Wir möchten allen danken, die an Forschungsarbeiten im Language Research Lab der University of Illinois in Chicago teilgenommen haben. Wir danken auch Frances Daniel, die maßgeblich an der Entwicklung der Programme zur Erfassung der hier vorgestellten Daten beteiligt war.

<ol>
	<li>Ashby, J., Rayner, K., Clifton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+movements+of+highly+skilled+and+average+readers:+Differential+effects+of+frequency+and+predictability.">Eye movements of highly skilled and average readers: Differential effects of frequency and predictability.</a> Q. J. Exp. Psychol.. 58A, 1065-1086 (2005).</li><li>Binder, K. S., Morris, R. 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K., Hyn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspective+effects+in+repeated+reading:+An+eye+movement+study.">Perspective effects in repeated reading: An eye movement study.</a> Mem. Cogn. 35, 1323-1336 (2007).</li><li>Raney, G. E., Rayner, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Word+frequency+effects+and+eye+movements+during+two+readings+of+a+text.">Word frequency effects and eye movements during two readings of a text.</a> Can. J. Exp. Psychol. 49, 151-172 (1995).</li><li>Rayner, K., Raney, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+movement+control+in+reading+and+visual+search:+Effects+of+word+frequency.">Eye movement control in reading and visual search: Effects of word frequency.</a> Psychonomic Bull. Rev. 3, 245-248 (1996).</li><li>Rayner, K., Raney, G. E., Pollatsek, A., Lorch, R. F., O'Brien, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ch. 1. Eye movements and discourse processing. , 9-36 (1995).</li><li>Rayner, K., Pollatsek, A., Ashby, J., Clifton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ch. 4. Psychology of Reading.. , 91-134 (2012).</li><li>Rayner, K., Reichle, E. D., Stroud, M. J., Williams, C. C., Pollatsek, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+word+frequency,+word+predictability,+and+font+difficulty+on+the+eye+movements+of+young+and+older+readers.">The effect of word frequency, word predictability, and font difficulty on the eye movements of young and older readers.</a> Psychol. Aging. 21, 448-465 (2006).</li><li>Yang, G. Z., Dempere-Marco, L., Hu, X. P., Rowe, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+search:+Psychophysical+models+and+practical+applications.">Visual search: Psychophysical models and practical applications.</a> Image Vis. Comput. 20, 291-305 (2002).</li></ol>

Es bestehen keine Interessenkonflikte. Die Autoren haben keine finanziellen Interessen an den Herstellern der hier beschriebenen Geräte.

Fortschritte in der Technologie haben zur Verfügbarkeit hochpräziser, zuverlässiger und benutzerfreundlicher Eye-Tracking-Systeme geführt. Im Bereich der Sprachforschung können Forscher anhand der Überwachung von Augenbewegungen bestimmen, wie Leser einen Text bewerten. Fixierungsmuster können verwendet werden, um zu bestimmen, welche Teile eines Textes am schwierigsten zu verarbeiten sind oder am einfachsten zu verarbeiten sind, welche Teile eines Textes mit einer einzigen Fixierung verstanden werden können und welche Teile mehrere Fixierungen oder Regressionen erfordern, und die Reihenfolge, in der Leser den Text verarbeiten. Zusammen unterstützen diese Maßnahmen Schlussfolgerungen über die kognitiven Prozesse, die am Textverständnis beteiligt sind.
Das Verständnis basiert auf einer Interaktion zwischen den in einem Text enthaltenen Informationen und den kognitiven Fähigkeiten und Kenntnissen, die vom Leser angewendet werden; ein vollständiges Verständnis des Textverständnisses kann daher nur durch verwendung eines Verarbeitungsmaßes erreicht werden, das auf die Eigenschaften des Textes und der Eigenschaften des Lesers empfindlich ist. Wie bereits erwähnt, variieren die Augenbewegungen je nach sprachlichen Merkmalen wie Worthäufigkeit, Wortlänge und Satzkomplexität1,2,7,10,11und Lesereigenschaften, wie Lesefähigkeit und Themenwissen1,9. Als solche bieten Augenbewegungen ein ideales Maß für textliches Verständnis.
Da die Augenbewegungen auf der Grundlage vieler sprachlicher Merkmale variieren, ist eine präzise Kontrolle der Reize bei der Untersuchung der kognitiven Prozesse, die am Textverständnis beteiligt sind, unerlässlich. Forscher geben oft so viel Aufwand auf, um kontrollierte Reize zu entwickeln, wie für die Durchführung des eigentlichen Experiments erforderlich sind. Tatsächlich ist die Forschung nur so gut wie die Reize.
Eye-Tracking-Methoden können wertvolle Daten für jedes Forschungsfeld liefern, in dem den Teilnehmern visuelle Reize gezeigt werden und die Reize auswerten müssen. Im Bereich der Werbung könnte man beispielsweise bestimmen, welche Teile einer visuellen Anzeige die meiste Aufmerksamkeit erregen, indem man misst, welche Teile der Anzeigen die meisten5,8betrachten. In der medizinischen Forschung konnte man feststellen, ob Praktikanten und erfahrene Ärzte ein Röntgen- oder MRT-Bild auf die gleiche Weise bewerten, indem man sich den Scanpfad der Augenbewegung ansieht und wie viel Zeit für die Bewertung kritischer physikalischer Strukturen aufgewendet wird15. In diesen Beispielen zeigt das Muster der Augenbewegungen an, welche Teile des Bildes die Aufmerksamkeit der Person auf sich ziehen, die das Bild betrachtet.

