Summary
Dies ist eine qualitative vergleichende Fallstudie-Analyse von Eye-Tracking-Daten auf die ersten Momente des sozialen Videoszenen von drei Teilnehmern aus gesehen: eins mit Autismus-Spektrum-Störung, eine mit Appetenzstörung Aufmerksamkeits-Defizit-hyperaktiv-Syndrom und eine neurotypische Kontrolle.
Abstract
Kinder mit Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) sind dafür bekannt, die sensorische Wahrnehmung Verarbeitung Defizite aufweisen, die Schwächen ihrer Fähigkeiten zu besuchen und soziale Reize im täglichen Leben zusammenhängen wahrzunehmen. Da tägliche soziale Folgen der subtilen dynamischen Veränderungen in sozialen Informationen bestehen, führen zu besuchen oder verarbeiten subtilen menschlichen nonverbale Signale wie Mimik, Körperhaltungen und Gesten, die Nichteinhaltung unangemessene soziale Interaktion. Traditionelle Verhaltens Rating-Skalen oder Bewertungs-Tools basierend auf statische sozialen Szenen haben Einschränkungen bei der Erfassung von Augenblick zu Augenblick Veränderungen in sozialen Szenarien. Eyetracking-Bewertung, die in einem Video-basierten Modus verabreicht werden kann, ist daher bevorzugt, um klinische Beobachtung zu erweitern. In dieser Studie, die über den Einzelfall Vergleich-Design, die Eyetracking-Daten von drei Teilnehmern, ein Kind mit Autismus-Spektrum-Störung (Ass) ein weiteres mit Appetenzstörung Aufmerksamkeits-Defizit-hyperaktiv-Syndrom (ADHS) und ein Steuerelement neurotypische erfasst sind während sie eine Video von sozialen Szenarien anzeigen. Das Eyetracking-Experiment hat dazu beigetragen, die Frage zu beantworten: wie unterscheidet sich die soziale Aufmerksamkeit zwischen den drei Teilnehmern? Visagistische Interessensgebiete (AOIs), deren visuelle Aufmerksamkeit auf relevant oder irrelevant soziale Stimuli, wie schnell jeder Teilnehmer kümmert sich um die erste soziale Reize in den Videos erscheinen, wie lange jeder Teilnehmer weiterhin auf diese Reize innerhalb der AOIs und der Blick sind Verschiebungen zwischen mehrere soziale Reize erscheinen gleichzeitig in der gleichen sozialen Szene erfasst, verglichen und analysiert in einem Video-basierte Eyetracking-Experiment.
Introduction
Personen mit ASD sind bekannt von Verhaltensstörungen Defizite in der sozialen Kommunikation, basierend auf konventionellen Verhaltens Beweise von strukturierten Beobachtungen Einschätzungen und übergeordneten Interviews geprägt sein. Darüber hinaus wurden sensorischen Verarbeitung Anomalien vor kurzem in der DSM-5 diagnostischen Kriterien der ASD1aufgenommen. Soziale Informationsverarbeitung beinhaltet die untere Ebene sensorische Wahrnehmung Verarbeitung und höherer Ebene sozialen kognitiven Verarbeitung von Sozialinformationen. Sensorische Wahrnehmung Verarbeitung bezieht sich auf die Fähigkeit, kümmern sich um soziale Reize und kodieren sie in einer kurzfristigen Speicherbank für sofortigen Abruf und Reaktionsplanung, soziale, kognitive Verarbeitung bezieht sich auf die Interpretation der sozialen Informationen durch soziale Argumentation und Problemlösungs-2,3. Als solche führen sozialen Informationsverarbeitung Defizite oft zu anderen Psychobehavioral Eigenschaften wie soziale Angst und Unachtsamkeit. Dies kann durch die hohe Appetenzstörung Prävalenzrate von ASD mit Aufmerksamkeits-Defizit-hyperaktiv-Syndrom (ADHS) dargestellt werden. Das Spektrum der Komorbidität für ADHS im ASD wurde bei 30 % bis 80 % geschätzt, während die Anwesenheit von multifaktoriell ASD bei ADHS bei 20 % bis 50 %4geschätzt wurde.
