Artykuł metodologiczny

Śledzenie ruchu gałek ocznych u małych dzieci z autyzmem

DOI:

10.3791/3675

27 marca 2012

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Okulografia (eye tracking) od dawna jest wykorzystywana do badania wzorców spojrzenia u osób rozwijających się typowo, jednak ostatnie postępy technologiczne zwiększyły możliwość jej zastosowania w populacjach klinicznych, w tym u osób z autyzmem. Chociaż okulografia u małych dzieci z autyzmem może dostarczyć informacji o wczesnych manifestacjach objawów, wiąże się ona z wyzwaniami metodologicznymi. Przedstawiono sugestie dotyczące najlepszych praktyk.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wzrost dostępności komercyjnych systemów okulografii (eye-tracking) przyczynił się do gwałtownego zwiększenia ich zastosowania w badaniach psychologicznych i psychiatrycznych. Dzięki zapewnieniu bezpośredniego, szczegółowego i obiektywnego pomiaru zachowania wzroku, okulografia stała się cennym narzędziem do badania nieprawidłowych strategii percepcyjnych w populacjach klinicznych i była wykorzystywana do identyfikacji cech specyficznych dla danej jednostki chorobowej1, wspierania wczesnej diagnostyki2 oraz optymalizacji leczenia3. W szczególności badacze zaburzeń spektrum autyzmu (ASD) odnieśli korzyści z włączenia okulografii do swoich paradygmatów badawczych4-7. W badaniach tych okulografia była w dużej mierze wykorzystywana do ujawniania mechanizmów leżących u podstaw upośledzonego wykonywania zadań8 oraz nieprawidłowego funkcjonowania mózgu9, szczególnie podczas przetwarzania informacji społecznych1,10-11. Choć większość badań w tym obszarze dotyczy starszych dzieci i dorosłych z ASD, okulografia może być szczególnie użyteczna w badaniu małych dzieci z tym zaburzeniem, ponieważ oferuje nieinwazyjne narzędzie do oceny i kwantyfikacji wcześnie pojawiających się nieprawidłowości rozwojowych2,12-13. Wdrażanie okulografii u małych dzieci z ASD wiąże się jednak z szeregiem specyficznych wyzwań, w tym z problemami z posłuszeństwem wynikającymi z określonych wymagań zadań oraz psychospołecznymi uwarunkowaniami związanymi z zaburzeniem. W niniejszym protokole szczegółowo opisujemy kwestie metodologiczne dotyczące optymalizacji projektu badania, pozyskiwania danych i analizy psychometrycznej podczas prowadzenia pomiarów okulograficznych u małych dzieci z ASD. Przedstawione zalecenia zostały zaprojektowane tak, aby znaleźć szersze zastosowanie w okulografii dzieci z innymi niepełnosprawnościami rozwojowymi. Oferując wytyczne dotyczące najlepszych praktyk w tych obszarach, oparte na lekcjach wyciągniętych z naszej własnej pracy, mamy nadzieję pomóc innym badaczom w podejmowaniu właściwych decyzji dotyczących projektu badań i analizy, unikając jednocześnie częstych błędów, które mogą negatywnie wpłynąć na pozyskiwanie danych podczas okulografii u małych dzieci z ASD lub innymi trudnościami rozwojowymi.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Sprzęt do okulografii

Chociaż na rynku dostępnych jest wiele systemów śledzenia wzroku, te, które najlepiej nadają się do badania małych dzieci z ASD, charakteryzują się następującymi cechami:

