Summary
אנו מציגים פרוטוקול המשתמש במעקב עיניים כדי לנטר תנועות עיניים במהלך משימת השוואת מרווחים (תפיסת משך) בהתבסס על אירועים חזותיים. המטרה היא לספק מדריך ראשוני להפרדת תגובות אוקולומוטוריות למשימות תפיסת משך (השוואה או הבחנה של מרווחי זמן) מתגובות לגירוי עצמו.
Abstract
שיטות מעקב עיניים עשויות לאפשר ניטור מקוון של עיבוד קוגנטיבי במהלך משימות תפיסת משך חזותי, בהן המשתתפים מתבקשים להעריך, להבחין או להשוות מרווחי זמן המוגדרים על ידי אירועים חזותיים כמו מעגלים מהבהבים. עם זאת, ולמיטב ידיעתנו, הניסיונות לאמת אפשרות זו נותרו לא חד משמעיים עד כה, והתוצאות נותרו ממוקדות בהחלטות התנהגותיות לא מקוונות המתקבלות לאחר הופעת הגירוי. מאמר זה מציג פרוטוקול מעקב עיניים לחקר התהליכים הקוגנטיבים שקדמו לתגובות התנהגותיות במטלת השוואת מרווחים, שבה המשתתפים צפו בשני מרווחים רצופים והיו צריכים להחליט אם זה האיץ (מרווח ראשון ארוך יותר מהשני) או האט (מרווח שני ארוך יותר).
הדאגה העיקרית שלנו הייתה לנתק תגובות אוקולומוטוריות לגירוי החזותי עצמו ממתאמים של משך הזמן הקשורים לשיפוטים. כדי להשיג זאת, הגדרנו שלושה חלונות זמן רצופים בהתבסס על אירועים קריטיים: תחילת קו הבסיס, תחילת המרווח הראשון, תחילת המרווח השני וסוף הגירוי. לאחר מכן חילצנו מדדים אוקולומוטוריים מסורתיים עבור כל אחד מהם (מספר הקיבועים, גודל האישונים) והתמקדנו בשינויים הקשורים לחלון הזמן כדי להפריד את התגובות לגירוי החזותי מאלה הקשורות להשוואת מרווחים כשלעצמה. כפי שניתן לראות בתוצאות ההמחשה, נתוני מעקב עיניים הראו הבדלים משמעותיים שהיו עקביים עם התוצאות ההתנהגותיות, והעלו השערות לגבי המנגנונים שהופעלו. פרוטוקול זה הוא עוברי וידרוש שיפורים רבים, אך הוא מהווה צעד חשוב קדימה במצב האמנות הנוכחי.
Introduction
יכולות תפיסת זמן משכו תשומת לב מחקרית גוברת בשנים האחרונות, בין היתר בשל הצטברות ראיות לכך שאלו עשויות להיות קשורות לכישורי קריאה או למצבים פתולוגיים 1,2,3,4,5. תפיסת משך חזותי - היכולת להעריך, להבחין או להשוות מרווחי זמן המוגדרים על ידי אירועים חזותיים - היא תת-תחום אחד של עניין 6,7 שבו שיטות מעקב עיניים יכולות לתרום. עם זאת, התוצאות נשארות ממוקדות בהחלטות התנהגותיות לאחר גירוי כמו לחיצה על כפתור כדי לציין כמה זמן עבר (הערכה), אם מרווחי הזמן זהים או שונים (אפליה), או איזה מסדרה של מרווחי זמן הוא הארוך ביותר או הקצר ביותר. מספר מחקרים ניסו לקשר בין תוצאות התנהגותיות לבין נתוני מעקב עיניים 8,9, אך הם לא הצליחו למצוא מתאמים בין השניים, דבר המצביע על כך שאין קשר ישיר.