Zwei wichtige Hypothesen sind vorgebracht worden, um die Defizite im sozialen Informationsverarbeitung zu berücksichtigen – nämlich, verbesserte Wahrnehmung funktionierende (EPF) und schwache zentrale Kohärenz (ÖRK). EPF bezieht sich auf die Overattentiveness, oder die Beschäftigung mit bestimmten Teilen von Einzelpersonen mit ASD, während ÖRK bezieht sich auf ihre Schwäche, die Essenz des ganzen ableiten, indem die interelement Beziehungen der Teile5an einem Strang. Beide theoretischen Rahmenbedingungen zeugen von ihrer Nichtbeachtung Global konfigurieren oder verarbeiten die mehrere Reize gleichzeitig in einem engen sozialen Kontext6,7vorgestellt. In einem früheren Gesicht Emotion Anerkennung Studie mit statischen Gesichtsausdruck Fotos8, festgestellt wurde, dass die ASD Gruppe tendenziell lokalisierte Verarbeitung Gesichtszüge (z. B. die Form des Mundes) mit EPF, sondern scheinen in Configural schwächer zu sein Verarbeitung, die verlangt, an einem Strang ziehen je abstrakter Wahrnehmungs Konzepte, wie z. B. die räumlichen Beziehungen zwischen mehreren Gesichts Komponenten vom ÖRK, postuliert (zB., der Abstand zwischen den Augenbrauen und die Intensität des Blicks Auge) 9,10.
Da die tägliche sozialen Episoden bestehen aus dynamischen Moment zum subtilen Veränderungen in sozialen Informationen, Fehler zu besuchen oder die sensorische Wahrnehmung Verarbeitung von subtilen menschlichen nonverbale Signale, wie Gesichtsausdruck, Körperhaltung und Gestik und Sinn der Beziehungen der verschiedenen soziale Reize zu unangemessenen sozialen kognitive Verarbeitung führen könnte. Eyetracking-Experimente wurden zunehmend zur klinischen Beobachtung in sozialen Informationsverarbeitung Studien zu ergänzen. Eyetracking-Daten in Form von Blickverlauf Muster, visuelle Fixierung Grafen und visuelle Dauer wurden große Biomarker zu untersuchen, soziale Informationsverarbeitung im ASD11,12,13,14 ,15.
In der vorliegenden Studie zeigen wir den Einsatz von Eye-Tracking-Technik zu untersuchen, ob die beiden Teilnehmer mit ASD und mit ASD-ADHS die ersten Momente des sozialen Videoszenen anders als das neurotypische Kind verarbeiten. Eye-Tracker-Ausrüstung erfasst vier wichtigen Indizes bei Besichtigung: die Anzahl der visuellen Fixierungen, die erste Fixierung Duration, die totale Fixierung-Dauer und der Blickverlauf Muster in Form von räumlichen Anordnung und Reihenfolge der Befestigungspunkte. Auf diese Art und Weise wie schnell jeder Teilnehmer kümmert sich um die Audio-visuelle Reize durch AOIs vorgegeben, wie sie zuerst in die sozialen Szenen scheinen, für wie lange sie betrachten diese AOIs weiterhin und ihren Blick wechselt zwischen mehreren AOIs erscheinen gleichzeitig in der gleichen Sozialszene kann erfasst werden. Jede Verzögerung AOIs während der ersten Momente (d.h.500 ms) und die Flugbahn der Scanpaths fixieren bieten wichtige Beweise für die Datenanalyse. Repräsentative Ergebnisse aus der qualitativen Analyse dieser Single-vergleichende Fallstudie mit diesem Paradigma werden berichtet.
