Tracciamento dei movimenti oculari in esperimenti cognitivi

Il tracciamento oculare è uno dei metodi più utili nella ricerca comportamentale per lo studio della cognizione. Questo metodo è uno strumento non invasivo che fornisce informazioni altamente sensibili sui deficit cognitivi, che sono comuni nei disturbi neurologici. Questo video fornirà una panoramica del metodo di tracciamento oculare, dei tipi di movimenti oculari tipicamente misurati e dell'uso di questo strumento in diverse aree di ricerca.

Iniziamo imparando un paio di tipi di movimenti oculari che l'eye-tracking cattura. L'occhio fa il movimento più veloce nel tuo corpo, che è chiamato saccade. Una saccade, mostrata dalle linee blu, può essere fatta in qualsiasi direzione, in genere spostandosi da un punto di fissazione all'altro, su una scala temporale di millisecondi. Una volta completato un compito, la durata totale di ogni fissazione su un determinato bersaglio può fornire informazioni cognitive su quanto tempo impiega il cervello a elaborare i dettagli all'interno di un bersaglio. Il tempo trascorso a fare una saccade da un punto di fissazione all'altro, è noto come tempo di reazione saccadico o latenza. Queste reazioni possono essere veloci o lente e l'analisi della latenza può fornire prove relative ai deficit cognitivi.

Due tipi di saccadi comunemente catturati nella ricerca comportamentale sono l'anti-saccade e il pro-saccade. Un movimento oculare volontario, o "anti-saccade", si verifica quando gli occhi si allontanano da un bersaglio. Un movimento oculare involontario, o "pro-saccade", si verifica quando gli occhi si muovono verso un bersaglio. I tempi di reazione e le latenze di questi movimenti sono componenti chiave nella comprensione della funzione neurale sottostante.

Il tracciamento oculare cattura anche i movimenti oculari di vergenza, che sono cambiamenti nell'angolo dell'occhio per mantenere la visione binoculare. Questi movimenti oculari possono essere catturati durante le attività con presentazioni target simultanee, al fine di comprendere meglio le prestazioni visive quando la vergenza viene interrotta.

Ora che hai un'idea di quale tipo di informazioni vengono registrate e come vengono analizzate, esaminiamo come dovrebbe essere impostato il sistema di tracciamento oculare.

Prima di iniziare, raccogli tutte le attrezzature pertinenti, come un eye tracker, un computer e un tutore per la testa o il mento. Esistono diverse opzioni per l'hardware di tracciamento oculare che possono essere utilizzate, come un eye tracker montato sulla testa, uno montato su una scrivania e uno che può essere utilizzato all'interno di uno scanner a risonanza magnetica durante gli esperimenti fMRI.

Spiegare lo scopo dello studio al soggetto e ottenere un modulo di consenso firmato. Per i sistemi montati sulla scrivania, inizia facendo in modo che il soggetto regoli la sedia e assicurati che possano appoggiarsi comodamente al mentoniera. Metti a fuoco la fotocamera per garantire immagini e tracciamento ottimali. Regola la soglia di sensibilità a infrarossi della fotocamera in modo che possa catturare il riflesso della pupilla del soggetto, al fine di tracciare la posizione degli occhi.

Quindi, istruisci il soggetto a fissarsi su ogni punto che appare sullo schermo fino a quando non scompare. Nove punti di fissazione appariranno sullo schermo, al fine di calibrare correttamente il software di tracciamento oculare. Fornire istruzioni per l'attività verbalmente o con testo sullo schermo del computer del soggetto.

Fai in modo che il tuo soggetto acquisisca familiarità con l'attività completando una prova pratica. Quindi, inizia l'attività fornendo il testo o le immagini sullo schermo. Una volta che un soggetto ha completato l'attività, controlla che i movimenti oculari e i punti di fissazione siano stati catturati correttamente.

Ora che hai un'idea di come funziona il tracciamento oculare, diamo un'occhiata ad alcuni studi in cui questo metodo fornirebbe preziose informazioni cognitive e comportamentali.

Ad esempio, ci sono molti processi complessi coinvolti nella lettura e il tracciamento oculare è un modo sensibile per valutare la comprensione del testo. La comprensione può essere testata mostrando al soggetto una frase su un computer e facendola leggere a se stessi. Quindi, il ricercatore può analizzare la direzione delle saccadi e la sequenza di fissazioni durante ogni aspetto del testo.

Inoltre, il tracciamento oculare può aiutare a capire come il cervello percepisce i volti. Il sistema visivo estrae i singoli componenti, come gli occhi, il naso e la bocca, e li combina in modo tale da percepire alla fine un volto nel suo complesso. Gli individui con malattie neurologiche come l'autismo percepiscono i volti in modo diverso rispetto ai controlli sani. I loro modelli di movimento oculare possono essere paragonati alle popolazioni di controllo per cogliere le basi cognitive di questo disturbo. Inoltre, il cervello elabora i volti invertiti in modo diverso dai volti verticali e il tracciamento oculare è uno strumento perfetto per cogliere ciò che i soggetti si occupano di più in ogni istanza.

Infine, molte simulazioni di guida sono abbinate a eye tracker per catturare con precisione i tempi di reazione all'insorgenza improvvisa di oggetti su uno schermo per comprendere meglio le persone che soffrono di disturbi da deficit visivo. L'eye tracker può rilevare specificamente deficit visivi, come un'emianopia, o quando un individuo non è in grado di vedere nulla nella propria visione periferica. Questo è facilmente catturato durante l'analisi osservando la mancanza di punti di fissazione su entrambi i lati del campo visivo.

Hai appena visto il video di JoVE sull'eye tracking negli esperimenti cognitivi. In questo video, abbiamo dimostrato che l'eye tracking è uno strumento sensibile e non invasivo che è molto utile quando si studia il comportamento umano e la cognizione. Grazie per l'attenzione!