Wenn Leser einen Text lesen, bewegen sie ihre Augen von Wort zu Wort durch ein abwechselndes Muster von Fixierungen (Punkte, an denen die Augen stationär und auf ein Wort fokussiert sind) und Sakkaden (Punkte, an denen sich das Auge zwischen Wörtern bewegt). Fixierungen nach Sakkaden, die den Leser durch einen Text vorwärts bewegen, werden vorwärts fixiert und fixiert nach Sakkaden, die den Leser zu vorherigen Punkten in einem Text verschieben, als regressive Fixierungen bezeichnet. Die Grundannahme von Eye-Tracking-Methoden ist, dass erhöhte Verarbeitungsanforderungen mit erhöhter Verarbeitungszeit oder Änderungen im Muster der Fixierungen verbunden sind. Erhöhte Verarbeitungszeit kann durch längere Dauerfixierungen oder eine größere Anzahl von Fixierungen (vorwärts und regressiv) widergespiegelt werden.
Augenbewegungen bieten mehrere wichtige Vorteile als Maß für das Leseverhalten im Vergleich zur Messung der Lesezeiten für eine ganze Passage oder Satz-für-Satz-Lesezeiten. Erstens erzeugt die Überwachung von Augenbewegungen eine kontinuierliche Online-Aufzeichnung der Leseleistung. Dies bietet die Möglichkeit, Die Anforderungen an die Textverarbeitung auf globaler Ebene (über einen gesamten Text), die Satzebene (einzelne Sätze) oder die lokale Ebene (einzelne Wörter oder Sätze) zu untersuchen. Beispielsweise führen Änderungen der globalen Schwierigkeit zu Änderungen in mehreren Leistungskennzahlen, z. B. der Gesamtlesezeit, der Anzahl der Vorwärtsfixierungen und der Anzahl der Regressionen. Änderungen der lokalen Schwierigkeitsgrad wirken sich auch auf mehrere Messgrößen aus, z. B. Lesezeiten für einzelne Wörter, die Wahrscheinlichkeit, Wörter zu fixieren, und die Wahrscheinlichkeit, Regressionen auf bestimmte Wörter vorzunehmen. Die Gesamtlesezeiten oder Satz-für-Satz-Lesezeiten bieten keine so detaillierten Messwerte für die Leseleistung. Zweitens sind Augenbewegungen ein natürlicher Teil des Lesens; Daher werden keine zusätzlichen Aufgabenanforderungen an einen Leser gestellt. Drittens können mehrere Aspekte von Augenbewegungen analysiert werden(z. B. Fixationsdauer, Sakkadelänge und Regressionshäufigkeit), wodurch ein Fenster in verschiedene Elemente des Leseprozesses gegeben wird. Viertens spiegeln Augenbewegungen direkt die Verarbeitungsanforderungen wider, die mit den Features des gelesenen Textes verbunden sind. Beispielsweise variieren die Augenbewegungen als Funktion von Wortfrequenz10,11, Wortlänge7, lexikalische Mehrdeutigkeit2, Kontexteinschränkung1und Wiederholung10,13. Fünftens spiegeln Augenbewegungen individuelle Unterschiede in den Lesern wider. Beispielsweise variieren die Augenbewegungen je nach Lesefähigkeit1, Vorkenntnissen zu einem Thema9und Alter des Lesers14. Rayner, Pollatsek, Ashby und Clifton13 bieten eine gründliche Überprüfung der Augenbewegungen während der Lektüre. Zusammengenommen machen diese Vorteile Augenbewegungen zu einem idealen Maß für das Leseverhalten.
Die hier beschriebene Forschung verwendete eine Methode der Augenbewegung, um die kognitiven Prozesse zu untersuchen, die am Textverständnis beteiligt sind. Insbesondere wurde das Experiment entwickelt, um zu erforschen, wie vertraute und unbekannte Metaphern verarbeitet werden4. In dieser Studie lasen die Teilnehmer kurze Texte, die auf einem Computermonitor präsentiert wurden, während ihre Augenbewegungen überwacht wurden. Jeder Text enthielt vier Sätze. Die ersten beiden Sätze lieferten einen Kontext, der mit der beabsichtigten Bedeutung der Metapher übereinstimmte. Die Metaphern wurden im dritten Satz präsentiert. Der vierte Satz diente als neutraler Abschluss. Beispiele für Texte, die bekannte (1) und unbekannte (2) Metaphern enthalten, werden unten mit den Metaphern dargestellt, die zur Einfachen Identifizierung unterstrichen werden.
<ol><li>
Vertraute Metapher Passage. Peter hatte noch nie ein so schönes Mädchen gesehen. Er hoffte wirklich, dass etwas Besonderes zwischen den beiden wachsen würde. Er dachte sich, dass Liebe eine Blume ist. Petrus rief das Mädchen später in der Nacht an.</li>
