Name: using eye movements to evaluate the cognitive processes involved in text comprehension
Uploaded: 2014-01-10T13:45:00
Duration: 6 min 49 s
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Deseamos agradecer a todos los que han participado en la investigación realizada en el Laboratorio de Investigación del Lenguaje de la Universidad de Illinois en Chicago. También agradecemos a Frances Daniel, quien fue fundamental para ayudar a desarrollar los programas utilizados para recopilar los datos presentados aquí.

<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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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. 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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>

No existen conflictos de intereses. Los autores no tienen intereses financieros en los fabricantes de los equipos descritos aquí.

Los avances en la tecnología han llevado a la disponibilidad de sistemas de seguimiento ocular altamente precisos, confiables y fáciles de usar. En el campo de la investigación del lenguaje, el monitoreo de los movimientos oculares permite a los investigadores determinar cómo los lectores evalúan un texto. Los patrones de fijación se pueden utilizar para determinar qué partes de un texto son más difíciles de procesar o son más fáciles de procesar, qué partes de un texto se pueden entender con una sola fijación y qué partes requieren múltiples fijaciones o regresiones, y la secuencia en la que los lectores procesan el texto. En conjunto, estas medidas apoyan las conclusiones sobre los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de textos.
La comprensión se basa en una interacción entre la información contenida en un texto y las habilidades cognitivas y los conocimientos aplicados por el lector; por lo tanto, una comprensión completa de la comprensión del texto sólo se puede obtener mediante el uso de una medida de procesamiento que es sensible a las propiedades del texto y las características del lector. Como se señaló anteriormente, los movimientos oculares varían en función de las características lingüísticas, como la frecuencia de las palabras, la longitud de las palabras y la complejidad de las oraciones1,2, 7,10,11,y las características del lector, como la capacidad de lectura y el conocimiento del tema1,9. Como tal, los movimientos oculares proporcionan una medida ideal de comprensión del texto.
Debido a que los movimientos oculares varían en función de muchas características lingüísticas, el control preciso de los estímulos es esencial cuando se estudian los procesos cognitivos involucrados en la comprensión del texto. Los investigadores a menudo gastan tanto esfuerzo para desarrollar estímulos controlados como sea necesario para llevar a cabo el experimento real. De hecho, la investigación es tan buena como los estímulos.
Las metodologías de seguimiento ocular pueden proporcionar datos valiosos para cualquier campo de investigación en el que se muestren estímulos visuales a los participantes y se les exija evaluar los estímulos. Por ejemplo, en el campo de la publicidad, se podría determinar qué partes de un anuncio visual atraen más atención midiendo qué partes del anuncio la gente mira más5,8. En la investigación médica, uno podría determinar si los pasantes y los médicos experimentados evalúan una imagen de rayos X o MRI de la misma manera mirando la ruta de la exploración del movimiento ocular y cuánto tiempo se dedica a evaluar las estructuras físicas críticas15. En estos ejemplos, el patrón de movimientos oculares indica qué partes de la imagen atraen la atención de la persona que la ve.

