Śledzenie ruchu gałek ocznych u małych dzieci z autyzmem

Celem poniższego protokołu jest przedstawienie zaleceń metodologicznych optymalizujących przebieg badań, projektowanie, pozyskiwanie danych oraz analizę psychometryczną w badaniach eye-trackingu u małych dzieci z zaburzeniami spektrum autyzmu lub innymi niepełnosprawnościami rozwojowymi. Jest to realizowane najpierw poprzez wybór odpowiedniego sprzętu do eye-trackingu oraz stworzenie właściwego środowiska testowego, które minimalizuje komplikacje towarzyszące badaniu wzroku u małych dzieci z autyzmem. W drugim kroku kluczowe dla uzyskania wysokiej jakości danych jest odpowiednie ustawienie dziecka w celu optymalnego śledzenia ruchu gałek ocznych przy jednoczesnym utrzymaniu jego zainteresowania i współpracy.

Następnie analizowane są dane z eyetrackingu w celu określenia parametrów wzorców fiksacji lub zbadania właściwości okulomotorycznych. Wyniki mogą wykazać, czy dzieci z zaburzeniami spektrum autyzmu i dzieci bez tych zaburzeń różnią się pod względem wzorców uwagi wizualnej. Rozstrzygnięcie to opiera się zazwyczaj na analizie fiksacji w obszarach zainteresowania lub badaniu dynamiki sakad.

Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą napotykają trudności, ponieważ śledzenie wzroku u małych dzieci z autyzmem wiąże się z wyjątkowymi wyzwaniami, które nie występują podczas badania wzroku u starszych dzieci z typowym rozwojem lub u dorosłych. Podczas testowania małych dzieci ze spektrum zaburzeń autystycznych najlepiej wybrać system eye trackingowy, który uwzględnia ruchy głowy, ale nie ogranicza ich ani nie wymaga minimalizacji tych ruchów. Systemy o częstotliwości próbkowania wynoszącej co najmniej 50 hertz są wystarczające do badania wzorców skanowania.

Do badania subtelnych zachowań okuloruchowych zaleca się jednak wyższą częstotliwość próbkowania, wynoszącą co najmniej 250 hertz. W celu zminimalizowania rozpraszania uwagi zaleca się oszczędną dekorację pomieszczenia. Podobnie, słabe oświetlenie pokoju pomaga zwiększyć widoczność wyświetlacza, jednak należy unikać przeprowadzania testów w całkowitej ciemności.

Ponieważ małe dzieci z SD mogą wykazywać nadwrażliwość wzrokową i/lub słuchową, całkowicie zaciemnione otoczenie może dodatkowo zwiększyć rozszerzenie źrenic, co może utrudnić ich śledzenie, aby jeszcze bardziej ograniczyć ryzyko rozproszenia uwagi. Należy upewnić się, że eksperymentator nie jest widoczny podczas badania, umieszczając ściankę działową między stacją eye-trackingu a komputerem eksperymentatora lub po prostu pozycjonując eksperymentatora poza polem widzenia uczestnika. Jeśli to możliwe, najlepiej pozwolić dzieciu uczestniczącemu w badaniu zapoznać się z przestrzenią testową oraz eksperymentatorem przed rozpoczęciem testów, aby zmniejszyć lęk przed nowym środowiskiem.

W najmniejszym razie lękliwemu dziecku powinien towarzyszyć rodzic lub znany mu dorosły przez cały czas trwania sesji testowej. Następnie należy ustawić dziecko w pozycji umożliwiającej pozyskanie danych z eye-trackingu; podczas gdy niektóre dzieci dobrze radzą sobie siedząc samodzielnie w foteliku samochodowym, wiele innych pozostaje posłusznych tylko wtedy, gdy siedzą na kolanach opiekuna, który powinien zasiąść na krześle biurowym z możliwością łatwej regulacji wysokości. Na monitorze należy odtworzyć film lub bajkę, aby pomóc dziecku poczuć się swobodnie, zapewniając jednocześnie skierowanie uwagi na wyświetlacz.

Wykorzystując fakt, że dziecko patrzy na ekran, należy dostosować zarówno wysokość krzesła do wzrostu dziecka, jak i odległość od wyświetlacza, tak aby dziecko znajdowało się w optymalnym zakresie śledzenia wzroku. Na tym etapie linia wzroku oraz kąt widzenia powinny zostać ustandaryzowane dla wszystkich uczestników. Należy poinstruować opiekunów, aby zamknęli oczy i powstrzymali się od komunikacji z dzieckiem podczas badania, aby uniknąć wpływania na wyniki.

W przypadku oprogramowania wyświetlającego oczy uczestnika w zakresie dopuszczalnego ruchu głowy, należy upewnić się, że oczy znajdują się w środku tego okna. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że eyetracker zachowa obraz oka, nawet jeśli dziecko zgarbi się, wyprostuje lub zacznie się kołysać podczas badania. Po prawidłowym ustawieniu należy rozpocząć procedurę kalibracji.