	<li>
Ungewohnte Metapher Passage. Der Abschluss des Colleges ist für viele Menschen ein sehr wichtiger Meilenstein. Es erfordert viel harte Arbeit, um dieses Ziel zu erreichen. Für viele Menschen ist ein Abschluss ein Tor. Der Abschluss des Colleges ist etwas, worauf man sehr stolz sein kann.</li>
</ol>Frühere Forschungen, die auf einer Vielzahl von Methoden basieren, haben gezeigt, dass vertraute Metaphern leichter zu verstehen (schneller verarbeitet) sind als unbekannte Metaphern3,6. Die Stärke der Eye-Tracking-Methode besteht darin, dass die Quelle von Verarbeitungsschwierigkeiten auf bestimmte Wörter isoliert werden kann. Zum Beispiel können Forscher bestimmen, ob die zusätzliche Zeit, die benötigt wird, um unbekannte Metaphern zu verstehen, durch Verlangsamung beim Lesen jedes Wortes in den Metaphern oder verlangsamung auf den letzten Wörtern der Metapher (wenn es klar ist, dass der vorherige Satz eine Metapher ist). Darüber hinaus unterstützen Muster von Augenbewegungen Rückschlüsse auf die kognitiven Prozesse, die beim Verstehen der Metaphern beteiligt sind. Wenn der Leser beispielsweise Romane oder unbekannte Metaphern liest, müssten sie die Metaphern weiter verarbeiten, um die figurativen Bedeutungen zu extrahieren. Dies könnte sich im Augenbewegungsmuster als Rückschritt zum Anfang der Metaphern widerspiegeln und dann ein zweites Mal durch die Metaphern lesen. Der Leser könnte auch versuchen, die Bedeutungen der beiden Schlüsselwörter in den Metaphern (z.B. Liebe und Blume) zu vergleichen, was zu einem Muster von Hin- und Her-Augenbewegungen zwischen den Schlüsselwörtern führen könnte. Alternativ können die Leser beim Lesen vertrauter Metaphern die figurativen Bedeutungen sofort nach dem Lesen der Metaphern extrahieren; Daher wären keine Regressionen erforderlich. Der entscheidende Punkt ist, dass Augenbewegungsmuster es Forschern ermöglichen, Rückschlüsse auf die Online-Prozesse zu ziehen, die verwendet werden, um die Metaphern zu verstehen. Dies unterstützt aussagekräftigere Schlussfolgerungen als einfach nur zu sagen, dass die Gesamtverarbeitungszeit für unbekannte als vertraute Metaphern länger ist.
Die hier beschriebene Studie veranschaulicht eine gängige Methode der kontrastierenden Augenbewegungsmuster für zwei Arten von schriftlichen Reizen und bietet eine konkrete Situation zur Beschreibung kritischer Aspekte der Methoden der Augenbewegung. Wichtig ist, dass die hier beschriebene Methode der Augenbewegung verallgemeinert werden kann, um viele andere Probleme zu untersuchen, wie z. B. wie Leser wortbasierte mathematische Probleme lösen, die in ihrer Komplexität variieren(z. B. hohe oder niedrige Komplexität), oder wie Wortprobleme von Domänenexperten im Vergleich zu Anfängern gelöst werden. Augenbewegungen könnten verwendet werden, um zu bestimmen, welche Wörter in den Problemen die meiste Aufmerksamkeit auf sich ziehen(d. h. die längste Fixierungsdauer und die größte Anzahl von Fixierungen) und ob Experten und Anfänger sich auf die gleichen Informationen konzentrieren. In jedem Fall würde die Überwachung der Augenbewegungen eine Aufzeichnung der Moment-für-Moment-Änderungen der Verarbeitungsanforderungen liefern, die mit dem Verständnis der gelesenen Probleme verbunden sind.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="495">
	<colgroup>
		<col span="3" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:165px;">Eye Tracker</td>
			<td style="width:165px;">SR Research Ltd.</td>
			<td style="width:165px;">EyeLink 1000 Remote Desktop model</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:165px;">Experiment Control Software</td>
			<td style="width:165px;">SR Research Ltd.</td>
			<td style="width:165px;">Experimental Builder</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:165px;">Eye Movement Evaluation Software</td>
			<td style="width:165px;">SR Research Ltd.</td>
			<td style="width:165px;">Data Viewer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using eye movements to evaluate the cognitive processes involved in text comprehension

