Olhar em ação: capacetes Eye Tracking da atenção Visual dinâmico de crianças durante o comportamento naturalista

Esse método pode ajudar os pesquisadores a entender como o mundo se parece a partir da perspectiva de uma criança, bem como como eles alocam sua atenção real dentro dessa visão. Comparado com o rastreamento ocular baseado em tela, que é amplamente utilizado na ciência comportamental, o rastreamento de olhos montado na cabeça nos permite monitorar onde as crianças olham durante as atividades cotidianas, como brincadeiras de brinquedo e leitura de livros de imagens. Demonstrando o procedimento serão as estudantes de pós-graduação Catalina Suarez-Rivera e Yayun Zhang, e o gerente de laboratório Daniel Pearcy.

Antes de iniciar um experimento, modifique um sistema para trabalhar com uma tampa infantil feita sob medida. Selecione uma câmera de cena que seja ajustável em termos de posicionamento, e tenha um ângulo amplo o suficiente para capturar um campo de visão apropriado para abordar as questões de interesse da pesquisa. Selecione uma câmera ocular que seja ajustável em termos de posicionamento, e tenha um LED infravermelho posicionado de tal forma que a córnea do olho da criança reflita essa luz.

O sistema de rastreamento ocular deve ser o mais discreto e leve possível, para proporcionar a maior chance de que as crianças pequenas tolerem o uso do equipamento. Em seguida, conecte a cena e as câmeras oculares a um gancho e alça de loop que é afixado no lado oposto de um pedaço de gancho e alça de loop costurado em uma tampa do tamanho de uma criança, para incorporar o sistema na tampa, e posicionar as câmeras para que elas fiquem fora do centro da visão da criança. Para a coleta de dados de rastreamento ocular, tenha dois pesquisadores presentes: um para interagir e ocupar a criança, e um para colocar e posicionar o sistema de rastreamento ocular.

Envolver totalmente a criança em uma atividade que ocupa as mãos da criança, para que a criança não se levante para se mover ou pegar o sistema de rastreamento dos olhos, e colocar o sistema de rastreamento ocular na cabeça da criança. Posicione a câmera da cena baixa na testa para aproximar melhor o campo de visão da criança, e centralizar a visão da câmera da cena sobre o que a criança estará olhando durante o estudo. Para obter dados de olhar de alta qualidade, posicione a câmera ocular para detectar tanto o reflexo da pupila quanto da córnea sem oclusão na bochecha ou cílios ao longo da faixa completa de movimento do olho.

A parte mais complicada deste protocolo é colocar o equipamento na cabeça da criança e ajustar as câmeras sem perturbar a criança. Velocidade, confiança e prática são essenciais. Uma vez que a cena e as imagens oculares são tão de alta qualidade quanto podem ser obtidas, chame a atenção da criança para diferentes locais em seu campo de visão para coletar dados de calibração.

Tome cuidado para que o posicionamento corporal da criança durante a calibração corresponda à posição que será usada durante o estudo. Quando todos os pontos de calibração tiverem sido obtidos, comece a coletar os dados de rastreamento ocular. Tomando nota de todos os pontos em que o sistema de rastreamento ocular é esbarrado ou desalinhado, para permitir a recalibração conforme necessário, e para permitir a codificação separada dos dados antes e depois do desalinhamento.

Para calibrar os dados de rastreamento ocular no final do estudo, abra um programa de software de calibração apropriado e ajuste os limiares dos vários parâmetros de detecção dentro do software de calibração para obter uma boa imagem ocular. Durante a primeira rodada de calibração, identifique pontos de calibração em momentos em que a criança está claramente olhando para um ponto distinto na imagem da cena, tendo em mente que estes podem ser pontos criados intencionalmente pelo pesquisador durante a coleta de dados, ou pontos de dentro do estudo, em que o ponto de olhar é facilmente identificável, desde que o aluno seja detectado com precisão para esses quadros. Crie uma série de pontos de calibração para estabelecer o mapeamento entre a cena e o olho.

Se o sistema de rastreamento ocular mudar de posição a qualquer momento durante o estudo, crie calibrações separadas para as porções antes e depois da mudança de posição. Para codificar as regiões de interesse, compilar uma lista de todas as regiões de interesse que devem ser codificadas com base nas questões de pesquisa e usar a imagem ocular da criança, imagem de cena e ponto de vista para determinar qual região de interesse está sendo atendida visualmente. Role os quadros um a um para observar momentos da pupila dentro da imagem dos olhos como a principal sugestão de que a região de interesse pode ter mudado.

Quando ocorre um movimento visível do olho, verifique se a criança estava mudando o ponto de vista para uma nova região de interesse, ou para nenhuma região de interesse definida. Embora as regiões de interesse sejam codificadas separadamente para cada quadro, use quadros antes e depois do quadro que está sendo analisado para obter informações contextuais que possam auxiliar na determinação da região correta de interesse. Aqui, são mostrados fluxos de fluxos de interesse para duas crianças de 18 meses.

Cada bloco colorido representa quadros contínuos durante os quais a criança olhou para uma determinada região de interesse. As crianças apresentaram diferenças individuais em sua seletividade para diferentes subconjuntos de brinquedos, evidenciadas pelas diferenças na proporção das interações que cada criança passou olhando para cada uma das regiões de interesse dos brinquedos. Embora a proporção total de tempo que ambas as crianças passaram olhando para todos os brinquedos tenha sido um pouco semelhante, as proporções de tempo gasto em brinquedos individuais variaram muito, tanto dentro quanto entre os sujeitos.

Além disso, a forma como essas proporções de tempo de aparência foram alcançadas também difere, com a média de duração do look do Filho Dois quase o dobro da do Filho Um. Outra propriedade demonstrada por esses dados é que ambas as crianças raramente olhavam para os rostos de seus pais durante a sessão, e que quando o faziam, cada duração do olhar era tipicamente por menos de um segundo. Os pesquisadores podem colocar rastreadores oculares montados na cabeça em crianças e seu parceiro social simultaneamente, bem como integrar esse procedimento com técnicas como rastreamento de movimento e monitoramento da frequência cardíaca, para fornecer conjuntos de dados multimodais de alta densidade para responder a uma variedade de perguntas.

O uso dessas técnicas transformou nossa compreensão de muitos temas na literatura do desenvolvimento, incluindo atenção conjunta e sustentada, mudança de experiências visuais com idade e desenvolvimento motor, e o papel das experiências visuais na aprendizagem de palavras. Este protocolo tem sido empregado com sucesso com populações clínicas, incluindo crianças com implantes cocleares e crianças diagnosticadas com transtornos do espectro autista.