  1. Przede wszystkim eye-tracker musi uwzględniać ruchy głowy, które w przypadku braku korekty mogą naruszyć integralność pozyskiwanych danych o spojrzeniu. O ile wiele starszych systemów zapewniało dokładne śledzenie poprzez stabilizację głowy za pomocą podpórki pod brodę lub systemów montowanych na głowie (patrz Rysunek 1), o tyle rozwiązania te nie są optymalne w przypadku małych dzieci, które mogą stawiać opór próbom ograniczenia ruchów głowy lub nie chcieć nosić założonego sprzętu. Na szczęście większość nowoczesnych komercyjnych systemów wideo-eye-trackingu w podczerwieni wykorzystuje system referencyjny oparty na odbiciach rogówkowych, które są odporne na niewielkie ruchy głowy. Preferowane są i obecnie szeroko dostępne systemy eyetrackingu oferujące zintegrowane lub zdalne rozwiązania śledzenia głowy.
  2. W przypadku badania dzieci z ASD zaleca się stosowanie dyskretnych systemów eyetrackingu, które nie zakłócają przebiegu sesji testowej. Mogą to być modele zintegrowane z monitorem (np. modele Tobii Technology TX300, T60XL lub T120; SensoMotoric Instruments RED500) lub wersje pulpitowe (np. Tobii Technology TX300, X120; Applied Science Laboratories D6 Optics; SR Research EyeLink 1000) umieszczone w sposób niewidoczny w zasięgu uczestnika. Ponieważ wersje pulpitowe nie są ograniczone do konkretnego rozmiaru ekranu, oferują one większą elastyczność metodologiczną, ale są w mniejszym stopniu zautomatyzowane i mogą wymagać częstszej ręcznej regulacji.
  3. Badacze powinni również wybrać system eyetrackingu z częstotliwością próbkowania odpowiednią do stawianych pytań badawczych. Większość systemów opartych na odbiciach rogówkowych posiada minimalną częstotliwość próbkowania 50 Hz (tj. 50 punktów danych na sekundę), co jest wystarczające do badania wzorców percepcyjnych małych dzieci podczas skanowania wzrokowego statycznych obrazów13 oraz dynamicznych filmów10. Jednak badacze zainteresowani subtelnymi zachowaniami okulomotorycznymi14 (np. płynnym śledzeniem, wzmocnieniem i/lub sakkadami ekspresowymi) będą chcieli zainwestować w system o wyższej częstotliwości próbkowania (tj. ≥ 250 Hz). Należy mieć świadomość, że w niektórych systemach oferujących kilka opcji częstotliwości próbkowania, wyższe wartości są często osiągane kosztem ograniczenia swobody ruchów głowy, co utrudnia utrzymanie ruchliwego dziecka w zakresie działania urządzenia. Wyższa liczba klatek wymaga szybszego próbkowania i przetwarzania danych wideo, co zazwyczaj osiąga się poprzez kadrowanie obrazu z kamery. Skutkuje to zmniejszeniem użytkowanego pola widzenia, co tym samym redukuje zakres dopuszczalnych ruchów głowy. Badacze korzystający z systemów oferujących różne opcje częstotliwości próbkowania powinni wybrać taką, która będzie wystarczająco wysoka, aby odpowiedzieć na pytanie badawcze, ale jednocześnie na tyle niska, by dopuścić przewidywany poziom ruchów głowy.

2. Środowisko testowe i bodźce

  1. W najbliższym otoczeniu systemu eye-tracking zaleca się minimalistyczną dekorację pomieszczenia, aby zminimalizować ryzyko odwrócenia uwagi dziecka od ekranu. Podobnie, słabo oświetlone pomieszczenie pomaga zmniejszyć dostrzegalność konkurujących bodźców spoza wyświetlacza.
  2. Ponieważ jednak niektóre małe dzieci z ASD mogą wykazywać nadwrażliwość wzrokową i/lub słuchową, badacze powinni unikać przeprowadzania testów w całkowicie zaciemnionym pomieszczeniu, co potęguje jasność ekranu, oraz unikać stosowania zbyt głośnych lub gwałtownych efektów dźwiękowych w prezentacjach, gdyż mogą one być awersyjne dla niektórych dzieci z ASD i prowadzić do mniejszej współpracy podczas testów. Zaciemnione środowisko może również zwiększyć rozszerzenie źrenic, co może utrudnić ich śledzenie, choć zależy to od użytego sprzętu do eye-trackingu. W większości przypadków zaleca się standardowe oświetlenie biurowe.
  3. Aby dodatkowo zmniejszyć ryzyko odwrócenia uwagi dziecka od ekranu, eksperymentator nie powinien być widoczny dla uczestnika. Można to osiągnąć poprzez umieszczenie ścianki działowej między stanowiskiem eye-trackingu a komputerem sterującym obsługiwanym przez eksperymentatora lub po prostu przez ustawienie eksperymentatora poza zasięgiem wzroku uczestnika. W takiej sytuacji druga kamera może pomóc eksperymentatorowi zachować widoczność uczestnika. Rzeczywiście, niektóre komercyjne systemy eye-tracking mają zintegrowaną kamerę w wyświetlaczu, dzięki czemu obraz wideo uczestnika jest przesyłany w czasie rzeczywistym do komputera sterującego w celu monitorowania przez eksperymentatora.