Cuando los lectores leen un texto, mueven sus ojos de palabra en palabra a través de un patrón alterno de fijaciones (puntos en los que los ojos están estacionarios y enfocados en una palabra) y saccades (puntos en los que el ojo se mueve entre palabras). Las fijaciones que siguen a los saccades que mueven al lector hacia adelante a través de un texto se denominan fijaciones hacia adelante y las fijaciones que siguen a los saccades que mueven al lector a puntos anteriores en un texto se denominan fijaciones regresivas. La suposición básica de los métodos de seguimiento ocular es que el aumento de las demandas de procesamiento se asocia con un mayor tiempo de procesamiento o cambios en el patrón de fijaciones. El aumento del tiempo de procesamiento puede reflejarse en fijaciones de mayor duración o en un mayor número de fijaciones (directas y regresivas).
Los movimientos oculares proporcionan varias ventajas importantes como medida del comportamiento de lectura en relación con la medición de los tiempos de lectura de todo un pasaje o de los tiempos de lectura frase por frase. En primer lugar, el monitoreo de los movimientos oculares produce un registro continuo en línea del rendimiento de la lectura. Esto proporciona la capacidad de examinar las demandas de procesamiento de texto a nivel global (en todo un texto), el nivel de oración (oraciones individuales) o el nivel local (palabras o frases individuales). Por ejemplo, los cambios en la dificultad global conducen a cambios en varias medidas de rendimiento, como el tiempo total de lectura, el número de fijaciones adelantadas y el número de regresiones. Los cambios en la dificultad a nivel local también afectan a varias medidas, como los tiempos de lectura de palabras individuales, la probabilidad de fijar palabras y la probabilidad de hacer regresiones a palabras específicas. Los tiempos generales de lectura o los tiempos de lectura frase por frase no proporcionan medidas tan detalladas del rendimiento de la lectura. En segundo lugar, los movimientos oculares son una parte natural de la lectura; por lo tanto, no se coloca ninguna demanda de tarea adicional en un lector. En tercer lugar, se pueden analizar múltiples aspectos de los movimientos oculares(por ejemplo, la duración de la fijación, la longitud de la saccade y la frecuencia de regresión), proporcionando una ventana a diferentes elementos del proceso de lectura. En cuarto lugar, los movimientos oculares reflejan directamente las demandas de procesamiento asociadas con las características del texto que se está leyendo. Por ejemplo, los movimientos oculares varían en función de la frecuencia de las palabras10,11,la longitud de las palabras7,la ambigüedad léxica2,la restricción contextual1y la repetición10,13. En quinto lugar, los movimientos oculares reflejan diferencias individuales en los lectores. Por ejemplo, los movimientos oculares varían en función de la capacidad de lectura1,el conocimiento previo sobre un tema9,y la edad del lector14. Rayner, Pollatsek, Ashby y Clifton13 proporcionan una revisión exhaustiva de los movimientos oculares durante la lectura. En conjunto, estas ventajas hacen que los movimientos oculares sean una medida ideal del comportamiento de lectura.
La investigación aquí descrita utilizó una metodología de movimiento ocular para estudiar los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de textos. Específicamente, el experimento fue diseñado para explorar cómo se procesan las metáforas familiares y desconocidas4. En este estudio, los participantes leyeron textos cortos presentados en un monitor de computadora mientras sus movimientos oculares eran monitoreados. Cada texto contenía cuatro oraciones. Las dos primeras oraciones proporcionaban un contexto que era coherente con el significado pretendido de la metáfora. Las metáforas fueron presentadas en la tercera oración. La cuarta oración sirvió como conclusión neutral. Ejemplos de textos que contienen metáforas familiares (1) y desconocidas (2) se presentan a continuación con las metáforas subrayadas para facilitar la identificación.
<ol><li>
Pasaje de metáfora familiar. Pedro nunca había visto a una chica tan hermosa antes. Realmente esperaba que algo especial creciera entre los dos. Pensó para sí mismo que el amor es una flor. Peter llamó a la chica más tarde esa noche.</li>
	<li>
Pasaje de metáfora desconocida. Graduarse de la universidad es un hito muy importante para muchas personas. Se necesita mucho trabajo duro para alcanzar este objetivo. Para muchas personas un grado es una puerta de entrada. Graduarse de la universidad es algo de lo que estar muy orgulloso.</li>
</ol>Investigaciones anteriores basadas en una variedad de métodos han demostrado que las metáforas familiares son más fáciles de entender (procesadas más rápido) que las metáforas desconocidas3,6. El poder del método de seguimiento ocular es que la fuente de dificultad de procesamiento se puede aislar a palabras específicas. Por ejemplo, los investigadores pueden determinar si el tiempo extra necesario para comprender metáforas desconocidas se obtiene ralentizando al leer cada palabra en las metáforas, o ralentizando las últimas palabras de la metáfora (cuando está claro que la frase anterior es una metáfora). Además, los patrones de movimientos oculares apoyan las inferencias sobre los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de las metáforas. Por ejemplo, al leer novelas o metáforas desconocidas, los lectores tendrían que procesar más a fondo las metáforas para extraer los significados figurativos. Esto podría reflejarse en el patrón de movimiento de los ojos como una regresión al inicio de las metáforas y luego leer las metáforas por segunda vez. Los lectores también pueden tratar de comparar los significados de las dos palabras clave en las metáforas (por ejemplo, amor y flor),lo que podría conducir a un patrón de movimientos oculares de ida y vuelta entre las palabras clave. Alternativamente, al leer metáforas familiares, los lectores pueden extraer los significados figurativos inmediatamente después de leer las metáforas; por lo tanto, no se necesitarían regresiones. El punto clave es que los patrones de movimiento ocular permiten a los investigadores hacer inferencias sobre los procesos en línea utilizados para comprender las metáforas. Esto apoya conclusiones más descriptivas que simplemente afirmar que el tiempo de procesamiento general es más largo para las metáforas desconocidas que las conocidas.
El estudio descrito aquí ilustra un método común de contrastar los patrones de movimiento ocular para dos tipos de estímulos escritos y proporciona una situación concreta para describir aspectos críticos de las metodologías de movimiento ocular. Es importante destacar que el método de movimiento ocular descrito aquí se puede generalizar para estudiar muchos otros problemas, como la forma en que los lectores resuelven problemas matemáticos basados en palabras que varían en complejidad (porejemplo, alta frente a baja complejidad), o cómo los problemas de palabras son resueltos por expertos en el dominio frente a novatos. Los movimientos oculares podrían usarse para determinar qué palabras en los problemas atraen más atención(es decir, las duraciones de fijación más largas y el mayor número de fijaciones) y si los expertos y novatos se centran en la misma información. En cada caso, el monitoreo de los movimientos oculares proporcionaría un registro de los cambios momento a momento en las demandas de procesamiento asociadas con la comprensión de los problemas que se leen.

