Name: Badanie wrażliwości niemowląt na język wizualny za pomocą śledzenia ruchu gałek ocznych i paradygmatu preferencyjnego patrzenia (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 7 s
Description: Poznaj metodę śledzenia ruchu gałek ocznych do badania wrażliwości niemowląt na język wizualny. Paradygmat preferencyjnego patrzenia pozwala bezpiecznie zbierać dane o uwadze wzrokowej i jej roli w przyswajaniu języka.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Zbieranie danych do badania zostało przeprowadzone w UCSD Mind, Experience, and Perception Lab (UCSD MEP Lab) na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. Finansowanie zostało zapewnione przez NIH R01EY024623 (Bosworth & Dobkins) i NSF SBE-1041725 (Petitto & Allen; podnagroda dla Bosworth). Jesteśmy wdzięczni studenckiemu zespołowi badawczemu MEPLab oraz niemowlętom i rodzinom z San Diego w Kalifornii, którzy wzięli udział w tym badaniu.

<ol><li>Aslin, R. N., McMurray, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+corneal-reflection+eye+tracking+in+infancy%3A+Methodological+developments+and+applications+to+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">Automated corneal-reflection eye tracking in infancy: Methodological developments and applications to cognition.</a> Infancy. 6 (2), 155-163 (2004).</li>
<li>Gredebäck, G., Eriksson, M., Schmitow, C., Laeng, B., Stenberg, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individual+differences+in+face+processing%3A+Infants%E2%80%99+scanning+patterns+and+pupil+dilations+are+influenced+by+the+distribution+of+parental+leave%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">Individual differences in face processing: Infants’ scanning patterns and pupil dilations are influenced by the distribution of parental leave.</a> Infancy. 17 (1), 79-101 (2012).</li>
<li>Gredebäck, G., von Hofsten, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infants%27+evolving+representations+of+object+motion+during+occlusion%3A+A+longitudinal+study+of+6-to+12-month-old+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">Infants' evolving representations of object motion during occlusion: A longitudinal study of 6-to 12-month-old infants.</a> Infancy. 6 (2), 165-184 (2004).</li>
<li>Byers-Heinlein, K., Werker, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolingual%2C+bilingual%2C+trilingual%3A+infants%27+language+experience+influences+the+development+of+a+word-learning+heuristic%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Science%22%5BJournal%5D)">Monolingual, bilingual, trilingual: infants' language experience influences the development of a word-learning heuristic.</a> Developmental Science. 12 (5), 815-823 (2009).</li>
<li>Jusczyk, P. W., Bertoncini, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viewing+the+development+of+speech+perception+as+an+innately+guided+learning+process%5BTitle%5D)+AND+%22Language+and+Speech%22%5BJournal%5D)">Viewing the development of speech perception as an innately guided learning process.</a> Language and Speech. 31 (3), 217-238 (1988).</li>
<li>Krentz, U. C., Corina, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preference+for+language+in+early+infancy%3A+the+human+language+bias+is+not+speech+specific%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Science%22%5BJournal%5D)">Preference for language in early infancy: the human language bias is not speech specific.</a> Developmental Science. 11 (1), 1-9 (2008).</li>
<li>Stone, A., Petitto, L. A., Bosworth, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+sonority+modulates+infants%27+attraction+to+sign+language%5BTitle%5D)+AND+%22Language+Learning+and+Development%22%5BJournal%5D)">Visual sonority modulates infants' attraction to sign language.</a> Language Learning and Development. 14 (2), 130-148 (2017).</li>
<li>Brentari, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrentari%2C+D+%22A+Prosodic+Model+of+Sign+Language+Phonology%22">A Prosodic Model of Sign Language Phonology</a>. , MIT Press. Cambridge, MA. (1998).</li>
<li>Jantunen, T., Takkinen, R. Syllable structure in sign language phonology. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJantunen%2C+T+%22Sign+Languages%22">Sign Languages</a>. Brentari, D. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. 312-331 (2010).</li>
<li>MacNeilage, P. F., Krones, R., Hanson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+control+of+the+initiation+of+jaw+movement+for+speech%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+the+Acoustical+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Closed-loop control of the initiation of jaw movement for speech.</a> The Journal of the Acoustical Society of America. 47 (1), 104(1970).</li>
<li>Ohala, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+phonetics+and+phonology+of+aspects+of+assimilation%5BTitle%5D)+AND+%22Papers+in+Laboratory+Phonology%22%5BJournal%5D)">The phonetics and phonology of aspects of assimilation.</a> Papers in Laboratory Phonology. 1, 258-275 (1990).</li>
<li>Perlmutter, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonority+and+syllable+structure+in+American+Sign+Language%5BTitle%5D)+AND+%22Linguistic+Inquiry%22%5BJournal%5D)">Sonority and syllable structure in American Sign Language.</a> Linguistic Inquiry. 23 (3), 407-442 (1992).</li>
<li>Sandler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sonority+cycle+in+American+Sign+Language%5BTitle%5D)+AND+%22Phonology%22%5BJournal%5D)">A sonority cycle in American Sign Language.</a> Phonology. 10 (02), 243-279 (1993).</li>
<li>Berent, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBerent%2C+I+%22The+Phonological+Mind%22">The Phonological Mind</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2013).</li>
<li>Gómez, D. M., Berent, I., Benavides-Varela, S., Bion, R. A., Cattarossi, L., Nespor, M., Mehler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Language+universals+at+birth%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Language universals at birth.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (16), 5837-5841 (2014).</li>
<li>Baker, S. A., Golinkoff, R. M., Petitto, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+old+puzzles+from+infants%27+categorical+discrimination+of+soundless+phonetic+units%5BTitle%5D)+AND+%22Language+Learning+and+Development%22%5BJournal%5D)">New insights into old puzzles from infants' categorical discrimination of soundless phonetic units.</a> Language Learning and Development. 2 (3), 147-162 (2006).</li>
<li>Werker, J. F., Tees, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-language+speech+perception%3A+Evidence+for+perceptual+reorganization+during+the+first+year+of+life%5BTitle%5D)+AND+%22Infant+Behavior+and+Development%22%5BJournal%5D)">Cross-language speech perception: Evidence for perceptual reorganization during the first year of life.</a> Infant Behavior and Development. 7 (1), 49-63 (1984).</li>