Dzieci z SD mogą być niechętne lub niezdolne do stosowania się do instrukcji słownych, dlatego należy stosować dynamiczne bodźce z dźwiękiem, aby przyciągnąć uwagę dziecka do każdego punktu kalibracji. Zazwyczaj pięciopunktowa sekwencja jest wystarczająco krótka, aby utrzymać uwagę dziecka, zapewniając jednocześnie dokładną kalibrację. Choć u niemowląt czasem stosuje się kalibrację dwupunktową w celu maksymalizacji uwagi wizualnej podczas badania, należy używać angażujących bodźców w zwięzłym zadaniu o minimalnych wymaganiach, takim jak zadanie biernego oglądania, obejmujące przerwę międzybodźcową.

Animacja z towarzyszącym efektem dźwiękowym może pomóc w przekierowaniu uwagi na ekran u dzieci, których koncentracja spadła. Dodatkowo umieszczenie tej animacji między bodźcami w określonym miejscu pozwala zapewnić, że wszystkie wzorce skanowania wizualnego rozpoczynają się w tym samym punkcie u wszystkich uczestników zadania przedstawionego w tym materiale. Jest to robione po to, aby spojrzenie nie było skierowane na osobę lub obiekt przed rozpoczęciem próby.

W przypadku długotrwałych zadań należy wykorzystać animację bodźca interra jako punkt odniesienia, aby ustalić, czy występuje dryft kalibracji. Zazwyczaj, jeśli dryft przekracza trzy stopnie kąta widzenia, tak jak pokazano tutaj, należy przeprowadzić ponowną kalibrację, jeżeli w badaniu uwzględniono wiele zadań. Rekalibracja jest zalecana pomiędzy każdym z nich, aby wyeliminować dryft w trakcie testów.

Większość systemów eyetrackingowych generuje surowe pliki danych, które zawierają znacznik czasu, współrzędne X i Y punktu fiksacji, odległość od bodźca w punkcie fiksacji oraz indeks charakteryzujący zdarzenie lub zmianę w prezentacji bodźca; aby skontrolować brakujące dane dotyczące spojrzenia, analizę należy przeprowadzić jako proporcję czasu spojrzenia na ekran zamiast w wartościach bezwzględnych. Do analizy wzorców fiksacji, takich jak przedstawiono tutaj, wymagane są komponenty czasowe i przestrzenne. Fiksację często definiuje się jako pozostawanie punktu fiksacji w obrębie średnicy jednego stopnia kąta widzenia przez co najmniej 100 milisekund.

Typowe zmienne zależne w analizie fiksacji obejmują liczbę fiksacji, średni czas trwania fiksacji, całkowity czas fiksacji oraz układ przestrzenny lub sekwencję poszczególnych fiksacji; analizy fiksacji są często przeprowadzane w obrębie zdefiniowanych obszarów zainteresowania (AOIs). Dzieci z SD oraz bez tego zaburzenia mogą różnić się czasem fiksacji na konkretnych AOIs, takich jak oczy na twarzy, latencją do pierwszej fiksacji AOIs lub wzorcami przesunięć spojrzenia między AOIs. Charakterystyka prędkości ruchów gałek ocznych umożliwia badanie innych właściwości dynamiki motorycznej, w tym rozkładu lub wzorca prędkości SEC, rozkładu lub wzorca amplitudy SEC, rozkładu lub wzorca czasu trwania SEC, a także latencji SEC i dokładności zakończenia SEC.

Przedstawiona tutaj mapa fiksacji jest mapą reprezentatywną. Okręgi wskazują poszczególne fiksacje jednego dziecka z SD podczas oglądania statycznego obrazu. Fiksacje z tego oraz podobnych zadań są analizowane w obrębie grupy uczestników, aby ustalić, czy dzieci z SD i bez SD różnią się w zakresie uwagi wizualnej skierowanej na różne AOI. Rycina ta demonstruje, że w ramach paradygmatu eksploracji wizualnej dzieci z SD fiksują mniej obrazów społecznych niż dzieci typowo rozwijające się, czyli TD.

Kiedy obiekty o wysokim stopniu zainteresowania w autyzmie (HAI) są wyświetlane jednocześnie. Jednakże, gdy obiekty o niskim stopniu zainteresowania w autyzmie (LAI) są prezentowane wraz ze bodźcami społecznymi, eksploracja obrazów społecznych nie różni się znacząco między grupami, co sugeruje, że uwaga społeczna w ST jest modulowana w zależności od względnej istotności konkurujących bodźców. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze rozumieć, jak skuteczniej przeprowadzać badanie eyetrackingu u małych dzieci z autyzmem poprzez dobór odpowiedniego sprzętu i stworzenie właściwego środowiska testowego poprzez prawidłowe ustawienie dziecka i utrzymanie jego uwagi w celu zapewnienia uzyskania wysokiej jakości danych eyetrackingu; analizując metryki istotne dla Twojego pytania badawczego, będziesz odpowiednio przygotowany do prowadzenia badań eyetrackingu z małym dziećmi w spektrum autyzmu.