Method Article

Metoda ilościowego określania przetwarzania informacji wzrokowych u dzieci za pomocą śledzenia ruchu gałek ocznych

DOI:

10.3791/54031

⸱

July 9th, 2016

 ,  ,  , 
1Department of Neuroscience, Erasmus MC, 2KEI, Royal Dutch Visio

In This Article

Summary

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

Opisano metodę ilościowego określania jakości przetwarzania informacji wizualnych na podstawie odruchowych ruchów gałek ocznych w odpowiedzi na określone modalności wizualne. Czasy reakcji i wyjściowe parametry fiksacji służą do charakteryzowania sprawności wzrokowej u dzieci z wadami wzroku i bez wad wzroku od 6 miesiąca życia.

Abstract

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

Problemy ze wzrokiem, które pojawiają się we wczesnym okresie życia, mogą mieć duży wpływ na rozwój dziecka. Bez komunikacji werbalnej i opartej jedynie na metodach obserwacyjnych trudno jest dokonać ilościowej oceny problemów wzrokowych dziecka. Ogranicza to dokładną diagnostykę u dzieci poniżej 4 roku życia oraz u dzieci z niepełnosprawnością intelektualną. Tutaj opisujemy metodę ilościową, która pozwala przezwyciężyć te problemy. Metoda wykorzystuje zdalne śledzenie ruchu gałek ocznych i paradygmat preferencyjnego patrzenia czterech wyborów do pomiaru reakcji ruchów gałek ocznych na różne bodźce wzrokowe. Dziecko siedzi bez podparcia głowy przed monitorem ze zintegrowanymi kamerami na podczerwień. W jednym z czterech kwadrantów monitora prezentowany jest bodziec wzrokowy. Każdy bodziec ma określoną modalność wizualną w odniesieniu do tła, np. formy, ruchu, kontrastu lub koloru. Na podstawie odruchowych reakcji ruchów gałek ocznych na te specyficzne modalności wizualne, parametry wyjściowe, takie jak czas reakcji, dokładność fiksacji i czas trwania fiksacji, są obliczane w celu ilościowego określenia zachowania dziecka podczas oglądania. Dzięki takiemu podejściu można ocenić jakość przetwarzania informacji wizualnych bez użycia komunikacji. Porównując wyniki z wartościami referencyjnymi uzyskanymi u typowo rozwijających się dzieci w wieku od 0 do 12 lat, metoda dostarcza charakterystyki przetwarzania informacji wzrokowych u dzieci z dysfunkcją wzroku. Informacje ilościowe dostarczane przez tę metodę mogą być korzystne dla dziedziny klinicznej oceny wizualnej i rehabilitacji na wiele sposobów. Wartości parametrów stanowią dobrą podstawę do: (i) scharakteryzowania wczesnych zdolności wzrokowych, a w konsekwencji umożliwienia wczesnych interwencji; (ii) porównywać grupy ryzyka i śledzić rozwój wzroku w czasie; oraz (iii) skonstruować indywidualny profil wizualny dla każdego dziecka.

Introduction

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

Częstość występowania problemów wzrokowych związanych z uszkodzeniem mózgu u dzieci wzrosła. Ponieważ problemy ze wzrokiem mogą mieć ogromny wpływ na rozwój dziecka, wczesne wykrycie u małych niemowląt i dzieci zagrożonych jest bardzo ważne. Obecnie u dzieci w wieku od 1 do 2 lat stosuje się testy funkcji wzrokowo-sensorycznych służące do oceny funkcji wzrokowo-sensorycznych, takich jak ostrość wzroku i wrażliwość na kontrast (np. testy optotypowe). U młodszych dzieci testy te opierają się na ustrukturyzowanych obserwacjach zachowań dziecka związanych z oglądaniem informacji wizualnych. Interpretacja takiego zachowania, tj. poprzez patrzenie na ruchy gałek ocznych dziecka, może być utrudniona przez dysfunkcje okoruchowe lub uwagowe dziecka, a nawet przez oglądanie zachowania obserwatora. Funkcje wzrokowe zapośredniczone przez mózg, takie jak pamięć wzrokowo-przestrzenna i rozpoznawanie obiektów, są oceniane za pomocą testów percepcji wzrokowej (np. DTVP2). Testy te wymagają ustnych instrukcji i komunikacji i mogą być stosowane od 4-5 roku życia. Ze względu na pourodzeniowy rozwój układu wzrokowego i wykorzystanie wysokiego poziomu plastyczności we wczesnym okresie życia, pożądane jest jak najwcześniejsze ustalenie obecności i zakresu zaburzeń przetwarzania informacji wzrokowych. W ten sposób dzieci z (mózgowymi) wadami wzroku mogą maksymalnie skorzystać z wczesnej interwencji, stymulacji wizualnej lub strategii wspierających. W związku z tym istnieje zapotrzebowanie na metodę oceny przetwarzania informacji wizualnych, która może być stosowana bez komunikacji werbalnej u dzieci i która opiera się na wynikach ilościowych.

Ruchy gałek ocznych są dobrym modelem do badania wizualnie kierowanego zachowania orientacyjnego na bodźce3,4 oraz powiązanych funkcji percepcyjnych i poznawczych5. Ruchy gałek ocznych wskazują na skupienie uwagi wzrokowej w scenach i wiadomo, że wynikają albo z procesów oddolnych (odruchowych, opartych na istotności), albo z procesów odgórnych (intencjonalnych, poznawczych)6. Ruchy gałek ocznych służą do kierowania dołka centralnego, czyli ostrości widzenia, na nowe obiekty. Zawartość wizualna obiektu zainteresowania jest przetwarzana przez ścieżki, które biegną od siatkówki przez jądro kolankowate boczne do pierwszorzędowej kory wzrokowej (V1) i które rozprowadzają się w obszarach przetwarzania mózgowego (np. zaangażowanych w uwagę, orientację przestrzenną, rozpoznawanie, pamięć i emocje). Ruchy gałek ocznych są zarówno warunkiem wstępnym, jak i następstwem przetwarzania informacji wizualnych.

Postępy w pomiarze ruchów gałek ocznych za pomocą urządzeń śledzących ruch gałek ocznych na podczerwień dają możliwość uzyskania ilościowych parametrów funkcji okoruchowych i wzrokowych. Automatyczne urządzenia śledzące ruch gałek ocznych są obecnie wszechobecne w badaniach medycznych i psychologicznych z udziałem zdrowych i klinicznych populacji. Ich celem jest nie tylko badanie funkcji okoruchowych i alokacji uwagi7, ale także odpowiedź na pytania dotyczące mechanizmów behawioralnych i psychologicznych8,9. Wraz z rozwojem dostępnych i komercyjnych systemów śledzenia ruchu gałek ocznych, są one coraz częściej wykorzystywane do testowania wrażliwych populacji niemowląt i dzieci wwieku 10-12 lat, bez warunków ograniczających, skomplikowanych instrukcji lub aktywnej współpracy12,13. Ze względu na ścisłe sprzężenie układu okoruchowego i wzrokowego na poziomie ocznym i mózgowym, metody oparte na śledzeniu ruchu gałek ocznych są przede wszystkim odpowiednie do oceny zdolności wzrokowych. Do tej pory, poza pomiarem ostrości wzroku14, stosunkowo niewiele uwagi poświęcono zastosowaniu tej techniki w ocenie funkcji wzrokowych u dzieci.