<li>Kuhl, P. K., Stevens, E., Hayashi, A., Deguchi, T., Kiritani, S., Iverson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infants+show+a+facilitation+effect+for+native+language+phonetic+perception+between+6+and+12+months%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Science%22%5BJournal%5D)">Infants show a facilitation effect for native language phonetic perception between 6 and 12 months.</a> Developmental Science. 9 (2), 13-21 (2006).</li>
<li>Petitto, L. A., Berens, M. S., Kovelman, I., Dubins, M. H., Jasinska, K., Shalinsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%22perceptual+wedge+hypothesis%22+as+the+basis+for+bilingual+babies%27+phonetic+processing+advantage%3A+New+insights+from+fNIRS+brain+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+and+Language%22%5BJournal%5D)">The "perceptual wedge hypothesis" as the basis for bilingual babies' phonetic processing advantage: New insights from fNIRS brain imaging.</a> Brain and Language. 121 (2), 130-143 (2012).</li>
<li>Colombo, J., Mitchell, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infant+visual+habituation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Infant visual habituation.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 92 (2), 225-234 (2009).</li>
<li>Gredebäck, G., Johnson, S., von Hofsten, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracking+in+infancy+research%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">Eye tracking in infancy research.</a> Developmental Neuropsychology. 35 (1), 1-19 (2010).</li>
<li>Duchowski, A. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDuchowski%2C+AT+%22Eye+tracking+Methodology%3A+Theory+and+practice%22">Eye tracking Methodology: Theory and practice</a>. , Springer-Verlag Inc. New York, NY. (2007).</li>
<li>Feng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracking%3A+A+brief+guide+for+developmental+researchers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognition+and+Development%22%5BJournal%5D)">Eye tracking: A brief guide for developmental researchers.</a> Journal of Cognition and Development. 12, 1-11 (2011).</li>
<li>Holmqvist, K., Nyström, M., Mulvey, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracker+data+quality%3A+what+it+is+and+how+to+measure+it%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+symposium+on+eye+tracking+research+and+applications%22%5BJournal%5D)">Eye tracker data quality: what it is and how to measure it.</a> Proceedings of the symposium on eye tracking research and applications. , March 45-52 (2012).</li>
<li>Morgante, J. D., Zolfaghari, R., Johnson, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+test+of+temporal+and+spatial+accuracy+of+the+Tobii+T60XL+eye+tracker%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">A critical test of temporal and spatial accuracy of the Tobii T60XL eye tracker.</a> Infancy. 17 (1), 9-32 (2012).</li>
<li>Oakes, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+eye+tracking+in+infancy+research%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">Advances in eye tracking in infancy research.</a> Infancy. 17 (1), 1-8 (2012).</li>
<li>Wass, S. V., Smith, T. J., Johnson, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parsing+eye-tracking+data+of+variable+quality+to+provide+accurate+fixation+duration+estimates+in+infants+and+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%22%5BJournal%5D)">Parsing eye-tracking data of variable quality to provide accurate fixation duration estimates in infants and adults.</a> Behavior Research Methods. 45 (1), 229-250 (2013).</li>
<li>Hall, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+you+don%E2%80%99t+know+can+hurt+you%3A+The+risk+of+language+deprivation+by+impairing+sign+language+development+in+deaf+children%5BTitle%5D)+AND+%22Maternal+and+Child+Health+Journal%22%5BJournal%5D)">What you don’t know can hurt you: The risk of language deprivation by impairing sign language development in deaf children.</a> Maternal and Child Health Journal. 21 (5), 961-965 (2017).</li>
<li>Petitto, L. A., Langdon, C., Stone, A., Andriola, D., Kartheiser, G., Cochran, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+sign+phonology%3A+Insights+into+human+reading+and+language+from+a+natural+soundless+phonology%5BTitle%5D)+AND+%22WIREs+Cognitive+Science%22%5BJournal%5D)">Visual sign phonology: Insights into human reading and language from a natural soundless phonology.</a> WIREs Cognitive Science. 7 (6), 366-381 (2016).</li>
<li>Johnson, M. H., Posner, M. I., Rothbart, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facilitation+of+saccades+toward+a+covertly+attended+location+in+early+infancy%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+Science%22%5BJournal%5D)">Facilitation of saccades toward a covertly attended location in early infancy.</a> Psychological Science. 5 (2), 90-93 (1994).</li>
<li>Norton, D., Stark, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanpaths+in+eye+movements+during+pattern+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Scanpaths in eye movements during pattern perception.</a> Science. 171 (3968), 308-311 (1971).</li>
<li>Sirois, S., Jackson, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pupil+dilation+and+object+permanence+in+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">Pupil dilation and object permanence in infants.</a> Infancy. 17 (1), 61-78 (2012).</li>
<li>Quinn, P. C., Uttley, L., Lee, K., Gibson, A., Smith, M., Slater, A. M., Pascalis, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infant+preference+for+female+faces+occurs+for+same-but+not+other-race+faces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">Infant preference for female faces occurs for same-but not other-race faces.</a> Journal of Neuropsychology. 2 (1), 15-26 (2008).</li>
<li>Rhodes, G., Geddes, K., Jeffery, L., Dziurawiec, S., Clark, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+average+and+symmetric+faces+attractive+to+infants%3F+Discrimination+and+looking+preferences%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">Are average and symmetric faces attractive to infants? Discrimination and looking preferences.</a> Perception. 31 (3), 315-321 (2002).</li>
<li>Watanabe, K., Matsuda, T., Nishioka, T., Namatame, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+gaze+during+observation+of+static+faces+in+deaf+people%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Eye gaze during observation of static faces in deaf people.</a> PloS One. 6 (2), 16919(2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Użyliśmy paradygmatu preferencyjnego wyglądu, aby odkryć dowody na to, że niemowlęta mogą być wrażliwe na określoną wskazówkę wizualną w sygnale językowym, mimo że nie miały wcześniejszego doświadczenia z językiem migowym. Co więcej, wrażliwość tę obserwowano tylko u młodszych niemowląt, a nie u starszych, co jest przejawem klasycznej funkcji zwężania percepcji. Dowody na preferencję wieku dla dobrze uformowanych sylab w oparciu o ograniczenia dźwięczności pozwoliły nam na dalsze hipotezę, że dźwięczność może być ważną w...

