תנועת העין ניטור של זיכרון

Summary

ניטור תנועת עיניים (או מעקב עיניים) מגלה היכן במרחב העיניים להשתהות, מתי ולכמה זמן. כאן, אנו מדגימים כיצד עקיבת העין ניתן להשתמש כדי לחקור את תקינות זיכרון באוכלוסיות משתתף מרובים, מבלי לדרוש דיווחים מילולית, מפורשת או אחרת.

Abstract

מפורש (מילולית לעיתים קרובות) דוחות משמשים בדרך כלל לחקור את הזיכרון (למשל, "תגיד לי מה אתה זוכר על האדם שראית בבנק אתמול."), אולם דוחות כאלה לעתים קרובות יכול להיות לא אמין או רגיש הטיה תגובה

Protocol

ציוד המשמש במהלך רכישת נתונים

עין גשש

גשש עין השתמשו בפרוטוקול הנוכחי הוא השני EyeLink המערכת (SR מחקר בע"מ, Mississauga, אונטריו, קנדה). זה ראש רכוב, וידאו מבוסס גשש עין בעין רשומות עמדה X, Y-לתאם מסגרת בקצב דגימה של 500 או 250 הרץ או כך, עם רזולוציה מרחבית של <0.1 מעלות. מצלמה אחת היא להשתמש כדי לפקח על עמדה בראש ידי שליחת סמנים חיישני אינפרא אדום דגש על ארבע הפינות של המסך להציג נתפסת על ידי המשתתפים. שתי מצלמות נוספות מותקנות על סרט הנמצאים מתחת לכל אחד לעיניים, illuminators אינפרא אדום משמשים לציין את התלמיד והשתקפויות הקרנית. עמדת Eye עשוי להיות מבוסס על תלמיד והשתקפויות הקרנית, או מבוסס על התלמיד בלבד. סרט מרופד של גשש את העין יכול להיות מותאם בשני מטוסים בנוחות לגודל הראש של משתתף מבוגר. רוב משקפיים ועדשות מגע ניתן לאכלס על ידי גשש את העין.

מחשבים

שני המחשבים משמשים תמיכה תנועה הקלטה העין. מחשב אחד משמש המחשב התצוגה, המציג את המסכים כיול, הוראות משימה הדרושים התמונות בשימוש הפרדיגמה הניסוי למשתתפים. המחשב להציג פרטים איסוף הנתונים הפרמטרים נשלטים על ידי מחשב ולאחר מכן השני, המארחת. המחשב המארח מחשבת בזמן אמת העמדה המבט ורשומות לתנועת העין נתונים לצורך ניתוח מאוחר יותר, וכן כל ללחוץ על כפתור או מקלדת התגובות הפכו את המשתתף. ההתקנה והתפעול של המשתתף גשש העין מבוצעות באמצעות המחשב האישי המארח.

תוכנה

בפרוטוקול זה, העיתוי והסדר שבו גירויים ניסיוניים יש בפני המשתתפים, ועל האופן שבו עמדה העין היא להיות שנאספו על ידי המחשב המארח מתוכנתים באמצעות בונה ניסוי, תוכנה שפותחה במיוחד על ידי SR מחקר בע"מ ממשק עם המחשב גשש עין המארח. עם זאת, הצגת הגירוי יכול להיות גם מתבצעת באמצעות תוכנות אחרות (למשל, מצגת, מערכות neurobehavioral; אולבני, CA). המרה של תנועת נתונים עין אל סדרה של אירועים קיבעון ו saccade כי הם זמן נעול למצגת גירוי (או אירוע חיצוני אחר) מושגת באמצעות המחשב המארח יכול להיחקר עם נתונים Viewer, תוכנה שפותחה על ידי SR מחקר בע"מ אולם, שוב, תוכניות אחרות יכול לשמש כדי להפיק תנועת הצעדים הנדרשים העין. כאן גילוי של הקיבעון ואת הקפיצות האלה תלויים מנתח מקוונת, המפריד גלם תנועה דגימות עין אל מדינות בעלות משמעות (הקפיצות האלה, ממצמצת הקיבועים). אם מהירות התנועה של שתי דגימות עוקבות העין עולה על 22 מעלות לשנייה על פני מרחק של 0.1 °, הדגימות מתויגות saccade. אם תלמיד חסר במשך 3 או יותר דגימות, פעילות העין מסומן למצמץ בתוך זרם הנתונים. Non-saccade והפעילות הלא למצמץ נחשבים הקיבעון.