Nasza grupa połączyła pomiary ruchu gałek ocznych z paradygmatem preferencyjnie wyglądającym13. Preferencyjny wygląd to preferencja utrwalania wzorzystych powierzchni zamiast jednorodnych15. Zasada ta stosowana jest poprzez wykorzystanie bodźców wizualnych z obszarem docelowym w jednym z czterech kwadrantów, które różnią się od tła jedną specyficzną cechą wizualną, np. spójną formą, spójnym ruchem, kontrastem i kolorem. Wiadomo, że te cechy wizualne są przetwarzane przez oddzielne obwodowe i centralne ścieżki wzrokowe. Na przykład informacja o formie jest przetwarzana przez szlaki brzuszne, od V1 do kory skroniowej. Informacje o ruchu są przetwarzane przez drogi grzbietowe, od V1 do tylnej kory ciemieniowej16. W związku z tym określone bodźce są wykorzystywane do wyzwalania przetwarzania informacji wzrokowych w różnych obszarach układu wzrokowego. Jeśli dziecko jest w stanie zobaczyć określone informacje wizualne, które są prezentowane, informacje te przyciągną uwagę wzrokową w postaci ruchów gałek ocznych. Te odruchowe reakcje ruchów gałek ocznych na bodźce wizualne są rejestrowane za pomocą zdalnego urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych na podczerwień. W ten sposób pomiary ruchu gałek ocznych zapewniają bezkomunikatywną ocenę jakości różnych aspektów przetwarzania informacji wzrokowych13.

Ruchy gałek ocznych dostarczają nie tylko danych obserwacyjnych dotyczących zachowania dzieckapodczas oglądania 11, ale mogą być również wykorzystane do bardziej obiektywnych pomiarów wyników. W połączeniu ze starannie zaprojektowanym paradygmatem testowym, ruchy gałek ocznych mogą dostarczyć precyzyjnych i obiektywnych informacji na temat przetwarzania informacji wizualnych. Informacje te uzyskuje się poprzez obliczenie parametrów ilościowych w oparciu o czasowe i przestrzenne właściwości reakcji na ruchy gałek ocznych. Przykładami takich parametrów są czas reakcji13, czas fiksacji17, metryki sakkady7 lub skumulowana alokacja uwagi18. Dostępność tych parametrów jest nowością w dziedzinie oceny wizualnej u dzieci na wczesnym etapie rozwoju.

Celem tego artykułu jest przedstawienie metody opartej na śledzeniu ruchu gałek ocznych do pomiaru przetwarzania informacji wzrokowych u dzieci w wieku od 6 miesięcy. Konfiguracja i procedura pomiaru (tj. paradygmat niewerbalny, postkalibracja i mobilność) mają szczególne zastosowanie do stosowania tej metody u dzieci z grupy ryzyka. Kluczowym aspektem jest analiza ilościowych parametrów odpowiedzi wzrokowej, tj. czasu reakcji, czasu fiksacji i dokładności fiksacji. Parametry te są wykorzystywane do zapewnienia obszarów odniesienia dla wizualnie kierowanych reakcji u typowo rozwijających się dzieci, w celu scharakteryzowania przetwarzania informacji wzrokowych w grupach ryzyka dzieci z wadami wzroku.

Protocol

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

Opisany tutaj protokół został zatwierdzony przez Komitet Badań Etycznych Medycznych Centrum Medycznego Erasmus, Rotterdam, Holandia (MEC 2012-097). Procedury były zgodne z założeniami Deklaracji Helsińskiej (2013) w odniesieniu do badań z udziałem ludzi.

1. Bodźce wizualne

  1. Wybierz zestaw bodźców wzrokowych, tj. obrazów i filmów, aby ukierunkować przetwarzanie podstawowych funkcji okoruchowych i funkcji przetwarzania wzrokowego.
  2. Wykorzystaj zdjęcia i filmy do oceny podstawowych funkcji okoruchowych, takich jak fiksacja, sakkady, płynny pościg i oczopląs optokineki. W przypadku wykrycia nieprawidłowości w funkcjonowaniu okulomotoryki należy wziąć to pod uwagę w analizie i interpretacji danych.
    1. Użyj obrazu, aby ocenić fiksację i sakkady. Obecny paradygmat zawiera obrazki z uśmieszkami o promieniu 3º kąta widzenia, które są prezentowane w lewej, prawej, górnej i dolnej połowie monitora.
    2. Użyj wolno poruszającego się obrazu, aby ocenić płynny pościg. Obecny paradygmat zawiera filmy z emotikonami, które poruszają się o 16º w sinusoidalnym kierunku poziomym i pionowym po monitorze, z prędkością 4º/sek.
    3. Użyj filmu, aby ocenić odruchy oczopląsu optokinetycznego. Obecny paradygmat zawiera filmy z czarno-białymi siatkami sinusoidalnymi, które poruszają się w lewo i w prawo.
  3. Używaj obrazów i filmów do oceny funkcji przetwarzania wizualnego, np. kontrastu, koloru, formy lub ruchu.
  4. Użyj zestawu bodźców wizualnych, które są oparte na 4-alternatywnym paradygmacie wymuszonego wyboru preferencyjnego patrzenia (4-AFC PL19). W obecnym paradygmacie 4 rogi bodźca (tj. lewy górny i prawy kwadrant, dolny lewy i prawy kwadrant) reprezentują alternatywny wybór, tj. obszar docelowy. Każdy obszar docelowy ma promień 6º i różni się od pozostałych 3 kwadrantów pod względem określonych informacji wizualnych, np. opartych na kontraście, kolorze, formie lub ruchu. Jako przykład można posłużyć się następującymi bodźcami wizualnymi:
    1. Użyj obrazu, aby ocenić przetwarzanie spójności formy: obraz z szeregiem losowo zorientowanych krótkich linii white (0,2º x 0,6º; gęstość 4,3 linii/stopień2) na czarnym tle. W obszarze docelowym wszystkie linie są ułożone w kształt koła.
    2. Użyj filmu, aby ocenić przetwarzanie ruchu lokalnego: film z czarno-białym wzorzystym kwadratowym celem, o kącie widzenia 2,3º, na równomiernie wzorzystym tle, poruszający się o 2,5º w lewo i w prawo w jednym kwadrancie z prędkością 2,5º/s.
    3. Użyj filmu, aby ocenić przetwarzanie Global Motion: obraz z układem białych kropek (średnica 0,25º, gęstość 2,6 punktu/stopień2) rozszerzających się od środka obszaru docelowego w kierunku granic monitora. Kropki poruszają się po czarnym tle z prędkością 11,8º/s i ograniczoną żywotnością wynoszącą 0,4 sekundy.
    4. Użyj obrazu, aby ocenić detekcję kontrastu: obraz z jasnością 0% () Ukrywanie obrazu Heidi w obszarze docelowym, na tle o jasności 75% (jasnoszarym).
    5. Użyj obrazu, aby ocenić wykrywanie kolorów: obraz z zieloną liczbą 17 w obszarze docelowym, na czerwono-żółtym tle.
    6. Użyj filmu do oceny jednoczesnego przetwarzania wizualnego, np. kreskówka: kolorowy obraz o wysokim kontraście (zwielokrotniony za zgodą Dicka Bruny, Mercis BV, Amsterdam, Holandia) o kącie widzenia 4,5º x 9,0º (szerokość x wysokość) poruszający się 1,5º w górę i w dół z prędkością 3º/s w obszarze docelowym, na czarnym tle.
      UWAGA: Dla jasności, reprezentatywne wyniki tego artykułu skupią się na bardzo istotnym bodźcu kreskówkowym, który zawiera różne rodzaje informacji wizualnych (Rysunek 1). Aby uzyskać zdjęcia innych bodźców wzrokowych, zapoznaj się z poprzednim badaniem20.

