אנו מבקשים להודות לכל מי שהשתתף במחקר שנערך במעבדה לחקר השפה באוניברסיטת אילינוי בשיקגו. אנו מודים גם לפרנסס דניאל, אשר סייעה בפיתוח התוכניות המשמשות לאיסוף הנתונים המוצגים כאן.

<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. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+eye-movement+analysis+of+ambiguity+resolution:+Beyond+meaning+access.">An eye-movement analysis of ambiguity resolution: Beyond meaning access.</a> Discourse Processes. 48, 305-330 (2011).</li><li>Bowdle, B., Gentner, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+career+of+metaphor.">The career of metaphor.</a> Psychol. Rev. 112, 193-216 (2005).</li><li>Campbell, S. J., 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=Life+Is+A+Pencil:+Using+Eye+Tracking+to+Explore+Metaphor+Processing.">Life Is A Pencil: Using Eye Tracking to Explore Metaphor Processing.</a> , (2011).</li><li>Dr&#232;ze, X., Hussherr, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internet+advertising:+Is+anybody+watching.">Internet advertising: Is anybody watching.</a> J. Interact. Marketing. 17, 8-23 (2003).</li><li>Glucksberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+psycholinguistics+of+metaphor.">The psycholinguistics of metaphor.</a> TRENDS Cogn. Sci. 7, 92-96 (2003).</li><li>Juhasz, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+processing+of+compound+words+in+English:+Effects+of+word+length+on+eye+movements+during+reading.">The processing of compound words in English: Effects of word length on eye movements during reading.</a> Lang. Cogn. Process. 23, 1057-1088 (2008).</li><li>Lohse, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consumer+Eye+movement+patterns+on+yellow+pages+advertising.">Consumer Eye movement patterns on yellow pages advertising.</a> J. Advert. 26, 61-73 (1997).</li><li>Kaakinen, J. 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>

אין ניגודי אינטרסים קיימים. המחברים אין אינטרסים כספיים ביצרנים של הציוד המתואר כאן.

ההתקדמות הטכנולוגית הובילה לזמינות של מערכות מעקב עיניים מדויקות, אמינות וקלות לשימוש. בתחום חקר השפה, ניטור תנועות עיניים מאפשר לחוקרים לקבוע כיצד הקוראים מעריכים טקסט. ניתן להשתמש בתבניות קיבוע כדי לקבוע אילו חלקים של טקסט הם הקשים ביותר לעיבוד או הם הקלים ביותר לעיבוד, אילו חלקים של טקסט ניתן להבין עם קיבעון יחיד ואיזה חלקים דורשים קיבעון או רגרסיות מרובים, ואת הרצף שבו הקוראים מעבדים את הטקסט. יחד, אמצעים אלה תומכים במסקנות לגבי התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט.
ההבנה מבוססת על אינטראקציה בין המידע הכלול בטקסט לבין הכישורים והידע הקוגניטיביים המיושמים על ידי הקורא; לפיכך, הבנה מלאה של הבנת הטקסט ניתנת להשגה רק באמצעות מידה של עיבוד הרגישה למאפייני הטקסט והמאפיינים של הקורא. כפי שצוין קודם לכן, תנועות העיניים משתנות בהתאם לתכונות לשוניות, כגון תדירות המילה, אורך המילה ומורכבות המשפט1,2,7,10,11, ומאפייני הקורא, כגון יכולת קריאה וידע בנושא1,9. ככזה, תנועות עיניים מספקות מידה אידיאלית של הבנת טקסט.
מכיוון שתנועות העיניים משתנות בהתאם לתכונות לשוניות רבות, שליטה מדויקת בגירויים חיונית בעת לימוד התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט. חוקרים לעתים קרובות להשקיע מאמץ רב לפתח גירויים מבוקרים כפי שנדרש כדי לבצע את הניסוי בפועל. אכן, המחקר הוא רק טוב כמו הגירויים.
מתודולוגיות מעקב אחר העיניים יכולות לספק נתונים בעלי ערך עבור כל תחום מחקר שבו המשתתפים מוצגים גירויים חזותיים ונדרשים להעריך את הגירויים. לדוגמה, בתחום הפרסום, ניתן לקבוע אילו חלקים במודעה חזותית מושכים את מירב תשומת הלב על-ידי מדידת החלקים של המודעה שאנשים מסתכלים עליהם הכיהרבה 5,8. במחקר רפואי, ניתן לקבוע אם מתמחים ורופאים מנוסים מעריכים תמונת רנטגן או MRI באותו אופן על ידי התבוננות בנתיב הסריקה של תנועת העין וכמה זמן מושקע בהערכת מבנים פיזיים קריטיים15. בדוגמאות אלה דפוס תנועות העיניים מציין אילו חלקים בתמונה מושכים את תשומת לבו של האדם הצופה בתמונה.

