Name: Monitoramento Eye Movement of Memory (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-08-15T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 6 s
Description: Aprenda a monitorar movimentos oculares para avaliar a integridade da memória usando um sistema de rastreamento ocular baseado em capacete. Este método não verbal permite estudar processos cognitivos em diversas populações de participantes.

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Os autores gostariam de agradecer seus colaboradores em estudos que empregam monitorização do movimento dos olhos da memória, com agradecimentos especiais ao Eyal Reingold, Shen Jiye, J. Neal Cohen, Robert R. Althoff, Hannula Deborah e Dave Warren. Este trabalho tem sido apoiado por Ciências Naturais e Pesquisa de Engenharia Council of Canada (NSERC), Canadian Institutes of Health Research (CIHR), o Canada Research Programa de Cadeiras e da Fundação Canadense para Inovação (CFI).

Equipamentos utilizados durante a aquisição de dados Eye Tracker O rastreador olho usados ​​no protocolo atual é um sistema EyeLink II (SR Research Ltd; Mississauga, Ontário, Canadá). Esta cabeça montado, baseado em vídeo olho rastreador posição do olho registros em X, Y coordenadas de quadro a uma taxa de amostragem de qualquer Hz 500 ou 250, com uma resolução espacial de &lt;0,1 °. Uma câmera é usada para monitorar a posição da cabeça através do envio de marcadores de infravermelho para sensores colocados nos quatro cantos do monitor que é visto pelos participantes. Duas câmeras adicionais são montados na cabeça situada abaixo cada um dos olhos, e iluminadores infravermelhos são usados ​​para observar o aluno e os reflexos da córnea. Posição do olho pode ser baseado em pupila e reflexos da córnea, ou com base no único aluno. A faixa de cabeça acolchoada do tracker do olho pode ser ajustada em dois aviões para caber confortavelmente o tamanho da cabeça de um participante adulto. A maioria dos óculos e lentes de contato podem ser acomodados pelo rastreador de olho. Computadores Dois PCs são usados ​​para a gravação dos movimentos oculares. Um computador serve como monitor de computador, que apresenta as telas de calibração, instruções tarefa necessária e as imagens usadas no paradigma experimental para os participantes. O computador exibir detalhes os parâmetros de coleta de dados que depois são regidos pelo computador host segundo. O computador host calcula em tempo real a posição olhar e grava os dados do movimento do olho para análise posterior, bem como qualquer botão do teclado ou respostas feitas ao participante. Configuração participante e operações do tracker olhos são realizadas através do PC host. Software Neste protocolo, o calendário ea ordem pela qual os estímulos experimentais serão apresentados aos participantes, ea maneira pela qual a posição dos olhos deve ser recolhida pelo PC host são programados através Experiment Builder, um programa de software especialmente desenvolvido pela SR Research Ltd a interface com o computador host olho tracker. No entanto, a apresentação do estímulo também pode ser realizado através de outros programas de software (por exemplo, Apresentação, Sistemas Neurocomportamentais; Albany, CA). Conversão dos dados de movimento dos olhos para uma série de fixação e sacada eventos que são tempo-locked a apresentação do estímulo (ou outro evento externo) é conseguida através do computador host e pode ser interrogado com dados Viewer, um programa de software desenvolvido pela SR Research Ltd , no entanto, novamente, outros programas podem ser utilizados para obter as medidas necessárias movimento dos olhos. Aqui, a