Nadrzędnym celem nauki o rozwoju jest badanie powstawania funkcji poznawczych, języka i poznania społecznego u niemowląt i dzieci. Ruchy gałek ocznych są modulowane przez intencje, zrozumienie, wiedzę, zainteresowanie i uwagę uczestników na świat zewnętrzny. Zbieranie reakcji okoruchowych u niemowląt podczas orientacji i skanowania obrazów wizualnych, statycznych lub dynamicznych może dostarczyć informacji na temat powstającego zrozumienia i uwagi niemowląt na ich zewnętrzny świat wizualny oraz danych językowych, które otrzymują.
Chociaż technologia śledzenia ruchu gałek ocznych istnieje od ponad stu lat, dopiero niedawno rozwinęła się pod względem wydajności i użyteczności, co pozwala na wykorzystanie jej do badania niemowląt. W ciągu ostatniej dekady śledzenie ruchu gałek ocznych ujawniło wiele informacji na temat świata psychicznego niemowląt. Na przykład, wiemy teraz dużo o pamięci krótkotrwałej, okluzji obiektów i przewidywaniu nadchodzących wydarzeń u 6-miesięcznych dzieci na podstawie zachowania spojrzenia1,2,3. Śledzenie ruchu gałek ocznych może być również wykorzystywane do badania nauki języków obcych przez niemowlęta4. Ogólnie rzecz biorąc, nauka języka u niemowląt zależy od zdolności do rozróżniania sygnałów sensorycznych obecnych w otoczeniu i identyfikowania wskazówek, które są najbardziej istotne dla transmisji języka5,6. Naukowcy zajmujący się rozwojem starają się lepiej zrozumieć, czym są te sygnały sensoryczne, dlaczego przyciągają uwagę niemowląt i w jaki sposób zwracanie uwagi na te sygnały stanowi rusztowanie dla nauki języka u niemowląt. W niniejszej pracy przedstawiono protokół śledzenia ruchu gałek ocznych i paradygmat preferencyjnego patrzenia, które mogą być używane razem do badania wrażliwości niemowląt na takie sygnały w językach mówionych lub migowych.
W Stone, et al.7, zastosowano śledzenie ruchu gałek ocznych z paradygmatem preferencyjnego wyglądu, aby sprawdzić, czy niemowlęta nieposiadające wcześniej znaku mają wrażliwość na zestaw kontrastów fonologicznych w języku migowym. Kontrasty te różniły się dźwięcznością (tj. znaczeniem percepcyjnym), strukturalną właściwością językową obecną zarówno w języku mówionym, jak i migowym7,8,9,10,11,12,13. Uważa się, że dźwięczność jest ważna dla ograniczeń fonologicznych w tworzeniu sylab w językach mówionych i migowych, tak że sylaby, które podlegają ograniczeniom opartym na brzmieniu, są uważane za bardziej "dobrze uformowane". Zaobserwowano, że niemowlęta, słuchając mowy, wykazują preferencje behawioralne dla dobrze sformułowanych sylab w porównaniu ze źle sformułowanymi sylabami w wielu językach, a nawet w językach, których nigdy wcześniej nie słyszały14,15. Postawiliśmy hipotezę, że niemowlęta również wykazywałyby podobne preferencje dotyczące dobrze sformułowanych sylab w języku migowym, nawet jeśli nie miały wcześniejszego doświadczenia z językiem migowym.
Dalej przypuszczaliśmy, że ta preferencja - lub wrażliwość - będzie podlegała zawężeniu percepcji. Jest to zjawisko przyswajania języka, w którym, gdy niemowlę zbliża się do swoich pierwszych urodzin, wczesna, uniwersalna wrażliwość niemowlęcia na wiele cech językowych słabnie tylko do cech w języku, z którym niemowlę miało styczność16,17. Rekrutowaliśmy młodsze (sześciomiesięczne dzieci) i starsze (dwunastomiesięczne) niemowlęta, wybierając te grupy, ponieważ znajdują się one na przeciwległych końcach funkcji zwężania percepcji pod kątem wrażliwości na nowe kontrasty fonetyczne17,18,19. Przewidywaliśmy, że młodsze niemowlęta będą preferować dobrze sformułowane sylaby w języku migowym, ale starsze niemowlęta nie. Niemowlęta oglądały filmy składające się z dobrze uformowanej i źle sformułowanej pisowni palcami, wybranych z dwóch powodów. Po pierwsze, sylaby w płynnej pisowni palcami są teoretycznie zgodne z ograniczeniami fonologicznymi opartymi na brzmieniu8, co daje możliwość stworzenia eksperymentalnych kontrastów, które bezpośrednio sprawdzają, czy niemowlęta są wrażliwe na sygnały oparte na dźwięczności we wczesnej nauce języka. Po drugie, wybraliśmy pisownię palcami zamiast pełnych znaków na ciele i twarzy, ponieważ pisownia palcami pozwoliła nam bardziej rygorystycznie kontrolować możliwe zakłócenia percepcyjne, w tym szybkość i rozmiar ruchów dłoni, w porównaniu z pełnymi znakami, które różnią się znacznie pod względem przestrzeni migowej i prędkości ruchu. W naszym badaniu wykorzystaliśmy filmy pokazujące tylko dłonie, ale ten paradygmat można uogólnić na filmy pokazujące głowy lub całe ciała osób i mówiących, a nawet pokazujące zwierzęta lub przedmioty nieożywione, w zależności od badanego pytania naukowego i kontrastów.