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Protocol
Teilnehmer und elterliche Einwilligung war während des Bewerbungsprozesses in einer Grundschule und einer Kinder-Service-Center für ASD in Hong Kong und die Studie von der Universität ethischen Prüfungsausschuss des Education University of Hong Kong genehmigt wurde.
1. Verwendung einer Video-basierte Bewertung
- Mehrere soziale Videos zu produzieren, etwa eine Minute lang, das Bestehen des täglichen Lebensszenarien mit mehreren Personen in einem sozialen Kontext (Abbildung 1).
- Mehrere soziale Videos zu produzieren, etwa eine Minute lang, das Bestehen des täglichen Lebensszenarien mit mehreren Personen in einem sozialen Kontext. Für die drei Kinder in unserer Case Study, jedes Kind die gleichen drei Videos angeschaut. Das erste Video zeigt die folgenden sozialen Szenario. In einer überfüllten Cafeteria Flecken ein Student einen Sitz unbesetzten, der gleichzeitig von einer Dame besetzt ist, die das Telefonieren und legt ihre Tasche auf den Sitz mit kein Bewusstsein für seine Anfrage (Abbildung 1). Das zweite Video zeigt die folgenden sozialen Szenario. Schüler spielen Schach zu spielen, während eine unbekannte Studentin zu nah kommt an der sie das Spiel zu beobachten. Das dritte Video zeigt die folgenden sozialen Szenario. Ein Junge Malerei ist ruiniert, wenn sein Freund versehentlich Wasser aus einer Tasse auf den Tisch verschüttet.
- Durchführung von Experten-Reviews aller Videos. Wählen Sie diese sozialen Szenarien, die am meisten von den Experten als mit Absicht, Emotionen und Gedanken durch ihre Ausdrücke und Gesten der Schauspieler vereinbart werden.
2. Rekrutierung der Teilnehmer
- Aus dem Pool der Teilnehmer zufrieden, die der Forschung Einbeziehung Kriterien auswählen und Teilnehmer mit ASD mit ASD-ADHS entsprechen und neurotypische steuert mit ihrer medizinischen Diagnoseberichten und die Perzentile Partituren des Raven Standard Progressive Matrizen-16.
- Konvertieren Sie ihre Raven Perzentil Ergebnisse in fünf Perzentil Reihen. Wählen Sie die Teilnehmer, die an den Taxiständen II oder III (Durchschnitt) und schließen diejenigen, die über Rang erzielte ich (über Durchschnitt) oder auf Rang IV (unterdurchschnittlich).
(3) Eyetracking-Experiment
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Experimenteller Aufbau
- Auf der einen Seite des Raumes Eyetracking-Anzeige von Videos auf ein 23-Zoll-Farb LCD-Monitor mit einer Auflösung von 1920 x 1080 Pixel, mit einem Eye-Tracker in einem Abstand von ca. 60 cm von der Teilnehmer. Haben Sie eine Forschung Ermittler den Eye-Tracker von der anderen Seite des Eyetracking-Raumes (Abbildung 2) zu betreiben.
- Haben Sie eine andere Forschung Ermittler neben des Teilnehmers sitzen und weisen Sie die Teilnehmer auf den Bildschirm des Monitors schauen. Stellen Sie den Monitor vor dem Kind auf der anderen Seite der Partition und verbinden mit der Eye-Tracker. Die Wahl der Eyetracking-Ausrüstung testen, Umgebung und die Einrichtung sind Verfahren zuvor diskutiert17.
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Kalibrierung
- Weisen Sie die Teilnehmer, die Kalibrierung Punkte zu sehen, die die Anzeige Grenzen über den Bildschirm zu setzen, durch die Erfassung der Augenbewegungen mit Infrarot-Hornhaut Reflexion-Technologie. Die Kalibrierung erfolgt ordnungsgemäß, wenn die grüne Punkte oder Linien in den grauen Kreis Punkte fallen.
