Explorer la sensibilité des nourrissons au langage visuel à l'aide du suivi des yeux et du paradigme de la recherche préférentielle

Summary

Les études de suivi des yeux utilisant un paradigme de regard préférentiel peuvent être employées pour étudier la compréhension et l’attention naissantes des enfants en bas âge de leur monde visuel externe.

Abstract

Nous discutons de l’utilisation du paradigme de regard préférentiel dans les études de suivi d’oeil afin d’étudier comment les enfants en bas âge développent, comprennent, et s’occupent du monde autour d’eux. Le suivi des yeux est un moyen sûr et non invasif de recueillir des données sur le regard des nourrissons, et le paradigme de la recherche préférentielle est simple à concevoir et exige seulement que le nourrisson s’occupe de l’écran. En montrant simultanément deux stimuli visuels qui diffèrent dans une dimension, nous pouvons évaluer si les nourrissons montrent un comportement différent à la recherche de l’un ou l’autre stimulus, démontrant ainsi une sensibilité à cette différence. Les défis de ces approches expérimentales sont que les expériences doivent être brèves (pas plus de 10 minutes) et être soigneusement contrôlées de telle sorte que les deux stimuli diffèrent d’une seule manière. L’interprétation des résultats nuls doit également être soigneusement examinée. Dans cet article, nous illustrons un exemple réussi d’une étude de suivi oculaire infantile avec un paradigme de recherche préférentiel pour découvrir que les enfants de 6 mois sont sensibles aux indices linguistiques dans une langue signée en dépit de n’avoir aucune exposition préalable à la langue signée, suggérant que les enfants en bas âge possèdent des sensibilités intrinsèques ou innées à ces indices.

Introduction

L’objectif primordial de la science du développement est d’étudier l’émergence des fonctions cognitives, du langage et de la cognition sociale chez les nourrissons et les enfants. Les mouvements oculaires sont modulés par les intentions, la compréhension, la connaissance, l’intérêt et l’attention des participants au monde extérieur. La collecte de réponses oculomotrices chez les nourrissons pendant qu’ils s’orientent vers des images visuelles statiques ou dynamiques et scannent peut fournir des informations sur la compréhension et l’attention émergentes des nourrissons de leurs mondes visuels externes et de l’apport linguistique qu’ils reçoivent.

Alors que la technologie de suivi oculaire existe depuis plus de cent ans, elle n’a que récemment progressé en efficacité et en convivialité, ce qui lui a permis d’être utilisée pour étudier les nourrissons. Au cours de la dernière décennie, le suivi des yeux a révélé beaucoup sur le monde mental des nourrissons. Par exemple, nous savons maintenant beaucoup sur la mémoire à court terme, l’occlusion d’objet, et l’anticipation des événements à venir dans les 6 mois-vieux du comportement de regard^1,2,3. Le suivi des yeux peut également être utilisé pour étudier l’apprentissage du langage du nourrisson⁴. En général, l’apprentissage du langage du nourrisson dépend de la capacité de distinguer les indices sensoriels présents dans l’environnement et d’identifier les indices les plus marquants de la transmission de la langue^5,6. Les scientifiques du développement cherchent à mieux comprendre quels sont ces indices sensoriels, pourquoi ils attirent l’attention des nourrissons et comment l’attention portée à ces indices échafaudait l’apprentissage du langage chez les nourrissons. Le présent article présente un protocole de suivi des yeux et un paradigme de recherche préférentiel qui peut être utilisé ensemble pour étudier les sensibilités des nourrissons à de tels indices dans les langues parlées ou signées.

Dans Stone, et coll.⁷, le suivi des yeux a été utilisé avec un paradigme de recherche préférentiel pour vérifier si les nourrissons naïfs possédaient une sensibilité à un ensemble de contrastes phonologiques dans un langage signé. Ces contrastes différaient selon la sonorité (c.-à-d. la salience perceptuelle), une propriété linguistique structurelle présente dans les langues parlées et signées^{7,8,9,10,11, 12,13}. La sonorité est considérée comme importante pour les restrictions phonologiques dans la formation de syllabes dans les langues parlées et signées de telle sorte que les syllabes qui obéissent aux restrictions fondées sur la sonorité sont considérées comme plus « bien formées ». Les nourrissons, en écoutant la parole, ont été observés pour montrer des préférences comportementales pour les syllabes bien formées sur les syllabes mal formées à travers plusieurs langues, et même dans les langues qu’ils n’avaient jamais entendu avant^14,15. Nous avons émis l’hypothèse que les nourrissons montreraient également des préférences similaires pour les syllabes bien formées dans la langue signée, même s’ils n’avaient aucune expérience préalable avec la langue signée.

Nous avons en outre émis l’hypothèse que cette préférence – ou sensibilité – serait sujette à un rétrécissement perceptuel. C’est le phénomène d’acquisition de langage où, à l’approche de son premier anniversaire, la sensibilité précoce et universelle du nourrisson à de nombreuses caractéristiques linguistiques atténue seulement les caractéristiques de la langue, le nourrisson a été exposé à^{16 ,17}. Nous avons recruté des enfants en bas âge plus jeunes (six mois) et plus âgés (douze mois), sélectionnant ces âges parce qu’ils sont aux extrémités opposées de la fonction perceptuelle de rétrécissement pour la sensibilité aux contrastes phonétiques nouveaux^{17,18, 19}. Nous avons prédit que les nourrissons plus jeunes démontreraient une préférence pour les syllabes bien formées dans le langage signé, mais que les nourrissons plus âgés ne le feraient pas. Les nourrissons ont regardé des vidéos composées de fingerspelling bien formés et mal formés, sélectionnés pour deux raisons.  Tout d’abord, les syllabes dans l’orthographe des doigts couramment sont théorisées pour obéir aux restrictions phonologiques basées sur la sonorité⁸, offrant la possibilité de produire des contrastes expérimentaux qui testent directement si les nourrissons sont sensibles aux indices basés sur la sonorité au début l’apprentissage d’une langue. Deuxièmement, nous avons choisi fingerspelling au lieu de signes complets sur le corps et le visage parce que fingerspelling nous a permis de contrôler plus rigoureusement les confondes perceptuelles possibles, y compris la vitesse et la taille des mouvements des mains, par rapport aux signes complets qui varient considérablement dans la signature l’espace et la vitesse de déplacement. Notre étude a utilisé des vidéos montrant uniquement les mains, mais ce paradigme est généralisable aux vidéos montrant des signataires et des têtes de haut-parleurs ou des corps entiers, ou montrant même des animaux ou des objets inanimés, selon la question scientifique et les contrastes étudiés.

La valeur utilisant un paradigme préférentiel de préférence pour mesurer la sensibilité au langage ou aux contrastes sensoriels est dans sa simplicité relative et sa facilité de contrôle. Dans de tels paradigmes, les nourrissons sont présentés avec deux stimuli côte à côte qui diffèrent par une seule dimension ou une caractéristique pertinente à la question de recherche. Les nourrissons ont la possibilité de foveate sur l’un ou l’autre stimulus. Les temps d’attente totaux vers chaque stimulus sont enregistrés et analysés. Une différence significative dans le comportement de recherche pour les deux stimuli indique que le nourrisson peut être capable de percevoir la dimension avec laquelle les deux stimuli diffèrent. Parce que les deux stimuli sont montrés en même temps et à durées égales, l’expérience globale est bien contrôlée pour les particularités du comportement du nourrisson (inattention, regarder ailleurs, agitation, pleurer). C’est en comparaison d’autres paradigmes où les stimuli sont montrés séquentiellement, auquel cas, les nourrissons peuvent spontanément montrer des quantités différentes d’attention vers différents stimuli pour des raisons non liées aux stimuli (par exemple, plus difficile au cours d’une période où il ont été plus d’essais de Stimuli A que de Stimuli B). En outre, les instructions et la compréhension des stimuli ne sont pas nécessaires; les nourrissons ont simplement besoin de le regarder. Enfin, ce paradigme ne nécessite pas de surveillance active du comportement du nourrisson pour le critère afin de changer la présentation des stimuli, comme c’est souvent le cas dans les paradigmes d’accouturation contrôlés par le nourrisson^16,20. Le paradigme de préférence de recherche est également approprié pour tester des hypothèses au sujet des préférences de regard plutôt que des différences. En d’autres termes, en plus de la capacité des nourrissons à faire la distinction entre les stimuli A et les stimuli B, les chercheurs peuvent également tester pour lesquels les stimuli ont suscité une augmentation ou une diminution du comportement à la recherche, ce qui peut être instructif sur les biais naissants des nourrissons. et la cognition émergente.

Plus généralement, les avantages de la technologie moderne et non invasive de suivi oculaire sont nombreux. Le suivi des yeux repose sur la mesure de la lumière infrarouge proche qui est émise par l’appareil et réfléchie par les yeux du participant^1,21. Cette lumière infrarouge est invisible, imperceptible et totalement sûre. Les expériences de suivi oculaire ne nécessitent aucune instruction et ne dépendent que de la visualisation passive. Les modèles actuels génèrent une quantité abondante de données de regard dans un court laps de temps avec une configuration simple. Les nourrissons peuvent s’asseoir sur les genoux de leurs parents et, d’après notre expérience, ils aiment souvent l’expérience. La plupart des traqueurs oculaires à distance modernes n’ont pas besoin de dispositifs de retenue ou d’articles sur le nourrisson, et sont robustes pour les mouvements de la tête, se rétablissant rapidement après avoir cligné des yeux, pleuré, déplacé hors de portée, ou regardant loin. Si désiré, les modèles de saccade, les données de position de tête, et la pupillométrie peuvent être enregistrés en plus des données de position d’oeil.

Les défis que pose la recherche sur le suivi oculaire des nourrissons sont réels, mais pas insurmontables. Les données de suivi des yeux peuvent être bruyantes en raison du mouvement des nourrissons, de l’inattention, de l’agitation et de la somnolence. Les expériences doivent être conçues de manière à ce qu’elles puissent être réalisées en environ 10 min ou moins – ce qui peut être un avantage dans le fait que les visites en laboratoire sont rapides, mais aussi un inconvénient si vous avez besoin d’obtenir plus de données ou d’avoir plusieurs conditions expérimentales. Une autre mise en garde importante est qu’une conclusion nulle ne signifie pas que les nourrissons ne sont pas sensibles à la manipulation expérimentale. Si les nourrissons ne montrent aucune différence significative entre les stimuli A et les stimuli B, cette constatation pourrait signifier soit (1) une insensibilité à la différence entre A et B, soit (2) un échec à susciter des préférences comportementales. Par exemple, peut-être le nourrisson était-il tout aussi fasciné par A et B, même si le nourrisson était sensible à la différence entre eux. Cette question peut être abordée par l’ajout d’une deuxième condition, idéalement en utilisant les mêmes (ou très similaires) stimuli, mais l’essai le long d’une dimension différente pour laquelle il est connu que les nourrissons ne présentent des préférences comportementales. Si les nourrissons ne démontrent pas une préférence dans la première condition, mais le font dans la seconde, alors il peut être interprété que les nourrissons sont capables de démontrer des préférences à la recherche pour les stimuli, ce qui peut aider à clarifier l’interprétation de tout résultat nul. Enfin, il est essentiel de calibrer avec précision le traqueur oculaire. L’étalonnage doit être précis, avec une faible erreur spatiale et temporelle, de sorte que les données du regard peuvent être cartographiées avec précision sur les stimuli expérimentaux. En d’autres termes, « votre étude est seulement aussi bonne que votre étalonnage. » Les contrôles de calibration avant et après la présentation des stimuli peuvent fournir une mesure supplémentaire de confiance. Des critiques détaillées et excellentes sur le suivi des yeux étalonnant avec les nourrissons ont été publiés ailleurs^{1,21,22,23,24,25, 26,27}.

Protocol

La procédure suivante, qui implique des participants humains, a été approuvée par le Human Research Protections Program de l’Université de Californie à San Diego. 1. Dépistage et préparation des participants Recruter des nourrissons dans la tranche d’âge définie d’intérêt (p. ex., 5 à 14 mois). Utilisez plusieurs méthodes, y compris les médias sociaux, les dépliants, le courrier postal. Envisagez de conclure des ententes avec des hôpitaux locaux ou des bureaux gouver…

Representative Results

L’échantillon de Stone et7 était composé de 16 nourrissons plus jeunes (âge moyen de 5,6 à 0,6 mois; plage de 4,4 à 6,7 mois; 8 femmes) et de 13 nourrissons plus âgés (âge moyen de 11,8 à 0,9 mois; fourchette de 10,6 à 12,8 mois; 7 femmes). Aucun de ces nourrissons n’avait déjà vu la langue des signes. Tout d’abord, nous avons évalué les différences dans le temps total de recherche entre les groupes d’âge, et n’avons trouvé aucune différence significative (Moyens : 48,8…

Discussion

Nous avons utilisé le paradigme de recherche préférentiel pour découvrir des preuves que les nourrissons peuvent être sensibles à un repère visuel particulier dans le signal de langage, en dépit de n’avoir aucune expérience préalable avec la langue signée. En outre, cette sensibilité a été observée seulement dans les enfants plus jeunes, et non les enfants plus âgés, une manifestation de la fonction perceptuelle classique de rétrécissement. La preuve d’une préférence fondée sur l’âge pour les sylla…

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)