Der vorliegende Artikel beschreibt, wie Man Eye-Tracking-Methoden verwenden, um die kognitiven Prozesse zu studieren, die am Textverständnis beteiligt sind. Die Messung von Augenbewegungen beim Lesen ist eine der präzisesten Methoden zur Messung von Moment-für-Moment-(Online-)Verarbeitungsanforderungen beim Textverständnis. Kognitive Verarbeitungsanforderungen werden durch mehrere Aspekte des Verhaltens der Augenbewegung widergespiegelt, wie z. B. Fixierungsdauer, Anzahl der Fixierungen und Anzahl der Regressionen (zurück zu früheren Teilen eines Textes). Wichtige Eigenschaften von Eye-Tracking-Geräten, die Forscher berücksichtigen müssen, werden beschrieben, einschließlich, wie häufig die Augenposition gemessen wird (Abtastrate), Genauigkeit der Bestimmung der Augenposition, wie viel Kopfbewegung erlaubt ist, und Benutzerfreundlichkeit. Ebenfalls beschrieben sind Eigenschaften von Reizen, die Augenbewegungen beeinflussen, die in Studien des Textverständnisses gesteuert werden müssen, wie Position, Frequenz und Länge von Zielwörtern. Verfahrensempfehlungen in Bezug auf die Vorbereitung des Teilnehmers, die Einrichtung und Kalibrierung der Ausrüstung und die Durchführung einer Studie werden gegeben. Repräsentative Ergebnisse werden vorgestellt, um zu veranschaulichen, wie Daten ausgewertet werden können. Obwohl die Methodik in Bezug auf das Leseverständnis beschrieben wird, kann ein Großteil der präsentierten Informationen auf jede Studie angewendet werden, in der die Teilnehmer verbale Reize lesen.

