2024年1月19日
我们提出了一种利用眼动追踪技术监测受试者在基于视觉事件的时间间隔比较(时长感知)任务中眼动行为的实验方案。该方案旨在初步指导如何将受试者在时长感知任务(时间间隔的比较或分辨)中的眼动反应与对刺激本身的眼动反应区分开来。
我们正试图理解时间知觉能力与阅读技能之间的关联机制。在此,您提出一个更具体的问题:是什么解释了感知视觉刺激时间结构的能力与阅读技能之间的关系?这种分离是否真实存在?
相反,它是阅读障碍中视觉处理问题的副产品。时间采样框架在此领域实现了突破,提出脑电波与听觉刺激的同步对于接收序列和语音单元是必要的。该区域关于视觉刺激时间感知之间关联的研究也有报道,但目前仍缺乏合理的解释。
研究视觉刺激时间感知时面临的主要挑战是表征刺激呈现期间发生的认知过程。眼动追踪是一种候选工具,但问题是眼动模型反应不仅反映时间感知,还会对刺激特征(如亮度)产生反应。在本研究中,我们提出了一种眼动追踪方案,可使我们分离出刺激加工的模型指标与潜在的时间感知指标。
在动画软件中,使用帧时长转换表,定义用于减慢序列的八个包含两个时间间隔的序列,确保第一个间隔短于第二个间隔。对于每个减慢序列,将时间间隔的顺序反转,以创建相应的加速序列。为每个序列定义关键帧,包括刺激开始、时间间隔偏移和刺激结束的特定帧。
在第七帧中,在屏幕中央绘制一个蓝色圆形。将此图像复制并粘贴到相邻的帧中。随后,将这两个帧的序列复制并粘贴到其他两个关键帧中。
在动画软件中打开一个与 Flash 动画规格相同的文件后,打开电子表格,将关键帧规格与压扁的球体撞击地面的情况对齐。在第四帧中,在顶部中央绘制一个蓝色的球体。然后使用补间命令,生成从顶部球体到压扁球体的连续变化。
在轨迹最低点正上方的中点处垂直绘制一个未压扁的球体。在区间起始点与最高点之间,以及最高点与下一个压扁点之间生成上升动画。要创建实验文件夹,请打开 Experiment Builder 应用程序,并从菜单文件中选择新建。
指定项目名称并选择保存文件的位置。在项目文件夹中,选择库,然后打开视频文件夹并上传 Xvid 视频刺激文件。
将显示屏幕图标拖动到图形编辑器窗口,并与起始面板创建链接。在 Display_Screen 的属性中,点击插入多行文本资源,并输入校准程序说明。选择键盘和 EL 按钮触发器。
将显示屏连接到两个触发器。单击相机设置图标,并将其链接到两个触发器。然后选择结果文件并将其拖动到流程图的右侧。
将序列图标连接到相机设置。输入序列,然后拖动并连接开始面板、显示图标、EL触发按钮和键盘。
在区块序列内,将一个新的序列图标拖拽到编辑器中以创建试次序列。然后在试次序列中,拖拽一个 Prepare_Sequence 图标,并将第二个图标连接到第一个。将 Drift_Correction 图标拖拽到界面,并将其连接至 Prepare_Sequence 图标。
在试验序列的下一步中,将一个新的序列图标拖动到编辑器中以创建录制序列。在该序列的属性中选择“录制”选项。在“属性”中,点击“数据源”,并在表格的每一行中填入每个刺激的准确文件名。
输入试验类型为练习或实验。设置呈现频率,并指定预期的反应按钮。在界面的上方面板中,单击随机化设置,勾选启用的试验随机化复选框,以在每个区块内对刺激材料进行随机化。
在录制序列中,建立“开始”面板与“显示”屏幕之间的连接。在“显示”屏幕中,选择“插入视频资源”按钮并将其拖动到界面。在“属性”中,选择编辑属性,并输入指定的文本。
将键盘和EL按钮触发器连接到显示图标。拖动更新属性并将其添加到结果文件图标中。将更新属性和结果文件连接到触发器。
最后,在主面板顶部,单击“运行”箭头图标以运行实验测试。开始时,将受试者置于距离刺激计算机约60厘米的位置,确保刺激圆对应视野的2度。将采样频率设置为1,000赫兹以获得高分辨率,并选择优势眼进行记录。在记录计算机的可视化窗口中,确保眼动仪持续稳定地追踪目标和优势眼。
打开实验,按照系统规格运行五点校准和验证程序。指导受试者注视屏幕上五个不同位置出现的圆点。向受试者说明任务后,点击“运行”以开始实验。
在数据查看器(Data Viewer)软件中,依次导航至“文件”(File)、“导入数据”(Import Data),然后选择多个 EyeLink 数据文件。在对话框中,选中所有被试者的数据文件。随后选择一个试验,并使用方形图标绘制感兴趣区域。
要创建时间窗口_全部,请单击绘制图标并选择整个屏幕。在弹出的对话框中,将感兴趣区域命名为时间窗口_全部,并设置与整个试验相匹配的时间段。单击保存感兴趣区域集,并将此模板应用于所有相同长度的试验。
根据时间间隔的持续时间,选择16种时间结构中的一种,并根据刺激类型进行定义。选择后,标注感兴趣区域。在菜单栏中,点击分析,然后选择报告和感兴趣区域报告。
选择输出区域以提取注视时间、注视次数和瞳孔大小。单击“下一步”后,将矩阵导出为 xlsx 文件。最后,检查“Time Window_All”时间窗口和信号丢失超过30%的标记试次的注视时间测量结果。在两组中,时间窗口1与时间窗口12之间的比较显示,根据刺激类型表现出不同程度的变化,其中呈现球体刺激比闪光刺激引起更多与时间窗口相关的瞳孔运动反应变化。
行为学结果表明,与闪光刺激相比,球体刺激的准确性较低;群体间差异显示,阅读障碍者的表现较差,但群体与刺激类型之间无交互作用。
本研究提出了一种利用眼动追踪技术探究持续时间感知任务中眼动行为的实验方案。其目标是区分与时间感知相关的动眼反应和由视觉刺激引发的动眼反应。
区分由刺激驱动和由时间感知驱动的眼动反应,对于推动早期神经科学和神经认知药物研发中的定量行为检测至关重要。本方案可精确测量认知处理的时间窗口,有助于视觉感知和时间处理通路的机制性风险排除与靶点验证。这些能力为神经发育障碍和认知表型研究的转化研究奠定了基础。
本方案通过提供一种在视觉时长任务中量化认知处理的标准化方法,融入了从发现到临床前研究的连续过程。