Eye Tracking in cognitieve experimenten

Eye tracking is een van de meest bruikbare methoden in gedragsonderzoek voor het bestuderen van cognitie. Deze methode is een niet-invasieve tool die zeer gevoelige informatie biedt over tekortkomingen in cognitie, die gebruikelijk zijn bij neurologische aandoeningen. Deze video geeft een overzicht van de eye-trackingmethode, de soorten oogbewegingen die typisch worden gemeten en het gebruik van deze tool in verschillende onderzoeksgebieden.

Laten we beginnen met het leren van een paar soorten oogbewegingen die eye-tracking vastlegt. Het oog maakt de snelste beweging in je lichaam, wat een saccade wordt genoemd. Een saccade, weergegeven door de blauwe lijnen, kan in elke richting worden gemaakt, meestal bewegend van het ene fixatiepunt naar het andere, op een millisecondentijdschaal. Eenmaal een taak is voltooid, kan de totale duur van elke fixatie op een bepaald doel cognitieve inzichten geven over hoe lang de hersenen nodig hebben om fijne details binnen een doel te verwerken. De tijd die wordt besteed aan het maken van een saccade van het ene fixatiepunt naar het volgende, staat bekend als de saccaadische reactietijd of latentie. Deze reacties kunnen snel of traag zijn en latentie-analyse kan bewijs leveren met betrekking tot cognitieve tekortkomingen.

Twee soorten saccades die vaak worden vastgelegd in gedragsonderzoek zijn de anti-saccade en pro-saccade. Een vrijwillige oogbeweging, of "anti-saccade," treedt op wanneer de ogen weg van een doel bewegen. Een onvrijwillige oogbeweging, of "pro-saccade," treedt op wanneer de ogen naar een doel bewegen. De reactietijden en latenties van deze bewegingen zijn belangrijke componenten voor het begrijpen van de onderliggende neurale functie.

Eye tracking legt ook verginge oogbewegingen vast, dat zijn veranderingen in de hoek van je oog om binoculaire visie te behouden. Deze oogbewegingen kunnen worden vastgelegd tijdens taken met gelijktijdige doelpresentaties, om de visuele prestaties beter te begrijpen wanneer verginge wordt verstoord.

Nu je een idee hebt van het soort informatie dat wordt vastgelegd en hoe het wordt geanalyseerd, laten we eens kijken hoe het eye-trackingsysteem moet worden ingesteld.

Voordat je begint, verzamel al het relevante apparatuur, zoals een eyetracker, computer en hoofd- of kinbeugel. Er zijn meerdere opties voor eyetrackinghardware die kunnen worden gebruikt, zoals een hoofdgemonteerde eyetracker, een die op een bureau is gemonteerd en een die kan worden gebruikt in een magnetische resonantiescanner tijdens fMRI-experimenten.

Leg het doel van het onderzoek uit aan de proefpersoon en vraag een ondertekende toestemmingsformulier. Voor op het bureau gemonteerde systemen, begin met het proefpersoon de stoel te laten aanpassen en zorg ervoor dat ze comfortabel in de kinsteun kunnen leunen. Richt de camera af om een optimale beeldvorming en tracking te garanderen. Pas de infraroodgevoeligheidsdrempel van de camera aan, zodat deze de pupilreflectie van het proefpersoon kan vastleggen, om de oogpositie te volgen.

Instructeer vervolgens het proefpersoon om te fixeren op elke stip die op het scherm verschijnt totdat deze verdwijnt. Negen fixatiepunten zullen op het scherm verschijnen om de eyetrackingsoftware goed te kalibreren. Geef instructies voor de taak hetzij mondeling of met tekst op het scherm van het proefpersoon.

Laat je proefpersoon vertrouwd raken met de taak door een oefening uit te voeren. Begin vervolgens met de taak door de tekst of afbeeldingen op het scherm te tonen. Zodra een proefpersoon de taak heeft voltooid, controleer of de oogbewegingen en de fixatiepunten correct zijn vastgelegd.

Nu je een idee hebt van hoe eye tracking werkt, laten we eens kijken naar een paar studies waarin deze methode waardevolle cognitieve en gedragsinformatie zou kunnen opleveren.

Bijvoorbeeld, er zijn veel complexe processen bij het lezen, en eye tracking is een gevoelige manier om tekstbegrip te beoordelen. Begrip kan worden getest door het proefpersoon een zin op een computer te laten zien en hem/haar deze voor zichzelf te laten lezen. Vervolgens kan de onderzoeker de richting van de saccades en de volgorde van fixaties tijdens elke tekstverschijning analyseren.

Bovendien kan eye tracking helpen begrijpen hoe de hersenen gezichten waarnemen. Het visuele systeem extraheert individuele componenten, zoals de ogen, neus en mond, en combineert ze op zo'n manier dat je uiteindelijk een gezicht als een geheel waarneemt. Personen met neurologische ziekten zoals autisme nemen gezichten anders waar dan gezonde controles. Hun oogbewegingspatroon kan worden vergeleken met controlepopulaties om de cognitieve grondslagen van deze stoornis te begrijpen. Bovendien verwerkt de hersenen omgekeerde gezichten anders dan rechtopstaande gezichten, en eye tracking is een perfecte tool om te begrijpen waar proefpersonen in elke situatie het meest op letten.

Ten slotte worden veel rijsimulaties gekoppeld aan eyetrackers om reactietijden nauwkeurig vast te leggen op het plotselinge optreden van objecten op een scherm om individuen die lijden aan visuele tekortschietingsstoornissen beter te begrijpen. De eyetracker kan specifiek visuele tekortkomingen detecteren, zoals een hemianopsie, of wanneer een individu niets kan zien in hun perifere zicht. Dit kan gemakkelijk worden vastgelegd tijdens analyse door te kijken naar het ontbreken van fixatiepunten aan beide kanten van het visuele veld.

Je hebt zojuist JoVE's video over eye tracking in cognitieve experimenten bekeken. In deze video hebben we laten zien dat eye tracking een gevoelige en niet-invasieve tool is die zeer nuttig is bij het bestuderen van menselijk gedrag en cognitie. Bedankt voor het bekijken!