Explorando la sensibilidad infantil al lenguaje visual mediante el seguimiento de ojos y el paradigma de aspecto preferencial

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Stone, A., Bosworth, R. G. Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm. J. Vis. Exp. (147), e59581, doi:10.3791/59581 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Discutimos el uso del paradigma de aspecto preferencial en los estudios de seguimiento ocular con el fin de estudiar cómo los bebés desarrollan, entienden y asisten al mundo que los rodea. El seguimiento ocular es una forma segura y no invasiva de recolectar datos de la mirada de los bebés, y el paradigma de aspecto preferencial es simple de diseñar y solo requiere que el bebé asista a la pantalla. Al mostrar simultáneamente dos estímulos visuales que difieren en una dimensión, podemos evaluar si los bebés muestran un comportamiento de aspecto diferente para cualquiera de los estímulos, demostrando así la sensibilidad a esa diferencia. Los desafíos en tales enfoques experimentales son que los experimentos deben mantenerse breves (no más de 10 minutos) y ser controlados cuidadosamente de tal manera que los dos estímulos difieren en una sola forma. También se debe considerar detenidamente la interpretación de los resultados nulos. En este documento, ilustramos un ejemplo exitoso de un estudio de seguimiento ocular infantil con un paradigma de aspecto preferencial para descubrir que los niños de 6 meses son sensibles a las señales lingüísticas en un idioma firmado a pesar de no tener una exposición previa al lenguaje firmado, sugiriendo que los bebés poseen sensibilidades intrínsecas o innatas a estas señales.

Introduction

El objetivo primordial de la ciencia del desarrollo es estudiar la aparición de las funciones cognitivas, el lenguaje y la cognición social en lactantes y niños. Los movimientos oculares son modulados por las intenciones, la comprensión, el conocimiento, el interés y la atención de los participantes al mundo exterior. La recopilación de respuestas oculomotoras en los lactantes mientras se orientan y analizan imágenes estáticas o dinámicas visuales pueden proporcionar información sobre la comprensión emergente de los lactantes y la atención a sus mundos visuales externos y la entrada de idioma que reciben.

Mientras que la tecnología de seguimiento ocular ha existido por más de cien años, sólo ha avanzado recientemente en eficiencia y usabilidad, lo que permite que se utilice para estudiar a los bebés. En la última década, el seguimiento ocular ha revelado mucho sobre el mundo mental de los bebés. Por ejemplo, ahora sabemos mucho sobre la memoria a corto plazo, la oclusión de objetos y la anticipación de los próximos eventos en niños de 6 meses de la conducta de la mirada1,2,3. El seguimiento ocular también se puede usar para estudiar el aprendizaje de idiomas infantiles4. En general, el aprendizaje del idioma infantil depende de la capacidad de discriminar las señales sensoriales presentes en el medio ambiente y de identificar las señales que son más sobresalientes para la transmisión del lenguaje5,6. Los científicos del desarrollo buscan comprender mejor cuáles son estas señales sensoriales, por qué atraen la atención de los bebés y cómo la atención a estas señales se aplica en el aprendizaje de idiomas en los bebés. El presente documento presenta un protocolo de seguimiento ocular y un paradigma de aspecto preferencial que se puede utilizar en conjunto para estudiar las sensibilidades de los lactantes a tales señales en lenguas habladas o firmadas.

En Stone, et al.7, el rastreo ocular se usó con un paradigma de aspecto preferencial para probar si los bebés ingenuos tenían una sensibilidad a un conjunto de contrastes fonológicos en lenguaje firmado. Estos contrastes difieren por la sonoridad (es decir, la saliencia perceptual), una propiedad lingüística estructural presente en las lenguas habladas y firmadas7,8,9,10,11, 12,13. Se cree que la sonoridad es importante para las restricciones fonológicas en la formación de sílabas en lenguas habladas y firmadas, de tal manera que las síbulas que obedecen las restricciones basadas en la sonoridad se consideran más "bien formadas." Los bebés, al escuchar el habla, se han observado para mostrar preferencias de comportamiento para sílabas bien formadas sobre sílabas mal formadas a través de múltiples idiomas, e incluso en idiomas que nunca habían oído antes de14,15. Se presume que los bebés también mostrarán preferencias similares para sílabas bien formadas en lenguaje firmado, incluso si no tenían experiencia previa con el lenguaje firmado.