Wartość używająca paradygmatu preferencji preferencyjnego do pomiaru wrażliwości na język lub kontrasty sensoryczne polega na jego względnej prostocie i łatwości kontroli. W takich paradygmatach niemowlętom prezentowane są obok siebie dwa bodźce, które różnią się tylko jednym wymiarem lub jedną cechą istotną dla pytania badawczego. Niemowlęta mają możliwość skupienia się na każdym z tych bodźców. Łączny czas patrzenia w kierunku każdego bodźca jest rejestrowany i analizowany. Znacząca różnica w zachowaniu patrzenia na te dwa bodźce wskazuje, że niemowlę może być w stanie dostrzec wymiar, w którym te dwa bodźce się różnią. Ponieważ oba bodźce są pokazywane w tym samym czasie i w równym czasie trwania, cały eksperyment jest dobrze kontrolowany pod kątem idiosynkrazji zachowania niemowlęcia (nieuwaga, patrzenie gdzie indziej, rozdrażnienie, płacz). Jest to w porównaniu z innymi paradygmatami, w których bodźce są pokazywane sekwencyjnie, w którym to przypadku niemowlęta mogą spontanicznie wykazywać różną ilość uwagi na różne bodźce z powodów niezwiązanych z bodźcami (np. bardziej wybredne w okresie, w którym było więcej prób bodźców A niż bodźców B). Nie są również wymagane instrukcje i zrozumienie bodźców; Niemowlęta muszą tylko na nią patrzeć. Wreszcie, paradygmat ten nie wymaga aktywnego monitorowania zachowania niemowlęcia jako kryterium w celu zmiany prezentacji bodźców, jak to jest powszechne w paradygmatach habituacji kontrolowanej przez niemowlęcia16,20. Paradygmat preferencji patrzenia nadaje się również do testowania hipotez dotyczących preferencji wyglądu, a nie różnic. Innymi słowy, oprócz tego, że niemowlęta są w stanie rozróżnić bodźce A i B, naukowcy mogą również testować, które bodźce wywoływały zwiększone lub zmniejszone zachowanie wyglądu, co może być pouczające o rodzących się uprzedzeniach niemowląt i pojawiających się zdolnościach poznawczych.
Bardziej ogólnie, zalety nowoczesnej, nieinwazyjnej technologii śledzenia ruchu gałek ocznych są liczne. Śledzenie ruchu gałek ocznych polega na pomiarze światła w bliskiej podczerwieni, które jest emitowane przez urządzenie i odbijane od oczu uczestnika1,21. To światło podczerwone jest niewidoczne, niezauważalne i całkowicie bezpieczne. Eksperymenty ze śledzeniem ruchu gałek ocznych nie wymagają żadnych instrukcji i polegają wyłącznie na biernym oglądaniu. Obecne modele generują dużą ilość danych o spojrzeniu w krótkim czasie dzięki prostej konfiguracji. Niemowlęta mogą siedzieć na kolanach rodzica i, z naszego doświadczenia, często podoba im się ten eksperyment. Większość nowoczesnych zdalnych urządzeń do śledzenia ruchu gałek ocznych nie wymaga zagłówków ani przedmiotów umieszczanych na niemowlęciu i jest odporna na ruchy głowy, szybko wraca do zdrowia po mrugnięciu, płaczu, wyjściu poza zasięg lub odwróceniu wzroku. W razie potrzeby oprócz danych o pozycji oczu można rejestrować wzorce sakkad, dane dotyczące pozycji głowy i pupilometrię.
Wyzwania związane z prowadzeniem badań nad śledzeniem ruchu gałek ocznych u niemowląt są realne, ale nie nie do pokonania. Dane śledzenia ruchu gałek ocznych mogą być zaszumione z powodu ruchów niemowląt, nieuwagi, wybrzydzania i senności. Eksperymenty muszą być zaprojektowane tak, aby można je było ukończyć w około 10 minut lub krócej - co może być zaletą, ponieważ wizyty w laboratorium są szybkie, ale także wadą, jeśli chcesz uzyskać więcej danych lub masz kilka warunków eksperymentalnych. Innym ważnym zastrzeżeniem jest to, że wynik zerowy nie oznacza, że niemowlęta nie są wrażliwe na manipulację eksperymentalną. Jeśli niemowlęta nie wykazują znaczącej różnicy między bodźcami A i B, odkrycie to może oznaczać albo (1) niewrażliwość na różnicę między A i B, albo (2) niepowodzenie w wywoływaniu preferencji behawioralnych. Na przykład, być może niemowlę było w równym stopniu zafascynowane A i B, mimo że niemowlę było wrażliwe na różnicę między nimi. Problem ten można rozwiązać, dodając drugi warunek, najlepiej przy użyciu tych samych (lub bardzo podobnych) bodźców, ale testując w innym wymiarze, dla którego wiadomo, że niemowlęta wykazują preferencje behawioralne. Jeśli niemowlęta nie wykazują preferencji w pierwszym warunku, ale robią to w drugim, można interpretować, że niemowlęta są w stanie wykazać preferencje dotyczące wyglądu bodźców, co może pomóc w wyjaśnieniu interpretacji wszelkich wyników zerowych. Wreszcie, ważne jest, aby precyzyjnie skalibrować urządzenie śledzące ruch gałek ocznych. Kalibracja musi być dokładna, z niskim błędem przestrzennym i czasowym, tak aby dane dotyczące spojrzenia oka mogły być precyzyjnie odwzorowane na bodźce eksperymentalne. Innymi słowy, "twoje badanie jest tylko tak dobre, jak twoja kalibracja". Kontrole kalibracji przed i po prezentacji bodźców mogą zapewnić dodatkową miarę pewności. Szczegółowe i doskonałe recenzje na temat kalibracji śledzenia ruchu gałek ocznych u niemowląt zostały opublikowane gdzie indziej1,21,22,23,24,25,26,27.