<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

El presente artículo describe cómo utilizar metodologías de seguimiento ocular para estudiar los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de texto. La medición de los movimientos oculares durante la lectura es uno de los métodos más precisos para medir las demandas de procesamiento momento a momento (en línea) durante la comprensión del texto. Las demandas de procesamiento cognitivo se reflejan en varios aspectos del comportamiento del movimiento ocular, como la duración de la fijación, el número de fijaciones y el número de regresiones (volviendo a partes anteriores de un texto). Se describen las propiedades importantes del equipo de seguimiento ocular que los investigadores deben considerar, incluida la frecuencia con la que se mide la posición del ojo (tasa de muestreo), la precisión de la determinación de la posición del ojo, la cantidad de movimiento de la cabeza permitida y la facilidad de uso. También se describen las propiedades de los estímulos que influyen en los movimientos oculares que necesitan ser controlados en los estudios de comprensión de texto, como la posición, frecuencia y longitud de las palabras objetivo. Se dan recomendaciones de procedimiento relacionadas con la preparación del participante, la configuración y calibración del equipo y la ejecución de un estudio. Los resultados representativos se presentan para ilustrar cómo se pueden evaluar los datos. Aunque la metodología se describe en términos de comprensión lectora, gran parte de la información presentada puede ser aplicada a cualquier estudio en el que los participantes lean estímulos verbales.