Además, hemos presumido que esta preferencia-o sensibilidad-estaría sujeta a un estrechamiento perceptivo. Este es el fenómeno de la adquisición del lenguaje donde, a medida que el bebé se aproxima a su primer cumpleaños, la sensibilidad temprana y universal del bebé a muchas características del lenguaje se atenúa a sólo las características dentro del idioma (s) que el bebé ha estado expuesto a16 ,17. Reclutamos infantes más jóvenes (de seis meses) y mayores (de doce meses de edad), seleccionando estas edades porque están en extremos opuestos de la función de estrechamiento perceptual para la sensibilidad a nuevos contrastes fonéticos17,18, 19. Predijimos que los bebés más jóvenes demostrarían una preferencia por sílabas bien formadas en lenguaje firmado, pero que los niños mayores no lo harían. Los bebés observaban videos que consistían en ortografía bien formada y mal formada , seleccionados por dos razones.  En primer lugar, las sílabas en la ortografía fluida de las huellas dactilares se teorizan para obedecer las restricciones fonológicas8basadas en la sonoridad, proporcionando una oportunidad para producir contrastes experimentales que prueban directamente si los bebés son sensibles a las señales basadas en la sonoridad en los primeros aprendizaje de idiomas. En segundo lugar, elegimos la ortografía en vez de los signos completos en el cuerpo y la cara porque la ortografía de los dedos nos permitió controlar más rigurosamente posibles confesos perceptuales, incluyendo la velocidad y el tamaño de los movimientos de las manos, en comparación con los signos completos que varían mucho en la firma espacio y velocidad de movimiento. Nuestro estudio usó videos que mostraban sólo las manos, pero este paradigma es generalizable a los videos que muestran a los firmantes y cabezas de los oradores o a los cuerpos completos, o incluso mostrando animales o objetos inanimados, dependiendo de la pregunta científica y los contrastes que se estudian.

El valor que utiliza un paradigma de preferencia de aspecto preferencial para medir la sensibilidad al lenguaje o a los contrastes sensoriales es en su relativa simplicidad y facilidad de control. En tales paradigmas, los bebés se presentan con dos estímulos lado a lado que difieren por una sola dimensión o una característica relevante para la pregunta de investigación. A los bebés se les dan oportunidades de fovear en cualquiera de los estímulos. Se registran y analizan los tiempos totales de aspecto hacia cada estímulo. Una diferencia significativa en el comportamiento de aspecto de los dos estímulos indica que el bebé puede ser capaz de percibir la dimensión con la que los dos estímulos difieren. Debido a que ambos estímulos se muestran al mismo tiempo y a igual duración, el experimento general está bien controlado por la idiosincrasia del comportamiento infantil (desatención, buscando en otro lado, inquieto, llorando). Eso es en comparación con otros paradigmas donde los estímulos se muestran secuencialmente, en cuyo caso, los bebés pueden mostrar espontáneamente diferentes cantidades de atención hacia diferentes estímulos por razones no relacionadas con los estímulos (por ejemplo, más molesto durante un período donde fueron más pruebas de estímulos A que estímulos B). Además, las instrucciones y la comprensión de los estímulos no son necesarios; los bebés simplemente necesitan mirarla. Por último, este paradigma no requiere monitorear activamente el comportamiento de los lactantes para el criterio con el fin de cambiar la presentación de estímulos, como es común en los paradigmas de habituación controlados por lactantes16,20. El paradigma de preferencia de aspecto también es adecuado para probar hipótesis sobre preferencias de aspecto en lugar de diferencias. En otras palabras, aparte de que los bebés puedan discriminar entre los estímulos A y los estímulos B, los investigadores también pueden probar para qué estímulos provocó un aumento o disminución de la conducta de aspecto, lo que puede ser informativo sobre los sesgos incipientes de los lactantes y la cognición emergente.