detecção das fixações e sacadas são dependentes de um analisador em linha, que separa as amostras movimento primas olho em estados significativa (sacadas, pisca e fixações). Se a velocidade de duas amostras movimento sucessivo olho superior a 22 graus por segundo a uma distância de 0,1 °, as amostras são rotulados como uma sacada. Se o aluno está faltando para 3 ou mais amostras, a atividade olho é marcado como um piscar de olhos dentro do fluxo de dados. Não saccade e atividade blink não são considerados fixações. Procedimentos de rastreamento dos olhos. Abaixo, detalhamos os procedimentos para a obtenção de gravações de movimento do olho para cada participante. <ol><li> Consentimento. Antes da instalação participante, os participantes são apresentados a cabeça rastreador olho. O experimentador explica aos participantes que as posições da cabeça e dos olhos são monitoradas através de câmeras que estão contidos na cabeça. </li><li> Para um dado paradigma experimental, os participantes estão sentados a uma distância fixa do monitor para manter o mesmo ângulo visual em participantes. </li><li> Configuração da câmera Eye tracker. O capacete rastreador olho é ajustado para que o capacete é confortável e é improvável que se mover, mas não desconfortável em torno da cabeça. O capacete é ajustado para que a câmara pode enviar cabeça iluminação infravermelho para os marcadores externa no monitor. Cada uma das câmeras do olho estão situados nas hastes individuais que se estendem desde o capacete que permitem o ajuste em todos os eixos. As câmeras são posicionadas olho logo abaixo e um pouco longe de cada olho, sem obstruir a visão do participante s do monitor (ver Figura 1). As câmeras estão focadas para obter uma imagem clara e estável da pupila e reflexos da córnea. Painéis de status do computador host indicar se reflexões pupila e córnea estão sendo adquiridos. O limiar de iluminação pode ser ajustada para obter a gravação mais estável da pupila e reflexos da córnea. O experimentador, então, seleciona o paradigma experimental apropriado, e designa um nome de arquivo para as gravações subsequente movimento dos olhos. <img src="/files/ftp_upload/2108/2108fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1. Exemplo de uma cabeça montada rastreador olho baseado em vídeo (à esquerda) eo display e hospedar PCs (direita). Note que o monitor na frente da parteicipant mostra a localização da pupila (ponto azul com crosshair) ea reflexão da córnea (ponto amarelo com crosshair) para auxiliar na configuração da câmera. </li><li> Calibração. Para obter gravações precisas da posição dos olhos no monitor, um procedimento de calibração é iniciada após configuração da câmera. Durante o procedimento de calibração, os participantes são instruídos a olhar para uma série de alvos que aparecem em vários locais no visor. Normalmente, os nove locais de destino são usados, mas de calibração pode ser realizada com apenas três locais de destino. A partir dessas nove localidades registradas, posição dos olhos em qualquer ponto na tela podem ser interpolados. </li><li> Validação. Após a calibração, um procedimento de validação é usado para verificar a precisão da gravação movimento dos olhos. Os mesmos nove locais de destino são fornecidos para o participante a fixar, ea diferença é calculada entre a posição atual e fixação da posição de fixação previamente gravados. Se a precisão média para gravação de posição para um (ou ambos) olhos excede os níveis aceitáveis ​​(erro médio &lt;0,5 ° e erro máximo de qualquer ponto &lt;1,0 °), os procedimentos de calibração e validação são repetidas. Após a aceitação dos níveis de