במאמר הנוכחי נציג פרוטוקול לרישום וניתוח תגובות אוקולומוטוריות במהלך הצגת גירויים במטלת תפיסת משך חזותי. באופן ספציפי, התיאור מתייחס למשימת השוואת מרווחים שבה המשתתפים ראו רצפים של שלושה אירועים שהגדירו שני מרווחי זמן והתבקשו לשפוט אם הם האיצו (מרווח ראשון ארוך משני) או האטו (ראשון קצר משני). מרווחי הזמן ששימשו במחקר נעו בין 133 ל-733 מילישניות, תוך שמירה על עקרונות מסגרת הדגימה הטמפורלית (TSF)10. TSF מציע כי הפעילות התנודתית של המוח, במיוחד בפסי תדרים כגון תנודות דלתא (1-4 הרץ), מסתנכרנת עם יחידות דיבור נכנסות כגון רצפים של מבטאי מתח. סנכרון זה משפר את קידוד הדיבור, משפר את הקשב ליחידות דיבור ומסייע לחלץ סדירויות רציפות שעשויות להיות רלוונטיות להבנת מצבים כמו דיסלקציה, המציגים תנודות לא טיפוסיות בתדר נמוך. מטרת המחקר שבו פיתחנו את השיטה המוצגת כאן הייתה לקבוע האם קשיים של דיסלקטים בתפיסת משך חזותי (השפעות קבוצתיות על מטלת השוואת המרווחים) משקפים בעיות בעיבוד האובייקט החזותי עצמו, כלומר ניגודי תנועה והארה11. אם זה היה המקרה, ציפינו שהחיסרון של דיסלקטים כלפי בקרות יהיה גדול יותר עבור גירויים עם תנועה וניגודים בהירים נמוכים (אינטראקציה בין סוג הקבוצה לסוג הגירוי).
התוצאה העיקרית של המחקר המקורי הונעה על ידי שיפוטים התנהגותיים לאחר גירוי. נתוני מעקב עיניים - גודל האישון ומספר הקיבעונות - שנרשמו במהלך הצגת הגירוי שימשו לחקר תהליכים שקדמו להחלטות ההתנהגותיות. אנו סבורים, עם זאת, כי ניתן להשתמש בפרוטוקול הנוכחי באופן עצמאי מאיסוף נתונים התנהגותיים, בתנאי שהיעדים נקבעים בהתאם. ייתכן שניתן יהיה גם להתאים אותו למשימות אפליה מרווחי זמן. השימוש בו במשימות הערכת זמן אינו כה מיידי, אך לא היינו פוסלים אפשרות זו. השתמשנו בגודל האישון מכיוון שהוא משקף עומס קוגניטיבי 12,13,14, בין מצבים אחרים, ולכן עשוי לספק מידע על כישורי המשתתפים (עומס גבוה יותר שמשמעותו פחות מיומנויות). לגבי מספר הקיבעונות, יותר קיבעונות עשויים לשקף מעורבות חזקה יותר של המשתתפים במשימה15,16. המחקר המקורי השתמש בחמישה סוגי גירויים. לשם הפשטה, השתמשנו רק בשניים בפרוטוקול הנוכחי (Ball vs. Flash, המייצג ניגודיות הקשורה לתנועה).
האתגר העיקרי שניסינו להתמודד איתו היה הפרדת התגובות לגירוי החזותי עצמו מאלה הקשורות להשוואת מרווחי זמן, שכן ידוע שתגובות אוקולומוטוריות משתנות בהתאם למאפיינים כגון ניגודי תנועה או הארה17. בהתבסס על ההנחה שהגירוי החזותי מעובד ברגע שהוא מופיע על המסך (מרווח ראשון), והשוואת מרווחים מתאפשרת רק ברגע שמתחיל מרווח הזמן השני, הגדרנו שלושה חלונות זמן: חלון קדם-גירוי, מרווח ראשון, מרווח שני (תגובה התנהגותית אינה כלולה). על ידי ניתוח שינויים מחלון הגירוי במהלך המרווח הראשון, נקבל מדדים של תגובות המשתתפים לגירוי עצמו. השוואת המרווח הראשון לשני תתחבר לחתימות אוקולומוטוריות אפשריות של השוואת מרווחים - המשימה התבקשה לבצע.