figure-protocol-1
Rysunek 1. Bodziec kreskówkowy. Bodziec kreskówkowy zawiera różne modalności wizualne (forma, ruch, kolor i kontrast). Ten bodziec wyzwala uwagę wzrokową i zapewnia najszybszy czas reakcji u dzieci. Nałożony jest ruch gałek ocznych (szary), przechodzący od lewego dolnego rogu monitora do obszaru docelowego w prawym górnym rogu (tj. odruchowa reakcja na bodziec). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

2. Paradygmat testowy oparty na śledzeniu ruchu gałek ocznych

  1. Wybierz system śledzenia ruchu gałek ocznych odpowiedni dla populacji pediatrycznej (np. nieinwazyjny, tolerancyjny dla ruchów głowy i łatwy w użyciu)12. Zazwyczaj dotyczy to zdalnych urządzeń śledzących ruch gałek okulistycznych w podczerwieni (np. Tobii T60XL, SMI RED)10,11.
  2. Wybierz monitor komputerowy o dużym kącie widzenia, aby w pełni wyświetlić każdy bodziec (tj. minimalny kąt widzenia 24º x 30º przy odległości oglądania 60 cm). Zdalny eye tracker jest zintegrowany z monitorem lub może być podłączony oddzielnie do monitora.
    UWAGA: Zdalne urządzenia śledzące ruch gałek ocznych emitują światło podczerwone, które jest próbkowane za pomocą odbicia rogówki. Częstotliwość próbkowania śledzenia wzroku wynosząca ~60 Hz jest na ogół wystarczająca do badania wzorców zachowań wzrokowych u dzieci.
  3. Zmontuj mobilny zestaw pomiarowy, podłączając monitor i system zdalnego śledzenia ruchu gałek ocznych do laptopa lub komputera stacjonarnego.
  4. Zainstaluj kompatybilny program na komputerze (np. Tobii Studio, iView) do prezentacji bodźców wzrokowych i rejestrowania ruchów gałek ocznych.
  5. Zaprojektuj sekwencję testową zawierającą wszystkie rodzaje bodźców, które są wymagane do badania funkcji okoruchowych i/lub funkcji przetwarzania wzrokowego (patrz krok 1 protokołu: bodźce wzrokowe). Prezentowany przykład zawiera wszystkie typy bodźców, które są opisane w kroku 1, czyli w sumie 9.
    1. Umieść różne rodzaje bodźców wzrokowych w losowej kolejności w sekwencji testowej, ale upewnij się, że pozycja obszaru docelowego zmienia się w zależności od próby. Zapewnia to konieczność wykonywania odruchowych ruchów gałek ocznych w kierunku celu.
    2. Przedstaw każdy bodziec co najmniej 4 razy (tj. z obszarem docelowym co najmniej raz w każdym kwadrancie) i przez co najmniej 4 sekundy, aby dać wystarczająco dużo czasu na reakcję ruchu gałek ocznych. W tym przykładzie bodźce kreskówkowe są pokazane 16 razy, podczas gdy wszystkie inne bodźce są pokazane 4 razy. Daje to w sumie 48 prezentacji bodźców i łączny czas testowania ~3,5 min.
      UWAGA: Powtarzające się prezentacje zwiększają szansę na pobranie wystarczającej liczby punktów spojrzenia dla każdego bodźca i każdego obszaru docelowego w polu widzenia dziecka. Ogólnie rzecz biorąc, dostępność danych dotyczących spojrzenia w przypadku co najmniej 25% prezentacji bodźców jest niezbędna do zapewnienia wiarygodnych wyników21.
    3. Upewnij się, że czas testowania na sekwencję nie jest dłuższy niż ~5 minut, ponieważ po uruchomieniu sekwencji testowej nie można jej wstrzymać. Zaleca się wykonanie dwóch sekwencji, które można uruchomić jeden po drugim, aby zapewnić okres odpoczynku w połowie.
      UWAGA: Aby zmaksymalizować uwagę podczas testu, prezentuj wskazówki dźwiękowe lub audiowizualne w pobliżu monitora pomiędzy, ale nie jednocześnie z prezentacją bodźców wizualnych. Dzieci z wadami wzroku są szczególnie wrażliwe i reagują na sygnały dźwiękowe. Takie wskazówki mogą zwiększyć uważność testów w tej populacji.
  6. Zastosuj sekwencję testową w oprogramowaniu do śledzenia ruchu gałek ocznych. Najpierw wybierz rodzaj bodźca, który ma zostać dodany do osi czasu oprogramowania do śledzenia ruchu gałek ocznych: obraz lub film. Następnie wybierz żądany bodziec z folderu, w którym się znajduje i kliknij "Dodaj". Powtarzaj te kroki, aż wszystkie bodźce zostaną dodane.

