Eye-tracking para distinguir movimientos oculares regresivos comprensión y Oculomotor durante la lectura

Resumen

El método fue diseñado para investigar el papel de la inhibición de retorno (IOR) en movimientos oculares regresivos durante la lectura. El foco está en diferenciar las regresiones que se desencadena como resultado de la comprensión dificultad versus los activa de error oculomotor, incluyendo el papel de la IOR en los dos tipos de regresiones.

Resumen

Movimientos oculares regresivos son movimientos oculares que mueven hacia atrás a través del texto y comprenden aproximadamente el 10-25% de movimientos del ojo durante la lectura. Por lo tanto, entender las causas y mecanismos de regresiones desempeña un papel importante en entender el comportamiento del movimiento del ojo. Inhibición de retorno (IOR) es un efecto oculomotora que se traduce en mayor latencia para volver la atención a un objetivo previamente atendidos frente a un objetivo que no participaron anteriormente. Así, el IOR puede afectar regresiones. Este artículo describe cómo diseñar materiales para distinguir entre regresiones causadas por procesos relacionados con la comprensión y oculomotoras; Este último está sujeto a IOR. El método permite a los investigadores identificar IOR y controlar las causas de las regresiones. Mientras que el método requiere materiales muy controlados y gran número de participantes y materiales, permite a los investigadores distinguir y controlar los tipos de regresiones que se producen en sus estudios de la lectura.

Introducción

El método descrito en este documento fue diseñado para investigar el papel de la inhibición de retorno (IOR) en movimientos oculares regresivos durante la lectura, centrándose en regresiones que se desencadena como resultado de la comprensión dificultad versus los dispara como resultado de error oculomotora. En concreto, investigamos si regresiones lanzados como resultado de la dificultad de comprensión y los lanzó como resultado error oculomotor están sujetos a efectos IOR.

Movimientos oculares regresivos o regresiones, son movimientos de los ojos que se mueven hacia atrás a través del texto. Dependiendo de características de texto y lector, 10-25% de movimientos del ojo se mueva hacia atrás¹. Esto ha llevado a investigadores a investigar si IOR efectos afectan movimientos oculares regresivos durante la lectura natural. IOR es un efecto oculomotor que resulta en mayor latencia para volver la atención a un objetivo que había sido atendido previamente en comparación con un objetivo que no había sido previamente asistió a². Mientras que mucho del trabajo realizado para establecer efectos IOR ha participado de las tareas de atención visual de la lectura no³, el efecto se ha extendido a la lectura de^4,5.

El trabajo de examinar regresiones y IOR en la lectura se ha centrado en si puede influir un efecto oculomotor como IOR en control de movimiento del ojo en la lectura. Un estudio⁵ encontró evidencia de IOR en una tarea de lectura. Encontraron que los lectores pasaron aproximadamente 30 ms largo en la fijación anterior una regresión. Esto fue interpretado como el IOR «costo» - el retraso antes de regresar a una posición previamente determinada. Esto fue apoyado en la lectura regular y descerebrados leer condiciones⁶.

A pesar de evidencia que IOR puede encontrarse en situaciones de lectura regular, está claro que movimientos oculares regresivos no todos tienen la misma causa subyacente. Regresiones como resultado de la dificultad de comprensión han sido bien documentadas^7,8,9,10. A pesar de la evidencia que los movimientos oculares durante la lectura son generalmente guiados por factores cognitivos y lingüísticos¹, también se asume que a veces regresiones ocurren en respuesta a factores oculomotores bajo nivel, tales como objetivo adelantar¹. Se supone que en algunos ensayos, los lectores mal programa un saccade y la tierra más allá de la palabra objetivo (un rebasamiento). En este caso, puede ocurrir un saccade regresiva corto, correctiva para que la palabra omitida involuntariamente puede ser ocupada. Dado que dos mecanismos subyacentes - lingüísticos y oculomotoras - han sido postulados para movimientos oculares regresivos, no está claro si el IOR se produce para ambos. El método actual permite la medición de efectos IOR cuando movimientos oculares regresivos se han lanzado como resultado de dificultades de comprensión y como resultado de overshoot oculomotora. Así, el método permite a los investigadores distinguir los mecanismos subyacentes de movimientos del ojo regresivo, lo que permite la evaluación de los efectos de la IOR.