Se pueden analizar múltiples aspectos de los movimientos oculares, y estos a menudo se clasifican como medidas globales y locales. Las medidas globales reflejan el comportamiento del movimiento ocular en todo un ensayo, como el tiempo total de lectura, la duración promedio de la fijación para todas las palabras y el número total de fijaciones (tanto hacia adelante como regresivas). Las medidas locales reflejan el comportamiento del movimiento ocular para una palabra objetivo específica o un conjunto de palabras objetivo (como palabras en las metáforas) y se conocen como regiones de interés. Las medidas locales incluyen tiempos de fijación para palabras de destino, la probabilidad de fijar palabras de destino, el número de fijaciones en palabras de destino y el número de regresiones a palabras de destino, por nombrar algunas. Además, las medidas locales a menudo se discuten en términos de primera ejecución, segunda ejecución y tiempo total. La primera ejecución (también llamada primer paso) se refiere a las fijaciones realizadas en una palabra de destino antes de pasar a otra palabra. Esto se puede considerar como el primer encuentro con la palabra de destino. La segunda ejecución (también llamada segundo paso) se refiere a las fijaciones realizadas en una palabra de destino después de haber dejado la palabra de destino inicialmente. Por lo general, se trata de regresiones a las palabras de destino. El tiempo total incluye todas las fijaciones realizadas en las palabras de destino (todas las corridas combinadas). También se utilizan medidas más complejas para evaluar el tiempo de procesamiento y los patrones de movimiento ocular, como la duración de la ruta de regresión, que se define como el tiempo total desde que se encuentra inicialmente con una palabra hasta que se mueve a la palabra subsiguiente. Por ejemplo, si un lector (1) volvió a fijar la última palabra en una metáfora, (2) volvió a fijar la primera palabra en la metáfora, (3) volvió a fijar en la última palabra y, a continuación, (4) volvió a fijar la primera palabra en la siguiente oración, la duración de la ruta de regresión incluiría las tres primeras fijaciones en este ejemplo.
Los movimientos oculares de un ensayo de muestra se presentan en la Figura 2. Los círculos representan ubicaciones de fijación y las líneas amarillas representan saccades, que muestran cómo el lector se movió de palabra en palabra. La dificultad de procesamiento adicional asociada con la metáfora se puede ver por la densidad de fijaciones en la metáfora. Las fijaciones se pueden agrupar por regiones de interés (porejemplo, palabras en las metáforas) para determinar cuánto tiempo se dedicó a cada palabra y el número de fijaciones realizadas en cada palabra para metáforas familiares y desconocidas. Los resultados mostrados en la Figura 3 demuestran que se dedicó más tiempo a procesar las dos palabras clave de contenido en metáforas desconocidas que en metáforas familiares.
Las ventajas de registrar los movimientos oculares en comparación con los tiempos de lectura de un pasaje completo o los tiempos de lectura frase por frase se pueden ver en las figuras 2 y 3. Por ejemplo, hay cinco fijaciones en la región de la metáfora(Figura 2),tres fijaciones hacia adelante y dos fijaciones regresivas, que reflejan al lector leyendo a través de la metáfora a "puerta" y luego regresando (regresión) a "grado". En esencia, la metáfora se leyó dos veces. Este resultado pasaría desapercibido si solo se midieran los tiempos de lectura de oraciones o los tiempos de lectura generales. Como segundo ejemplo, la Figura 3 muestra que se dedicó más tiempo a leer la última palabra de la metáfora que a las otras tres palabras de la metáfora, y que el tiempo de lectura fue más rápido para las metáforas familiares que desconocidas para tres de las cuatro palabras de las metáforas. La medición de los tiempos de lectura frase por frase indicaría tiempos de lectura más largos para las oraciones que contienen metáforas familiares que metáforas desconocidas, pero sería imposible saber si el tiempo de lectura adicional se distribuyó entre todas las palabras de la metáfora o se limitó a palabras específicas, y se desconocería cuánto tiempo se dedicó a cada palabra. Estos dos ejemplos muestran la ventaja de registrar el comportamiento de lectura continua en línea.
<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig1.jpg"> Figura 1. La imagen de la izquierda muestra a un participante colocado en el descanso de la frente/barbilla mientras mira una pantalla de computadora. La fuente de luz infrarroja y la cámara de vídeo se encuentran debajo de la pantalla. La imagen de la derecha muestra la pantalla del experimentador. La imagen grande en el marco superior muestra la cara del participante alrededor del ojo derecho (el ojo está siendo rastreado) y la imagen pequeña muestra un primer plano del ojo derecho. Las áreas azules son áreas de alta reflexión de luz infrarroja del cabello del participante (imagen grande) y pupila (imagen pequeña). Las cruces sobre el ojo identifican el centro de la pupila y el reflejo corneal cerca de la parte inferior de la pupila. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50780/50780fig1highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a>
<img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig3.jpg"> Figura 2. Movimientos oculares de un pasaje de muestra que contiene una metáfora desconocida(un grado es una puertade entrada). Los círculos indican ubicaciones de fijación y las líneas amarillas indican trayectorias de saccade. Los círculos más grandes representan fijaciones de mayor duración. Los números pequeños junto a los círculos indican la duración de la fijación en milisegundos (milisegundos). Las brechas (sin línea saccade, como entre las palabras muchas personas)indican puntos donde se produjo una pérdida de pista debido a un artefacto como sujetos que cierran momentáneamente los ojos. La figura muestra una regresión de la puerta al grado dentro de la metáfora.
<img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50780/50780fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50780/50780fig2.jpg"> Figura 3. Duración total de la fijación (milisegundo) en palabras en metáforas familiares y desconocidas. Las palabras en el eje horizontal corresponden a las metáforas familiares (F) y desconocidas (U) de la muestra. Los datos representan un promedio a través de 10 metáforas familiares y 10 desconocidas.

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

El presente artículo describe cómo utilizar metodologías de seguimiento ocular para estudiar los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de texto. Se incluyen descripciones de los equipos de seguimiento ocular, cómo desarrollar estímulos experimentales y recomendaciones de procedimientos. La información presentada se puede aplicar a la mayoría de cualquier estudio utilizando estímulos verbales.

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