3. Przeprowadzanie eksperymentu ze śledzeniem ruchu gałek ocznych

  1. Przymocuj monitor śledzenia wzroku za pomocą elastycznego ramienia LCD do solidnego stołu lub ściany. Wybierz ramię, które może poruszać się w 3 wymiarach (tj. 3 translacje, 3 obroty).
  2. Umieść dzieci w niewielkiej odległości (zwykle ~60 cm) od monitora, aby zapewnić skuteczne śledzenie źrenic obu oczu.
  3. Dostosuj pozycję monitora tak, aby była idealnie prostopadła do oczu dziecka. Dzięki ramieniu LCD jest to możliwe nawet wtedy, gdy dziecko leży lub siedzi w wózku lub na wózku inwalidzkim.
    UWAGA: Ta konfiguracja pozwala na ocenę bardzo małych i niepełnosprawnych intelektualnie dzieci, ponieważ nie wymaga określonej postawy ciała, komunikacji werbalnej ani aktywnego uczestnictwa. Niektóre zaburzenia okulomotoryczne (np. oczopląs) charakteryzują się preferowanym ustawieniem głowy w celu kompensacji odchylonych pozycji oczu (np. kręcz szyi). Możliwość dostosowania monitora eye tracker do indywidualnej pozycji głowy umożliwia dokładne śledzenie źrenic w tej grupie dzieci.
  4. Sprawdź jakość odbioru uczniów. Na ogół wskazuje na to obecność dwóch znaczników reprezentujących oczy dziecka (np. białych kropek). Jeśli oba markery są wyraźnie widoczne i nie znikają regularnie, jakość jest wystarczająca. Na osobnym wyświetlaczu sprawdź odległość oczu od monitora (najlepiej ~60 cm).
    UWAGA: Większość urządzeń śledzących ruch gałek ocznych rejestruje pozycję spojrzenia każdego oka osobno i kompensuje swobodne ruchy głowy. Odbiór sygnału źrenicy na ogół nie jest zaburzony u dzieci noszących okulary lub soczewki kontaktowe, u dzieci z jednym lub dwojgiem sprawnych oczu lub u dzieci z zezem.
  5. Rozpocznij procedurę kalibracji oprogramowania eye tracker, aby wyrównać pozycje spojrzenia z predefiniowanymi pozycjami na monitorze przed rozpoczęciem pomiaru. W większości pakietów oprogramowania do śledzenia ruchu gałek ocznych procedura kalibracji polega na prezentacji ruchomych kropek w predefiniowanych obszarach monitora, które muszą zostać zamocowane. Dla dzieci można użyć wersji z kreskówkami lub krosami, aby poprawić uwagę wzrokową.
    UWAGA: Chociaż procedury kalibracji u dzieci znacznie się poprawiły, nadal mogą być trudne do wykonania u małych dzieci i dzieci z pewnymi zaburzeniami oczu lub zachowania.
  6. Sprawdź jakość wstępnie ustawionej kalibracji. Gdy jakość kalibracji jest słaba (np. z powodu nadmiernych ruchów głowy, braku odpowiednich fiksacji, odchylonej pozycji spojrzenia lub odchylonej pozycji głowy), nie można dokonać zapisu. Aby obejść ten problem, należy zastosować procedurę po kalibracji po zakończeniu zapisu, przed dalszą analizą danych (patrz sekcja Dyskusja).
  7. Przed rozpoczęciem nagrywania testowego aktywuj "podgląd na żywo": osobne okno, które pokazuje reakcje ruchowe dziecka na bodźce testowe poprzez nałożenie sygnału wzroku na nagranie wideo.
  8. Aktywuj kamerę internetową, która jest skierowana na dziecko, aby obserwować i nagrywać ogólne zachowanie dziecka podczas testu. Takie nagranie zapewnia przegląd uwagi wzrokowej dziecka, zachowania, zmęczenia i warunków środowiskowych.
  9. Przed rozpoczęciem testu powiedz dziecku, że będzie "oglądać telewizję". Podczas testu nie są wymagane żadne szczegółowe instrukcje.
  10. Podczas wykonywania testu obserwuj zachowanie fizyczne dziecka i reakcje na ruchy gałek ocznych. Można to zrobić, obserwując behawioralnie w czasie rzeczywistym lub obserwując nagrania wykonane kamerą internetową.
    1. Gdy sygnał źrenicy zniknie podczas wykonywania testu, zmień położenie dziecka lub monitora, aby wznowić prawidłowe wykrywanie źrenicy.
    2. Kiedy dziecko nie zwraca uwagi na monitor, zachęć je werbalnie do patrzenia na monitor. Nie kieruj uwagi dziecka bezpośrednio na obszar docelowy; Skieruj wzrok dziecka wyłącznie na ogólną lokalizację monitora Eye Tracker.
  11. Po wykonaniu testu odtwórz nagranie spojrzenia w trybie off-line, aby obserwować reakcje spojrzenia na prezentowane bodźce. Jest to pierwszy krok do scharakteryzowania zachowań dziecka związanych z orientacją wzrokową.
    UWAGA: Wiele parametrów jest rejestrowanych w sposób ciągły przez oprogramowanie eye tracker podczas całkowitego czasu testowania. Podstawowymi parametrami, które należy wyeksportować, aby przeprowadzić analizę danych dla obecnego paradygmatu, są: znaczniki czasu, odległość oglądania między obojgiem oczu a monitorem, pozycja lewego i prawego oka na monitorze (we współrzędnych x i y), ważność danych dotyczących spojrzenia oraz czas i położenie prezentowanych bodźców (tj. wydarzenia).
  12. Dla każdego obiektu eksportuj i przechowuj zarejestrowane dane czasowe dotyczące charakterystyki ruchu gałek ocznych (dane dotyczące spojrzenia, takie jak odległość oglądania i pozycje spojrzenia) oraz oddzielnie czasową listę prezentowanych bodźców wzrokowych (dane o zdarzeniach, takie jak pozycje bodźców). Upewnij się, że wyeksportowałeś te dwa pliki danych jako pliki tekstowe i przekonwertuj je na arkusz kalkulacyjny danych (np. zapisz jako plik Excel).
    UWAGA: Dwa pliki tekstowe (dane zdarzenia i dane dotyczące spojrzenia) są łączone przy użyciu odpowiadających im znaczników czasu i przekształcane w zestaw ilościowych wartości parametrów za pomocą samodzielnie napisanego programu (patrz następna sekcja). W porównaniu ze standardowym oprogramowaniem do analizy ruchu gałek ocznych, takie parametry zapewniają bardziej precyzyjną i ilościową analizę ruchu gałek ocznych, aby uzyskać szczegółowe procesy wizualne i poznawcze.

4. Ilościowa analiza ruchów gałek ocznych

UWAGA: Obecny protokół jest specyficzny dla samodzielnie napisanego oprogramowania. Aby to odtworzyć, należy napisać taki program, np. w MATLABie lub Pythonie, aby określić ilościowo zachowania wzrokowe dziecka związane z orientacją. W oprogramowaniu dla każdego rodzaju bodźca wykonywane są następujące kroki. Prezentowany przykład koncentruje się na kreskówce; Ten sam protokół ma zastosowanie do innych typów bodźców.