El método actual toma ventaja de los dos mecanismos identificados desencadenando movimientos oculares regresivos. Mediante el diseño de los materiales para que relectura suele ser desencadenada por la dificultad de comprensión o sobrepaso, los investigadores son capaces de examinar las circunstancias bajo las cuales puede ocurrir IOR en la lectura. Para estimular la relectura como resultado error oculomotora, nos encajan palabras blanco corto que muestran altas tasas salta de alrededor del 50% (adaptado de la anterior investigación¹¹). Palabras omitidas a menudo son seguidas por una sacudida regresiva correctiva cuando el salto es un resultado de error oculomotor¹¹. El otro conjunto de materiales se compone de frases que contenían homófonos semánticamente ambiguas de homographic (p. ej., grado: escuela/pendiente). Las frases fueron adaptadas de una ambigüedad de estudio¹² y contienen información sobre el significado previsto de la [editar] que siguió a la palabra. Así, esto aumentaría las posibilidades de que los lectores serían volver a leer para la comprensión. El contexto era constante con el menos probable significado de la [editar], lo que es probable que los lectores tendrían que volver a leer después de haber tenido inicialmente había seleccionado el significado más frecuente y dominante en su primer encuentro con la palabra objetivo. La combinación de movimientos oculares de seguimiento y materiales diseñados para aumentar regresiones hace este método único en lo que para el examen de movimientos oculares regresivos con diferentes causas.

Comprensión de los mecanismos subyacentes de movimientos sacádicos regresivos y el papel que juegan factores oculomotores como el IOR en ellos es importante a los modelos de control de movimiento de ojo, así como para entender la relación entre control oculomotor y cognitivo del ojo movimientos. Por ejemplo, una versión reciente del modelo E-Z lector de control de movimiento del ojo utiliza un costo de 30 ms para los movimientos de ojo regresiva¹³. Sin embargo, nuestra metodología demostró que dichos costos sólo se aplica a regresiones resultantes de error oculomotora.

Medidas del movimiento de ojo permiten a los investigadores rastrear el momento a momento cognitivo procesamiento durante la lectura¹. Recientemente, modelos de control de movimiento del ojo han comenzado a tratar de explicar los mecanismos subyacentes de movimientos oculares regresivos. Puesto que las regresiones se lanzan a menudo en relación con las dificultades de comprensión, cualquier investigador interesado en la comprensión de los procesos de comprensión durante la lectura debe intentar diferenciar regresiones resultantes de error oculomotor versus procesos de comprensión. Esta metodología indica que un costo para regresiones es un resultado de error oculomotor, que sirve como punto de partida para distinguir entre tipos de regresiones. La combinación de medidas de movimiento de ojo (regresiones, tiempos de fijación antes de regresiones) y materiales cuidadosamente controlados permiten esta diferenciación.

Protocolo

El institucional en revisión tablas de Kent State University y Universidad de Stetson han aprobado todos los métodos aquí descritos.

1. participantes

Nota: El propósito de esta investigación es entender procesos de lectura en lectores adultos calificados. Por lo tanto, se deben cumplir ciertos requisitos de elegibilidad. Tales controles aseguran que los resultados son directamente aplicables a una población de lectores adultos calificados con procesos cognitivos típicos.

1. Reclutar a los participantes que cumplan con los siguientes requisitos: debe ser al menos 18 años de edad, sin discapacidades de la lectura (dislexia, alexia, disgrafía, etc.), tienen una visión normal o corregida (gafas o contactos son aceptables) y hablar Inglés como su lengua materna.

2. experimentales estímulos

N OTE :  Construcción de los estímulos implica la selección de palabras de destino individuales, así como la creación de contextos de oración en la que se encajan esas palabras objetivo.