3. Procedury

  1. Małe dzieci, zwłaszcza te z ASD, mogą odczuwać niepokój w związku z nowym środowiskiem testowym. Choć wcześniejsze zapoznanie się z przestrzenią testową i/lub eksperymentatorem może pomóc złagodzić te uczucia, nie zawsze jest to możliwe. W takim przypadku dzieci odczuwające niepokój powinny być przez cały czas trwania sesji testowej w towarzystwie rodzica lub znanego im dorosłego. W niektórych sytuacjach badacze powinni być przygotowani na wykazanie się cierpliwością, dopóki dziecko nie zaadaptuje się do nowego otoczenia.
  2. Przed rozpoczęciem sesji testowej eksperymentator może zdecydować o wyświetleniu na monitorze filmu dla dzieci lub kreskówki. Często pomaga to dziecku poczuć się swobodniej, zapewniając jednocześnie skierowanie uwagi w stronę wyświetlacza testowego. Eksperymentator może następnie wykorzystać przyciągniętą uwagę dziecka, aby ustawić je w zasięgu eyetrackera i przejść bezpośrednio do sekwencji kalibracji.
  3. Siedzisko dla dziecka musi umożliwiać regulację pionową, aby zapewnić, że wszystkie dzieci, niezależnie od wzrostu i postawy, mogą zostać ustawione w zasięgu eyetrackera. Choć odległość krzesła od wyświetlacza zależy od rozmiaru ekranu i pożądanego kąta widzenia, wysokość krzesła musi być dostosowana do wzrostu dziecka, aby linia wzroku była zestandaryzowana dla wszystkich uczestników. Ponieważ nie wszystkie dzieci siedzą w krześle w ten sam sposób, często konieczne jest również niewielkie skorygowanie odległości uczestnika od wyświetlacza, aby upewnić się, że każde dziecko znajduje się w optymalnej odległości od ekranu dla uzyskania wysokiej jakości danych. Odległość ta jest określana przez producenta eyetrackera i najłatwiej ją osiągnąć, korzystając z krzesła mobilnego.
  4. Eksperymentatorzy mogą w pierwszej kolejności spróbować posadzić dziecko (jeśli jest wystarczająco małe) samodzielnie w przypiętym foteliku samochodowym na regulowanej platformie lub w przenośnym krzesełku do karmienia przymocowanym do biurowego krzesła o regulowanej wysokości. Osiągnęliśmy również sukcesy, stosując krzesło Rifton, szczególnie u dzieci, które używały go wcześniej w szkole lub w domu, ponieważ jest ono łatwe w ustawieniu i pomaga ograniczyć ruchliwość, która mogłaby prowadzić do utraty danych.
  5. Dzieci, które współpracują tylko wtedy, gdy siedzą na kolanach opiekuna, lub które wymagają wsparcia fizycznego zapewnianego przez opiekuna, mogą zostać zakwaterowane poprzez posadzenie opiekuna na krześle biurowym, którego wysokość można regulować, aby ustawić dziecko w ramach zestandaryzowanych parametrów odległości. Przykład takiego ustawienia przedstawiono na Rysunku 2. Statystyki dotyczące siedzenia na kolanach w porównaniu do siedzenia w krześle powinny być zawsze odnotowane w celu analizy możliwych czynników zakłócających. Aby upewnić się, że eyetracker rejestruje wyłącznie oczy dziecka, badacze mogą poprosić opiekunów o założenie okularów przeciwsłonecznych blokujących podczerwień lub nieprzezroczystych bądź po prostu polecić im zamknięcie oczu podczas testu. Opiekunowie powinni zostać również poinstruowani, aby zachowali spokój i powstrzymali się od komunikacji werbalnej i niewerbalnej z dzieckiem podczas procedury testowej.