  1. Kalibracja końcowa danych spojrzenia
    1. Otwórz program MATLAB. Wybierz bodziec, aby przeanalizować dane dotyczące spojrzenia, wpisując "1" obok wybranego bodźca.
    2. Naciśnij przycisk Uruchom. W wyświetlonym menu podręcznym wybierz opcję "Kalibracja danych po kalibracji". Pojawi się lista z plikami danych spojrzenia dla każdego tematu. Wybierz dane spojrzenia jednego obiektu i naciśnij "Otwórz".
    3. Z następnego menu podręcznego wybierz oczy, które chcesz przeanalizować: Lewe, Prawe lub Oba. Program generuje teraz wykres punktowy wszystkich zarejestrowanych pozycji spojrzenia i pozycji docelowych w całkowitym czasie prezentacji bodźca.
    4. Sprawdź, czy pozycje spojrzenia prawidłowo nakładają się na odpowiadające im pozycje docelowe. Jeśli ta kalibracja jest prawidłowa, naciśnij "Tak". W przeciwnym razie naciśnij "Nie". Spowoduje to uruchomienie opcji przeprowadzenia kalibracji końcowej.
    5. Przesuń środek punktów spojrzenia na środek monitora, klikając raz środek punktów patrzenia. Ten punkt środkowy znajduje się dokładnie pośrodku osi pionowej i poziomej.
    6. Przeskaluj pozycje spojrzenia do odpowiednich pozycji docelowych, klikając raz środek punktu spojrzenia w każdym z czterech obszarów docelowych (tj. 4 kwadrantach).
    7. Sprawdź ponownie, czy pozycje spojrzenia prawidłowo pokrywają się z odpowiadającymi im pozycjami docelowymi. W takim przypadku wskaż w następnym menu podręcznym, że kalibracja została przeprowadzona poprawnie, naciskając "Tak", po czym zostaną zapisane dane skalibrowanego spojrzenia. W przeciwnym razie naciśnij "Nie", po czym rozpocznie się ponownie kalibracja końcowa od kroku 4.1.5.
      UWAGA: Po kalibracji dostępnych jest wiele reakcji spojrzenia dla każdego rodzaju bodźca i dla każdego obiektu. Można je wykorzystać do obliczenia parametrów ilościowych przetwarzania wizualnego. Przed obliczeniem tych parametrów należy sprawdzić, czy reakcje wzroku zostały wykonane na obszar docelowy (tj. czy określony bodziec został dostrzeżony przez dziecko).
  2. Określ, czy bodziec został zaobserwowany
    1. Dla każdej prezentacji bodźca każdego badanego, odpowiednie dane dotyczące spojrzenia, które zostały zarejestrowane podczas całkowitego czasu prezentacji, są wizualizowane na wykresie (Rysunek 2). Sprawdź, czy ten bodziec został zaobserwowany, sprawdzając kryteria podane w tabeli 1 i zwizualizowane na rysunku 2. Jeśli reakcja ruchu gałek ocznych jest zgodna z kryteriami, tj. bodziec można sklasyfikować jako widziany, kliknij "Akceptuj" w menu podręcznym. Jeśli reakcja ruchu gałek ocznych nie jest zgodna z kryteriami, kliknij "Odrzuć".
    2. Jednocześnie narysuj wszystkie punkty fiksacji należące do prezentowanego bodźca i odpowiadający mu obszar docelowy (tj. kwadrant) na drugim wykresie. Sprawdź wzrokowo, czy punkty mocowania znajdują się we właściwej ćwiartce.
    3. Kontynuuj następczą prezentację bodźca i wykonaj kroki 4.2.1 i 4.2.2 dla wszystkich dostępnych reakcji ruchu gałek ocznych. Po ręcznym sprawdzeniu reakcji na ruch gałek ocznych, program oblicza trzy parametry wyniku: RTF, FD i GFA (rysunek 3).

figure-protocol-2
Ryc. 2. Reakcja ruchu gałek ocznych na obszar docelowy bodźca. Jeden ślad ruchu gałek ocznych (łącznie w kierunku poziomym i pionowym) w odległości od środka obszaru docelowego (w stopniach, oś y) w czasie prezentacji bodźca (w ms, oś x). Linia przerywana reprezentuje granicę obszaru docelowego (promień 6°). Litery wskazują kryteria pozwalające ustalić, czy bodziec został zaobserwowany: (A) sygnał spojrzenia w ciągu pierwszych 500 ms; (B) Wzrok nie znajdował się w obszarze docelowym przed upływem 120 ms; (C) Wpatruj się w obszar docelowy przez ≥200 ms. Zwróć uwagę, że na tym rysunku przedstawiony czas prezentacji wynosi maksymalnie 2 000 ms, aby zobrazować pierwszą, odruchową odpowiedź. Podczas testów łączny czas prezentacji wszystkich bodźców wynosił 4 000 ms. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Kryterium (Rysunek 2)Sprawdź, czy sygnał spojrzenia: uzasadnienie:
ZAZarejestrowano przez ≥500 ms po wystąpieniu bodźcaUchwyć odpowiedzi zorientowane refleksyjnie
WNie wszedł w obszar docelowy <120 ms po rozpoczęciu bodźca i nie znajdował się już wewnątrz celu na początku prezentacji bodźcaWykluczanie prawidłowej skuteczności na podstawie przypadku
ZBył w obszarze docelowym przez ≥200 msUpewnij się, że fiksacja na celu
DWszedł w obszar docelowy w oknie czasowym 1,500 ms i wykonano mniej niż 4 sakady Wykluczanie wyszukiwania wizualnego

Tabela 1: Kryteria pozwalające ustalić, czy zaobserwowano bodziec. Kryteria A, B i C są przedstawione na rysunku 2.

figure-protocol-3
Rysunek 3. Wizualizacja parametrów ilościowych RTF, FD i GFA. Jeden ślad ruchu gałek ocznych w odległości od środka obszaru docelowego (w stopniach, oś y) w czasie prezentacji bodźca (w ms, oś x). Pionowa czerwona linia reprezentuje czas, w którym wzrok wszedł w obszar docelowy; tj. Czas reakcji na utrwalenie (RTF). Pozioma czerwona linia reprezentuje całkowity czas, w którym wzrok był skupiony na obszarze docelowym; tj. Czas fiksacji (FD). Pionowa czerwona strzałka reprezentuje szerokość śladu fiksacji, w stopniach kąta widzenia, tj. obszar fiksacji wzroku (GFA). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Results

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

Przedstawiona metoda została zastosowana w dwóch populacjach dzieci: grupie kontrolnej 337 dzieci bez wad wzroku (średni wiek (SD) = 4,8 (3,3)) oraz grupie 119 dzieci z wadami wzroku (średni wiek (SD) = 8,10 (2,96) lat), które zostały zrekrutowane do centrum rehabilitacji wzrokowej (Royal Dutch Visio, Holandia). Spośród tych dzieci 74 miało upośledzenie wzroku, a 45 miało mózgowe upośledzenie wzroku. Wyniki wszystkich dzieci z grupy kontrolnej są wizualizowane na rysunkach 4-6, oddzielnie dla czasu reakcji, czasu fiksacji i obszaru fiksacji wzroku. Granice odniesienia (oznaczone czarnymi liniami) zostały skonstruowane poprzez dopasowanie funkcji logarytmicznej do danych kontrolnych na podstawie wieku. Liczby te służą jako podstawa do scharakteryzowania funkcji przetwarzania wzrokowego u dzieci z wadami wzroku pod względem upośledzonej lub nienaruszonej funkcji.