1. Preparar estímulos para regresiones correctivas oculomotoras.
   1. Seleccione un conjunto de al menos 30 palabras de destino para ser integrado en las oraciones. La palabra objetivo (_nde la palabra) es la palabra que palabra saltos y movimientos oculares regresivos se medirá. Seleccionar palabras de un corpus de lengua inglesa, como CELEX¹⁴, que proporciona las frecuencias de la palabra. Seleccionar palabras que son de baja frecuencia, con frecuencias inferiores a 30 cuentas por millones. Elija una palabra de contenido de tres letras para facilitar el salto de palabra.
   2. Seleccione las palabras pre-destino (palabra_n-1) para que el lector corre el riesgo de fijar antes de saltar o fijación de_nde la palabra. Otra vez, con un corpus de lengua inglesa, seleccione palabras que son de alta frecuencia, con menos de 30 cuentas por millones. Elija una palabra contenido de cinco a siete letras para aumentar la probabilidad que será fijado y no saltar.
   3. Seleccione la palabra destino posterior (palabra_{n + 1}) para que el lector corre el riesgo de fijar después de saltar o de fijación de_nde la palabra. Con el mismo corpus de lengua inglesa de los dos pasos anteriores, seleccione una preposición de alta frecuencia que es largo por lo menos cuatro cartas.
   4. Usando las palabras seleccionadas en los tres pasos anteriores, crear contextos de oración en la que se incrustará estas tres palabras. Coloque palabras_n-1, palabra_ny_n+1 de la palabra en medio de la oración. Consulte el paso 2.2.6 para algunos estímulos de ejemplo.
      N OTE : Las penas deben ser neutrales en contexto sin cualquier lengua cargada de emociones. Los marcos de oración necesitan ser escrito para que la sentencia total es gramatical y palabras_n-1,_nde la palabra y palabra_{n + 1} encajan sin problemas en el marco de la oración. La palabra destino del_n no debe ser predecible en el contexto que le precede (ver paso 2.2.5 para obtener información acerca de normas para que sean palabras de destino no predecibles).
   5. Después de la oración se crean marcos, norma los estímulos mediante una tarea cloze para asegurarse de que la palabra destino_n no es predecible en el contexto de la frase.
      1. En esta tarea, reclutan a un conjunto independiente de los participantes.
      2. Con estos participantes ve cada contexto de oración hasta la palabra destino, sin incluir el objetivo y producir una palabra que creo se adapta mejor la frase.
      3. Deje que los participantes completar esta tarea con lápiz y papel o introducir palabras en una computadora usando un programa o cualquier otro paquete de software para la investigación del comportamiento.
         N OTE : Si la palabra blanco es producida por más de 20% de los participantes, entonces se considera predecible desde el contexto de la oración y debe reemplazarse con una palabra menos predecible y normalizadas otra vez. En el original el experimento¹¹, 100 participantes completaron la tarea cloze y ninguna palabra de destino fue predicha desde el anterior contexto.
   6. Ver una frase de ejemplo más abajo. En esta frase, verde es palabra_n-1, gema es la palabra impredecible de baja frecuencia de tres letras_n, y todo es palabra_{n + 1}. En este experimento, fue controlada por la palabra destino para baja frecuencia (media = 10,54 puntos por millón, desviación estándar = 6.97)¹⁴.
      La actriz llevaba una Gema verde alrededor de su cuello en la ceremonia de premiación.
      A continuación se presentan otra serie de 10 estímulos experimentales desde el experimento original¹⁴.
      Miraba fijamente la gran urna a través de la sala.
      Ella tenía miedo del zorro negro hasta movía su cola.
      Él intentó agarrar la pequeña anguila de la charca.
      Quería ver el gran zoo dentro del nuevo parque temático.
      Caminaban en el gimnasio entero después de su entrenamiento.
      El niño pidió el joven elfo sobre trabajar en la tienda de Santa.
      Siempre había una cuna corta debajo de la cama en casa de su prima.
      Había realmente densa niebla a lo largo de la costa esta mañana.
      Puso su esquí derecho sobre su izquierda una cuando realiza el truco.
      Realizó su primer concierto desde que ella escribió algunas canciones nuevas.
2. Preparar estímulos para regresiones basadas en la comprensión.
   1. Obtener contextos de oración para este experimento mediante la adaptación de un estudio anterior que ya tiene sentencia normalizadas marcos con homófonos ambiguo¹². Descargar este artículo y ver Apéndice A, que proporciona la frase neutral Marcos ese fin con un ambiguo [editar].
   2. Con estos marcos de oración, escribir a la segunda mitad de la frase que disambiguates la [editar] su significado subordinado. Determinar el significado subordinado de la palabra de destino con la University of South Florida homógrafo normas¹⁵. Por ejemplo, el significado subordinado del homophone grado es "Cerro inclinado" mientras que el sentido dominante es "escala de evaluación." Así, para la oración "Mike no como el grado..." añadir ".. .de la colina que estaba manejando hacia abajo." Esta conclusión hace que el homophone ambiguo "grado" se elimina la ambigüedad a su subordinado significado por la palabra "Cerro". Cada oración debe tener dos palabras cortas de función entre el homophone ambiguo y las palabras que lo disambiguates. Otro conjunto de 10 frases de ejemplo se presentan a continuación¹⁴
      Barbara examinó el maíz a su pie después que se convirtió en doloroso.
      Ben finalmente notó el bluff cuando el sendero de repente terminó.
      Betty ha buscado el archivo para uñas ya que ellos fueron rasgados.
      Debbie le gustaba el caso que el abogado decidió asumir.
      Todos notaron el cangrejo cuando quejaba de todo.
      Fred de cerca examinó la tabla y el gráfico en el informe.
      Harry no le gustó el juego que se presentó contra él.
      Él estaba contento con el pulsa cuando la arruga fue quitado de sus pantalones.
      Helen miró el cardenal en la iglesia el domingo.
      Fue una muy mala sentencia que el juez entregado al acusado.
      Jen fácilmente vio la regla y la reina en el Palacio.