Mehrere Aspekte von Augenbewegungen können analysiert werden, und diese werden oft als globale und lokale Maßnahmen kategorisiert. Globale Maßnahmen spiegeln das Verhalten der Augenbewegung in einer gesamten Studie wider, z. B. die Gesamtlesezeit, die durchschnittliche Fixierungsdauer für alle Wörter und die Gesamtzahl der Fixierungen (vorwärts und regressiv). Lokale Measures spiegeln das Verhalten der Augenbewegung für ein bestimmtes Zielwort oder einen Satz von Zielwörtern (z. B. Wörter in den Metaphern) wider und werden als Interessengebiete bezeichnet. Lokale Measures umfassen Fixierungszeiten für Zielwörter, die Wahrscheinlichkeit, Zielwörter zu fixieren, die Anzahl der Fixierungen auf Zielwörter und die Anzahl der Regressionen auf Zielwörter, um nur einige zu nennen. Darüber hinaus werden lokale Maßnahmen häufig in Bezug auf den ersten Durchlauf, den zweiten Durchlauf und die Gesamtzeit diskutiert. Der erste Durchlauf (auch erster Durchgang genannt) bezieht sich auf Fixierungen, die an einem Zielwort vorgenommen werden, bevor sie zu einem anderen Wort wechseln. Dies kann als die erste Begegnung mit dem Zielwort betrachtet werden. Der zweite Durchlauf (auch als zweiter Durchlauf bezeichnet) bezieht sich auf Fixierungen, die an einem Zielwort vorgenommen werden, nachdem das Zielwort zunächst verlassen wurde. Dies sind in der Regel Regressionen zu den Zielwörtern. Die Gesamtzeit umfasst alle Fixierungen, die auf den Zielwörtern vorgenommen werden (alle Durchläufe kombiniert). Komplexere Kennzahlen werden auch verwendet, um Verarbeitungszeit und Augenbewegungsmuster auszuwerten, z. B. Regressionspfaddauer, die als die Gesamtzeit vom ersten Antreffen eines Wortes bis zum Wechseln zum nachfolgenden Wort definiert ist. Wenn z. B. ein Leser (1) das letzte Wort in einer Metapher fixiert, (2) zurückkehrt, um das erste Wort in der Metapher zu fixieren, (3) wieder auf das letzte Wort fixiert ist und dann (4) das erste Wort im nächsten Satz fixiert hat, würde die Regressionspfaddauer die ersten drei Fixierungen in diesem Beispiel enthalten.
Die Augenbewegungen einer Stichprobenstudie sind in Abbildung 2dargestellt. Die Kreise stellen Fixationspositionen dar, und die gelben Linien stellen Sakkaden dar, die zeigen, wie der Leser von Wort zu Wort verschoben wurde. Die zusätzliche Verarbeitungsschwierigkeit, die mit der Metapher verbunden ist, kann durch die Dichte der Fixierungen auf der Metapher gesehen werden. Die Fixierungen können nach Interessengebieten gruppiert werden(z. B. Wörter in den Metaphern), um zu bestimmen, wie viel Zeit für jedes Wort aufgewendet wurde und wie viele Fixierungen für jedes Wort für vertraute und unbekannte Metaphern gemacht wurden. Die in Abbildung 3 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass mehr Zeit für die Verarbeitung der beiden Schlüsselwörter in unbekannten Metaphern aufgewendet wurde als in vertrauten Metaphern.
Die Vorteile der Erfassung von Augenbewegungen im Gegensatz zu Lesezeiten für eine ganze Passage oder Satz-für-Satz-Lesezeiten sind in den Abbildungen 2 und 3zu sehen. Beispielsweise gibt es fünf Fixierungen auf den Metapherbereich (Abbildung 2), drei Vorwärtsfixierungen und zwei regressive Fixierungen, die den Leser reflektieren, der durch die Metapher auf "Tür" liest und dann wieder (zurückgehend) auf "Grad" zurückfindet. Im Wesentlichen wurde die Metapher zweimal gelesen. Dieses Ergebnis würde unbemerkt bleiben, wenn nur Satzlesezeiten oder Gesamtlesezeiten gemessen würden. Als zweites Beispiel zeigt Abbildung 3, dass mehr Zeit damit verbracht wurde, das letzte Wort der Metapher zu lesen als die anderen drei Wörter in der Metapher, und dass die Lesezeit für vertraute Metaphern für drei der vier Wörter in den Metaphern schneller war als für unbekannte Metaphern. Die Messung der Lesezeiten von Satz zu Satz würde längere Lesezeiten für Sätze anzeigen, die vertraute Metaphern enthalten, als unbekannte Metaphern, aber es wäre unmöglich zu wissen, ob die zusätzliche Lesezeit auf alle Wörter in der Metapher verteilt war oder auf bestimmte Wörter beschränkt war und wie viel Zeit für jedes Wort aufgewendet wurde, wäre unbekannt. Diese beiden Beispiele zeigen den Vorteil der Aufzeichnung kontinuierlichen Online-Leseverhaltens.
<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig1.jpg"> Abbildung 1. Das linke Bild zeigt einen Teilnehmer, der auf der Stirn/Kinnruhe positioniert ist, während er auf ein Computerdisplay schaut. Die Infrarot-Lichtquelle und die Videokamera befinden sich unter dem Display. Das rechte Bild zeigt das Display des Experimentators. Das große Bild im oberen Rahmen zeigt das Gesicht des Teilnehmers um das rechte Auge (das Auge wird verfolgt) und das kleine Bild zeigt eine Nahaufnahme des rechten Auges. Die blauen Bereiche sind Bereiche mit hoher Infrarotlichtreflexion aus den Haaren des Teilnehmers (großes Bild) und Pupille (kleines Bild). Die Kreuzhaare über dem Auge identifizieren das Zentrum des Pupillen und die Hornhautreflexion in der Nähe des Bodens des Pupillen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50780/50780fig1highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um ein größeres Bild anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig3.jpg"> Abbildung 2. Augenbewegungen aus einem Probengang, der eine unbekannte Metapher enthält(ein Grad ist ein Tor). Die Kreise zeigen Fixationspositionen an, und die gelben Linien zeigen Sakkadepfade an. Größere Kreise stellen feste Zeiten mit längerer Dauer dar. Die kleinen Zahlen neben den Kreisen zeigen die Fixationsdauer in Millisekunden (msec) an. Lücken (keine Saccade-Linie, z. B. zwischen den Wörtern viele Menschen)zeigen Punkte, an denen ein Spurverlust aufgrund eines Artefakts wie Themen, die kurzzeitig ihre Augen schließen, aufgetreten ist. Die Abbildung zeigt eine Regression von Tür zu Grad innerhalb der Metapher.
<img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig2.jpg"> Abbildung 3. Total fixation duration (msec) auf Wörtern in vertrauten und unbekannten Metaphern. Die Wörter in der horizontalen Achse entsprechen den bekannten (F) und unbekannten (U) Metaphern. Die Daten stellen einen Durchschnitt von 10 vertrauten und 10 unbekannten Metaphern dar.