Protocol
52 משתתפים (25 שאובחנו עם דיסלקציה או סומנו כמקרים פוטנציאליים ו-27 קבוצת ביקורת) גויסו מהקהילה (באמצעות מדיה חברתית ואנשי קשר בדוא"ל נוחות) ומקורס אוניברסיטאי. לאחר הערכה נוירופסיכולוגית מאשרת וניתוח נתונים לאחר מכן (לפרטים נוספים, ראו Goswami10), שבעה משתתפים לא נכללו במחקר. הדרה זו כללה ארבעה אנשים עם דיסלקציה שלא עמדו בקריטריונים, שני משתתפים דיסלקטיים עם ערכים חריגים במשימת הניסוי הראשונית, ומשתתף ביקורת אחד שנתוני מעקב העיניים שלו הושפעו מרעש. המדגם הסופי כלל 45 משתתפים, 19 מבוגרים דיסלקטיים (גבר אחד) ו-26 קבוצת ביקורת (חמישה גברים). כל המשתתפים היו דוברי פורטוגזית כשפת אם, היו בעלי ראייה תקינה או מתוקנת לנורמלית, ואף אחד מהם לא אבחן בעיות שמיעה, נוירולוגיה או דיבור. הפרוטוקול המתואר כאן אושר על ידי ועדת האתיקה המקומית של הפקולטה לפסיכולוגיה ומדעי החינוך באוניברסיטת פורטו (מספר 2021/06-07b), וכל המשתתפים חתמו על הסכמה מדעת על פי הצהרת הלסינקי.
1. יצירת גירוי
- הגדר שמונה רצפים של שני מרווחי זמן (טבלה 1) כאשר הראשון קצר מהשני (רצף האטה); בחר מרווחי זמן התואמים לקצב המסגרות של תוכנת ההנפשה (כאן, 30 פריימים לשנייה, 33 אלפיות השנייה למסגרת) באמצעות טבלת המרות משך פריימים.
- עבור כל רצף האטה, צור אנלוגי האצה המתקבל על-ידי היפוך סדר המרווחים (טבלה 1).
- בגיליון אלקטרוני, המר את אורך מרווח הזמן למספר המסגרות על-ידי חלוקת מרווח היעד (ms) ב- 33 (לדוגמה, עבור רצף מרווחים של 300-433 אלפיות השנייה, ציין 9-13 מסגרות).
- הגדר מסגרות ראשיות לכל רצף: תחילת גירוי במסגרת 7 (לאחר שש מסגרות ריקות, המקבילות ל- 200 אלפיות השנייה), הסטת מרווח 1 במסגרת 6 + אורך מרווח 1 (6 + 9 בדוגמה הנתונה), זהה עבור היסט מרווח 2 (6 + 9 + 13). הגדר שתי מסגרות נוספות בסוף מרווח 2 כדי לסמן את סוף הגירוי (6+ 9 + 13 +2).
- צור רצפי פלאש כהנפשות.
- הפעל את תוכנת ההנפשה (לדוגמה, Adobe Animate) וצור קובץ חדש עם רקע שחור.
- במסגרת 7, צייר עיגול כחול במרכז המסך. ודא שמימדיו גורמים לו לתפוס סביב 2° של שדה הראייה עם מרחק המסך-עין המתוכנן (55 ס"מ כאן), כלומר קוטר הכדור הוא 1.92 ס"מ.
- העתק והדבק תמונה זו במסגרת הסמוכה הבאה (החל ממסגרת 7), כך שכל פלאש נמשך כ- 99 אלפיות השנייה.
- העתק והדבק רצף זה של שתי מסגרות בשתי המסגרות הראשיות האחרות (תחילת מרווחים 1 ו- 2).