3. cheque de comprensión

1. Verificar que todos los participantes leyendo para la comprensión durante todo el experimento. Así, al azar presentan una serie de preguntas de comprensión durante todo el experimento. Utilizar instrucciones simples que son seguidas de una pregunta sí o no para asegurar que el participante fue comprender cada frase. Presentar las preguntas de comprensión de la oración. Patrones de movimiento de ojo pueden ser diferentes cuando un participante no está prestando mucha atención al texto. Quitar datos de cualquier participante que anota menos de 80% de precisión en las preguntas de comprensión de análisis de datos. Debe haber preguntas de comprensión al menos un 10% de los ensayos. Preguntas de comprensión deben seguir frases de relleno, las oraciones no experimentales. Un ejemplo de cuatro preguntas de comprensión se presentan a continuación:
   Frase: Christina fue a California con sus padres el año pasado.
   Pregunta: ¿Christina ir a Vermont el año pasado?
   Frase: Después de que Mark se graduó del Colegio encontró trabajo inmediatamente.
   Pregunta: Qué marca de no encontrar un trabajo?
   Frase: El teléfono sonó igual que Samantha se arrastró en la cama.
   Pregunta: ¿Alguien llamó a Samantha anoche?
   Frase: Los turistas lamentaron no poder quedarse más tiempo en Florida.
   Pregunta: ¿Los turistas quiso quedarse más tiempo?

4. procedimiento de seguimiento del ojo

1. Reclutar a al menos 50 participantes para cada experimento (control oculomotor y regresiones basadas en la comprensión) para datos suficientes para los análisis; ensayos sin regresiones de la gota. Preparar por lo menos 40 estímulos experimentales para cada experimento, con al menos 10 preguntas de comprensión y por lo menos 20 relleno oraciones para cada experimento. Cada experimento debe tomar aproximadamente 30 minutos en completarse.
2. Uso un eye-tracker con una frecuencia de muestreo de 1000 Hz, que significa ese ojo las posiciones se miden 1.000 veces por segundo. Medir los movimientos del ojo del ojo derecho.
   NOTE: este muestreo es importante porque el comportamiento del movimiento del ojo es extremadamente rápido, y una velocidad de menos de 1.000 Hz de muestreo podría no ser lo suficientemente sensible como para captar todo el procesamiento cognitivo.
3. Que los participantes sentados cerca de 60 cm (24 pulg.) de una pantalla de ordenador. Uso de otras pantallas o una pantalla de 21 pulgadas para el experimento original¹⁴.
   1. Para estabilizar los movimientos de la cabeza, que los participantes descansar su barbilla sobre un apoya-mentón. Permiten ajustar la altura del apoya-mentón y silla hasta que se sienta cómodos.
   2. Instruir a los participantes para descansar sus dedos en un botón de "sí" y un "no" botón que utilizará para responder preguntas de comprensión.
4. Para calibrar las posiciones de los participantes ojo, use una calibración de nueve puntos. Instruir a los participantes a mirar un círculo blanco en el centro de una pantalla en negro. Los participantes moverán sus ojos al círculo blanco que desplaza a otras ocho posiciones en la pantalla. Que los participantes mantienen sus ojos en el círculo hasta que se mueve a una nueva posición.
   1. Después de calibrar, validar posiciones del ojo. Si se corrigen posiciones del ojo de los participantes en un grado de ángulo visual, entonces pregunte a que los participantes pasar a la porción de lectura del estudio.
5. Que cada frase aparezca uno por uno en orden aleatorio en el centro de la pantalla. Utilice cualquier fuente de espacio sencillo como mensajero para que todos los caracteres ocupan la misma cantidad de espacio en la retina del participante. Mezcle el relleno frases y frases de comprensión (seguidos de preguntas) con oraciones experimentales.
6. Antes de cada oración, tiene la mirada participante en un círculo blanco en el lado izquierdo de la pantalla que corresponde a la posición de la primera letra de la primera palabra. Cuando los participantes buscan en esta posición, tiene el experimentador un botón que controla el inicio de la lectura.
   N OTE : Este experimento utiliza su ritmo de lectura, por lo que el participante Presione el botón "sí" cuando termine de leer la frase. Después de leer cada frase, el círculo blanco aparecerá en la pantalla de nuevo y el proceso se repetirá con la siguiente frase.
7. Realizar una correcta antes de cada frase para garantizar la exacta calibración de deriva. Si la posición del ojo está apagado por más de un grado de ángulo visual, recalibre posiciones de vista del participante.

