Śledzenie ruchu gałek ocznych u małych dzieci z autyzmem

Celem poniższego protokołu jest przedstawienie zaleceń metodologicznych optymalizujących planowanie badań, projektowanie, pozyskiwanie danych oraz analizę psychometryczną w zakresie badania śledzenia wzroku (eye tracking) u małych dzieci z zaburzeniami widma autyzmu lub innymi niepełnosprawnościami rozwojowymi. Jest to realizowane poprzez wybór odpowiedniego sprzętu do śledzenia wzroku oraz stworzenie właściwego środowiska testowego, które minimalizuje komplikacje towarzyszące badaniom eye tracking u małych dzieci z autyzmem. W drugim kroku kluczowe dla uzyskania wysokiej jakości danych jest odpowiednie ustawienie dziecka w celu optymalnego śledzenia wzroku, przy jednoczesnym utrzymaniu jego zainteresowania i współpracy.

Następnie analizowane są dane z okulografii w celu określenia parametrów wzorców fiksacji lub zbadania właściwości okulomotorycznych. Wyniki mogą wykazać, czy dzieci z zaburzeniami spektrum autyzmu i dzieci bez tych zaburzeń różnią się pod względem wzorców uwagi wzrokowej. Rozstrzygnięcie to opiera się zazwyczaj na analizie fiksacji w obszarach zainteresowania lub badaniu dynamiki sakad.

Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą często napotykają trudności, ponieważ śledzenie wzroku u małych dzieci z autyzmem wiąże się z unikalnymi wyzwaniami, które nie występują podczas badania dzieci w typowym rozwoju lub populacji dorosłych. Podczas testowania małych dzieci z zaburzeniami spektrum autyzmu najlepiej wybrać system śledzenia wzroku, który uwzględnia ruchy głowy, ale nie ogranicza jej ruchomości ani nie wymaga minimalizacji ruchu głowy. Systemy o częstotliwości próbkowania wynoszącej co najmniej 50 hertz są wystarczające do badania wzorców skanowania.

W celu badania subtelnych zachowań okulomotorycznych zaleca się jednak zastosowanie wyższej częstotliwości próbkowania, wynoszącej co najmniej 250 hertz. Aby zminimalizować liczbę rozpraszaczy, zaleca się oszczędne wystrojenie pomieszczenia. Podobnie, słabe oświetlenie pokoju pomaga zwiększyć widoczność wyświetlacza, jednak należy unikać przeprowadzania testów w całkowitej ciemności.

Ponieważ małe dzieci z SD mogą wykazywać nadwrażliwość wzrokową i/lub słuchową, całkowicie zaciemnione pomieszczenia mogą również zwiększać rozszerzenie źrenic, co może utrudnić ich śledzenie; należy to wziąć pod uwagę, aby dodatkowo zmniejszyć ryzyko rozproszenia uwagi. Należy upewnić się, że eksperymentator nie jest widoczny podczas badania, umieszczając przegrodę między stanowiskiem do okulografii a komputerem eksperymentatora lub po prostu pozycjonując eksperymentatora poza polem widzenia uczestnika. Jeśli to możliwe, najlepiej pozwolić dzieciu biorącemu udział w badaniu zapoznać się z przestrzenią testową oraz eksperymentatorem przed rozpoczęciem testów, aby zmniejszyć lęk przed nowym środowiskiem.

W najmniejszym razie lękliwe dziecko powinno być przez cały czas trwania sesji testowej w towarzystwie rodzica lub znanej mu dorosłej osoby. Następnie należy ułożyć dziecko w pozycji umożliwiającej pozyskanie danych z okulografii; podczas gdy niektóre dzieci dobrze znoszą siedzenie samotnie w foteliku samochodowym, wiele innych pozostaje posłusznych jedynie wtedy, gdy siedzą na kolanach opiekuna, który powinien usiąść na krześle biurowym z możliwością łatwej regulacji wysokości. Aby pomóc dziecku poczuć się swobodnie i zapewnić skierowanie uwagi na ekran, należy odtworzyć na monitorze film lub bajkę.

Wykorzystaj moment, gdy dziecko patrzy na ekran, aby dostosować zarówno wysokość krzesła do wzrostu dziecka, jak i odległość od wyświetlacza, tak aby dziecko znajdowało się w optymalnym zakresie śledzenia wzroku. Linia wzroku oraz kąt widzenia powinny zostać w tym momencie ustandaryzowane dla wszystkich uczestników. Poinstruuj opiekunów, aby zamknęli oczy i powstrzymali się od komunikacji z dzieckiem podczas testu, aby uniknąć wpływania na wyniki.

W przypadku oprogramowania, które wyświetla oczy uczestnika w zakresie dopuszczalnego ruchu głowy, należy upewnić się, że oczy znajdują się w środku tego okna. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że eye-tracker zachowa obraz oka, nawet jeśli dziecko zgarbi się, wyprostuje lub zacznie kołysać się podczas badania. Po prawidłowym ustawieniu należy rozpocząć procedurę kalibracji.