- בנה את 15 הנפשות הנותרות על-ידי יצירת עותקים של הקובץ והעברת התחלות המרווח למסגרות המתאימות.
- צור רצפי כדורים מקפיצים כהנפשות.
- פתח קובץ בתוכנת ההנפשה עם אותם מפרטים (גודל, רקע) המשמשים באנימציות פלאש. פתח את הגיליון האלקטרוני עם מפרטי מסגרות מפתח, כך שמסגרות מפתח יתאימו כעת לכדורים מעוכים הפוגעים בקרקע.
- התחל עם שלוש מסגרות עם רקע שחור (99 אלפיות השנייה). במסגרתהרביעית , צייר כדור כחול במרכז העליון, שווה לזה המשמש להבזקים.
- צייר כדור מעוך (רוחב גדול מהגובה) בנקודת תחילת הגירוי, הנמשך שלוש מסגרות (תחילת מרווח 1). ודא שהכדור ממורכז אופקית ואנכית מתחת למרכז המסך.
- לחץ על הכפתור מאפיינים של האובייקט ולאחר מכן על מיקום וגודל כדי למקם את הכדור בגובה המעך שנבחר ולהגדיל את רוחב / להקטין גובה.
- צור שינוי מתמשך באמצעות פקודת ה- tween מהכדור בחלק העליון לכדור המעוך (ירידה אנכית).
- העתק את רצף שלוש המסגרות הכולל את הכדור המעוך לשתי מסגרות המפתח האחרות (תחילת מרווחים 1 ו- 2).
- בגיליון האלקטרוני, חלק את משך הזמן של כל מרווח ב- 2 כדי להגדיר את נקודות האמצע בין שתי סקווש עבור מרווחים 1 ו- 2, כאשר הכדור מגיע לגובה המרבי לאחר עלייה ולפני ירידה.
- צייר כדור לא מעוך במאונך מעל הנקודה הנמוכה ביותר של המסלול בנקודות האמצע שהוגדרו בשלב 1.6.6. צור את ההנפשה העולה בין תחילת המרווח (כאשר הכדור פוגע בקרקע) לבין הנקודה הגבוהה ביותר ובין הנקודה הגבוהה ביותר לדלעת הבאה (ירידה).
- התאם את הקובץ ל- 15 מבני הזמן האחרים.
- יצא את כל ההנפשות כ- .xvd. אם האפשרות אינה זמינה, יצא כ- .avi ולאחר מכן המר, כך שניתן יהיה להשתמש בה במערכת ה- eyelink.
2. הכנת הניסוי
- יצירת תיקיית הניסוי
- פתח את היישום Experiment Builder ובחר חדש מקובץ התפריט.
- שמור את הפרויקט על ידי לחיצה על קובץ | שמירה בשם. ציין את שם הפרוייקט ואת המיקום שבו יש לשמור אותו.
הערה: פעולה זו תיצור תיקיה שלמה עם תיקיות משנה עבור קבצי גירוי וחומרים אחרים. קובץ הניסוי יופיע בתיקייה עם הסיומת .ebd. - בתוך תיקיית הפרויקט, לחץ על ספריה ולאחר מכן בתיקיה בשם וידאו. העלה את קבצי גירוי הווידאו .xvid לתיקיה זו.
הערה: כל הגירויים המשמשים בניסוי חייבים להיות מאוחסנים בספרייה.
- יצירת המבנה הבסיסי לאינטראקציה בתוך המערכת ובאדם-מערכת
- גרור את חלונית ההפעלה ואת סמלי מסך התצוגה לחלון עורך הגרפים . צור קישור ביניהם על ידי לחיצה וגרירה של העכבר מהראשון לשני.
- במאפיינים של מסך התצוגה, לחץ על כפתור הוסף משאב טקסט מרובה שורות והקלד טקסט הוראה המסביר את הליך הכיול שיבוא אחריו.