5. análisis cuantitativo de datos

1. Después de todos los datos han sido recogidos, abrir el programa DataViewer y carga en todos los archivos de datos en formato de .edf si con EyeLink software. Borrar las duraciones de la fijación que son menos de 100 ms o más de 1.000 ms como estos no reflejan el procesamiento lingüístico.
2. A continuación, ejecute un informe de la zona de interés para reunir las medidas de comportamiento del movimiento de ojo deseado de cada palabra de interés: palabra_ny palabra_{n + 1}. Establecer áreas de interés alrededor de estos elementos mediante un delimitador y los valores predeterminados para el tamaño del área de interés en el experimento generador. Seleccionar varias variables para determinar el tipo de movimientos oculares regresivos y la presencia o ausencia de un efecto IOR:
   IA_SKIP: Esta variable indica si word_n se omite. Esto es importante para determinar si la regresión a la palabra_n es una regresión de retorno o no retorno.
   IA_REGRESSION_IN: Esta variable indica si se hizo una regresión en word_n. Sólo analizar ensayos en los que este valor es 1, de lo contrario no es relevante para los análisis de IOR porque no hay movimientos oculares retorno se hizo a este objetivo.
   IA_REGRESSION_OUT: Esta variable indica si una regresión se hizo de palabra_{n + 1}. Sólo analizar casos en los que esta variable es 1, que indica que se hizo un movimiento de retorno del ojo.
   IA_FIRST_RUN_DWELL_TIME: Esta variable es una medida de cuánto el lector gastado en word_{n + 1} en la primera pasada a través de la oración. Esta duración indica la cantidad de procesamiento que tomó antes de un movimiento regresivo ojo. Esta duración incluye cualquier tiempo potencial de inhibición antes de un movimiento regresivo de ojo.
3. Ahora que cada ensayo ha sido categorizado, tienen el investigador Inspeccione cada ensayo individualmente para determinar si cuenta como un movimiento regresivo ojo basado en la comprensión o oculomotor. Sólo Inspeccione ensayos donde IA_REGRESSION de palabra_{n + 1} es 1 y IA_REGRESSION_IN a la palabra_n es 1.
   1. En DataViewer, seleccionar los datos del participante y abra cada ensayo. Haga clic en cada fijación para inspeccionar si la regresión de la palabra_{n + 1} se hizo directamente en word_n después de que se ha fijado o saltados. Si es así, marque esta prueba para ser incluidos en los análisis en el archivo de datos. No incluyen ensayos donde se hizo una regresión a una parte anterior de la sentencia o cuando una regresión se hizo de palabra_{n + 1} después de procesar otras partes de la oración.
4. Después de todos los ensayos se han marcado, analizar datos usando modelos lineales de efectos mixtos con los paquetes languageR y lme4 en el R Studio¹⁶. Especifique las pistas al azar e intercepta para participantes y temas. Efectos fijos deben incluir saltar de la palabra de destino y regresiones en la palabra de destino.

Resultados

Los resultados de nuestro trabajo anterior utilizando este paradigma¹⁴ resultaron en una tasa de regresión del 17% en la condición de error oculomotora y una tasa de 29% de regresión en la dificultad de comprensión condición¹⁴. En la condición de error oculomotora, 32% de las regresiones a palabras previamente ocupadas y 68% de regresiones de palabras previamente omitidos. El patrón inverso se produjo en la condición de dificultad de comprensión. El 29% de regresio...

Discusión

La investigación actual proporciona un método para distinguir entre dos tipos diferentes de movimientos oculares regresivos durante la lectura - los que se basan en la dificultad de comprensión y los que se basan en error oculomotora. Los datos evidencian un bajo nivel proceso atencional, IOR, dependerá del tipo de regresión. Se encontró que la IOR sólo ocurre para oculomotor basado en regresiones, pero no para comprensión basado en regresiones¹⁴. Por lo ta...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Eyelink 1000 Plus	SR Research		Video-based eye tracker
Experiment Builder Software	SR Research		Software to build eye tracking experiments
Data Viewer	SR Research		Software to retireve eye tracking measures