precisão, o pesquisador pode determinar se a gravação movimento dos olhos deve ser monocular ou binocular. No caso de gravação monocular, o pesquisador pode determinar a partir do qual os dados dos olhos deve ser registado, ou o PC host pode selecionar automaticamente o olho com o menor erro médio eo erro máximo inferior. Enquanto calibração e validação pode ocorrer com o movimento da cabeça leve, é vantajoso para os participantes sentam-se ainda possível. Os participantes também são orientados a não antecipar os locais próximos das metas, mas sim para deslocar-se e fixar deliberadamente em diante, os únicos alvos quando eles aparecem e ficar fixado no alvo até que desapareça. </li><li> Paradigma Experimental. Instruções específicas para um dado paradigma são apresentados ao participante (por exemplo: "Por favor livremente visualizar cada uma das imagens a seguir."), E gravação de dados é iniciada para a sessão. </li><li> Correção de deriva. Antes do início de cada estímulo experimental, uma correção de drift pode ser realizada por ter participantes olhar para um alvo de fixação central, enquanto pressiona um botão em um joypad ou o teclado para aceitar a posição de fixação. Quando a correção da deriva é utilizado, um julgamento não começará até que o participante com sucesso focam na região central dentro de fixação de 2,0 ° ao centro da meta. Se o participante fixates consistentemente maior do que 2,0 °, o participante deve novamente submetidos a procedimentos de calibração e validação. Qualquer diferença inferior a 2,0 ° entre a posição dos olhos e gravado a posição de fixação inicial obtido durante as gravações de calibração / validação é então observado como erro e contabilizados nos dados. </li><li> Apresentação do estímulo. Posição do olho, incluindo eventos de fixação e sacada, é gravado procedimentos drift seguinte correção para cada apresentação do estímulo. O experimentador pode controlar a precisão das gravações on-line através de inspeção do computador host. </li><li> Após a sessão de gravação do movimento ocular, medidas que caracterizam o movimento dos olhos digitalização padrões para diferentes tipos de imagens (por exemplo, romance, repetidos) podem ser obtidos com uma variedade de pacotes de software, como o Visualizador de SR Research Ltd s de dados. Além disso, a visualização de regiões específicas de um estímulo (por exemplo, inalterada, manipulado) pode ser caracterizada pela análise de movimentos oculares em relação ao pesquisador-drawn regiões de interesse que são criados para cada imagem quer na fase de programação paradigma ou após a coleta de dados. </li><li> Os participantes são informados sobre o propósito do experimento na conclusão da sessão. </li></ol> Resultados representante Várias medidas podem ser derivados a partir das gravações do movimento ocular, incluindo medidas que descrevem geral de visualização para a imagem (incluindo as características de cada fixação / sacada), e as medidas que descrevem o padrão de visualização que tem sido dirigida para uma determinada região de interesse dentro uma imagem 3. Medidas de visualização geral de uma imagem podem incluir (mas não estão limitados a): o número de fixações e do número de sacadas feitas à imagem, a duração média de cada fixação, bem como o montante total de visualização em tempo que foi gasto fixar-se em da imagem. Medidas que descrevem o padrão de visualização para uma determinada região de interesse incluem (mas não estão limitados a): o número de fixações feitas para a região de interesse, a quantidade de tempo gasto dentro de uma região de interesse, eo número de transições feita em / fora de