- Wiederholen Sie die Kalibrierung, wenn einige grüne Punkte oder Linien Punkte nicht fallen in den grauen Kreis zu tun.
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Anzeige der videos
- Weisen Sie die Teilnehmer auf die sozialen Videos nacheinander ansehen, und Datenerfassung ihre Auge Bewegung während der Betrachtung mit dem Eyetracker.
(4) Datenanalyse
- Definieren und die ersten Augenblick Fixierung innerhalb AOIs eingerichtet.
- Wählen Sie Kontext-relevante Targets (Gesicht, Hände, Zielobjekte, etc.) in ihrer ersten 500 ms Erscheinung in jeder Szene des Videos als AOIs (Abbildung 3) und beschriften Sie die AOIs in der Info-Box auf der linken Seite.
- Bewegen Sie nach Abschluss des Zusatzes und Auswahl von AOIs im aktuellen Frame den Cursor in die Zeitleiste auf die Bodenplatte zum nächsten Bild.
- Die Lage und die Begrenzung von AOIs in jedem Frame des Videos in die Präsentation video Software des Eye-Trackers manuell als Ziel Bereichen Veränderung in jedem Zeitrahmen des Videos durch die Bewegung von Personen oder Objekten wie die Geschichte des sozialen video Dev anpassen Elops.
- Klicken Sie auf die Select -Taste auf der Oberseite und der neuen Szene fügen Sie neue AOIs hinzu, wenn nötig. Wenn einige bestehende AOIs für 500 ms in der aktuellen Szene vorhanden sind (der Zeitstempel des Videos kann im unteren linken Bereich überprüft werden), oder wenn sie nicht in den neuen Rahmen in dem Video relevant sind, mit der rechten Maustaste auf diese AOIs im neuen Frame deaktivieren.
- Führen Sie eine statistische Analyse der Eyetracking-Indizes. Folgen Sie den Schritten der statistischen Datenverarbeitung auf der Eye-Tracker wie unten beschrieben.
- Wählen Sie die Aufnahmen der Kinder.
- Wählen Sie die Mediendatei für die Analyse.
- Wählen Sie aus den verfügbaren Videos.
- Klicken Sie auf Ausgewählte Medien analysieren.
- Wählen Sie die deskriptive Statistik (zB., Summe).
- Wählen Sie die abhängigen Maßnahmen in Metriken (zB., erste Fixierung Dauer, Anzahl der Besuch).
- Wählen Sie Aufnahmen in Reihen.
- AOI Media Zusammenfassung in Spaltenauswählen.
- Klicken Sie auf Aktualisieren , um die Eyetracking-Muster zu analysieren. Die Ergebnisse der Eyetracking-Muster Metriken werden auf dem Bildschirm angezeigt.
- Erstellen Sie den Blickverlauf einer Szene aus den Eye-Tracking-Daten.
- Visualisierung und GazePlot in der Software zu wählen.
- Wählen Sie die Medien und die Aufnahmen in der linken Leiste zur Visualisierung.
- In der Zeitleiste unten den unteren Cursor an den Anfang der Zielszene und den oberen Cursor an das Ende der Zielszene.
- Sicherstellen Sie, dass für das Datenfeld zu zeigen, die kumulativ Blickverlauf Accumulate gewählt wird.
- Klicken Sie auf exportieren und Visualisierung Bild um den Blickverlauf als eine separate Bilddatei zu speichern.
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Representative Results
Die Eyetracking-Daten der drei Kantonesisch sprechende Kinder (mit ASD mit ASD-ADHS, und eine Kontrolle) im Alter zwischen 7 und 9 Anzeigen drei sozialen Videos, die mit dem oben genannten Paradigma präsentiert hier (Tabelle 1).