כאשר הקוראים קוראים טקסט, הם מזיזים את עיניהם ממילה למילה דרך תבנית מקובעת לסירוגין (נקודות שבהן העיניים נייחות וממוקדות במילה) וסאקאדות (נקודות שבהן העין נעה בין מילים). קיבועים הבאים saccades להזיז את הקורא קדימה דרך טקסט נקראים קיבעון קדימה קיבעון בעקבות saccades להזיז את הקורא לנקודות קודמות בטקסט נקראים קיבועים רגרסיביים. ההנחה הבסיסית של שיטות מעקב אחר העיניים היא שדרישות עיבוד מוגברות קשורות לזמן עיבוד מוגבר או לשינויים בתבנית הקיבעון. זמן עיבוד מוגבר עשוי לבוא לידי ביטוי על ידי קיבועים משך זמן ארוך יותר או מספר גדול יותר של קיבעונים (קדימה ורגרסיבי).
תנועות עיניים מספקות מספר יתרונות חשובים כמדד להתנהגות קריאה ביחס למדידת זמני קריאה עבור קטע שלם או זמני קריאה של משפט אחר משפט. ראשית, ניטור תנועות עיניים מייצר תיעוד מקוון מתמשך של ביצועי קריאה. הדבר מספק את היכולת לבחון דרישות עיבוד טקסט ברמה גלובלית (על-פני טקסט שלם), את רמת המשפט (משפטים בודדים) או את הרמה המקומית (מילים או צירופי מילים בודדים). לדוגמה, שינויים בקושי הגלובלי מובילים לשינויים במספר מדדים של ביצועים, כגון זמן קריאה כולל, מספר הקיבעון קדימה ומספר הרגרסיות. שינויים בקושי ברמה המקומית משפיעים גם על מספר מדדים, כגון זמני קריאה של מילים בודדות, ההסתברות לקבע מילים, והסבירות לבצע רגרסיות למילים ספציפיות. זמני קריאה כוללים או זמני קריאה של משפט אחר משפט אינם מספקים מדדים מפורטים כאלה של ביצועי קריאה. שנית, תנועות עיניים הן חלק טבעי של הקריאה; לכן, אין דרישות משימה נוספות להציב על הקורא. שלישית, היבטים מרובים של תנועות עיניים ניתן לנתח(למשל משך הקיבעון, אורך saccade, ותדירות רגרסיה), מתן חלון לתוך אלמנטים שונים של תהליך הקריאה. רביעית, תנועות עיניים משקפות ישירות דרישות עיבוד הקשורות לתכונות של הטקסט שנקרא. לדוגמה, תנועות עיניים משתנות כפונקציה של תדירות מילה10,11, אורך מילה7, עמימות לקסיקלית2, אילוץ הקשרי1, וחזרה10,13. חמישית, תנועות עיניים משקפות הבדלים אינדיבידואליים בקוראים. לדוגמה, תנועות עיניים משתנות בהתאם ליכולת הקריאה1, ידע מוקדם על נושא9, וגיל הקורא14. ריינר, פולאטסק, אשבי וקליפטון13 מספקים סקירה יסודית של תנועות העיניים במהלך הקריאה. יחד, יתרונות אלה הופכים את תנועות העיניים למדד אידיאלי להתנהגות קריאה.
המחקר המתואר כאן השתמש במתודולוגיית תנועת עיניים כדי לחקור את התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט. באופן ספציפי, הניסוי נועד לחקור כיצד מטאפורות מוכרות ולא מוכרות מעובדות4. במחקר זה, המשתתפים קראו טקסטים קצרים שהוצגו על צג מחשב בזמן שתנועות העיניים שלהם היו במעקב. כל טקסט הכיל ארבעה משפטים. שני המשפטים הראשונים סיפקו הקשר העולה בקנה אחד עם המשמעות המיועדת של המטאפורה. המטאפורות הוצגו במשפט השלישי. המשפט הרביעי שימש מסקנה ניטרלית. דוגמאות לטקסטים המכילים מטאפורות מוכרות (1) ולא מוכרות (2) מוצגות להלן עם המטאפורות המודגשות כדי להקל על הזיהוי.