uma região de interesse. Além disso, medidas podem ser derivados a partir das gravações do movimento ocular que delineiam o momento pelo qual (ou seja, quão cedo) um evento determinado movimento ocular ocorreu, comocomo quando, após o início de estímulo, os olhos se fixam em uma região específica de interesse, quando o saccade primeira é feita sobre uma imagem, ea entropia (restrição / aleatoriedade) inerente na seqüência de padrões de movimento dos olhos. Para qualquer determinada imagem, medidas de movimento dos olhos pode detalhar onde os olhos foram fixados, quando e por quanto tempo. Para obter um índice de memória, podemos dar aos espectadores diferentes tipos ou quantidades de exposição a diferentes conjuntos de imagens, e então comparar os padrões de visualização através desses conjuntos e todos os participantes. Por exemplo, para sondar a memória para a repetição de uma imagem, os padrões de digitalização pode ser contrastada entre as imagens novas e imagens que foram vistas várias vezes durante uma sessão de testes. Visualização de imagens repetidamente ao longo de uma sessão os resultados dos testes em uma diminuição na visão geral da imagem 2, 4-5, 8. Isto pode ser visto na Figura 2. Neste resultado representante de Riggs et al 11, os participantes viu fotos de rostos novos, uma vez em cada um dos cinco blocos de testes;. Com a exposição cada vez maior, houve uma diminuição na quantidade de fixações que os telespectadores fazem para os rostos. Para sondar a memória para detalhes particulares de uma imagem, os padrões de digitalização pode ser contrastada entre as imagens que têm sido repetidamente visto em sua forma original, inalterada (imagens repetidas) e imagens que tenham igualmente sido visto várias vezes durante uma sessão de testes, mas uma mudança foi introduzido algum elemento dentro de uma cena durante a exposição final (imagens manipuladas). Nesses casos, os padrões de digitalização são atraídos para a região diferencialmente que tenha sido alterado dentro de uma imagem manipulada em comparação com a região, mesmo sem alterações de imagens repetidas 2-3, 7-8. No entanto, os índices de olho tal movimento de memória não estão presentes em determinadas populações, como quando adultos mais idosos saudáveis ​​e pacientes com amnésia devido a danos no lobo temporal medial são avaliados por sua memória das relações espaciais entre os objetos nas cenas, como descrito na Figura 3 2, 8. Portanto, os resultados da monitorização do movimento dos olhos pode ser usada para a memória do contraste entre os grupos de participantes com diferentes status de neuropsicológica 2-3, 8-10. <img src="/files/ftp_upload/2108/2108fig2.jpg" alt="Figura 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> Figura 2. Movimentos dos olhos revelam a memória de repetição Neste resultado representante de nosso laboratório [11], os participantes faces vistas por 5 blocos de estudo;. Como o número de visualizações aumentada (1-5), o número de fixações para os rostos diminuiu. <img src="/files/ftp_upload/2108/2108fig3.jpg" alt="Figura 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 3"> Figura 3. Movimentos dos olhos revelam memória para detalhes mudaram. Adultos mais jovens [2 (Experimentos 1, 2), 8 (Condição perfil grátis)] dirigiu uma maior proporção de suas fixações oculares total de uma região crítica em uma imagem manipulada que passou por uma mudança de um antes visualização quando comparado ao que a região não sofreu uma mudança, como no romance e imagens repetidas. Tais efeitos de memória estavam ausentes em idosos saudáveis ​​[8 (Condição perfil grátis], e em pacientes amnésicos [2].