Die erste Fixierung Duration (pro 500 ms Ziel AOI) war länger für das neurotypische Kind (150 ms) als für die ASD und ASD-ADHS-Kinder (beide 110 ms). Die totale Fixierung-Dauer (pro 500 ms Ziel AOI) war für die ASD-ADHS-Kind (120 ms) als für das neurotypische Kind (170 ms) und die ASD-Kind (180 ms) kürzer. Die Gesamtzahl der Fixierung Zählungen (pro 500 ms Ziel AOI) war das größte für die ASD-Kind (4.62), zweitens für das neurotypische Kind (4.09) und die kürzeste für die ASD-ADHS-Kind (3.19).
Ein Blickverlauf Grundstück fängt das visuelle Scannen von mehreren AOIs in einer sozialen Szene. Ein Beispiel für die Scanpaths der drei Kinder ein 10 s Episode im ersten Video zeigt Abbildung 4 und Videos 1 - 3.
Video 1: Scanpaths des Kontrollstreifens. Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)
Video 2: Blickverlauf des Kindes mit ASD. Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)
Video 3: Blickverlauf des Kindes mit ASD-ADHS. Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum download)
Abbildung 1: Beispiel für wesentliche soziale Szenen im Video 1. In der ersten Szene wartet der junge seine Mahlzeit von den Cafeteria-Mitarbeitern zu erhalten. In der zweiten Szene sucht er für einen Sitz in der Nähe von der Dame am Telefon reden. In der dritten Szene fragt er die Dame, ob er auf den leeren Stuhl neben ihr sitzen kann. In der letzten Szene die Dame merkt nicht, dass seine Anfrage und stellt eine Tasche auf den freien Stuhl. Der junge ist enttäuscht, weil er keinen Platz zum sitzen finden konnte. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: Eyetracking-Versuchsaufbau. Eine Forschung Ermittler gab Anweisungen für das Kind über den Videos vor dem Monitor auf der einen Seite des Raumes Eyetracking-Experiment. Die Anzeige der Videos wurde durch einen anderen Prüfer mit einem anderen Computer auf der anderen Seite des gleichen Raumes durch eine Trennwand getrennt gesteuert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3: ein Beispiel des Ziels AOIs in Video 1. Die farbigen ovale sind AOIs (d.h., Gesicht, Augen, Mund, Hände, Handy, und die Tasche der Dame), die die ersten Momente in einer der Szenen im Video 1zeigen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4: Scanpaths das Steuerelement (oben), das Kind mit ASD (Mitte) und das Kind mit ASD-ADHS (unten). Eine soziale Szene in Video 1 als Vorbild nehmend, verfolgen die blauen Punkte die Scanpaths für das neurotypische Kontrolle Kind, die grünen Punkte für die ASD-Kind und die roten Punkte für die ASD-ADHS-Kind. Die Punkte in der Abbildung zeigen die Standorte der visuellen Fixierungen. Je größer die Punkte sind, je länger das Kind teilnehmen an dieser bestimmten Stelle vom visuellen Reiz. Die Zahlen in den Punkten stellen die Reihenfolge der visuellen Fixierungen innerhalb von 500 ms der Videoszene. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
| Teilnehmer-Gruppen | Raven-Score | Klasse | Erste Befestigung Dauer (ms) | Totale Fixierung Dauer (ms) | Fixierung zählt |
| Kontrolle | 120 | 3 | 150 | 170 | 4.09 |
| ASD | 129 | 1 | 110 | 180 | 4.62 |
| ASD-ADHS | 115 | 3 | 110 | 120 | 3.19 |
Tabelle 1: Deskriptive Statistik des Eye-Trackers Messungen von drei Kindern.