<ol><li>
קטע מטאפורה מוכר. פיטר מעולם לא ראה בחורה כל כך יפה. הוא באמת קיווה שמשהו מיוחד יגדל בין שניהם. הוא חשב לעצמו שאהבה היא פרח. פיטר התקשר לבחורה מאוחר יותר באותו הלילה.</li>
	<li>
קטע מטאפורה לא מוכר. סיום הלימודים במכללה הוא ציון דרך חשוב מאוד עבור אנשים רבים. זה לוקח הרבה עבודה קשה כדי להגיע למטרה זו. עבור אנשים רבים תואר הוא פתח. לסיים את הקולג' זה משהו שאפשר להתגאות בו מאוד.</li>
</ol>מחקרים קודמים המבוססים על מגוון שיטות הראו כי מטאפורות מוכרות קלות יותר להבנה (מעובדות מהר יותר) מאשר מטאפורות לא מוכרות3,6. כוחה של שיטת המעקב אחר העיניים הוא שניתן לבודד את מקור קושי העיבוד למילים ספציפיות. לדוגמה, חוקרים יכולים לקבוע אם הזמן הנוסף הדרוש להבנת מטאפורות לא מוכרות מתקבל על ידי האטה בעת קריאת כל מילה במטאפורות, או האטה על המילים האחרונות של המטאפורה (כאשר ברור שהביטוי הקודם הוא מטאפורה). יתר על כן, דפוסים של תנועות עיניים תומכים בהסקות על התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת המטאפורות. לדוגמה, בעת קריאת רומן או מטאפורות לא מוכרות, הקוראים יצטרכו להמשיך לעבד את המטאפורות כדי לחלץ את המשמעויות הפיגורטיביות. זה עשוי לבוא לידי ביטוי בדפוס תנועת העין כרגרסיה לתחילת המטאפורות ולאחר מכן קריאה דרך המטאפורות בפעם השנייה. הקוראים עשויים גם לנסות להשוות את המשמעויות של שתי מילות המפתח במטאפורות (למשל אהבה ופרח), מה שעלול להוביל לתבנית של תנועות עיניים הלוך ושוב בין מילות המפתח. לחלופין, בעת קריאת מטאפורות מוכרות, הקוראים עשויים לחלץ את המשמעויות הפיגורטיביות מיד עם קריאת המטאפורות; לכן, לא יהיה צורך ברגרסיות. נקודת המפתח היא שדפוסי תנועת עיניים מאפשרים לחוקרים להסיק מסקנות לגבי התהליכים המקוונים המשמשים להבנת המטאפורות. זה תומך במסקנות תיאוריות יותר מאשר פשוט לקבוע כי זמן העיבוד הכולל הוא ארוך יותר עבור לא מוכר מאשר מטאפורות מוכרות.
המחקר המתואר כאן ממחיש שיטה נפוצה של דפוסי תנועת עיניים מנוגדים לשני סוגים של גירויים כתובים ומספק מצב קונקרטי לתיאור היבטים קריטיים של מתודולוגיות תנועת עיניים. חשוב לציין, ניתן להכליל את שיטת תנועת העיניים המתוארת כאן כדי ללמוד סוגיות רבות אחרות, כגון כיצד הקוראים פותרים בעיות מתמטיות מבוססות מילים המשתנות במורכבות (למשל מורכבות גבוהה לעומת נמוכה), או כיצד בעיות מילים נפתרות על ידי מומחי תחום לעומת טירונים. תנועות עיניים יכולות לשמש כדי לקבוע אילו מילים בבעיות מושכות את מירב תשומת הלב(כלומר משכי הקיבעון הארוכים ביותר ומספר הקיבעון הגדול ביותר) והאם מומחים וטירונים מתמקדים באותו מידע. בכל מקרה, ניטור תנועות עיניים יספק תיעוד של השינויים מרגע לרגע בדרישות העיבוד הקשורות להבנת הבעיות הנקראות.