<ol><li>Bradfield, A. L., Wells, G. L., Olsen, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+damaging+effect+of+confirming+feedback+on+the+relation+between+eyewitness+certainty+and+identification+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Psychol%22%5BJournal%5D)">The damaging effect of confirming feedback on the relation between eyewitness certainty and identification accuracy.</a> J. Appl. Psychol. 87 (1), 112-120 (2002).</li>
<li>Ryan, J. D., Althoff, R. R., Whitlow, S., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amnesia+is+a+deficit+in+relational+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Psych.+Sci%22%5BJournal%5D)">Amnesia is a deficit in relational memory.</a> Psych. Sci. 11 (6), 454-461 (2000).</li>
<li>Ryan, J. D., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nature+of+change+detection+and+online+representations+of+scenes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psych.+Hum.+Percept.+Perfor%22%5BJournal%5D)">The nature of change detection and online representations of scenes.</a> J. Exp. Psych. Hum. Percept. Perfor. 30, 98-1015 (2004).</li>
<li>Althoff, R. R., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye-movement-based+memory+effect%3A+a+re-processing+effect+in+face+perception%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Learn+Mem.+Cog%22%5BJournal%5D)">Eye-movement-based memory effect: a re-processing effect in face perception.</a> J. Exp. Psychol. Learn Mem. Cog. 25 (4), 997-1010 (1999).</li>
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<li>Parker, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picture+processing+during+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psych.+Hum.+Percept.+Perfor%22%5BJournal%5D)">Picture processing during recognition.</a> J. Exp. Psych. Hum. Percept. Perfor. 4, 284-293 (1978).</li>
<li>Hollingworth, A., Williams, C. C., Henderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((To+see+and+remember%3A+Visually+specific+information+is+retained+in+memory+from+previously+attended+objects+in+natural+scenes%5BTitle%5D)+AND+%22Psychon+Bull.+Rev%22%5BJournal%5D)">To see and remember: Visually specific information is retained in memory from previously attended objects in natural scenes.</a> Psychon Bull. Rev. 8, 761-768 (2001).</li>
<li>Ryan, J. D., Leung, G., Turk-Browne, N. B., Hasher, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+age-related+changes+in+inhibition+and+binding+using+eye+movement+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Aging%22%5BJournal%5D)">Assessment of age-related changes in inhibition and binding using eye movement monitoring.</a> Psychol. Aging. 22 (2), 239-250 (2007).</li>
<li>Hannula, D. E., Ryan, J. D., Tranel, D., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+onset+relational+memory+effects+are+evident+in+eye+movement+behavior%2C+but+not+in+hippocampal+amnesia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cog.+Neuro%22%5BJournal%5D)">Rapid onset relational memory effects are evident in eye movement behavior, but not in hippocampal amnesia.</a> J. Cog. Neuro. 19 (10), 1690-1705 (2007).</li>
<li>Bate, S., Haslam, C., Tree, J. J., Hodgson, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+of+an+eye+movement-based+memory+effect+in+congenital+prosopsagnosia%5BTitle%5D)+AND+%22Cortex%22%5BJournal%5D)">Evidence of an eye movement-based memory effect in congenital prosopsagnosia.</a> Cortex. 44 (7), 806-819 (2008).</li>
<li>Riggs, L., McQuiggan, D., Chan, J., Anderson, A. K., Ryan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emotion-+modulated+viewing+of+faces+by+association%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Emotion- modulated viewing of faces by association.</a> , Forthcoming Forthcoming.</li>
<li>Kramer, A. F., McCarley, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oculomotor+behaviour+as+a+reflection+of+attention+and+memory+processes%3A+Neural+mechanisms+and+applications+to+human+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Theor.+Issues+Ergon.+Sci%22%5BJournal%5D)">Oculomotor behaviour as a reflection of attention and memory processes: Neural mechanisms and applications to human factors.</a> Theor. Issues Ergon. Sci. 4 (1), 21-55 (2003).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Monitorização do movimento dos olhos é uma ferramenta eficiente e útil com que para avaliar a função de memória em uma variedade de populações. Este protocolo descreve o uso de uma cabeça montada rastreador olho baseado em vídeo, mas o protocolo pode ser facilmente adaptado para o uso de dispositivos de rastreamento remoto do olho, como rastreadores de olho remoto remove a necessidade de ajuste do capacete e simplificar os ajustes da câmera. No entanto, com um rastreador de olho remoto, o movimento da cabeça deve ser ob...