Pediatryczny eksperyment wzroku, przenośny zestaw do śledzenia wzroku w badaniu ruchów gałek ocznych.
Rycina 1. System śledzenia wzroku montowany na głowie.

Układ eksperymentu śledzenia spojrzenia u niemowląt; dziecko patrzące na ekran; badanie uwagi wizualnej.
Rycina 2. Dziecko może siedzieć na kolanach opiekuna, jeśli wymaga ono fizycznej pomocy przy siedzeniu lub jeśli jest to konieczne dla utrzymania współpracy.

  1. W przypadku systemów eye-trackingowych, które zapewniają eksperymentatorowi okno wyświetlające oczy uczestnika w zakresie dopuszczalnego ruchu głowy, oczy dziecka powinny znajdować się w centrum okna, aby zwiększyć prawdopodobieństwo utrzymania obrazu oka przez eye-tracker, nawet jeśli dziecko zgarbi się, wyprostuje lub zacznie się kołysać podczas testu.
  2. Po prawidłowym ustawieniu eksperymentator powinien rozpocząć procedurę kalibracji. Ponieważ małe dzieci z ASD mogą nie być w stanie lub nie chcieć stosować się do instrukcji słownych dotyczących patrzenia w określone miejsca na ekranie (co jest typowe dla wielu sekwencji kalibracyjnych), zastosowanie dynamicznych bodźców z towarzyszącym im dźwiękiem może skuteczniej przyciągnąć uwagę, a tym samym dostarczyć dokładniejsze dane o spojrzeniu. Zazwyczaj sekwencja 5-punktowa jest na tyle krótka, aby utrzymać uwagę dziecka, zapewniając jednocześnie precyzyjną kalibrację. W badaniach eye-trackingowych z niemowlętami często stosuje się kalibrację 2-punktową, natomiast kalibracja 9-punktowa jest typowa dla badań z młodzieżą i dorosłymi.
  3. Eksperymentatorzy mogą zmaksymalizować uwagę wizualną dziecka skierowaną na wyświetlacz podczas testu, projektując zwięzłe i angażujące zadanie o minimalnych wymaganiach (np. zadanie pasywnego oglądania). Ponadto wstawienie animacji międzybodźcowej z towarzyszącym efektem dźwiękowym (być może podobnym do tych używanych podczas sekwencji kalibracji) może pomóc w przekierowaniu uwagi na wyświetlacz u dzieci, których koncentracja osłabła. Dodatkowo umieszczenie tej animacji międzybodźcowej w predefined location może zapewnić, że wszystkie wzorce skanowania wizualnego będą rozpoczynać się w tym samym punkcie u wszystkich uczestników.
  4. Jeśli zadanie badawcze jest długie, eksperymentator może wykorzystać tę animację międzybodźcową jako „punkt odniesienia”, aby sprawdzić, czy występuje dryf kalibracji. Zazwyczaj, jeśli dryf przekrocza 3 stopnie kąta widzenia, należy przeprowadzić ponowną kalibrację. Ponadto w przypadku zastosowania wielu zadań lub prób zaleca się ponowną kalibrację pomiędzy każdym z nich, aby wyeliminować dryf w trakcie trwania testowania.