<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

המאמר הנוכחי מתאר כיצד להשתמש במתודולוגיות למעקב אחר העיניים כדי לחקור את התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט. מדידת תנועות עיניים במהלך הקריאה היא אחת השיטות המדויקות ביותר למדידת דרישות עיבוד מרגע לרגע (מקוון) במהלך הבנת הטקסט. דרישות העיבוד הקוגניטיבי משתקפות על-ידי מספר היבטים של התנהגות תנועת העין, כגון משך הקיבעון, מספר הקיבעון ומספר הרגרסיות (חזרה לחלקים קודמים של טקסט). תכונות חשובות של ציוד מעקב אחר העיניים שחוקרים צריכים לשקול מתוארות, כולל באיזו תדירות נמדדת תנוחת העין (קצב דגימה), דיוק בקביעת מיקום העיניים, כמה תנועת ראש מותרת וקלות השימוש. כמו כן מתוארים מאפיינים של גירויים המשפיעים על תנועות עיניים שיש לשלוט בהם במחקרים של הבנת טקסט, כגון המיקום, התדירות והאורך של מילות היעד. המלצות פרוצדורליות הקשורות להכנת המשתתף, הקמה וכיול של הציוד והפעלת מחקר ניתנות. תוצאות מייצגות מוצגות כדי להמחיש כיצד ניתן להעריך נתונים. למרות המתודולוגיה מתוארת במונחים של הבנת הנקרא, הרבה מהמידע המוצג יכול להיות מיושם על כל מחקר שבו המשתתפים לקרוא גירויים מילוליים.