מעקב עיניים ההליכים.

להלן, אנו בפירוט את ההליכים לקבלת תנועה הקלטות עין לכל משתתף.

1. הסכמה. לפני ההתקנה משתתף, המשתתפים הם הראו את סרט גשש העין. הנסיין מסביר למשתתפים את עמדות ראש העין מנוטרים באמצעות המצלמות הנמצאות על סרט.
2. בפרדיגמה ניסויית נתון, המשתתפים יושבים במרחק קבוע מהצג כדי לשמור על זווית הראייה זהה לרוחב המשתתפים.
3. עין גשש ההתקנה המצלמה. הקסדה גשש עין הוא מותאם כך הקסדה הוא צמוד ולא סביר לעבור אבל לא נוח סביב הראש. קסדה מותאמת יותר, כך המצלמה הראש יכול לשלוח תאורה אינפרא אדום סמנים חיצוניים על המסך להציג. כל המצלמות עין ממוקמים מוטות בודדים להאריך מן הקסדה המאפשרים התאמה כל הצירים. המצלמות ממוקמות רק עין תחת מעט הרחק כל עין ללא הפרעה להציג את זה משתתף של צג התצוגה (ראה איור 1). המצלמות מתמקדות כדי לקבל תמונה ברורה ויציבה של התלמיד והשתקפויות הקרנית. לוחות מצב במחשב המארח לציין אם השתקפויות התלמידים הקרנית הם הנרכשות. סף התאורה יכול להיות מותאם כדי להשיג את הקלטת היציב ביותר של התלמיד והשתקפויות הקרנית. הנסיין בוחר את הפרדיגמה הניסוי המתאים, מציין שם קובץ עבור ההקלטות התנועה שהתפתח העין.
   