En términos más generales, las ventajas de la tecnología de seguimiento ocular moderna y no invasiva son numerosas. El seguimiento ocular se basa en la medición de la luz infrarroja cercana que se emite desde el dispositivo y se refleja en los ojos del participante1,21. Esta luz infrarroja es invisible, imperceptible y completamente segura. Los experimentos de seguimiento ocular no requieren instrucciones y solo dependen de la visualización pasiva. Los modelos actuales generan una cantidad abundante de datos de mirada en un corto período de tiempo con una configuración sencilla. Los bebés pueden sentarse en el regazo de sus padres y, en nuestra experiencia, a menudo disfrutan del experimento. La mayoría de los rastreadores de ojos remotos modernos no requieren restricciones en la cabeza ni elementos colocados en el bebé, y son robustos para los movimientos de la cabeza, recuperándose rápidamente después de parpadear, llorar, alejarse del rango o mirar hacia fuera. Si se desea, se pueden registrar los patrones de Saccade, los datos de la posición de la cabeza y la pupillometría además de los datos de la posición ocular.

Los desafíos en la realización de la investigación de seguimiento ocular infantil son reales, pero no insuperables. Los datos de seguimiento ocular pueden ser ruidosos debido al movimiento de los bebés, la falta de atención, la agitación y la somnolencia. Los experimentos deben diseñarse para que se puedan completar en aproximadamente 10 minutos o menos, lo que puede ser una ventaja en que las visitas al laboratorio son rápidas, pero también una desventaja si necesita obtener más datos o tiene varias condiciones experimentales. Otra ADVERTENCIA importante es que un hallazgo nulo no significa que los bebés no sean sensibles a la manipulación experimental. Si los bebés no muestran una diferencia significativa entre los estímulos a y los estímulos B, este hallazgo podría significar (1) una insensibilidad a la diferencia entre a y B, o (2) un fracaso para provocar preferencias de comportamiento. Por ejemplo, tal vez el bebé estaba igualmente fascinado por a y B, a pesar de que el bebé era sensible a la diferencia entre ellos. Este problema puede ser abordado por la adición de una segunda condición, idealmente utilizando los mismos estímulos (o muy similares) pero probando a lo largo de una dimensión diferente para la que se sabe que los bebés exhiben preferencias conductuales. Si los bebés no demuestran una preferencia en la primera condición, pero lo hacen en el segundo, entonces se puede interpretar que los bebés son capaces de demostrar las preferencias de aspecto para los estímulos, que puede ayudar a aclarar la interpretación de cualquier resultado nulo. Por último, es vital calibrar con precisión el rastreador de ojos. La calibración debe ser precisa, con un bajo error espacial y temporal, de modo que los datos de la mirada de los ojos puedan ser mapeados con precisión en los estímulos experimentales. En otras palabras, "su estudio es tan bueno como su calibración." Los controles de calibración antes y después de la presentación de estímulos pueden proporcionar una medida adicional de confianza. Se han publicado en otros lugares1,21,22,23,24,25reseñas detalladas y excelentes sobre cómo calibrar el rastreo ocular con bebés, 26,27.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Eye Tracker Tobii Model X120
Experiment Presentation & Gaze Analysis Software Tobii Tobii Studio Pro
Experimenter Monitor Dell Dell Professional P2210 22" Wide Monitor
Stimulus Monitor Dell Generic 17" Monitor
CPU Dell Dell Precision T5500 Advanced with 2.13 Ghz Quad Core Intel Xeon Processor and 4 GB DDR3 Memory) with 250 GB SSD hard disk and standard video output cards.
Webcamera Logitech Logitech C150 HD Cam
Video Capture Card Osprey Osprey 230 Video Capture Card (to capture stimulus that is output to Stimulus Monitor)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics