استكشاف حساسية الرضع للغة البصرية باستخدام تتبع العين ونموذج المظهر التفضيلي
Summary
يمكن استخدام دراسات تتبع العين باستخدام نموذج تفضيلي لدراسة فهم الرضع الناشئ لعالمهم البصري الخارجي والاهتمام به.
Abstract
نناقش استخدام نموذج المظهر التفضيلي في دراسات تتبع العين من أجل دراسة كيفية تطور الرضع وفهمهم وعناية العالم من حولهم. تتبع العين هو وسيلة آمنة وغير الغازية لجمع البيانات نظرة من الرضع، ونموذج يبحث تفضيلية بسيطة لتصميم ويتطلب فقط الرضع أن يحضر إلى الشاشة. من خلال إظهار اثنين من المحفزات البصرية التي تختلف في بعد واحد، يمكننا تقييم ما إذا كان الرضع تظهر سلوك يبحث مختلفة لأي من المحفزات، مما يدل على حساسية لهذا الاختلاف. وتتمثل التحديات في هذه النهج التجريبية في وجوب الإبقاء على التجارب موجزة (لا تزيد عن 10 دقائق) والسيطرة عليها بعناية بحيث تختلف المحفزات انا بطريقة واحدة فقط. ويجب أيضا النظر بعناية في تفسير النتائج الباطلة. في هذه الورقة، نصور مثالاً ناجحاً لدراسة تتبع عين الرضيع مع نموذج تفضيلي لاكتشاف أن الأطفال الذين تبلغ أعمارهم 6 أشهر حساسون للإشارات اللغوية بلغة موقعة على الرغم من عدم التعرض المسبق للغة الموقعة، مما يشير إلى أن الرضع لديهم حساسيات جوهرية أو فطرية لهذه العظة.
Introduction
الهدف الأسمى من علم التنمية هو دراسة ظهور الوظائف المعرفية، واللغة، والإدراك الاجتماعي في الرضع والأطفال. يتم تعديل حركات العين من خلال نوايا المشاركين، والفهم، والمعرفة، والاهتمام، والاهتمام بالعالم الخارجي. يمكن أن يوفر جمع الاستجابات الحركية في الرضع أثناء توجيههم إلى الصور البصرية الثابتة أو الديناميكية والمسح الضوئي معلومات عن فهم الرضع الناشئ لعوالمهم البصرية الخارجية واهتمامهم بها ومدخلات اللغة التي يتلقونها.
في حين أن تكنولوجيا تتبع العين موجودة منذ أكثر من مائة عام، إلا أنها لم تتقدم إلا مؤخراً في الكفاءة وسهولة الاستخدام، مما سمح باستخدامها لدراسة الرضع. في العقد الماضي، كشف تتبع العين الكثير عن العالم العقلي للرضع. على سبيل المثال، نحن نعرف الآن الكثير عن الذاكرة على المدى القصير، انسداد الكائن، وتوقع الأحداثالقادمة في 6 أشهر من العمر من سلوك النظرة 1،2،3. ويمكن أيضا أن تستخدم تتبع العينلدراسة تعلم لغة الرضع 4. عموما، تعليم لغة الرضع يعتمد على القدرة على التمييز بين الإشارات الحسية الموجودةفي البيئة وتحديد العظة التي هي الأكثر بروزا لنقل اللغة 5،6. يسعى علماء التنمية إلى فهم أفضل لما هي هذه الإشارات الحسية، ولماذا تجذب انتباه الرضع، وكيف أن الاهتمام بهذه الإشارات السقالة تعلم اللغة في الرضع. وتقدم هذه الورقة بروتوكولا لتتبع العين ونموذجا تفضيليا يمكن استخدامه معا لدراسة حساسيات الرضع إزاء هذه الإشارات باللغات المنطوقة أو الموقعة.
في ستون، وآخرون7،تم استخدام تتبع العين مع نموذج تفضيلي يبحث لاختبار ما إذا كان الرضع علامة السذاجة تمتلك حساسية لمجموعة من التناقضات الصوتية في اللغة الموقعة. وتختلف هذه التناقضات حسب السونوريتي (أي البروز الإدراكي)، وهي خاصية لغوية هيكلية موجودة باللغات المنطوقة والموقعة على حد سواء7و8و9و10و11، 12و13 . ويعتقد أن السونوريتي مهم للقيود الصوتية في تشكيل التصاق في اللغات المنطوقة والموقعة بحيث تعتبر الخصائص التي تطيع القيود القائمة على السونوريتي أكثر “تشكيلاً”. الرضع، عند الاستماع إلى الكلام، وقد لوحظ لإظهار التفضيلات السلوكية للشرائح جيدة التشكيل على الشرائح غير المتكونة عبر لغات متعددة، وحتى في اللغات التي لم يسمعوا من قبل14،15. وافترضنا أن الرضع سوف يظهرون أيضاً أفضليات مماثلة للشرائح ذات التشكيل جيداً في اللغة الموقعة، حتى لو لم تكن لديهم خبرة سابقة في اللغة الموقعة.
وافترضنا كذلك أن هذا التفضيل – أو الحساسية – سيخضع لتضييق الإدراك. هذه هي ظاهرة اكتساب اللغة حيث، مع اقتراب الرضيع من عيد ميلاده الأول، فإن حساسية الرضيع المبكرة والعالمية للعديد من السمات اللغوية تُضعف فقط السمات داخل اللغة (اللغات) التي تعرض فيها الرضيع لـ16 ،17. قمنا بتوظيف صغار (ستة أشهر) وأكبر (اثنا عشر شهرا) الرضع، واختيار هذه الأعمار لأنها على طرفي نقيض من وظيفة تضييق الإدراك للحساسية لتناقضات صوتية جديدة17،18، 19. وتوقعنا أن يظهر الرضع الأصغر سنا تفضيلهم للكتب المُشكَّلة بشكل جيد في اللغة الموقعة، ولكن الرضع الأكبر سناً لن يفعلوا ذلك. وشاهد الرضع أشرطة فيديو تتكون من تهجئة الأصابع جيدة التشكيل وغير مشكّلة، تم اختيارها لسببين. أولاً، يتم عرض الخصائص في تهجئة القيود الصوتية المستندة إلىالسونوريتي 8، مما يتيح فرصة لإنتاج تناقضات تجريبية تختبر مباشرة ما إذا كان الرضع حساسين للإشارات القائمة على السونوريتي في وقت مبكر تعلم اللغة. ثانيا، اخترنا التدقيق الإملائي بدلا من علامات كاملة على الجسم والوجه لأن التدقيق الأصابع سمح لنا للسيطرة بشكل أكثر صرامة يمكن الخلط الإدراكي بما في ذلك سرعة وحجم حركات اليد، مقارنة مع علامات كاملة تختلف اختلافا كبيرا في التوقيع الفضاء وسرعة الحركة. استخدمت دراستنا مقاطع فيديو تظهر اليدين فقط، ولكن هذا النموذج قابل للتعميم على مقاطع الفيديو التي تظهر الموقعين ورؤساء المتحدثين أو الهيئات الكاملة، أو حتى عرض الحيوانات أو الأشياء الجامدة، اعتمادا على السؤال العلمي والتناقضات التي تجري دراستها.
والقيمة التي تستخدم نموذج تفضيل تفضيلي لقياس الحساسية للتباين اللغوي أو الحسي هي في بساطتها النسبية وسهولة التحكم فيها. وفي مثل هذه النماذج، يُعرض على الرضع حافزان جنباً إلى جنب يختلفان ببعد واحد فقط أو سمة واحدة ذات صلة بمسألة البحث. ويُمنح الرضع فرصاً للتبذير على أي من المحفزات. يتم تسجيل وتحليل إجمالي أوقات النظر نحو كل حافز. ويشير اختلاف كبير في سلوك البحث عن المحفزات اثنين إلى أن الرضيع قد يكون قادرا ً على إدراك البعد الذي يختلف به الحافزان. لأن كلا المحفزات تظهر في نفس الوقت وعلى فترات متساوية، يتم التحكم في التجربة الشاملة بشكل جيد لخصوصيات سلوك الرضع (عدم الانتباه، والبحث في مكان آخر، والإزعاج، والبكاء). وذلك بالمقارنة مع النماذج الأخرى التي تظهر فيها المحفزات بالتتابع، وفي هذه الحالة، قد يظهر الرضع تلقائياً كميات مختلفة من الاهتمام تجاه المحفزات المختلفة لأسباب لا علاقة لها بالمحفزات (على سبيل المثال، أكثر إزعاجاً خلال فترة يوجد فيها كانت تجارب أكثر من المحفزات A من المحفزات B). أيضا، لا حاجة إلى تعليمات وفهم المحفزات؛ الرضع تحتاج فقط إلى النظر في الأمر. وأخيرا، لا يتطلب هذا النموذج رصد سلوك الرضع بنشاط للمعيار من أجل تغيير عرض المحفزات، كما هو شائع في نماذج السكن التي يسيطر عليها الرضع16،20. نموذج تفضيل يبحث هو أيضا مناسبة لاختبار فرضيات حول يبحث التفضيلات بدلا من الاختلافات. وبعبارة أخرى، وبصرف النظر عن الرضع القدرة على التمييز بين المحفزات A والمحفزات B، يمكن للباحثين أيضا اختبار التي أثارت المحفزات زيادة أو انخفاض السلوك يبحث، والتي قد تكون مفيدة عن التحيزات الوليدة للرضع والإدراك الناشئة.
وبشكل أعم، فإن مزايا التكنولوجيا الحديثة غير الغازية للتعقب هي عديدة. تتبع العين يعتمد على قياس بالقرب من ضوء الأشعة تحت الحمراء التيتنبعث من الجهاز وتنعكس قبالة عيون المشارك 1،21. هذا الضوء تحت الحمراء غير مرئية، غير محسوس، وآمنة تماما. لا تتطلب تجارب تتبع العين أي تعليمات وتعتمد فقط على العرض السلبي. النماذج الحالية تولد كمية وفيرة من البيانات نظرة في فترة قصيرة من الزمن مع إعداد بسيط. يمكن للرضع الجلوس في حضن والديهم، وفي تجربتنا، غالباً ما يستمتعون بالتجربة. معظم أجهزة تعقب العين عن بعد الحديثة لا تتطلب مساند الرأس أو البنود وضعت على الرضيع، وقوية لحركات الرأس، ويتعافى بسرعة بعد وامض، والبكاء، والانتقال خارج النطاق، أو النظر بعيدا. إذا رغبت في ذلك، يمكن تسجيل أنماط الساكد، وبيانات موضع الرأس، وقياس التلميذ بالإضافة إلى بيانات موضع العين.
التحديات في إجراء بحوث تتبع العين الرضع حقيقية، ولكن ليس من الصعب التغلب عليها. يمكن أن تكون بيانات تتبع العين صاخبة بسبب حركة الرضع، وعدم الانتباه، والضجة، والنعاس. يجب تصميم التجارب بحيث يمكن إكمالها في حوالي 10 دقائق أو أقل – والتي يمكن أن تكون ميزة في أن الزيارات المختبرية سريعة، ولكن أيضا عيب إذا كنت بحاجة إلى الحصول على مزيد من البيانات أو لديها العديد من الشروط التجريبية. وثمة تحذير هام آخر هو أن النتيجة الفارغة لا تعني أن الرضع غير حساسين للتلاعب التجريبي. إذا لم يظهر الرضع أي فرق كبير بين المحفزات A والمحفزات B، فإن هذا الاستنتاج يمكن أن يعني إما (1) عدم الحساسية للفرق بين A و B، أو (2) الفشل في الحصول على تفضيلات سلوكية. على سبيل المثال، ربما كان الرضيع مفتونًا بنفس القدر بـ A و B، على الرغم من أن الرضيع كان حساسًا للفرق بينهما. ويمكن معالجة هذه المسألة بإضافة شرط ثان، وذلك باستخدام نفس المحفزات (أو المشابهة للغاية) ولكن الاختبار على طول بعد مختلف من المعروف أن الرضع يظهرون تفضيلات سلوكية. إذا كان الرضع لا تظهر تفضيل في الحالة الأولى، ولكن القيام بذلك في الثانية، ثم يمكن تفسير أن الرضع قادرون على إظهار تفضيلات يبحث عن المحفزات، والتي يمكن أن تساعد في توضيح تفسير أي نتائج فارغة. وأخيرا، فمن الحيوي لمعايرة بدقة تعقب العين. يجب أن تكون المعايرة دقيقة، مع كل من الخطأ المكاني والزمني المنخفض، بحيث يمكن تعيين بيانات نظرة العين بدقة على المحفزات التجريبية. وبعبارة أخرى، “دراستك هي فقط جيدة مثل المعايرة الخاصة بك.” يمكن أن توفر فحوصات المعايرة قبل وبعد عرض المحفزات مقياسًا إضافيًا للثقة. وقد نشرت مراجعات مفصلة وممتازة على معايرة العين تتبع مع الرضع في مكان آخر1,21,22,23,24,25, 26،27.
Protocol
Representative Results
Discussion
استخدمنا النموذج التفضيلي لاكتشاف الأدلة على أن الرضع قد تكون حساسة لإشارة بصرية معينة في إشارة اللغة، على الرغم من عدم وجود خبرة مسبقة مع اللغة الموقعة. وعلاوة على ذلك، لوحظت هذه الحساسية فقط في الرضع الأصغر سنا، وليس الرضع الأكبر سنا، وهو مظهر من مظاهر وظيفة تضييق الإدراك الكلاسيكية. دل…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم جمع البيانات للدراسة في UCSD العقل، والخبرة، ومختبر الإدراك (UCSD MEP مختبر) في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو. تم توفير التمويل من قبل NIH R01EY024623 (بوسوورث ودوبكينز) وNSF SBE-1041725 (بيتيتو وألين وجائزة فرعية لبوسوورث). نحن ممتنون لفريق البحث الطلابي MEPLab، وللرضع والأسر في سان دييغو، كاليفورنيا، الذين شاركوا في هذه الدراسة.
Materials
| Eye Tracker | Tobii | Model X120 | |
| Experiment Presentation & Gaze Analysis Software | Tobii | Tobii Studio Pro | |
| Experimenter Monitor | Dell | Dell Professional P2210 22" Wide Monitor | |
| Stimulus Monitor | Dell | Generic 17" Monitor | |
| CPU | Dell | Dell Precision T5500 Advanced with 2.13 Ghz Quad Core Intel Xeon Processor and 4 GB DDR3 Memory) with 250 GB SSD hard disk and standard video output cards. | |
| Webcamera | Logitech | Logitech C150 HD Cam | |
| Video Capture Card | Osprey | Osprey 230 Video Capture Card (to capture stimulus that is output to Stimulus Monitor) |
References
- Aslin, R. N., McMurray, B. Automated corneal-reflection eye tracking in infancy: Methodological developments and applications to cognition. Infancy. 6 (2), 155-163 (2004).
- Gredebäck, G., Eriksson, M., Schmitow, C., Laeng, B., Stenberg, G. Individual differences in face processing: Infants’ scanning patterns and pupil dilations are influenced by the distribution of parental leave. Infancy. 17 (1), 79-101 (2012).
- Gredebäck, G., von Hofsten, C. Infants’ evolving representations of object motion during occlusion: A longitudinal study of 6-to 12-month-old infants. Infancy. 6 (2), 165-184 (2004).
- Byers-Heinlein, K., Werker, J. F. Monolingual, bilingual, trilingual: infants’ language experience influences the development of a word-learning heuristic. Developmental Science. 12 (5), 815-823 (2009).
- Jusczyk, P. W., Bertoncini, J. Viewing the development of speech perception as an innately guided learning process. Language and Speech. 31 (3), 217-238 (1988).
- Krentz, U. C., Corina, D. P. Preference for language in early infancy: the human language bias is not speech specific. Developmental Science. 11 (1), 1-9 (2008).
- Stone, A., Petitto, L. A., Bosworth, R. Visual sonority modulates infants’ attraction to sign language. Language Learning and Development. 14 (2), 130-148 (2017).
- Brentari, D. . A Prosodic Model of Sign Language Phonology. , (1998).
- Jantunen, T., Takkinen, R., Brentari, D. Syllable structure in sign language phonology. Sign Languages. , 312-331 (2010).
- MacNeilage, P. F., Krones, R., Hanson, R. Closed-loop control of the initiation of jaw movement for speech. The Journal of the Acoustical Society of America. 47 (1), 104 (1970).
- Ohala, J. J. The phonetics and phonology of aspects of assimilation. Papers in Laboratory Phonology. 1, 258-275 (1990).
- Perlmutter, D. M. Sonority and syllable structure in American Sign Language. Linguistic Inquiry. 23 (3), 407-442 (1992).
- Sandler, W. A sonority cycle in American Sign Language. Phonology. 10 (02), 243-279 (1993).
- Berent, I. . The Phonological Mind. , (2013).
- Gómez, D. M., Berent, I., Benavides-Varela, S., Bion, R. A., Cattarossi, L., Nespor, M., Mehler, J. Language universals at birth. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (16), 5837-5841 (2014).
- Baker, S. A., Golinkoff, R. M., Petitto, L. A. New insights into old puzzles from infants’ categorical discrimination of soundless phonetic units. Language Learning and Development. 2 (3), 147-162 (2006).
- Werker, J. F., Tees, R. C. Cross-language speech perception: Evidence for perceptual reorganization during the first year of life. Infant Behavior and Development. 7 (1), 49-63 (1984).
- Kuhl, P. K., Stevens, E., Hayashi, A., Deguchi, T., Kiritani, S., Iverson, P. Infants show a facilitation effect for native language phonetic perception between 6 and 12 months. Developmental Science. 9 (2), 13-21 (2006).
- Petitto, L. A., Berens, M. S., Kovelman, I., Dubins, M. H., Jasinska, K., Shalinsky, M. The “perceptual wedge hypothesis” as the basis for bilingual babies’ phonetic processing advantage: New insights from fNIRS brain imaging. Brain and Language. 121 (2), 130-143 (2012).
- Colombo, J., Mitchell, D. W. Infant visual habituation. Neurobiology of Learning and Memory. 92 (2), 225-234 (2009).
- Gredebäck, G., Johnson, S., von Hofsten, C. Eye tracking in infancy research. Developmental Neuropsychology. 35 (1), 1-19 (2010).
- Duchowski, A. T. . Eye tracking Methodology: Theory and practice. , (2007).
- Feng, G. Eye tracking: A brief guide for developmental researchers. Journal of Cognition and Development. 12, 1-11 (2011).
- Holmqvist, K., Nyström, M., Mulvey, F. Eye tracker data quality: what it is and how to measure it. Proceedings of the symposium on eye tracking research and applications. , 45-52 (2012).
- Morgante, J. D., Zolfaghari, R., Johnson, S. P. A critical test of temporal and spatial accuracy of the Tobii T60XL eye tracker. Infancy. 17 (1), 9-32 (2012).
- Oakes, L. M. Advances in eye tracking in infancy research. Infancy. 17 (1), 1-8 (2012).
- Wass, S. V., Smith, T. J., Johnson, M. H. Parsing eye-tracking data of variable quality to provide accurate fixation duration estimates in infants and adults. Behavior Research Methods. 45 (1), 229-250 (2013).
- Hall, W. What you don’t know can hurt you: The risk of language deprivation by impairing sign language development in deaf children. Maternal and Child Health Journal. 21 (5), 961-965 (2017).
- Petitto, L. A., Langdon, C., Stone, A., Andriola, D., Kartheiser, G., Cochran, C. Visual sign phonology: Insights into human reading and language from a natural soundless phonology. WIREs Cognitive Science. 7 (6), 366-381 (2016).
- Johnson, M. H., Posner, M. I., Rothbart, M. K. Facilitation of saccades toward a covertly attended location in early infancy. Psychological Science. 5 (2), 90-93 (1994).
- Norton, D., Stark, L. Scanpaths in eye movements during pattern perception. Science. 171 (3968), 308-311 (1971).
- Sirois, S., Jackson, I. R. Pupil dilation and object permanence in infants. Infancy. 17 (1), 61-78 (2012).
- Quinn, P. C., Uttley, L., Lee, K., Gibson, A., Smith, M., Slater, A. M., Pascalis, O. Infant preference for female faces occurs for same-but not other-race faces. Journal of Neuropsychology. 2 (1), 15-26 (2008).
- Rhodes, G., Geddes, K., Jeffery, L., Dziurawiec, S., Clark, A. Are average and symmetric faces attractive to infants? Discrimination and looking preferences. Perception. 31 (3), 315-321 (2002).
- Watanabe, K., Matsuda, T., Nishioka, T., Namatame, M. Eye gaze during observation of static faces in deaf people. PloS One. 6 (2), 16919 (2011).