   
   באיור 1. דוגמה גשש ראש רכוב וידאו מבוסס עין (משמאל) מארח את הצג מחשבים (מימין). שים לב לפקח להציג מול החלקicipant מציג את המיקום של התלמיד (כחול עם נקודה crosshair) ו השתקפות הקרנית (נקודה צהובה עם crosshair) כדי לסייע בהתקנת המצלמה.
4. כיול. כדי להשיג הקלטות מדויק של מיקום העין על מסך התצוגה, הליך כיול היא יזמה תוכנית ההתקנה המצלמה הבאה. במהלך הליך כיול, המשתתפים מונחים להסתכל סדרה של מטרות המופיעים במקומות שונים על המסך. בדרך כלל, תשעה מקומות היעד משמשים, אבל כיול ניתן לבצע עם כמה כמו בשלושה מוקדים היעד. מתוך התשעה האלה במקומות מוקלט, מיקום עין בכל נקודה על המסך ניתן אינטרפולציה.
5. אימות. לאחר כיול, הליך האימות משמשת כדי לבדוק את הדיוק של ההקלטה תנועת העין. באותו תשעת מיקומי היעד ניתנים למשתתף לקבע, וההבדל מחושב בין העמדה קיבעון הנוכחי ואת המיקום קיבעון שהוקלטו בעבר. אם דיוק ממוצע עבור הקלטה של ​​העמדה אחד (או שניהם) עיניים עולה רמות מקובלות (השגיאה הממוצע <0.5 ° ו מקסימום השגיאה של כל נקודה <1.0 מעלות), נהלים כיול ואימות חוזרים. לאחר קבלת רמות דיוק, הנסיין יכול לקבוע אם תנועה הקלטה העין צריך להיות או המשקפת המשקפת. במקרה של הקלטה המשקפת, הנסיין יכול לקבוע מהם הנתונים העין שיירשמו, או המחשב המארח יכול לבחור אוטומטית את העין עם שגיאה הממוצע נמוך השגיאה המרבית נמוכה יותר. בזמן כיול ואימות יכול להתרחש עם תנועת ראש קלה, זה יתרון שיש המשתתפים לשבת בשקט ככל האפשר. המשתתפים מונחים גם לא לצפות במיקומים הקרובה של יעדים, אלא לעבור, וגם לקבע במכוון על מטרות רק כאשר הם מופיעים להישאר מקובע על מטרה עד שהוא נעלם.
6. פרדיגמה ניסויית. הוראות מיוחדת פרדיגמה נתונה מוצגים למשתתף (למשל, "אנא בחופשיות כל תצוגה של התמונות הבאות."), ורישום הנתונים יזם עבור הפגישה.
7. הסחף תיקון. לפני תחילת כל גירוי ניסיוני, תיקון להיסחף יכול להתבצע על ידי בעל המשתתפים להסתכל היעד קיבעון מרכזי תוך כדי לחיצה על כפתור Joypad או מקלדת לקבל את עמדת קיבעון. כאשר תיקון להיסחף מועסק, משפט לא יתחיל עד המשתתף בהצלחה מתמקדת על קיבעון באזור מרכזי בתוך ° 2.0 יעד במרכז. אם המשתתף באופן עקבי מקבעת יותר מ 2.0 °, המשתתף צריך שוב לעבור פרוצדורות כיול ואימות. כל ההבדל פחות מ 2.0 ° בין העמדה עין הקליט את המיקום קיבעון הראשוני המתקבל במהלך הכיול / אימות הקלטות הוא ציין אז כמו שגיאה בחשבון בנתונים.
8. Stimulus המצגת. עמדת Eye, כולל אירועים קיבעון ו saccade, נרשם בעקבות תיקון להיסחף נהלים מצגת כל גירוי. הנסיין יכול לפקח על רמת הדיוק של ההקלטות באינטרנט באמצעות בדיקה של המחשב המארח.
9. בעקבות הפגישה תנועת העין הקלטה, אמצעים המאפיינים את תנועת העין סריקה תבניות עבור סוגים שונים של תמונות (למשל הרומן, חזר) ניתן לגזור עם מגוון רחב של חבילות תוכנה, כגון SR מציג מחקר של נתונים בע"מ. בנוסף, צפייה לאזורים ספציפיים של גירוי (ללא שינוי למשל, מניפולציות) יכול להיות מאופיין על ידי ניתוח תנועות עיניים לגבי הנסיין רתומה אזורים של עניין שנוצרים עבור כל תמונה או בשלב התכנות פרדיגמה או לאחר איסוף הנתונים.
10. המשתתפים שמסר לגבי מטרת הניסוי בסיומה של הפגישה.

נציג תוצאות

אמצעים מרובים ניתן להסיק את התנועה הקלטות העין, כולל צעדים המתארים הכולל צפייה על התמונה (כולל את המאפיינים של כל קיבעון / saccade), ואמצעים המתארות את דפוס הצפייה כי כבר מכוונת לאזור מסוים של הריבית בתוך תמונה ^3. מדדי הצפייה הכולל לתמונה עשויים לכלול (אך לא מוגבלים ל): מספר הקיבועים ומספר הקפיצות האלה עשו את התמונה, את משך הזמן הממוצע של כל קיבעון, ואת הסכום הכולל של זמן הצפייה כי בילה להתקבע את התמונה. מדדים המתארים את דפוס הצפייה לאזור מסוים של ריבית עשויה לכלול (אך לא רק): מספר הקיבועים שנעשו באזור של עניין, את משך הזמן בילה בתוך אזור של עניין, ומספר מעברים הפך / מתוך אזור של עניין. יתר על כן, אמצעים ניתן לגזור את התנועה הקלטות עין המפרטות את העיתוי שבו (כלומר, איך מוקדם) אירוע מסוים התרחש תנועת העין, כגוןכאשר, בעקבות הופעת גירוי, העיניים להתמקד על אזור מסוים של עניין, כאשר saccade הראשון הוא עשה על התמונה, ואת האנטרופיה (אילוץ / אקראיות) הגלום ברצף של דפוסי תנועות עיניים.