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Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension

Der vorliegende Artikel beschreibt, wie Man Eye-Tracking-Methoden verwenden, um die kognitiven Prozesse zu studieren, die am Textverständnis beteiligt sind. Beschreibungen von Eye-Tracking-Geräten, die Entwicklung experimenteller Reize und Verfahrensempfehlungen sind enthalten. Die dargestellten Informationen können auf die meisten Studien mit verbalen Reizen angewendet werden.

Verwenden von Augenbewegungen zur Bewertung der kognitiven Prozesse, die an der Textverständigung beteiligt sind

The present article describes how to use eye  tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text  comprehension. Measuring eye ...

using-eye-movements-to-evaluate-cognitive-processes-involved-text

Research

JoVE Journal

Behavior

26.8K Aufrufe.  University of Illinois at Chicago. Der vorliegende Artikel beschreibt, wie Man Eye-Tracking-Methoden verwenden, um die kognitiven Prozesse zu studieren, die am Textverständnis beteiligt sind. Beschreibungen von Eye-Tracking-Geräten, die Entwicklung experimenteller Reize und Verfahrensempfehlungen sind enthalten. Die dargestellten Informationen können auf die meisten Studien mit verbalen Reizen angewendet werden.

Serie: Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

Die Kongruenz Crossmodale Aufgabe als ein Mittel zum Ziel Behavioral Messen in der Rubber Hand Illusion Paradigm erhalten

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

Forschung

Verhalten

Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are deliberately planned, while others spontaneously occur below conscious awareness. The deliberate component of this dichotomy has been studied extensively in several contexts, while the spontaneous component remains largely under-explored. Moreover, how perceptual processes modulate these movement classes is still unclear. In particular, a currently debated issue is whether the visuomotor system is governed by the spatial percept produced by a visual illusion or whether it is not affected by the illusion and is governed instead by the veridical percept. Bistable percepts such as 3D depth inversion illusions (DIIs) provide an excellent context to study such interactions and balance, particularly when used in combination with reach-to-grasp movements. In this study, a methodology is developed that uses a DII to clarify the role of top-down processes on motor action, particularly exploring how reaches toward a target on a DII are affected in both deliberate and spontaneous movement domains.

It is unclear how top-down signals from the ventral visual stream affect movement. We developed a paradigm to test motor behavior towards a target on a 3D depth inversion illusion. Significant differences are reported in both deliberate, goal-directed movements and automatic actions under illusory and veridical viewing conditions.