<table><tbody><tr><td>Eye Tracker</td><td>Tobii</td><td></td><td>Model X120</td></tr><tr><td>Eksperyment Prezentacja i Oprogramowanie do analizy spojrzenia</td><td>Tobii</td><td></td><td>Tobii Studio Pro</td></tr><tr><td>Experimenter Monitor</td><td>Dell</td><td></td><td>Professional P2210 22" Wide Monitor</td></tr><tr><td>Stimulus</td> Monitor <td>Dell</td><td></td><td>Generic 17" Dell Generic 17"</td></tr><tr><td>Procesor</td><td>Dell</td><td></td><td>Dell Precision T5500 Advanced z czterordzeniowym procesorem Intel Xeon 2,13 GHz i 4 GB pamięci DDR3) z dyskiem twardym SSD o pojemności 250 GB i standardowymi kartami wyjściowymi wideo.</td></tr><tr><td>WebKamera</td><td>Logitech Logitech</td><td></td><td>C150 HD</td></tr><tr><td>Cam Karta przechwytywania wideo</td><td>Osprey Osprey</td><td></td><td>230 Video Capture Card (do przechwytywania bodźców, które są wysyłane do monitora bodźców)</td></tr></tbody></table>

badanie wrażliwości niemowląt na język wizualny za pomocą śledzenia ruchu gałek ocznych i paradygmatu preferencyjnego patrzenia