- בחר שני גורמים מפעילים (ערוצי קלט כדי להתקדם בניסוי): מקלדת ולחצן el (תיבת כפתור). קשר את מסך התצוגה לשניהם.
הערה: טריגרים אלה מאפשרים למשתתף או לנסיין ללחוץ על כל כפתור כדי להמשיך. - בחר בסמל הגדרת המצלמה וקשר אליו את שני הגורמים המפעילים.
הערה: פעולה זו תאפשר יצירת תקשורת עם עוקב העיניים כך שניתן יהיה לנטר את עיני המשתתפים לצורך כוונון, כיול ואימות של המצלמה (ראה סעיף 4). - בחר את סמל קובץ התוצאות וגרור אותו בצד ימין של תרשים הזרימה.
הערה: פעולה זו מאפשרת לתעד את התגובות ההתנהגותיות של הניסוי.
- הגדרת מבנה הבלוקים
- בחר בסמל רצף וקשר אותו (ראה שלב 2.2.1) להגדרת המצלמה.
- במאפיינים, לחץ על ספירת איטרציה ובחר 2 עבור מספר בלוקים (הבזקים וכדורים).
- הערה: פעולה זו תפריד בין הצגת הבזקים לזו של כדורים.
- הזן את הרצף (הגדרת בלוק) וגרור סמל חלונית התחל, סמל תצוגה ואת el_button ההדק והמקלדת. קשר אותם בסדר זה.
- בסמל מסך התצוגה , לחץ על הלחצן הוסף משאב טקסט מרובה שורות והקלד טקסט הוראה המסביר את הניסוי.
- הגדרת מבנה המשפט
- בתוך רצף הבלוקים, גרור סמל רצף חדש לעורך כדי ליצור את רצף הניסיון.
הערה: קינון רצף הניסיון בתוך רצף הבלוקים מאפשר הפעלת גירסאות ניסיון מרובות בכל בלוק. - בתוך רצף הניסיון, גרור לוח התחלה וסמל הכן רצף וקשר את השני לראשון.
הערה: פעולה זו טוענת את הגירויים הניסיוניים שיוצגו למשתתף. - גרור את סמל תיקון הסחף לממשק וקשר אותו לסמל רצף ההכנה.
הערה: תיקון הסחיפה מציג יעד קיבוע יחיד על צג מחשב הגירוי ומאפשר להשוות את מיקום מבט הסמן למיקום הגירוי בפועל במחשב ההקלטה. בדיקת הסחף והתיקון המתאים יתחילו באופן אוטומטי לאחר כל ניסוי כדי להבטיח שאיכות הכיול הראשוני תימשך.
- בתוך רצף הבלוקים, גרור סמל רצף חדש לעורך כדי ליצור את רצף הניסיון.
- הגדרת מבנה ההקלטה
- בתוך רצף הניסיון, גרור סמל רצף חדש לעורך כדי ליצור את רצף ההקלטה.
הערה: רצף ההקלטה אחראי על איסוף נתוני העין, ושם מוצגים הגירויים החזותיים. - בחר באפשרות Record במאפיינים של רצף זה.
הערה: על-ידי ביצוע פעולה זו, מעקב העיניים מתחיל להקליט כאשר הגירוי מתחיל ומפסיק כאשר הגירוי מסתיים. - במאפיינים, לחץ על מקור נתונים ומלא בכל שורה את הטבלה (הקלד או בחר) בשם הקובץ המדויק של כל גירוי, סוג הניסוי-תרגול או הניסוי, כמה פעמים יוצג כל גירוי (1 כאן) וכפתור התגובה הצפוי.
הערה: שמות הקבצים חייבים להיות זהים לאלה שהועלו בספריה, סיומת הקובץ כלולה (לדוגמה, ball_sp_1.xvd). - בחלונית העליונה של הממשק, לחץ על הגדרות אקראיותs, וסמן את אפשר תיבות אקראיות ניסיון כדי להבטיח שהגירויים יהיו אקראיים בתוך כל בלוק. לחץ על בסדר כפתור כדי לחזור לממשק.