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Douglas A. McQuiggan
instead of:
Doug McQuiggan

A correction to an author's name has been made for the article Eye Movement Monitoring of Memory.

Erratum: Eye Movement Monitoring of Memory

<table><tbody><tr><td>Rastreador Ocular</td><td>SR Research Ltd.</td><td>Eyelink II</td><td></td></tr><tr><td>Software de Controle Experimental</td><td>SR Research Ltd.</td><td>Experiment Builder</td><td></td></tr><tr><td>Programa de Análise de Movimentos Oculares</td><td>SR Research Ltd.</td><td>Data Viewer</td><td></td></tr></tbody></table>

monitoramento eye movement of memory

Eye Movement Monitoring of Memory

Explícita (geralmente verbal) relatórios são normalmente utilizados para investigar a memória (por exemplo: &quot;Diga-me o que você lembra sobre a pessoa que você viu no banco ontem.&quot;), Porém tais relatórios podem muitas vezes ser pouco confiável ou sensível ao viés de resposta<sup&gt; 1</sup&gt;, E pode ser inalcançável em algumas populações participante. Além disso, relatórios explícita só revelam quando a informação chegou a consciência e não pode comentar sobre quando as memórias foram acessados ​​durante o processamento, independentemente de a informação é posteriormente acessados ​​de uma maneira consciente. Monitoramento dos movimentos oculares (eye tracking) fornece uma ferramenta pela qual a memória pode ser sondado, sem pedir aos participantes para comentar sobre o conteúdo de suas memórias, eo acesso de tais memórias podem ser revelados on-line<sup&gt; 2,3</sup&gt;. Trackers baseado em vídeo olho (ou cabeça-montado ou remoto) usar um sistema de câmeras e marcadores de infravermelho para analisar o aluno e reflexão da córnea em cada olho que o participante vê um monitor. Para trackers head-mounted olho, marcadores de infravermelhos também são utilizados para determinar a posição da cabeça para permitir o movimento da cabeça e localização mais precisa da posição do olho. Aqui, mostramos o uso de um sistema de rastreamento de cabeça montado olho para investigar o desempenho da memória em adultos neurologicamente intacta e neurologicamente-prejudicada. Procedimentos de monitorização do movimento dos olhos começam com a colocação do rastreador olho no participante, e configuração da cabeça e câmeras de olho. Procedimentos de calibração e validação são realizados para garantir a precisão da gravação a posição dos olhos. Em tempo real, gravações de X, Y-coordenar posições no monitor são então convertidos e usado para descrever períodos de tempo em que o olho é estático (ou seja, fixações) versus em movimento (ou seja, sacadas). Fixações e sacadas são de tempo fechado com relação ao início / deslocamento de um display visual ou outro evento externo (por exemplo, pressionar o botão). Manipulações experimentais são construídos para analisar como e quando os padrões de fixação e sacadas são alteradas através de diferentes tipos de experiência anterior. A influência da memória é revelado na medida em que a digitalização padrões para novas imagens diferem de padrões para a digitalização de imagens que foram previamente estudados<sup&gt; 2, 4-5</sup&gt;. Memória também pode ser interrogado pela sua especificidade, por exemplo, padrões dos movimentos oculares que diferem entre um idêntico e uma versão alterada de uma imagem previamente estudadas revelam o armazenamento dos detalhes alterados na memória<sup&gt; 2-3, 6-8</sup&gt;. Estes índices de memória podem ser comparados entre as populações dos participantes, proporcionando assim uma ferramenta poderosa por que para examinar a organização da memória em indivíduos saudáveis, e as mudanças específicas que ocorrem à memória com insultos neurológicos ou declínio<sup&gt; 03/02, 10/08</sup&gt;.

Monitoramento dos movimentos oculares (ou eye tracking) revela que no espaço os olhos linger, quando e por quanto tempo. Aqui, demonstramos como o rastreamento dos olhos pode ser usada para investigar a integridade da memória em populações participante múltiplos, sem a necessidade de relatos verbais, ou de outra forma explícita,.

Monitoramento Eye Movement of Memory

Relatos explícitos (frequentemente verbais) são tipicamente utilizados para investigar a memória (ex.: "Diga-me o que você lembra sobre a pessoa que viu no banco...

Este vídeo demonstra um procedimento para monitorar os movimentos oculares enquanto os participantes observam imagens. Primeiro, um capacete com rastreador ocular é colocado sobre o participante, e então as câmeras são ajustadas para ficar logo abaixo de cada olho. As câmeras são focalizadas para obter reflexos da pupila e da córnea.Ao fazer com que o participante fixe uma série de alvos, os movimentos oculares são calibrados e validados. Através da análise das alterações nos movimentos oculares e nos padrões de varredura, pode-se demonstrar que detalhes sobre imagens previamente visualizadas foram armazenados na memória. Olá, sou a Dra. Jennifer Ryan, cientista sênior no Rotman Research Institute no Baycrest, em Toronto. Hoje gostaríamos de mostrar a você nosso protocolo: monitoramento dos movimentos oculares na memória.Este método pode ajudar a responder perguntas-chave na área da memória, como quando as memórias são acessadas e quais detalhes são mantidos nessas representações. Para monitorar o movimento ocular durante experimentos de integridade da memória, utiliza-se um sistema de rastreamento ocular iLink dois. Este rastreador ocular baseado em vídeo, montado na cabeça, regis

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