Methoden, um den Einfluss von Top-down-Prozesse auf Visuelle Motor Verhalten erkunden

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

Aufdecken Schlag Taubheit: Entdecken Rhythmusstörungen mit Synchronized Finger Tapping und Wahrnehmungszeit Aufgaben

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

Ereignis-korrelierte Potenziale Während Ziel-Response Aufgaben zur kognitiven Prozesse der oberen Extremität die Anwendung bei Kindern mit einseitigem Cerebralparese Studieren

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Recording Mouse Ultrasonic Vocalizations to Evaluate Social Communication

Mice emit ultrasonic vocalizations in different contexts throughout development and in adulthood. These vocal signals are now currently used as proxies for modeling the genetic bases of vocal communication deficits. Characterizing the vocal behavior of mouse models carrying mutations in genes associated with neuropsychiatric disorders such as autism spectrum disorders will help to understand the mechanisms leading to social communication deficits. We provide here protocols to reliably elicit ultrasonic vocalizations in pups and in adult mice. This standardization will help reduce inter-study variability due to the experimental settings. Pup isolation calls are recorded throughout development from individual pups isolated from dam and littermates. In adulthood, vocalizations are recorded during same-sex interactions (without a sexual component) by exposing socially motivated males or females to an unknown same-sex conspecific. We also provide a protocol to record vocalizations from adult males exposed to an estrus female. In this context, there is a sexual component in the interaction. These protocols are established to elicit a large amount of ultrasonic vocalizations in laboratory mice. However, we point out the important inter-individual variability in the vocal behavior of mice, which should be taken into account by recording a minimal number of individuals (at least 12 in each condition). These recordings of ultrasonic vocalizations are used to evaluate the call rate, the vocal repertoire and the acoustic structure of the calls. Data are combined with the analysis of synchronous video recordings to provide a more complete view on social communication in mice. These protocols are used to characterize the vocal communication deficits in mice lacking ProSAP1/Shank2, a gene associated with autism spectrum disorders. More ultrasonic vocalizations recordings can also be found on the mouseTube database, developed to favor the exchange of such data.

Mouse ultrasonic vocalizations are used as proxies to model the genetic bases of vocal communication deficits in mouse models for neuropsychiatric disorders. The present protocol describes three experimental contexts that reliably elicit ultrasonic vocalizations from pups (throughout development) and adult mice (same-sex interactions, male-estrus female interactions).

Aufnahme Maus Ultraschall Vocalizations soziale Kommunikation zur Bewertung

Mice emit ultrasonic vocalizations in different contexts throughout development and in adulthood. These vocal signals are now currently used as proxies ...

Eye-Tracking Control to Assess Cognitive Functions in Patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder with pathological involvement of upper and lower motoneurons, subsequently leading to progressive loss of motor and speech abilities. In addition, cognitive functions are impaired in a subset of patients. To evaluate these potential deficits in severely physically impaired ALS patients, eye-tracking is a promising means to conduct cognitive tests. The present article focuses on how eye movements, an indirect means of communication for physically disabled patients, can be utilized to allow for detailed neuropsychological assessment. The requirements, in terms of oculomotor parameters that have to be met for sufficient eye-tracking in ALS patients are presented. The properties of stimuli, including type of neuropsychological tests and style of presentation, best suited to successfully assess cognitive functioning, are also described. Furthermore, recommendations regarding procedural requirements are provided. Overall, this methodology provides a reliable, easy to administer and fast approach for assessing cognitive deficits in patients who are unable to speak or write such as patients with severe ALS. The only confounding factor might be deficits in voluntary eye movement control in a subset of ALS patients.

Cognitive deficits are common in about one third of patients with amyotrophic lateral sclerosis, a neurological condition leading to progressive impairments in speech and movement abilities. To conduct cognitive tests in patients unable to speak or write a reliable and easy to administer eye-tracking paradigm was developed.

Eye-Tracking-Steuerung zur Beurteilung kognitiver Funktionen bei Patienten mit amyotropher Lateralsklerose

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder with pathological involvement of upper and lower motoneurons, subsequently leading to ...