- ברצף ההקלטה, צור את לוח ההתחלה - חיבור מסך תצוגה. בתוך מסך התצוגה, בחר את הוסף משאב וידאו כפתור (סמל מצלמה) וגרור אותו לממשק.
- קשר את המקלדת ואת הטריגרים של לחצן el לסמל התצוגה (כמו בשלב 2.2.1) כדי לאפשר למשתתף להגיב.
- גרור את סמל בדוק דיוק וקשר אותו לגורמים המפעילים כמו בשלב 2.2.1.
הערה: פעולה זו מאפשרת לתוכנה לבדוק אם המקש שנלחץ תואם לערך של עמודת התגובה הנכונה של מקור הנתונים.
- בתוך רצף הניסיון, גרור סמל רצף חדש לעורך כדי ליצור את רצף ההקלטה.
- סיום הניסוי
- בחלק העליון של הלוח הראשי, לחץ על סמל חץ הפעלה כדי להפעיל בדיקה של הניסוי.
3. הגדרת המנגנון
- חבר את מחשב הגירוי לתיבת לחצנים בת 5 לחצנים ולמקלדת.
- חבר את מחשב הגירוי (באמצעות תוכנת המצגות הייעודית למערכת) למעקב העיניים (איור 1), הממוקם מתחת או לפני הצג.
- חבר את מעקב העיניים למחשב ההקלטה.
איור 1: מערך המעקב אחר העיניים. הסידור המרחבי של מערכת ההקלטה, מורכב ממחשב הגירוי, מחשב ההקלטה, עוקב העיניים, מכשיר התגובה (תיבת הכפתורים) והמקלדת. המשתתפים ישבו במרחק של 55 ס"מ ממסך הגירוי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
4. הכנת איסוף נתונים
- לקבל הסכמה מדעת מהמשתתפים ולתאר להם את פורמט הניסוי. מקם את המשתתף במרחק ממחשב הגירוי כך שמעגל הגירוי (פלאש או כדור) יתאים ל-2° של שדה הראייה ( מרחק אופייני ~ 60 ס"מ).
- בחר את תדר הדגימה (1,000 הרץ לרזולוציה גבוהה) ואת העיניים להקלטה (עין דומיננטית).
- בהדמיה המסופקת על ידי מחשב ההקלטה, ודא כי עוקב העיניים עוקב אחר המטרה (מקל הממוקם בין הגבות של המשתתף) ואת העין הדומיננטית באופן יציב. הזז את המצלמה למעלה או למטה במידת הצורך.
- פתח את הניסוי. הפעל את הליכי הכיול והאימות של 5 נקודות המסופקים על ידי המערכת ממחשב ההקלטה כדי לאפשר רישום מדויק ואמין של תנועות עיניים. הנחו את המשתתף להביט בנקודה שתופיע על המסך ב-(5) מקומות שונים (פעם אחת לצורך כיול, פעמיים לצורך אימות).
הערה: קבל שגיאות רק מתחת ל-0.5°.
5. הפעלת הניסוי
- הסבר את המשימה למשתתף.
- הציגו את מבחני התרגול והבהירו את ספקות המשתתפים.
- התחל את הניסוי על-ידי לחיצה על הפעל.
- עצרו את הניסוי בין התנאים והסבירו שהגירוי עכשיו הולך להיות שונה, אבל השאלה זהה.
6. יצירת חלונות זמן לניתוח
- בתוכנת Dataviewer18, עבור אל קובץ, לאחר מכן ייבוא נתונים, ולבסוף קבצי נתונים מרובים של EyeLink. בתיבת הדו-שיח, בחר את הקבצים של כל המשתתפים.
- בחר גירסת ניסיון אחת. בחר את סמל הריבוע כדי לצייר אזור עניין.