היבטים מרובים של תנועות עיניים ניתן לנתח, ואלה מסווגים לעתים קרובות כאמצעי גלובלי ומקומי. אמצעים גלובליים משקפים את התנהגות תנועת העיניים לאורך משפט שלם, כגון זמן קריאה כולל, משך הקיבעון הממוצע עבור כל המילים ומספר הקיבעון הכולל (הן קדימה והן רגרסיבי). אמצעים מקומיים משקפים התנהגות תנועת עיניים עבור מילת יעד או קבוצה מסוימת של מילות יעד (כגון מילים במטאפורות) ומכונים אזורי עניין. אמצעים מקומיים כוללים זמני קיבוע עבור מילות יעד, ההסתברות של קיבוע מילות יעד, מספר הקיבעון על מילות היעד ומספר הרגרסיות למילים ממוקדות, אם להזכיר כמה. בנוסף, אמצעים מקומיים נידונים לעתים קרובות במונחים של ריצה ראשונה, ריצה שנייה וזמן כולל. ההפעלה הראשונה (הנקראת גם מעבר ראשון) מתייחסת לקבעונים שנעשו במילת יעד לפני מעבר למילה אחרת. זה יכול להיחשב כמפגש הראשון עם מילת היעד. הפעלה שנייה (הנקראת גם מעבר שני) מתייחסת לקיבעון שנעשה במילת יעד לאחר שעזב את מילת היעד בתחילה. אלה הן בדרך כלל רגרסיות למילים היעד. הזמן הכולל כולל את כל הקיבעון שנעשה במילות היעד (כל הריצות משולבות). אמצעים מורכבים יותר משמשים גם להערכת זמן העיבוד ודפוסי תנועת העיניים, כגון משך נתיב הרגרסיה, המוגדר כזמן הכולל מהיתקלות הראשונה במילה ועד למעבר למילה הבאה. לדוגמה, אם קורא (1) קיבע את המילה האחרונה במטאפורה, (2) חזר כדי לקבע את המילה הראשונה במטאפורה, (3) מקובע במילה האחרונה שוב, ולאחר מכן (4) קיבע את המילה הראשונה במשפט הבא, משך נתיב הרגרסיה יכלול את שלושת הקיבעון הראשונים בדוגמה זו.
תנועות עיניים מניסוי לדוגמה מוצגות באיור 2. העיגולים מייצגים מיקומי קיבעון והקווים הצהובים מייצגים סקאדות, המראות כיצד הקורא עבר ממילה למילה. את קושי העיבוד הנוסף הקשור למטאפורה ניתן לראות על ידי צפיפות הקיבעון על המטאפורה. ניתן לקבץ את הקיבעון לפי אזורי עניין(למשל מילים במטאפורות) כדי לקבוע כמה זמן הושקע בכל מילה ואת מספר הקיבעון שנעשה על כל מילה למטאפורות מוכרות ולא מוכרות. התוצאות המוצגות באיור 3 מראות כי יותר זמן הוקדש לעיבוד שתי מילות התוכן המרכזיות במטאפורות לא מוכרות מאשר במטאפורות מוכרות.
את היתרונות של הקלטת תנועות עיניים לעומת זמני קריאה עבור קטע שלם או זמני קריאה של משפט אחר משפט ניתן לראות באיורים 2 ו -3. לדוגמה, ישנם חמישה קיבעונים על אזור המטאפורה (איור 2), שלושה קיבעונים קדימה ושני קיבעונים רגרסיביים, המשקפים את הקורא קורא דרך המטאפורה ל"פתח" ולאחר מכן חוזר (נסוג) ל"מידה". בעיקרו של דבר, המטאפורה נקראה פעמיים. תוצאה זו לא הייתה מעיניה אם רק היו נמדדים זמני קריאה במשפטים או זמני קריאה כוללים. כדוגמה שנייה, איור 3 מראה כי יותר זמן הוקדש לקריאת המילה האחרונה של המטאפורה מאשר שלוש המילים האחרות במטאפורה, וכי זמן הקריאה היה מהיר יותר עבור מטאפורות מוכרות מאשר לא מוכרות לשלוש מתוך ארבע המילים במטאפורות. מדידת זמני קריאה של משפט אחר משפט תצביע על זמני קריאה ארוכים יותר למשפטים המכילים מטאפורות מוכרות מאשר מטאפורות לא מוכרות, אך לא ניתן יהיה לדעת אם זמן הקריאה הנוסף הופץ על פני כל המילים במטאפורה או היה מוגבל למילים ספציפיות, וכמה זמן הושקע בכל מילה לא יהיה ידוע. שתי דוגמאות אלה מראות את היתרון של הקלטת התנהגות קריאה מקוונת רציפה.
<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig1.jpg"> איור 1. התמונה השמאלית מציגה משתתף הממוקם על מנוחת המצח/הסנטר תוך התבוננות בתצוגת מחשב. מקור אור האינפרא-אדום ומצלמת הווידאו ממוקמים מתחת לתצוגה. התמונה הנכונה מציגה את התצוגה של הנסיין. התמונה הגדולה במסגרת העליונה מציגה את פניו של המשתתף סביב העין הימנית (העין במעקב) והתמונה הקטנה מציגה תקריב של העין הימנית. האזורים הכחולים הם אזורים של השתקפות גבוהה של אור אינפרא אדום משיער המשתתף (תמונה גדולה) ותלמיד (תמונה קטנה). שערות הצלב מעל העין מזהות את מרכז האישון ואת השתקפות הקרנית בסמוך לתחתית האישון. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50780/50780fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג תמונה גדולה יותר.</a>
<img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig3.jpg"> איור 2. תנועות עיניים ממעבר לדוגמה המכיל מטאפורה לאמוכרת (תואר הוא פתח). העיגולים מציינים מיקומי קיבוע והקווים הצהובים מציינים נתיבי סקאדה. עיגולים גדולים יותר מייצגים קיבעון משך ארוך יותר. המספרים הקטנים שליד העיגולים מציינים משך קיבוע באלפיות שניה (msec). פערים (אין קו saccade, כגון בין המילים אנשים רבים) מצביעים על נקודות שבהן אובדן מסלול התרחש עקב חפץ כגון נושאים לרגע לעצום את עיניהם. הדמות מראה רגרסיה מהפתח לדרגה בתוך המטאפורה.
<img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig2.jpg"> איור 3. משך קיבעון כולל (msec) על מילים במטאפורות מוכרות ולא מוכרות. המילים בציר האופקי תואמות למטאפורות המוכרות (F) והלא מוכרות (U). הנתונים מייצגים ממוצע על פני 10 מטאפורות מוכרות ו-10 מטאפורות לא מוכרות.