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Discussion
Der erste Augenblick Fixierung Dauer war für die ASD-ADHS und ASD Kinder als für das neurotypische Kind kürzer. Die Dauer der totalen Fixierung war kürzer für die ASD-ADHS-Kind als für das neurotypische Kind, einen allgemeinen Rückgang der visuellen Aufmerksamkeit auf soziale Reize zeigen. Dies zeigte, dass die ASD-ADHS Kind eine Verzögerung teilnehmen möchten, um den Eintrag von sozialen Stimuli in einer sozialen Szene zeigte. Diese Verzögerung könnte dazu führen, dass das Kind überspringen Registrierung wichtige momentanen sozialen Informationen, die zu der Fehlinterpretation von Sozialinformationen und sozialen kognitiven Weiterverarbeitung führen kann.
Die Gesamtzahl der Fixierung Grafen lag für die ASD-ADHS-Kind als für das neurotypische Kind, während die Gesamtzahl der Fixierung zählt in lokalisierten AOIs den höchsten für die ASD-Kind war. Dies scheint, vorbei an ASD Erkenntnisse im Rahmen der erweiterten Wahrnehmung funktionierende (EPF), zu unterstützen, was darauf hindeutet, dass Kinder mit ASD featural Verarbeitung beschäftigen; daher besuchen sie visuell zu weiteren Details der AOIs dann neurotypische Kontrollen tun.
Wenn die Ergebnisse der drei Kinder verglichen werden, zeigt, dass das ASD-Kind über mehrere AOIs von sozialen reizen die wenigsten Scans durchgeführt. Dies könnte durch die Schwierigkeiten durch die ASD-Kind in der Beziehung zwischen relevanten sozialen Stimuli an einem Strang erklärt werden. Dies kann durch die schwache zentrale Kohärenz-Theorie (CWW) berücksichtigt werden, wonach ASD Defizite in der sensorischen Wahrnehmung Verarbeitung zeigt die gleichzeitige Teilnahme an und Scannen zwischen mehreren AOIs verlangt.
Für die Analyse der Blickverlauf sind mehrere Einschränkungen vermerkt. Obwohl das gleiche Blickverlauf Bild verwendet wird, enthält es verschiedene Szenen tatsächlich innerhalb einer zeitlichen Frist (in der vorliegenden Studie war es als eine Videolänge von 10 Sekunden vorgegeben). Daher möglicherweise räumliche Fehler des Blicks Flecken auf den Blickverlauf Handlung, die nicht unbedingt die tatsächlichen Positionen darstellen der was der Teilnehmer auf die Handlung konzentriert. Die Ermittler müssen vorsichtig sein dieser potenziellen Anglotzen Fehler während der Datenanalyse und Interpretation.
Da die AOIs manuell auf der Eye-Tracker markiert werden müssen, liegt möglicherweise eine Latenz von visuellen Fixierung von den Markern selbst. Da die AOIs manuell gegen die beweglichen soziale Reize aufgetragen wurden, möglicherweise leichte Fehler in der Dauer, wie lange jedes AOI über alle AOIs dauert. Zum Beispiel für eine vordefinierte 500 ms kann ein AOI gekennzeichnet wurden für 498 ms oder 510 Ms. können dies machen den Vergleich der Leistungen in verschiedenen Videos, im Gegensatz dazu in dem gleichen Video schwierig, wie die Leistungsbaselines von einem Video zum anderen unterschiedlich sein. Dennoch, dieses Artefakt haben den gleichen Einfluss auf alle drei Teilnehmer, und dies kann daher keine Vorliebe für eine bestimmte Art von Teilnehmer zu schaffen.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Acknowledgments
Die Autoren bestätigen, dass die breitere Studie, aus denen dieses Papier erzeugt, vom General Research Fund unter der University Grants Rat von Hong Kong Special Administration Region, China finanziell unterstützt wird (Anzahl zu gewähren: GRF 844813); und durch die Forschung unterstützen Schema 2017/18 das Department of Special Education und Beratung an der Bildung Universität von Hong Kong.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Tobii Pro TX300 | Tobii | N/A | Screen based eye-tracker (300Hz refreshing rate) |
| Tobii Pro Studio | Tobii | N/A | Software for analyzing eyetracking data |
References
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