הערה: אזור תחומי העניין מגדיר הן אזור במסך והן חלון זמן בתוך גירסת הניסיון. כאן, תמיד נבחר את המסך המלא. - כדי ליצור TW ALL (איור 2), לחץ על סמל הציור ובחר את המסך המלא. בתיבת הדו-שיח הפתוחה, תייג את אזור תחומי העניין כ- TW_all והגדר מקטע זמן המתאים לגירסת הניסיון המלאה.
- לחץ על שמור את ערכת אזור העניין והחל תבנית זו על כל הניסויים באותו אורך (לדוגמה, מבני זמן 1 ו- 8 מטבלה 1, הן עבור כדורים והן עבור הבזקים, עבור כל המשתתפים).
- בחר אחד מ- 16 מבני הזמן מטבלה 1. הגדירו TW_0, TW_1 ו-TW_2 כמו בשלב 6.3, אך בהתאם למגבלות הזמן שסוכמו באיור 2 (גבולות חלון הזמן המתאימים למראה הבזק וסקווש כדורי). אורכו של TW0 ניתן להתאמה אישית.
- תייגו כל תחום עניין והחילו את התבנית על הניסויים בעלי אותו מבנה זמן (כדורים והבזקים, כל המשתתפים).
- חזור על התהליך עבור 15 מבני הזמן הנותרים.
איור 2: סוג גירוי. רצפים של כדורים מקפיצים (משמאל) והבזקים (מימין) ששימשו בניסוי. הקווים המקווקווים מציינים את חלונות הזמן המשמשים לניתוח: TW0 היא תקופת הגירוי המוקדם; TW1 הוא ההופעה הראשונה של הגירוי על המסך והוא מסמן את המרווח הראשון - כאשר למשתתף יש מידע על מאפייני הגירויים ואורך המרווח הראשון, ו- TW2 מסמן את המרווח השני - כאשר המשתתף יכול להשוות את המרווח הראשון לשני כדי לפרט החלטה (האטה או האצה). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
7. חילוץ אמצעים
- בשורת התפריטים, לחץ על ניתוח | דו"ח |דו"ח אזור עניין.
- בחר את האמצעים הבאים כדי לחלץ זמן שהייה, מספר קיבועים וגודל אישון ולאחר מכן לחץ על הבא.
הערה: הפלט צריך להכיל נתונים מ-16 ניסויי הבזק ו-16 מבחני כדור מקפץ לכל משתתף (32 ניסויים x n משתתפים), שצוינו עבור כל אחד מארבעת חלונות הזמן (TW0, TW1, TW2, TW כולם). - ייצא את המטריצה כקובץ .xlsx.
8. הסר ניסויים עם חפצים
- שקול מדדי זמן שהייה עבור TW all וסמן ניסויים עם יותר מ- 30% מאובדן האות (זמן שהייה < 70% מזמן הניסיון).
הערה: קח בחשבון שלכל אחד מ-32 הניסויים יש אורך שונה. - אל תכלול שבילים רועשים (מסומנים) מהמטריצה ושמור אותה.
9. ניתוח סטטיסטי
- בצע שני מדידות חוזרות ANOVA (TW x קבוצה x גירוי x) עבור כל מדידה, אחד עם TW 0 ו- 1, השני עם TW 1 ו- 2.
- מתאם בין שינויים הקשורים ל-TW לבין תוצאות התנהגותיות, אם הן זמינות.