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

Omawiamy użycie paradygmatu preferencyjnego wyglądu w badaniach eyetrackingowych, aby zbadać, jak niemowlęta rozwijają, rozumieją i zwracają uwagę na otaczający je świat. Śledzenie ruchu gałek ocznych jest bezpiecznym i nieinwazyjnym sposobem zbierania danych o spojrzeniu niemowląt, a paradygmat preferencyjnego wyglądu jest prosty do zaprojektowania i wymaga od niemowlęcia jedynie zwracania uwagi na ekran. Pokazując jednocześnie dwa bodźce wzrokowe, które różnią się w jednym wymiarze, możemy ocenić, czy niemowlęta wykazują różne zachowanie w stosunku do któregokolwiek z bodźców, wykazując w ten sposób wrażliwość na tę różnicę. Wyzwania związane z takimi podejściami eksperymentalnymi polegają na tym, że eksperymenty muszą być krótkie (nie więcej niż 10 minut) i starannie kontrolowane tak, aby te dwa bodźce różniły się tylko w jeden sposób. Interpretacja wyników zerowych również musi być dokładnie przemyślana. W tym artykule ilustrujemy udany przykład badania okulograficznego u niemowląt z paradygmatem preferencyjnego wyglądu, aby odkryć, że 6-miesięczne dzieci są wrażliwe na sygnały językowe w języku migowym, mimo że nie miały wcześniejszego kontaktu z językiem migowym, co sugeruje, że niemowlęta mają wrodzoną lub wrodzoną wrażliwość na te sygnały.

Próbka w pracy Stone i wsp.7 składała się z 16 młodszych niemowląt (średni wiek = 5,6 ± 0,6 miesiąca; zakres = 4,4-6,7 miesiąca; 8 żeńskich) oraz 13 starszych niemowląt (średni wiek = 1,8 ± 0,9 miesiąca; zakres = 10,6-12,8 miesiąca; 7 żeńskich). Żadne z tych niemowląt nie miało wcześniej kontaktu z językiem migowym. Najpierw oceniono różnice w całkowitym czasie patrzenia między grupami wiekowymi i nie stwierdzono istotnych różnic (średnie: 48,8 s vs. 36,7 s; t(27) = 1,71; p = 0,10). Wyklu...

Badania śledzenia ruchu gałek ocznych wykorzystujące paradygmat preferencyjnego patrzenia mogą być wykorzystane do badania nowego rozumienia i zwracania uwagi na ich zewnętrzny świat wizualny przez niemowlęta.

Badanie wrażliwości niemowląt na język wizualny za pomocą śledzenia ruchu gałek ocznych i paradygmatu preferencyjnego patrzenia