Parametr czasu reakcji na fiksację (RTF) rozróżnia dzieci z wadami wzroku i bez nich, a także różne rodzaje wad wzroku. RTF jest miarą czasu potrzebnego do przetworzenia informacji wizualnej i wykonania ruchu gałek ocznych (obliczenia znajdują się w poprzednim badaniu13). Im niższa wartość RTF, tym szybsza reakcja na ruch gałek ocznych. Dobrą powtarzalność RTF wykazano w grupie typowo rozwijających się dzieci w wieku 0-12 lat13,21,22 oraz u dzieci z różnymi typami wad wzroku21. Rycina 4 przedstawia średni RTF do dynamicznego bodźca kreskówkowego w miarę wieku, dla dzieci z grupy kontrolnej, dzieci z mózgowymi zaburzeniami widzenia (CVI) i dzieci z upośledzeniem wzroku (OVI). Wartości RTF są istotnie wyższe u dzieci z wadami wzroku w porównaniu z dziećmi bez wad wzroku (średnia różnica = 85 ms; t = -13,91, p <0,001, d Cohena = 1,32) oraz u dzieci z PNŻ w porównaniu z OVI (średnia różnica = 99 ms; t = -6,90, p <0,001, d Cohena = 1,25). Wyniki te potwierdzają wcześniej opublikowane wyniki badań nad RTF w podgrupach niniejszego zbioru danych20,24,25.

figure-results-1
Rycina 4. Średni RTF u dzieci z wadami wzroku i bez nich. Średnie wartości RTF w ms (oś y) na dziecko, w każdym wieku (oś x). Wartości są wyświetlane osobno dla dzieci kontrolnych (otwarte okręgi), dzieci z OVI (czarne kółka) i dzieci z CVI (krzyżyki). linia reprezentuje górną granicę odniesienia RTF w grupie kontrolnej. Wartości RTF powyżej tej linii są uważane za odchylenia, czyli długie czasy reakcji. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Czas trwania fiksacji to całkowita ilość czasu, w którym wzrok był skupiony w obszarze docelowym. FD jest miarą trwałej uwagi wzrokowej i zależy od czasu prezentacji bodźca, który w niniejszym przykładzie wynosi 4 sekundy. Czas trwania fiksacji parametrów (FD) rozróżnia również dzieci z różnymi rodzajami wad wzroku i bez nich. Rycina 5 przedstawia średnią FD w miarę wieku, oddzielnie dla dzieci z grupy kontrolnej, dzieci z PNŻ i dzieci z OVI. FD jest istotnie krótsza u dzieci z PNŻ niż u dzieci bez wad wzroku (średnia różnica = 850 ms; t = 11,72, p <0,001, d Cohena = -1,12) i istotnie krótsza u dzieci z PNŻ niż u dzieci z OVI (średnia różnica = 325 ms; t = 2,44, p <0,05, d Cohena = -0,50). Potwierdza to wcześniejsze wyniki u dzieci z wadami wzroku w porównaniu z dziećmi bez wad wzroku (Kooiker MJG i wsp., przedłożone).

figure-results-2
Rycina 5. Średnia FD u dzieci z wadami wzroku i bez nich. Średnie wartości FD w ms (oś y) na dziecko, w zależności od wieku (oś x). Wartości są wyświetlane osobno dla dzieci kontrolnych (otwarte okręgi), dzieci z OVI (czarne kółka) i dzieci z CVI (krzyżyki). linia oznacza dolną granicę odniesienia FD w grupie kontrolnej. Wartości FD poniżej tej linii są uważane za odchylenie, tj. krótki czas fiksacji. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Parametr obszar fiksacji wzroku (GFA) jest wrażliwy na wykrywanie zaburzeń kontroli okulomotorycznej, w szczególności oczopląsu. GFA reprezentuje wielkość obszaru fiksacji w stopniach i jest miarą dokładności fiksacji (obliczenia znajdują się w poprzednich badaniach13,23). Mały obszar fiksacji wskazuje na wysoką dokładność fiksacji. GFA zależy od wielkości bodźca i odpowiadającego mu obszaru docelowego (tj. promienia 6º w niniejszym przykładzie). Dobrą powtarzalność GFA wykazano w grupie typowo rozwijających się dzieci w wieku 0-12 latw wieku 13, 21 lat oraz u dzieci z różnymi typami wad wzroku21. Rycina 6 przedstawia średnią GFA w odpowiedzi na bodziec kreskówkowy w miarę wieku, oddzielnie dla dzieci z grupy kontrolnej, dzieci z oczopląsem okoruchowym i dzieci z wadami wzroku, ale bez oczopląsu. Wartości GFA są istotnie większe, tj. niższa dokładność fiksacji, u dzieci z wadami wzroku w porównaniu z dziećmi bez wad wzroku (średnia różnica = 1,34º; t = -25,09, p <0,001, d Cohena = 2,37). Ponadto dzieci z oczopląsem mają mniejszą dokładność fiksacji niż dzieci bez oczopląsu, ale z innymi typami wad wzroku (średnia różnica = 0,71º; t = 5,03, p <0,001; d Cohena = 1,04). Jest to zgodne z wcześniej opublikowanymi ustaleniami dotyczącymi GFA w podgrupach obecnego zestawu danych20,24,25.

figure-results-3
Rycina 6. Średni GFA u dzieci z wadami wzroku i bez nich. Średnie wartości GFA w stopniach (oś y) na dziecko, w zależności od wieku (oś x). Wartości są podane osobno dla dzieci z grupy kontrolnej (koła otwarte), dzieci z wadą wzroku i oczopląsem (gwiazdka) oraz dzieci z wadą wzroku bez oczopląsu (romb). linia reprezentuje górną granicę odniesienia GFA w grupie kontrolnej. Wartości GFA powyżej tej linii są uważane za odchylenie, tj. niską dokładność fiksacji. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Discussion

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

Przedstawiony układ pomiarowy w połączeniu z ilościową analizą ruchu gałek ocznych pozwala na wyraźne scharakteryzowanie funkcji przetwarzania wzrokowego w różnych grupach dzieci z dysfunkcjami okoruchowymi i wzrokowymi. Kluczową cechą tego paradygmatu jest to, że wydajność opiera się na reakcjach ruchowych gałek ocznych na bodźce wzrokowe, które są wyzwalane w sposób odruchowy. Nie udziela się żadnych konkretnych instrukcji słownych i nie ma potrzeby, aby dzieci odpowiadały werbalnie. Parametry RTF, GFA i FD wykazują istotne różnice między grupami dzieci z typowo rozwijającymi się i niedowidzącymi upośledzeniami, pomimo ograniczonego rozpiętości wartości parametrów, która istnieje w każdej grupie (ryc. 4-6). Tak więc, w zależności od ocenianego parametru, niektóre typowo rozwijające się dzieci mogą wykazywać odchylenia od normy, podczas gdy niektóre dzieci z wadami wzroku wykazują "normalną" wydajność. Ostatecznie, wiele miar wyników w odpowiedzi na wiele modalności wizualnych powinno być rozpatrywanych na poziomie indywidualnym. Podsumowanie wszystkich miar wyników zapewnia unikalną charakterystykę zdolności przetwarzania informacji wzrokowych, które mogą być przekształcone w profil wizualny u dzieci od 6 miesiąca życia.

