2019年5月15日
采用偏好注视范式的眼动追踪研究可用于探究婴儿对外部视觉世界的初步认知及其注意力发展。
眼动追踪是研究婴儿如何学习周围环境,以及如何利用这些环境线索学习语言的理想方法。在这里,我们研究可能引导婴儿语言学习的那些感知线索。
眼动追踪及其相关方法的主要优势在于,它是一种安全、可靠且无创的技术,可在短时间内收集大量注视数据。首先设计视觉偏好范式,同时在屏幕的左右两侧分别呈现两个不同的视频刺激,确保两个刺激仅在一个特征上存在差异,而其他所有视觉元素均保持一致。
在每次试验开始前插入引人注目的图像,以维持并重新引导婴儿在试验开始前立即将注意力集中到屏幕中央。在实验序列的开始和结束时,插入一个三点校准检查程序,该程序包含三张幻灯片,每张幻灯片中的目标点分别出现在左上角、屏幕中心和右下角。接下来,将眼动仪直接放置在刺激显示器正下方,并调整为较低的角度,使其尽可能正对婴儿的面部。
使用直尺和数字角度仪测量眼动仪和显示器的位置及角度。在刺激显示器上方安装一个独立的网络摄像头(通常称为主试或场景摄像头),用于记录实验过程中被试的完整面部。最后,设置实验呈现软件(通常随眼动仪 commercially available),用于呈现刺激材料、记录眼动数据、记录主试或场景摄像头的视频、实时显示注视点,并可选择性地进行注视数据的分析。
首先带领家长和婴儿进入测试室。解释实验流程,并获取家长签署的同意书以开始实验。收集标准的人口统计学和医学信息,以及有关婴儿语言环境和技术使用情况的信息。
然后,调暗实验室内灯光,并确保房间内无其他明显的视觉干扰物。使用窗帘遮挡房间内所有干扰物,以遮蔽婴儿的视野。请家长坐在椅子上,让婴儿坐在其膝上。
为了提供更大的稳定性,家长可将婴儿用安全带固定在置于自己膝上的软质增高座椅内。使用眼动仪软件确认婴儿的眼睛能够被眼动仪清晰捕捉。随后,根据眼动仪的操作说明执行五点校准程序。
在成功验证校准后,使用三点校准检查开始实验。手动控制每个目标的呈现时间,当婴儿注视某一张幻灯片中的目标时,立即进入下一个目标。随后继续实验,在第一次试验前先使用注意力吸引刺激。
手动控制注意力吸引物的显示时间,并在婴儿注视注意力吸引物时开始试验。在所有试验呈现完毕后,再次执行相同的三点校准检查程序,以检测实验过程中可能出现的信号漂移或校准变化。实验结束后,提供相应的补偿;若家长已同意,可额外提供传单或其他材料,供其在同龄人中分发,以协助后续被试招募。
最后,通过绘制两个感兴趣区域(AOI)来分析数据,每个屏幕一侧各一个。确保每个AOI略大于视觉元素本身,以容纳可能存在的微小校准偏差或标准仪器误差。在屏幕中央的两个AOI之间,保持约25像素或更大的间隙。
然后,通过累加每次试验中落在每个感兴趣区域(AOI)内的所有注视点,并将该数量乘以采样间隔,计算每个AOI的总注视时间。结果表明,尽管从未接触过手语,较年幼的婴儿对基于响度的音系限制具有敏感性,而较年长的婴儿则无此敏感性。此外,较年幼和较年长的婴儿在观看直立与倒置的手语刺激时表现出不同的注视偏好。
具体而言,年龄较小的婴儿对正立刺激的注视时间更长,而年龄较大的婴儿对倒立刺激的注视时间更长。需要注意一些重要事项。首先,确保在记录过程中没有发生重大变化,例如婴儿体位的改变。
应避免大幅度的身体移动或光线变化。此外,向婴儿呈现的两个刺激物仅能在某一方面存在差异,这样如果婴儿更倾向于注视其中一个,研究者就能明确其原因,并针对这一视觉特征对结果进行解释。眼动追踪技术使科学家能够更深入地了解婴儿如何感知并组织其周围环境中的线索。
集成化的追踪软件和设备已变得更加先进和多样化,使我们能够更便捷地对婴儿进行测试,并以过去十年无法实现的方式来探究问题,从而更深入地理解婴儿发育过程。
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采用偏好注视范式的眼动追踪研究可有效探究婴儿对其视觉环境的理解。该方法有助于揭示婴儿如何利用环境线索进行语言学习。
理解婴儿对视觉语言线索的敏感性,为神经发育障碍中早期生物标志物的发现提供了机制性基础。结合眼动追踪的偏好注视范式能够对前注意加工进行定量评估,有助于支持儿科治疗开发中的靶点验证。该方法提供了一种无创且可扩展的手段,在进行耗资巨大的临床转化之前,降低关于先天语言敏感性假设的风险。
该方法适用于发现生物学阶段,在此阶段中,基于假设的感觉处理评估可为神经发育干预的靶点选择提供依据。