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

Śledzenie ruchu gałek ocznych jest idealne do badania, w jaki sposób dzieci uczą się o otaczającym je środowisku. I w jaki sposób mogą wykorzystywać te sygnały środowiskowe do nauki języka. Tutaj badamy te wskazówki percepcyjne, które mogą kierować nauką języka u dzieci.Główną zaletą śledzenia ruchu gałek ocznych i opisanych tutaj metod jest to, że jest to bezpieczny, niezawodny i nieinwazyjny sposób na gromadzenie dużych ilości danych o spojrzeniu w krótkim czasie. Zacznij od zaprojektowania paradygmatu preferencji patrzenia, w którym dwa różne bodźce wideo są wyświetlane jednocześnie, każdy na jednej połowie ekranu. Upewnij się, że oba bodźce różnią się jedną cechą, a poza tym są identyczne dla wszystkich innych elementów wizualnych.Wstaw przyciągające uwagę obrazy przed każdym badaniem, aby utrzymać i przekierować uwagę niemowląt na środek ekranu bezpośrednio przed rozpoczęciem badania. Na początku i na końcu sekwencji eksperymentalnej wstaw trzypunktową procedurę kontroli kalibracji składającą się z trzech slajdów, z których każdy ma jeden cel, który pojawia się w lewym górnym rogu, na środku ekranu i w prawym dolnym rogu. Następnie umieść eyetracker bezpośrednio pod monitorem bodźców i pod niskim kątem, tak aby był skierowany w stronę twarzy niemowlęcia tak bezpośrednio, jak to możliwe.Użyj linijek i cyfrowego miernika kąta, aby zmierzyć położenie i kąt śledzenia ruchu gałek ocznych oraz monitora. Umieść oddzielną kamerę internetową, często nazywaną użytkownikiem, lub kamerę sceny nad monitorem bodźców, aby nagrywać całą twarz uczestnika podczas eksperymentu. Na koniec skonfiguruj eksperymentalne oprogramowanie do prezentacji, zwykle dostępne na rynku z eyetrackerem, aby prezentować bodźce, rejestrować ruchy gałek ocznych, nagrywać użytkownika lub kamerę sceny, wyświetlać punkty wzroku podczas eksperymentu i opcjonalnie przeprowadzać analizę danych dotyczących spojrzenia.Zacznij od odprowadzenia rodzica i niemowlęcia do sali testowej. Wyjaśnij procedurę i uzyskaj podpisaną zgodę na przeprowadzenie eksperymentu. Zbierz standardowe informacje demograficzne i medyczne oraz informacje o środowisku językowym i technologicznym niemowlęcia.Następnie przyciemnij światła w pomieszczeniu eksperymentalnym i upewnij się, że w pomieszczeniu nie ma innych oczywistych wizualnych dystraktorów. Użyj zasłon, aby zasłonić pole widzenia niemowlęcia od wszystkich dystraktorów w pokoju. Poproś rodzica, aby usiadł na krześle z niemowlęciem siedzącym na jego kolanach.Aby zapewnić większą stabilność, rodzic może przypiąć niemowlę pasami w miękkim foteliku podwyższającym umieszczonym na kolanach rodzica. Użyj oprogramowania do śledzenia ruchu gałek ocznych, aby upewnić się, że oczy niemowlęcia są widoczne dla urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych. Następnie wykonaj pięciopunktową procedurę kalibracji zgodnie z instrukcjami urządzenia do śledzenia ruchu gałek ocznych.Po pomyślnym zweryfikowaniu kalibracji rozpocznij eksperyment od trzypunktowej kontroli kalibracji. Ręcznie kontroluj czas trwania każdego celu, gdy niemowlę skupi się na celu na jednym slajdzie, natychmiast przejdź do następnego celu. Następnie kontynuuj eksperyment, zaczynając od przyciągania uwagi przed pierwszą próbą.Ręcznie kontroluj, jak długo przyciągacz uwagi jest wyświetlany i rozpocznij próbę, gdy niemowlę skupi się na przyciągaczu uwagi. Po pokazaniu wszystkich prób ponownie wykonaj tę samą trzypunktową procedurę kalibracji, aby przetestować możliwy dryft sygnału lub zmiany kalibracji podczas eksperymentu. Po zakończeniu eksperymentu zapewnij wynagrodzenie i, jeśli wyrazisz na to zgodę, udostępnij dodatkowe ulotki lub materiały, które rodzic może rozdać swoim rówieśnikom, aby pomóc w rekrutacji.Na koniec przeanalizuj dane, rysując dwa obszary zainteresowania, obszary zainteresowania, po jednym dla każdej strony ekranu. Upewnij się, że AOI są nieco większe niż same elementy wizualne, aby uwzględnić wszelkie drobne niedokładności kalibracji lub standardowe błędy urządzenia. Zachowaj odstęp około 25 pikseli lub większy między dwoma obszarami zainteresowania na środku ekranu.Następnie oblicz całkowity czas patrzenia dla każdego AOI dla każdej próby, sumując wszystkie punkty spojrzenia przypadające w ramach AOI i mnożąc tę liczbę przez interwał próbkowania. Wyniki wskazują, że młodsze niemowlęta, ale nie starsze, są wrażliwe na ograniczenia fonologiczne w języku migowym wynikające z dźwięczności, mimo że nigdy wcześniej nie miały kontaktu z językiem migowym. Co więcej, młodsze i starsze niemowlęta mają różne preferencje dotyczące bodźców migowych w pozycji pionowej i odwróconej.W szczególności młodsze niemowlęta dłużej patrzyły na bodźce pionowe, podczas gdy starsze niemowlęta dłużej patrzyły na bodźce odwrócone. Kilka ważnych rzeczy do zapamiętania. Po pierwsze, upewnij się, że podczas nagrywania nie ma większych zmian, takich jak pozycja niemowlęcia.Nie chcesz dużych ruchów ciała ani zmian w oświetleniu. Ważne jest również, aby dwa bodźce prezentowane niemowlętom różniły się tylko w jeden sposób, więc jeśli niemowlęta wolą patrzeć na jeden z nich, będziesz wiedział dlaczego, a wyniki można interpretować w odniesieniu do tej jednej cechy wizualnej. Technologia śledzenia ruchu gałek ocznych pozwala naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób niemowlęta odbierają i organizują sygnały w swoim świecie.Zintegrowane oprogramowanie i sprzęt do śledzenia stały się bardziej zaawansowane i wszechstronne, co pozwala nam łatwiej testować dzieci i odpowiadać na pytania w sposób, w jaki nie mogliśmy tego zrobić 10 lat temu, aby lepiej zrozumieć rozwój niemowląt.

exploring-infant-sensitivity-to-visual-language-using-eye-tracking

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Opisano niezawodną metodę domową służącą do oceny rozumienia języka u bardzo małych dzieci rozwijających się typowo, jak również u dzieci z autyzmem. Metoda ta analizuje kierunek spojrzenia dzieci podczas oglądania zestawionych obok siebie obrazów przy jednoczesnym słuchaniu nagrania audio, które pasuje tylko do jednego z nich. Bodźce zostały zaprojektowane z myślą o młodych uczestnikach.