4. Analiza

  1. Większość systemów eye-trackingowych generuje surowe pliki danych, które zawierają co najmniej znacznik czasu, współrzędne X i Y punktu spojrzenia (czasami dla obu oczu), odległość od wyświetlacza lub bodźca, a także indeks charakteryzujący zdarzenie lub zmianę w prezentacji bodźca. Niektóre programy komputerowe dostarczają również informacji o średnicy źrenicy i metrykach fiksacji.
  2. Sposób kondensacji ogromnej ilości surowych danych jest determinowany przez pytanie badawcze. Najczęściej celem jest charakterystyka metryk gęstości fiksacji i/lub dynamiki okulomotorycznej. Jednak po scharakteryzowaniu tych konstruktów można badać konstrukty nadrzędne, takie jak uwaga i pamięć, w określonych warunkach eksperymentalnych.
  3. Gęstość fiksacji: Choć istnieje wiele różnych algorytmów charakteryzujących gęstość fiksacji15, wszystkie analizują dwa główne komponenty: informacje czasowe i przestrzenne. Na przykład fiksację można zdefiniować jako punkt spojrzenia pozostający w obrębie średnicy 1° kąta widzenia przez co najmniej 100 milisekund, choć parametry te są często dostosowywane do pytania badawczego. Typowe zmienne zależne obejmują liczbę fiksacji, średni czas trwania fiksacji i całkowity czas fiksacji, a także rozmieszczenie przestrzenne i/lub sekwencję poszczególnych fiksacji (tzn. ścieżki skanowania)16.
  4. Analizy fiksacji są często przeprowadzane w obrębie zdefiniowanych wcześniej „obszarów zainteresowania” (AOI). Badaczy może interesować, czy dzieci z ASD i bez ASD różnią się pod względem czasu fiksacji na konkretnych AOI (takich jak oczy na twarzy), czasu latencji do pierwszej fiksacji AOI lub w wzorcach przesunięć spojrzenia między AOI. Ponadto metryki wymienione w punkcie 4.3 mogą być również stosowane w analizach AOI.
  5. Dzieci z ASD, szczególnie te z zaburzeniami uwagi trwalej, często wykazują więcej brakujących danych dotyczących spojrzenia niż grupa kontrolna. Może to wynikać z mniejszej uwagi wizualnej poświęcanej bodźcom na ekranie lub z nadmiernego mrugania (czasami wywołanego zbyt jasnym wyświetlaczem lub zbyt ciemnym otoczeniem testowym). Aby kontrolować różnice w brakujących danych między grupami, badacze mogą przeprowadzić analizę jako proporcję czasu spojrzenia na ekran, zamiast stosować wartości bezwzględne, które mogą być zaburzone przez brakujące dane. Ponadto, aby zapobiec niezawodności danych spowodowanej niewystarczającym próbkowaniem, badacze powinni wymagać, aby wszyscy uczestnicy włączeni do końcowej próby przekroczyli próg „minimalnego czasu”. Specyfika tego progu będzie różnić się w zależności od badania, ale ogólnie uczestnicy z większą ilością danych brakujących niż zarejestrowanych powinni być uznani za podejrzane.
  6. W przeciwieństwie do analizy fiksacji, algorytmy oparte na prędkości uwzględniają zmianę odległości euklidesowej między kolejnymi pomiarami i koncentrują się przede wszystkim na sakadach. Sakada jest sygnalizowana, gdy prędkość (odległość/czas) przekroczy określony próg. Jeśli jednoczesne pomiary nie przekraczają tego progu prędkości przez określony czas, sygnalizowana jest fiksacja.
  7. Dynamika okulomotoryczna: Charakterystyka dynamiki okulomotorycznej wymaga systemu eye-trackingowego o wysokiej częstotliwości próbkowania, który jest wystarczająco czuły na subtelne zmiany pozycji i ruchu oka. Chociaż w ramach dynamiki okulomotorycznej można badać wiele zmiennych zależnych, w tym sakady, dryft okularny i śledzenie, wszystkie wskaźniki opierają się na prędkości ruchu oka. Charakterystyka tej prędkości opiera się na dwóch właściwościach (tzn. odległości i czasie) i pozwala tym samym na badanie innych właściwości dynamiki okulomotorycznej, w tym rozkładu lub wzorca prędkości sakad, rozkładu lub wzorca amplitudy sakad, rozkładu lub wzorca czasu trwania sakad, a także latencji sakady i dokładności zakończenia sakady (tzn. wzmocnienia). Typowe paradygmaty obejmują zadania sakadowe kierowane wizualnie, zadania antysakadowe, zadania sakadowe kierowane pamięciowo oraz zadania sakadowe predykcyjne.7, 17 Istniejąca literatura zawiera obszerny zbiór badań nad dynamiką sakad, które mogą być pomocne dla zainteresowanych badaczy18-20.

5. Reprezentatywne wyniki

Nie wiem, kto znajduje się na obrazie, ale przedstawia on ponumerowany schemat łączący zabawkę w kształcie pociągu i zdziwioną twarz.
Rysunek 3. Rysunek 3 przedstawia mapę fiksacji wygenerowaną w badaniach przeprowadzonych przez naszą grupę. Pokazano tutaj poszczególne fiksacje, oznaczone fioletowymi kółkami, jednego dziecka z ASD podczas oglądania statycznego obrazu. Fiksacje z tego i podobnych zadań są analizowane w całej grupie uczestników, aby ustalić, czy dzieci z ASD i bez ASD różnią się pod względem uwagi wizualnej skierowanej na poszczególne AOI.

Wykres liniowy przedstawiający wskaźniki eksploracji obrazów społecznych u dzieci TD i ASD w porównaniu obiektów HAI i LAI.
Rycina 4. Rycina 4 przedstawia przykład końcowego produktu obejmującego wiele opisanych powyżej kroków, w tym: 1) zastosowanie filtra fiksacji do surowych danych o spojrzeniu, 2) przypisanie fiksacji do konkretnych obszarów zainteresowania (AOI) oraz 3) kondensację i porównanie wzorców fiksacji w grupie dzieci rozwijających się typowo (TD) oraz grupie dzieci z ASD. Bardziej szczegółowo, rycina ta wykazuje, że w paradygmacie eksploracji wizualnej dzieci z ASD eksplorują (tj. fiksują) mniej obrazów społecznych niż dzieci TD, gdy jednocześnie wyświetlane są obiekty o „wysokim zainteresowaniu autystycznym” (HAI). Jednakże, gdy bodźce społeczne są prezentowane wraz z obiektami o „niskim zainteresowaniu autystycznym” (LAI), eksploracja obrazów społecznych nie różni się znacząco między grupami, co sugeruje, że uwaga społeczna w ASD jest modulowana w zależności od względnej istotności konkurujących bodźców.21

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wykorzystanie okulografii (eye-tracking) jako obiektywnego i dostępnego narzędzia do badania cech percepcyjnych zaburzeń psychiatrycznych ułatwiło badania nad nieprawidłowościami w uwadze wizualnej i wzorcami okulomotorycznymi, które przyczyniają się do cech klinicznych ASD. Szczególnie obiecującym zastosowaniem tych prac było badanie małych dzieci z ASD w celu uchwycenia wczesnych mechanizmów rozwojowych tego zaburzenia. Chociaż badania w tej grupie wiekowej są kluczowe dla wyjaśnienia wczesnego przebiegu i charakterystyki ASD, przeprowadzanie ich z wykorzystaniem tradycyjnych paradygmatów behawioralnych często okazuje się trudne ze względu na deficyty społeczne i komunikacyjne występujące w tej populacji. Okulografia może zmniejszyć niektóre z tych wymagań zadaniowych, zapewniając bezpośredni i mierzalny wskaźnik preferencji wizualnych oraz zachowania wzroku. Ostatecznie podejście to może pomóc w ujawnieniu istotnych informacji w krytycznym okresie rozwoju ASD, co z kolei może wspomóc wysiłki w zakresie wczesnej identyfikacji i interwencji.

Pomimo tych korzyści, śledzenie wzroku u małych dzieci z ASD jest utrudnione przez szereg wyzwań metodologicznych. Niniejszy protokół szczegółowo opisuje wytyczne dotyczące wdrażania eye-trackingu w tej populacji. Choć sugestie przedstawione w tym opracowaniu ograniczają się do powszechnie dostępnych komercyjnych systemów śledzenia wzroku opartych na odbiciu rogówkowym, zwłaszcza tych, które nie ograniczają ruchów uczestnika i potrafią korygować ruchy głowy, zostały one zaprojektowane tak, aby dostarczyć ogólnych instrukcji dla zainteresowanych badaczy. Optymalny projekt często zależy od specyfiki badania, jednak ogólne zalecenia obejmują wybór sprzętu i stworzenie środowiska testowego sprzyjającego badaniu tej populacji, wdrożenie procedur minimalizujących przeszkody i potencjalne rozpraszacze oraz zastosowanie odpowiednich strategii analitycznych.

Przyjęcie takich praktyk może przyspieszyć badania z wykorzystaniem eye-trackingu nakierowane na analizę wczesnych objawów ASD, ale mogą one być również przydatne dla grup badawczych zainteresowanych śledzeniem wzroku u młodych dzieci w szerszym ujęciu, w tym u niemowląt22, a także u dzieci z innymi niepełnosprawnościami rozwojowymi niż autyzm. Ponadto badacze mogą chcieć rozszerzyć te zalecenia, łącząc eye-tracking z innymi pomiarami fizjologicznymi, takimi jak EEG, galwaniczna reakcja skóry i monitorowanie tętna, aby uzyskać bardziej kompleksowy profil odpowiedzi psychobiologicznej. Rosnąca dostępność mobilnych systemów eye-trackingu zwiększa również możliwość rozszerzenia badań nad zachowaniem wzroku w ASD na konteksty o większej trafności ekologicznej, w tym na interakcje społeczne na żywo. Przewiduje się, że takie innowacyjne podejścia zyskają na popularności w nadchodzących latach.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia i nie stwierdzono żadnych konfliktów interesów.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dziękujemy wszystkim dzieciom i opiekunom, którzy uczestniczyli w naszych badaniach z wykorzystaniem okularów do śledzenia wzroku w Callier Center for Communication Disorders na University of Texas at Dallas oraz w UNC Carolina Institute for Developmental Disabilities.

N. Sasson otrzymał wsparcie z grantu nr UL1RR024982 pt. „North and Central Texas Clinical and Translational Science Initiative” (Milton Packer, M.D., PI) z National Center for Research Resources (NCRR), będącego częścią National Institutes of Health (NIH) oraz NIH Roadmap for Medical Research; treść publikacji jest wyłączną odpowiedzialnością autorów i niekoniecznie odzwierciedla oficjalny pogląd NCRR lub NIH.  Informacje na temat NCRR są dostępne pod adresem http://www.ncrr.nih.gov/.  Informacje na temat Re-engineering the Clinical Research Enterprise można uzyskać pod adresem http://nihroadmap.nih.gov/clinicalresearch/overview-translational.asp.

J. Elison otrzymał wsparcie w ramach grantu NRSA (5-T32-HD007376) z NICHD dla Carolina Consortium on Human Development w Center for Developmental Science, UNC.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
OkulografTobiiTobii 60XLSamodzielny system oparty na odbiciu rogówkowym. Okulograf jest zintegrowany z 24" szerokoekranowym monitorem TFT. Rejestracja przebiega z częstotliwością 60Hz. Przedstawiono na Rysunku 2. Jest to jeden z kilku systemów, które dopuszczają ruchy głowy (w tym przypadku w przestrzeni sześcianu o wymiarach 40x20x27cm z odległości 60cm, zachowując średnią dokładność ~0,5° kąta widzenia).
Oprogramowanie sterujące okulografemTobiiTobii Studio v. 2.1.14
Program do analizy fiksacjiTobiiTobii Studio v. 2.1.14Analiza fiksacji na Rysunku 3 została wygenerowana przy użyciu tego programu. Wyniki na Rysunku 4 zostały wygenerowane w zewnętrznym oprogramowaniu.

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sasson, N. J., Tsuchiya, N., Hurley, R., Couture, S. M., Penn, D. L., Adolphs, R., Piven, J. Orienting to social stimuli differentiates social cognitive impairment in autism and schizophrenia. Neuropsychologia. 45, 2580-2588 (2007).
  2. Pierce, K., Conant, D., Hazin, R., Stoner, R., Desmond, J. Preference for geometric patterns early in life as a risk factor for autism. Arch. Gen. Psychiat. 68, 101-109 (2011).
  3. Combs, D. R., Chapman, D., Waguspack, J., Basso, M. R., Penn, D. L. Attention shaping as a means to improve emotion perception deficits in outpatients with schizophrenia and impaired controls. Schizophr. Res. 127, 151-156 (2011).
  4. Ames, C., Fletcher-Watson, S. A review of methods in the study of attention in autism. Dev Rev. 30, 52-73 (2010).
  5. Boraston, Z., Blakemore, S. J. The application of eyetracking technology in the study of autism. The Journal of Physiol. 581, 893-898 (2007).
  6. Simmons, D. R., Robertson, A. E., McKay, L. S., Toal, E., McAleer, P., Pollick, F. E. Vision in autism spectrum disorders. Vision Res. 49, 2705-2739 (2009).
  7. Karatekin, C. Eye tracking studies of normative and atypical development. Dev Rev. 27, 283-348 (2007).
  8. Spezio, M. L., Adolphs, R., Hurley, R. S., Piven, J. Analysis of face gaze in autism using "Bubbles. Neuropsychologia. 45, 144-151 (2007).
  9. Dalton, K. M., Nacewicz, B. M., Johnstone, T., Schaefer, H. S., Gernsbacher, M. A., Goldsmith, H. H., Alexander, A. L., Davidson, R. J. Gaze fixation and the neural circuitry of face processing in autism. Nat. Neurosci. 8, 519-526 (2005).
  10. Klin, A., Lin, D. J., Gorrindo, P., Ramsay, G., Jones, W. Two-year-olds with autism orient to non-social contingencies rather than biological motion. Nature. 459, 257-261 (2009).
  11. Pelphrey, K. A., Sasson, N. J., Reznick, J. S., Paul, G., Goldman, B. N., Piven, J. Visual scanning of faces in adults with autism. J. Autism Dev. Disord. 32, 249-261 (2002).
  12. Chawarska, K., Shic, F. Looking but not seeing: atypical visual scanning and recognition of faces in 2 and 4-year-old children with autism spectrum disorder. J. Autism Dev. Disord. 39, 1663-1672 (2009).
  13. Sasson, N. J., Elison, J. T., Turner-Brown, L. M., Dichter, G. S., Bodfish, J. W. Brief report: circumscribed attention in young children with autism. J. Autism Dev. Disord. 41, 242-247 (2011).
  14. D'Cruz, A. K., Mosconi, M. W., Steele, S., Rubin, L. H., Beatriz, L., Minshew, N., Sweeney, J. A. Lateralized response timing deficits in autism. Biol. Psychiatry. 66, 393-397 (2009).
  15. Shic, F., Chawarska, K., Scassellati, B. The incomplete fixation measure. Proceedings of the 2008 symposium on eye tracking research & applications, , AMC. 111-114 (2008).
  16. Jacob, R. J. K., Karn, K. S. Eye tracking in human-computer interaction in usability research: ready to deliver the promises (section commentary). The Mind's Eye: Cognitive and Applied Aspects of Eye Movement Research. Hyona, J., Radach, R., Deubel, H. , Elsevier Science. Amsterdam. 573-605 (2003).
  17. Sweeney, J. A., Takarae, Y., Macmillan, C., Luna, B., Minshew, N. J. Eye movements in neurodevelopmental disorders. Curr. Opin. Neurol. 17, 37-42 (2004).
  18. Duchowski, A. T. Eye tracking methodology: theory and practice. , Springer-Verlag. London. (2003).
  19. Goldberg, J. H., Kotval, X. P. Computer interface evaluation using eye movements: methods and constructs. Int. J. Indus. Ergonomics. 24, 631-645 (1999).
  20. Salvucci, D. D., Goldber, J. H. Identifying fixations and saccades in eye-tracking protocols. Proceedings of the Eye Tracking Research and Applications Symposium 2000, , ACM. NY. 71-78 (2000).
  21. Sasson, N. J., Turner-Brown, L. M., Holtzclaw, T. N., Lam, K. S. L., Bodfish, J. W. Children with autism demonstrate circumscribed attention during passive viewing of complex social and nonsocial picture arrays. Autism. Research. 1, 31-42 (2008).
  22. Gredebäck, G., Johnson, S., von Hofsten, C. Eye tracking in infancy research Developmental Neuropsychology. 35, 1-19 (2009).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Zaburzenia spektrum autyzmuniepe nosprawno ci rozwojoweanaliza fiksacjiw a ciwo ci okulomotoryczneprocedura kalibracjiakwizycja danychrodowisko testowepozycjonowanie uczestnika

Powiązane artykuły