Watch this Scientific Journal Video about Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension at JoVE.com

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

המאמר הנוכחי מתאר כיצד להשתמש במתודולוגיות למעקב אחר העיניים כדי לחקור את התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט. תיאורים של ציוד מעקב אחר העיניים, כיצד לפתח גירויים ניסיוניים, והמלצות פרוצדורליות כלולים. המידע המוצג יכול להיות מיושם על רוב המחקר באמצעות גירויים מילוליים.

שימוש בתנועות עיניים להערכת התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט

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 Views.  University of Illinois at Chicago. המאמר הנוכחי מתאר כיצד להשתמש במתודולוגיות למעקב אחר העיניים כדי לחקור את התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט. תיאורים של ציוד מעקב אחר העיניים, כיצד לפתח גירויים ניסיוניים, והמלצות פרוצדורליות כלולים. המידע המוצג יכול להיות מיושם על רוב המחקר באמצעות ג?...

Video: 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.

משימת קונגרואנסי Crossmodal כאמצעי להשיג מדוד התנהגות אובייקטיבי בפרדיגמה האשליה יד גומי

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

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.

שיטות לחקור את ההשפעה של תהליכים חזותיים מלמעלה למטה על התנהגות מוטורית

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.

חשיפת חירשות Beat: הפרעות קצב זיהוי עם אצבע מסונכרנות הקשה ומשימות תזמון תפיסתי

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.

פוטנציאל הקשור לאירוע במהלך משימות יעד תגובה לחקר תהליכים קוגניטיביים של האיבר העליון השתמש בילדים עם שיתוק מוחין החד-צדדי

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).

הקלטת עכבר Ultrasonic קולות של להערכת תקשורת חברתית

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.

בקרת Eye-מעקב כדי להעריך תפקודים קוגניטיביים אצל חולים עם טרשת לרוחב amyotrophic

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.

מעקב עין במהלך שפה חזותית ממוקם בהבנת הנקרא: מגבלות חשיפת הקשר חזותי אפקטים וגמישות

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.

באמצעות תנועות עיניים טלקוה הפרדיגמה העולם הויזואלי לחקור את עיבוד מקוון של השפה המדוברת

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.

עקיבה כדי להבחין בין תנועות עיניים רגרסיבית המבוסס על הבנת הנקרא, מבוסס על תזוזת גלגל העין במהלך הקריאה

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.