Eye Tracking During Visually Situated Language Comprehension: Flexibility and Limitations in Uncovering Visual Context Effects

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing and the perception of the visual world. The recording of eye-gaze patterns has provided good evidence for the contribution of both the visual context and linguistic/world knowledge to language comprehension. Initial research assessed object-context effects to test&#160;theories of modularity in language processing. In the introduction, we describe how subsequent investigations have taken the role of the wider visual context in language processing as a research topic in its own right, asking questions such as how our visual perception of events and of speakers contributes to&#160;comprehension informed by&#160;comprehenders&#39; experience. Among the examined aspects of the visual context are actions, events, a speaker&#39;s gaze, and emotional facial expressions, as well as spatial object configurations. Following an overview of the eye-tracking method and its different applications, we list the key steps of the methodology in the protocol, illustrating how to successfully use it to study visually-situated language comprehension. A final section presents three sets of representative results and illustrates the benefits and limitations of eye tracking for investigating the interplay between the perception of the visual world and language comprehension.

The present article reviews an eye-tracking methodology for studies on language comprehension. To obtain reliable data, key steps of the protocol must be followed. Among these are the correct set-up of the eye tracker (e.g., ensuring good quality of the eye and head images) and accurate calibration.

Eyetracking während visuell liegt Sprachverständnis: Flexibilität und Einschränkungen bei der Aufdeckung visuellen Kontext Effekte

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing ...

Using Eye Movements Recorded in the Visual World Paradigm to Explore the Online Processing of Spoken Language

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded via an eye tracker as the participant produces or comprehends a spoken language describing the concurrent visual world. This paradigm has high versatility, as it can be used in a wide range of populations, including those who cannot read and/or who cannot overtly give their behavioral responses, such as preliterate children, elderly adults, and patients. More importantly, the paradigm is extremely sensitive to fine grained manipulations of the speech signal, and it can be used to study the online processing of most topics in language comprehension at multiple levels, such as the fine grained acoustic phonetic features, the properties of words, and the linguistic structures. The protocol described in this article illustrates how a typical visual world eye tracking study is conducted, with an example showing how the online processing of some semantically complex statements can be explored with the visual world paradigm.

The visual world paradigm monitors participants' eye movements in the visual workspace as they are listening to or speaking a spoken language. This paradigm can be used to investigate the online processing of a wide range of psycholinguistic questions, including semantically complex statements, such as disjunctive statements.

Verwendung von Augenbewegungen aufgezeichnet in der visuellen Welt Paradigma, die Online-Verarbeitung von gesprochener Sprache zu erkunden

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded ...

Eye-tracking to Distinguish Comprehension-based and Oculomotor-based Regressive Eye Movements During Reading

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As such, understanding the causes and mechanisms of regressions plays an important role in understanding eye movement behavior. Inhibition of return (IOR) is an oculomotor effect that results in increased latency to return attention to a previously attended target versus a target that was not previously attended. Thus, IOR may affect regressions. This paper describes how to design materials to distinguish between regressions caused by comprehension-related and oculomotor processes; the latter is subject to IOR. The method allows researchers to identify IOR and control the causes of regressions. While the method requires tightly controlled materials and large numbers of participants and materials, it allows researchers to distinguish and control the types of regressions that occur in their reading studies.

The method was designed to investigate the role of inhibition of return (IOR) in regressive eye movements during reading. The focus is on differentiating between regressions triggered as a result of comprehension difficulty versus those triggered from oculomotor error, including the role of IOR in the two types of regressions.

Eye-Tracking, Verständnis und okulomotorischen-basierten Regressive Augenbewegungen beim Lesen zu unterscheiden

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As ...

Using the Visual World Paradigm to Study Sentence Comprehension in Mandarin-Speaking Children with Autism

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is currently a paucity of research exploring how preschool children with autism understand sentences using different types of cues. The mechanisms underlying sentence comprehension remains largely unclear. The present study presents a protocol to examine the sentence comprehension abilities of preschool children with autism. More specifically, a visual world paradigm of eye-tracking is used to explore the moment-to-moment sentence comprehension in the children. The paradigm has multiple advantages. First, it is sensitive to the time course of sentence comprehension and thus can provide rich information about how sentence comprehension unfolds over time. Second, it requires minimal task and communication demands, so it is ideal for testing children with autism. To further minimize the computational burden of children, the present study measures eye movements that arise as automatic responses to linguistic input rather than measuring eye movements that accompany conscious responses to spoken instructions.

We present a protocol to examine the use of morphological cues during real-time sentence comprehension by children with autism.