Kilka badań wykazało wartość zdalnego śledzenia wzroku w wrażliwych populacjach dzieci, aby wywnioskować zdolności uwagi lub psychologiczne9,12,18. Podczas gdy większość badań opiera się na obserwacjach behawioralnych i stosowaniu instrukcji, wyraźną cechą obecnego paradygmatu jest niewerbalne, ilościowe podejście. Krytyczne kroki w ramach protokołu obejmują zatem bodźce, które są oparte na preferencyjnym patrzeniu, mobilną konfigurację pomiarową oraz niestandardowe oprogramowanie do kalibracji i analizy. Przedstawione rozszerzenie wyników opartych na obserwacjach o rozbudowane metody analizy zapewnia ustandaryzowane i szczegółowe wyniki dotyczące funkcji przetwarzania wzrokowego. Jest to zgodne z pracami nad oceną ostrości wzroku niemowląt za pomocą eyetrackera14 oraz pracami nad kontrolą wzroku w różnych zaburzeniach7. Metoda jest elastyczna i umożliwia mobilną ocenę, która jest niezbędna podczas przeprowadzania ocen klinicznych u małych dzieci lub dzieci z niepełnosprawnościami sprzężonymi. Dlatego nadaje się do pomiaru zdolności okulomotorycznych i przetwarzania wzrokowego u praktycznie wszystkich dzieci, które są w stanie patrzeć na monitor.

Znaczenie tej metody w odniesieniu do istniejących metod diagnostyki wizualnej (tj. trafność) zostało zbadane jako pierwszy krok w kierunku wdrożenia klinicznego. Prezentowany paradygmat został połączony z obecnie stosowaną oceną funkcji wzrokowych (VFA) u dzieci. Obserwacje funkcji okoruchowych i wzrokowych, które opierają się na zapisach ruchów gałek ocznych, były porównywalne ze standardowymi obserwacjami behawioralnymi tych funkcji. Co więcej, parametry śledzenia ruchu gałek ocznych, np. czas fiksacji i kierunek sakkady, dostarczyły dodatkowej wartości w charakterystyce sprawności okoruchowej i wzrokowej u dzieci podczas VFA (Kooiker MJG i wsp., 2015, przedłożone). Główną zaletą przedstawionej metody jest możliwość oceny większej liczby funkcji wzrokowych niż ma to miejsce obecnie w ocenie funkcji wzrokowych w młodym wieku oraz ich oceny w sposób ilościowy26. Ograniczeniem w stosunku do istniejących metod jest to, że bez dostosowań nie jest jeszcze możliwa dokładna ocena ostrości wzroku lub pola widzenia za pomocą obecnego zestawubadań 14.

Chociaż ograniczyliśmy się do prezentacji wyników bodźców kreskówkowych, w przyszłych zastosowaniach można testować różne modalności wizualne przy użyciu innych bodźców (np. różnych form, informacji o ruchu, kolorze i kontraście)22,20,25. W ten sposób ukierunkowane są określone obszary przetwarzania wzrokowego poza głównymi szlakami wzrokowymi, takie jak obszary asocjacji wzrokowej w korze skroniowej lub ciemieniowej. Ograniczeniem tej metody jest to, że obecne bodźce wzrokowe jedynie wyzwalają wykrywanie bodźców wzrokowych i wywołują początkowy etap przetwarzania wzrokowego. Bodźce te nie są ukierunkowane na funkcje wyższego rzędu, które stają się istotne po wykryciu bodźca i które są zwykle mierzone za pomocą testów percepcji wzrokowej. Chociaż ich realizacja bez użycia komunikacji jest wyzwaniem, paradygmat oparty na śledzeniu ruchu gałek ocznych jest obiecującym przyszłym formatem wykrywania informacji związanych z percepcją, np. wyszukiwania wzrokowego, pamięci lub selektywnej uwagi.

Podsumowując, szczegółowe reakcje ruchów gałek ocznych na różne rodzaje stymulacji wzrokowej zapewniają kompleksową charakterystykę funkcji przetwarzania informacji wizualnych na wczesnym etapie rozwoju. Dzięki temu dla każdego dziecka można stworzyć indywidualny profil wzrokowy pod kątem nienaruszonych i upośledzonych funkcji. Taki profil może dostarczyć szczegółowych informacji na temat mocnych i słabych stron funkcji okoruchowych i wzrokowych. Może być wykorzystany jako punkt wyjścia do wsparcia w życiu codziennym oraz do kształcenia nauczycieli i opiekunów. Informacje ilościowe, które stały się dostępne dzięki tej metodzie, mogą być korzystne dla śledzenia rozwoju wzroku w czasie oraz do monitorowania interwencji wzrokowych i programów rehabilitacyjnych.

Disclosures

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

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnego interesu finansowego.

Acknowledgements

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

Autorzy dziękują ośrodkom opieki dziennej (Wasko, Alblasserwaard) za wsparcie w rekrutacji grupy kontrolnej, a Markowi Vonkowi za pomoc w zbieraniu danych w grupie kontrolnej. Autorzy dziękują również dzieciom z grupy kontrolnej oraz dzieciom, które są klientami Royal Dutch Visio za udział w badaniu. Autorzy są wdzięczni dzieciom i ich rodzicom za udział w filmie.

Rozwój metody był wspierany przez grant Fundacji Novum: organizacji non-profit zapewniającej wsparcie finansowe dla projektów (badawczych), które poprawiają jakość życia osób z wadami wzroku (www.stichtingnovum.org). Wsparcia finansowego dla obecnego badania udzieliło "ZonMw Inzicht" (Holenderska Organizacja Badań i Rozwoju Zdrowia-Insight Society), numer grantu: 60-00635-98-10.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Tobii T60 XLTechnologia Tobii: http://www.tobii.com http://www.tobii.com/en/eye-tracking-research/global/products/hardware/tobii-t60xl-eye-tracker/zdalny eye tracker na podczerwień 
Tobii StudioTobii Technologia: http://www.tobii.com http://www.tobii.com/en/eye-tracking-research/global/products/software/tobii-studio-analysis-software/oprogramowanie do śledzenia wzroku
MATLABMathWorks Inchttp://nl.mathworks.com/products/matlab/oprogramowanie do analizy danych