עבור תמונה נתון, תנועה אמצעים עין יכול לפרט איפה היו העיניים מקובע, מתי ולכמה זמן. כדי לקבל אינדקס של זיכרון, אנחנו יכולים לתת לצופים סוגים שונים או סכומי החשיפה סטים שונים של תמונות, ואז להשוות את דפוסי הצפייה על פני קבוצות אלה ועל פני המשתתפים. למשל, לחקור זיכרון החזרה של תמונה, דפוסי סריקה יכול להיות ניגוד בין דימויים ותמונות הרומן נצפו מספר פעמים במהלך הפגישה בדיקה. צופה בתמונות שוב ושוב לאורך כל מושב תוצאות בדיקות ירידה הצפייה הכולל של תמונה ^{2, 4-5, 8.} ניתן לראות באיור 2. בתוצאה זו נציג ריגס ואח' ^11, משתתפים צפו בתמונות של פרצופים הרומן פעם אחת חמישה בלוקים בדיקות;. עם הגדלת החשיפה, חלה ירידה בסך של הקיבעון שהצופים לבצע את פניהם. כדי לחקור זיכרון לפרטים מסוים של התמונה, דפוסי סריקה יכול להיות ניגוד בין תמונות נצפו שוב ושוב בצורתו המקורית, ללא שינוי שלהם (תמונות חוזרות ונשנות) ותמונות אשר דומה נצפה שוב ושוב במהלך הפגישה בדיקות, אבל השינוי כבר הציג אלמנט כלשהו בתוך סצנה במהלך החשיפה האחרונה (תמונות מניפולציה). במקרים כאלה, דפוסי סריקה נמשכים באופן דיפרנציאלי לאזור זה השתנה בתוך התמונה מניפולציה בהשוואה לאזור, אותו ללא שינוי של תמונות חוזרות ונשנות ^{2-3, 7-8.} עם זאת, כגון תנועות עיניים מדדי הזיכרון אינם נוכחים באוכלוסיות מסוימות, כגון כאשר אנשים מבוגרים בריאים, חולים עם אמנזיה בשל פגיעה באונה הטמפורלית מדיאלית מוערכים עבור לזכרם של יחסים מרחביים בין אובייקטים הקלעים, כמתואר באיור 3 ^{2, 8.} לפיכך, ממצאי ניטור תנועת העין יכולה לשמש זיכרון בניגוד בין קבוצות של משתתפים בעלי מעמד שונה neuropsychological ^{2-3, 8-10.}

איור 2. תנועות עיניים לחשוף זיכרון החזרה בתוצאה זו נציג המעבדה שלנו [11], המשתתפים פרצופים שנצפו על פני 5 בלוקים מחקר:. כמספר הצפיות מוגברת (1-5), מספר הקיבועים אל פנים ירד.

איור 3. תנועות עיניים לחשוף זיכרון לפרטים השתנה. ומבוגרים צעירים [2 (ניסויים 1, 2), 8 (מצב צפייה חינם)] ביים חלק גדול יותר של הקיבעון הכולל שלהם עין לאזור קריטי בתמונה מניפולציות כי חל שינוי מ לפני הצפייה לעומת כאשר האזור לא חל שינוי, כמו ברומן ותמונות חוזרות ונשנות. תופעות כאלה של זיכרון נעדרו אצל אנשים מבוגרים בריאים [8 (מצב צפייה חינם], ובחולים בשכחה [2].

Discussion

ניטור תנועת העין היא כלי יעיל, שימושי אשר להערכת תפקוד הזיכרון במגוון רחב של אוכלוסיות. פרוטוקול זה מתאר את השימוש גשש ראש רכוב וידאו מבוסס עין, אבל הפרוטוקול ניתן להתאים בקלות לשימוש התקני מעקב מרחוק העין, כמו עוקבים אחר עין מרחוק להסיר את הצורך התאמת הקסדה ולפשט את ?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Eye Tracker	SR Research Ltd.	Eyelink II
Experimental Control Software	SR Research Ltd.	Experiment Builder
Eye Movement Analysis Program	SR Research Ltd.	Data Viewer