Przenośne intermodalne preferencyjne patrzenie (IPL): Badanie rozumienia języka u typowo rozwijających się małych dzieci oraz u małych dzieci z autyzmem

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.

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

Niniejszy artykuł omawia metodologię śledzenia wzroku w badaniach nad rozumieniem języka. Aby uzyskać wiarygodne dane, należy postępować zgodnie z kluczowymi krokami protokołu. Należą do nich m.in. prawidłowa konfiguracja eye trackera (np. zapewniająca dobrą jakość obrazów oka i głowy) oraz dokładna kalibracja.

Śledzenie ruchu gałek ocznych podczas wizualnego rozumienia języka: elastyczność i ograniczenia w odkrywaniu wizualnych efektów kontekstowych

Paradygmat świata wizualnego monitoruje ruchy gałek ocznych uczestników w przestrzeni wizualnej, gdy słuchają lub mówią w języku mówionym. Paradygmat ten może być wykorzystany do zbadania przetwarzania online szerokiego zakresu pytań psycholingwistycznych, w tym stwierdzeń semantycznie złożonych, takich jak zdania rozłączne.

Wykorzystanie ruchów gałek ocznych zarejestrowanych w paradygmacie świata wizualnego do zbadania przetwarzania języka mówionego online

Przedstawiamy protokół do badania wykorzystania wskazówek morfologicznych podczas rozumienia zdań w czasie rzeczywistym przez dzieci z autyzmem.

Wykorzystanie paradygmatu świata wizualnego do badania rozumienia zdań u dzieci z autyzmem mówiących po mandaryńsku

Małe dzieci nie obserwują świata biernie, ale raczej aktywnie eksplorują i angażują się w swoje otoczenie. Protokół ten zawiera zasady przewodnie i praktyczne zalecenia dotyczące korzystania z urządzeń śledzących ruch gałek ocznych montowanych na głowie do rejestrowania dynamicznego środowiska wzrokowego niemowląt i małych dzieci oraz uwagi wzrokowej w kontekście naturalnego zachowania.

Spojrzenie w akcji: śledzenie dynamicznej uwagi wzrokowej dzieci na głowie podczas zachowań naturalistycznych

Tutaj prezentujemy protokół paradygmatów testów zapoznawczych, które zapewniają bezpośredni test kategoryzacji niemowląt i pomagają zdefiniować rolę języka we wczesnym uczeniu się kategorii.

Definiowanie roli języka w kategoryzacji obiektów niemowląt za pomocą paradygmatów śledzenia ruchu gałek ocznych

Metoda została zaprojektowana w celu zbadania roli hamowania powrotu (IOR) w regresyjnych ruchach gałek ocznych podczas czytania. Nacisk kładziony jest na rozróżnienie między regresjami wywołanymi w wyniku trudności ze zrozumieniem a tymi wywołanymi błędem okoruchowym, w tym na roli IOR w tych dwóch typach regresji.

Śledzenie ruchu gałek ocznych w celu rozróżnienia regresywnych ruchów gałek ocznych opartych na rozumieniu i okoruchowych podczas czytania

Ten eksperymentalny protokół łączył śledzenie ruchu gałek ocznych i ocenę preakkadowej wrażliwości wzrokowej w paradygmacie podwójnego zadania, składającego się z zadania sakad wolnego wyboru i zadania dyskryminacji wizualnej, aby zbadać rozmieszczenie wizualnej uwagi przestrzennej przed zarówno dokładnymi, jak i uśredniającymi sakkadami.

Badanie rozmieszczenia uwagi wzrokowej przed dokładnymi i uśredniającymi sakkadami poprzez śledzenie ruchu gałek ocznych i ocenę wrażliwości wzrokowej

Tutaj prezentujemy protokół do zbadania związanego z wiekiem spadku przetwarzania zdań za pomocą zadania labiryntu, które pozwoliło nam zlokalizować trudność przetwarzania przy każdym słowie zdania podczas czytania.

Eksperymentalny paradygmat pomiaru wpływu starzenia się na przetwarzanie zdań

Poznaj metodę śledzenia ruchu gałek ocznych do badania wrażliwości niemowląt na język wizualny. Paradygmat preferencyjnego patrzenia pozwala bezpiecznie zbierać dane o uwadze wzrokowej i jej roli w przyswajaniu języka.

Badanie wrażliwości niemowląt na język wizualny za pomocą śledzenia ruchu gałek ocznych i paradygmatu preferencyjnego patrzenia

Przeglądaj więcej filmów