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Considerations in evaluation and treatment of the child with low vision. Am. J. Occup. Ther. 49 (9), 891-897 (1995).">Hyvärinen, L. Considerations in evaluation and treatment of the child with low vision. Am. J. Occup. Ther. 49 (9), 891-897 (1995).
  2. Developmental Test of Visual Perception. , 2nd edn, Pro-Ed. Austin, TX. (1993).">Hamill, D. D., Pearson, N. A., Voress, J. K. Developmental Test of Visual Perception. , 2nd edn, Pro-Ed. Austin, TX. (1993).
  3. Eye movements and vision. , Plenum Press. New York. (1967).">Yarbus, A. L. Eye movements and vision. , Plenum Press. New York. (1967).
  4. Scanpaths in eye movements during pattern perception. Science. 171 (3968), 308-311 (1971).">Noton, D., Stark, L. Scanpaths in eye movements during pattern perception. Science. 171 (3968), 308-311 (1971).
  5. Saccadic eye movements and cognition. Trends Cogn. Sci. 4 (1), 6-14 (2000).">Liversedge, S. P., Findlay, J. M. Saccadic eye movements and cognition. Trends Cogn. Sci. 4 (1), 6-14 (2000).
  6. Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nat. Rev. Neurosci. 3 (3), 201-215 (2002).">Corbetta, M., Shulman, G. L. Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nat. Rev. Neurosci. 3 (3), 201-215 (2002).
  7. High-throughput classification of clinical populations from natural viewing eye movements. J. Neurol. 260 (1), 275-284 (2013).">Tseng, P. H., et al. High-throughput classification of clinical populations from natural viewing eye movements. J. Neurol. 260 (1), 275-284 (2013).
  8. Eye tracking studies of normative and atypical development. Dev. Rev. 27 (3), 283-348 (2007).">Karatekin, C. Eye tracking studies of normative and atypical development. Dev. Rev. 27 (3), 283-348 (2007).
  9. A review on eye movement studies in childhood and adolescent psychiatry. Brain Cogn. 68 (3), 391-414 (2008).">Rommelse, N. N., Vander Stigchel, S., Sergeant, J. A. A review on eye movement studies in childhood and adolescent psychiatry. Brain Cogn. 68 (3), 391-414 (2008).
  10. Eye tracking in infancy research. Dev. Neuropsychol. 35 (1), 1-19 (2010).">Gredebäck, G., Johnson, S., von Hofsten, C. Eye tracking in infancy research. Dev. Neuropsychol. 35 (1), 1-19 (2010).
  11. Automated corneal-reflection eye tracking in infancy: methodological developments and applications to cognition. Infancy. 6 (2), 155-163 (2004).">Aslin, R. N., McMurray, B. Automated corneal-reflection eye tracking in infancy: methodological developments and applications to cognition. Infancy. 6 (2), 155-163 (2004).
  12. Eye tracking young children with autism. J. Vis. Exp. (61), e3675(2012).">Sasson, N. J., Elison, J. T. Eye tracking young children with autism. J. Vis. Exp. (61), e3675(2012).
  13. Assessment of visual orienting behaviour in young children using remote eye tracking: methodology and reliability. J. Neurosci. Meth. 189 (2), 252-256 (2010).">Pel, J. J., Manders, J. C., van der Steen, J. Assessment of visual orienting behaviour in young children using remote eye tracking: methodology and reliability. J. Neurosci. Meth. 189 (2), 252-256 (2010).
  14. Automated measurement of resolution acuity in infants using remote eye-tracking. Invest. Ophth. Vis. Sci. 55 (12), 8102-8110 (2014).">Jones, P. R., Kalwarowsky, S., Atkinson, J., Braddick, O. J., Nardini, M. Automated measurement of resolution acuity in infants using remote eye-tracking. Invest. Ophth. Vis. Sci. 55 (12), 8102-8110 (2014).
  15. Visual perception from birth as shown by pattern selectivity. Ann. N. Y. Acad. Sci. 118 (21), 793-814 (1965).">Fantz, R. L. Visual perception from birth as shown by pattern selectivity. Ann. N. Y. Acad. Sci. 118 (21), 793-814 (1965).
  16. Reorganization of global form and motion processing during human visual development. Curr. Biol. 20 (5), 411-415 (2010).">Wattam-Bell, J., et al. Reorganization of global form and motion processing during human visual development. Curr. Biol. 20 (5), 411-415 (2010).
  17. Visualization and analysis of eye movement data from children with typical and atypical development. J. Autism. Dev. Disord. 43 (10), 2249-2258 (2013).">Falck-Ytter, T., von Hofsten, C., Gillberg, C., Fernell, E. Visualization and analysis of eye movement data from children with typical and atypical development. J. Autism. Dev. Disord. 43 (10), 2249-2258 (2013).
  18. Dynamic eye tracking based metrics for infant gaze patterns in the face-distractor competition paradigm. Plos One. 9 (5), e97299(2014).">Ahtola, E., et al. Dynamic eye tracking based metrics for infant gaze patterns in the face-distractor competition paradigm. Plos One. 9 (5), e97299(2014).
  19. Spatial four-alternative forced-choice method is the preferred psychophysical method for naive observers. J. Vision. 6 (11), 1307-1322 (2006).">Jäkel, F., Wichmann, F. A. Spatial four-alternative forced-choice method is the preferred psychophysical method for naive observers. J. Vision. 6 (11), 1307-1322 (2006).
  20. Orienting responses to various visual stimuli in children with visual processing impairments or infantile nystagmus syndrome. J. Child Neurol. 29 (12), 1632-1637 (2013).">Pel, J. J., et al. Orienting responses to various visual stimuli in children with visual processing impairments or infantile nystagmus syndrome. J. Child Neurol. 29 (12), 1632-1637 (2013).
  21. Reliability of visual orienting response measures in children with and without visual impairments. J. Neurosci. Meth. 233, 54-62 (2014).">Kooiker, M. J., van der Steen, J., Pel, J. J. Reliability of visual orienting response measures in children with and without visual impairments. J. Neurosci. Meth. 233, 54-62 (2014).
  22. Quantification of visual orienting responses to coherent form and motion in typically developing children aged 0-12 years. Invest. Ophth. Vis. Sci. 53 (6), 2708-2714 (2012).">Boot, F. H., Pel, J. J., Evenhuis, H. M., van der Steen, J. Quantification of visual orienting responses to coherent form and motion in typically developing children aged 0-12 years. Invest. Ophth. Vis. Sci. 53 (6), 2708-2714 (2012).
  23. Calculation of area of stabilometric signals using principal component analysis. Physiol. Meas. 17 (4), 305-312 (1996).">Oliveira, L. F., Simpson, D. M., Nadal, J. Calculation of area of stabilometric signals using principal component analysis. Physiol. Meas. 17 (4), 305-312 (1996).
  24. Effects of visual processing and congenital nystagmus on visually guided ocular motor behaviour. Dev. Med. Child Neurol. 53 (4), 344-349 (2011).">Pel, J., et al. Effects of visual processing and congenital nystagmus on visually guided ocular motor behaviour. Dev. Med. Child Neurol. 53 (4), 344-349 (2011).
  25. The relationship between visual orienting responses and clinical characteristics in children attending special education for the visually impaired. J. Child Neurol. 30 (6), 690-697 (2014).">Kooiker, M. J., Pel, J. J., van der Steen, J. The relationship between visual orienting responses and clinical characteristics in children attending special education for the visually impaired. J. Child Neurol. 30 (6), 690-697 (2014).
  26. Early assessment of visual function in full term newborns. Early Hum. Dev. 84 (2), 107-113 (2008).">Ricci, D., et al. Early assessment of visual function in full term newborns. Early Hum. Dev. 84 (2), 107-113 (2008).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Eye TrackingVisual Information ProcessingPreferential Looking ParadigmReaction Time to FixationFixation DurationGaze Fixation AreaPost calibration ProcedureRemote Eye TrackerFour Alternative forced ChoiceClinical Visual Assessment

Related Articles