Dzieci z zaburzeniami rozwoju mogą nie chcieć lub nie być w stanie stosować się do instrukcji słownych, dlatego należy stosować bodźce dynamiczne z towarzyszącym dźwiękiem, aby przyciągnąć uwagę dziecka do każdego punktu kalibracji. Zazwyczaj sekwencja pięciu punktów jest wystarczająco krótka, aby utrzymać uwagę dziecka, zapewniając jednocześnie dokładną kalibrację. Chociaż w przypadku niemowląt stosuje się czasem kalibrację dwupunktową, aby zmaksymalizować ich uwagę wizualną podczas testowania, należy używać przyciągających bodźców w zwięzłym zadaniu o minimalnych wymaganiach, takim jak pasywne zadanie oglądania, uwzględniające przerwę międzybodźcową.

Animacja z towarzyszącym efektem dźwiękowym może pomóc w przekierowaniu uwagi na wyświetlacz w przypadku dzieci, których uwaga została rozproszona. Dodatkowo, umieszczenie tej animacji międzybodźcowej w zdefiniowanej lokalizacji pozwala zapewnić, że wszystkie wzorce skanowania wizualnego rozpoczynają się w tym samym punkcie dla wszystkich uczestników zadania przedstawionego w tym filmie. Jest to robione w celu uniknięcia stronniczości spojrzenia w kierunku osoby lub obiektu przed rozpoczęciem próby.

W przypadku długotrwałych zadań należy wykorzystać animację bodźca interra jako punkt odniesienia do oceny, czy występuje dryft kalibracji. Zazwyczaj, jeśli dryft przekroczy trzy stopnie kąta widzenia, tak jak pokazano tutaj, w przypadku realizacji wielu zadań należy przeprowadzić ponowną kalibrację. Rekalibracja jest zalecana pomiędzy poszczególnymi zadaniami, aby wyeliminować dryft w trakcie testowania.

Większość systemów śledzenia wzroku generuje surowe pliki danych zawierające znacznik czasu oraz współrzędne X i Y punktu spojrzenia, odległość od bodźca OR, a także indeks charakteryzujący zdarzenie lub zmianę w prezentacji bodźca; aby skontrolować brakujące dane o spojrzeniu, analizę przeprowadza się jako proporcję czasu spojrzenia na ekran zamiast w wartościach bezwzględnych. Aby przeanalizować wzorce fiksacji, takie jak przedstawiono tutaj, wymagane są komponenty czasowe i przestrzenne. Fiksację często definiuje się jako pozostawanie punktu spojrzenia w obrębie średnicy jednego stopnia kąta widzenia przez co najmniej 100 milisekund.

Typowe zmienne zależne w analizie fiksacji obejmują liczbę fiksacji, średni czas trwania fiksacji, całkowity czas fiksacji oraz przestrzenny układ lub sekwencję poszczególnych fiksacji; analizy fiksacji są często przeprowadzane w ramach zdefiniowanych obszarów zainteresowania (AOI). Dzieci z SD i bez SD mogą różnić się czasem fiksacji na konkretnych AOI, takich jak oczy na twarzy, latencją do pierwszej fiksacji AOI lub wzorcami przesunięć spojrzenia między obszarami AOI. Charakterystyka prędkości ruchów gałek ocznych umożliwia badanie innych właściwości dynamiki okulomotorycznej, w tym rozkładu lub wzorca prędkości SEC, rozkładu lub wzorca amplitudy SEC, rozkładu lub wzorca czasu trwania SEC, a także latencji SEC i dokładności zakończenia SEC.

Przedstawiona tutaj mapa fiksacji jest przykładem reprezentatywnym. Okręgi oznaczają poszczególne fiksacje jednego dziecka z SD podczas oglądania statycznego obrazu. Fiksacje z tego i podobnych zadań są analizowane w obrębie grupy uczestników, aby ustalić, czy dzieci z SD i bez SD różnią się pod względem uwagi wizualnej skierowanej na różne AOI. Rycina ta wykazuje, że w paradygmacie eksploracji wizualnej dzieci z SD fiksują mniej obrazów społecznych niż dzieci rozwijające się typowo lub TD.

W przypadku jednoczesnego wyświetlania obiektów o wysokim zainteresowaniu autystycznym HAI. Jednakże, gdy obiekty o niskim zainteresowaniu autystycznym LAI są prezentowane wraz ze bodźcami społecznymi, eksploracja obrazów społecznych nie różni się znacząco między grupami, co sugeruje, że uwaga społeczna w ST jest modulowana w zależności od względnej istotności konkurujących bodźców. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać solidną wiedzę na temat tego, jak skuteczniej przeprowadzać badanie eyetrackingowe u małych dzieci z autyzmem poprzez dobór odpowiedniego sprzętu i stworzenie właściwego środowiska testowego poprzez prawidłowe ustawienie dziecka i utrzymanie jego uwagi w celu zapewnienia uzyskania wysokiej jakości danych eyetrackingowych; dzięki analizie metryk istotnych dla Państwa pytania badawczego będą Państwo dobrze przygotowani do prowadzenia badań eyetrackingowych z udziałem małych dzieci w spektrum autyzmu.