Representative Results
כדי להבין טוב יותר שינויים הקשורים ל-TW, הניתוח שלנו התמקד באינטראקציה של חלונות זמן (TW0 לעומת TW1, TW1 לעומת TW1. TW2) עם סוג גירוי וקבוצה. כפי שמתואר באיור 3, שתי ההשוואות הקשורות ל-TW (TW01 ו-TW12) הראו רמות שונות של שינוי בהתאם לגירוי (TW x Stimulus interaction), כאשר כדורים עוררו יותר שינויים הקשורים ל-TW בתגובות אוקולומוטוריות מאשר הבזקים בשתי הקבוצות (ללא TW x גירוי x אינטראקציה קבוצתית). זה קרה הן עבור גודל האישון והן עבור מספר הקיבועים. לגבי השפעות קבוצתיות, מצאנו אינטראקציה קבוצתית של TW x על השינוי במספר הקיבעונות מ-TW0 ל-TW1 (תגובה להופעת גירוי): דיסלקטים הראו ירידה בשינוי, בעיקר בגלל ערכי גירוי נמוכים יותר. אינטראקציות בין TW, גירוי וקבוצה נעדרו. זה מראה שההשפעות הקבוצתיות היו דומות גם לכדורים וגם להבזקים.
איור 3: תוצאות. שינויים הקשורים לחלון הזמן בגודל האישון ובמספר הקיבעונות כפונקציה של קבוצה (בקרה לעומת דיסלקטית, TW x קבוצה) וסוג הגירוי (כדורים, B, לעומת הבזקים, F, TW x גירוי). TW 0-1 מתייחס לניגוד בין היעדר גירוי לבין נראות הגירוי; TW 1-2 משווה את המרווח הראשון והשני כדי להתייחס להשוואת מרווחי זמן. רווחי סמך של 95% מיוצגים על ידי פסים אנכיים. כדורים עוררו יותר שינויים מאשר הבזקים מ-TW0 על TW1 (ירידה רבה יותר) ומ-TW1 על TW2 (עלייה רבה יותר) הן במדדי מעקב העיניים והן בשתי הקבוצות (TW x גירוי, ללא TW x גירוי x קבוצה). שינויים במספר הקיבעונות על פני TW 0-1 היו קטנים יותר אצל דיסלקטים מאשר קבוצת ביקורת ללא קשר לסוג הגירוי (קבוצת TW x, ללא קבוצת TW x גירוי). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: תוצאות התנהגותיות. (A) הבחנה בין רצפי האצה והאטה (d-prime) לכל קבוצה וסוג גירוי. (B) מתאמים מובהקים בין ביצועים התנהגותיים (d-prime) לבין שינויים הקשורים בחלון הזמן בתנועות עיניים, שניהם בממוצע גירויים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
באופן קריטי, ערכים אלה מקבילים לממצאים התנהגותיים (איור 4A), בהתאם למחקר העיקרי: ממצאים התנהגותיים הצביעו על השפעות גירוי (פחות דיוק עבור כדורים מאשר עבור פלאשים) והשפעות קבוצתיות (ביצועים גרועים יותר אצל דיסלקטים), ללא אינטראקציות גירוי קבוצתיות x. יתר על כן, במחקר המקורי עם חמישה גירויים שונים, מצאנו מתאם התנהגותי עם נתוני מעקב עיניים (מספר הקיבעונות) בממוצע עבור כל סוגי הגירויים ומצאנו מתאם בקבוצה הדיסלקטית: שינויים קטנים יותר מ-TW0 לעומת TW1 התקיימו יחד עם ביצועים משופרים. בסך הכל, התוצאות נראו עקביות עם ההשערה כי דיסלקטים (מבוגרים) אלה עשויים לנקוט אסטרטגיות פיצוי עבור שליטה מכוונת של תשומת הלב לגירוי עצמו בתקופה שלפני הגירוי (פחות קיבעונות על המסך הריק יעדיפו להתמקד בגירוי עד שהוא הופיע). לא מצאנו מתאם כזה בבקרות, מה שמרמז על כך שאולי הם לא צריכים לנקוט אסטרטגיות כדי לשמור על מיקוד. מערך הנתונים המוגבל המשמש כאן להמחשה (שני גירויים בלבד, כדורים והבזקים) הראה דפוס זהה (איור 4B): דיסלקטים, אך לא קבוצת ביקורת, הראו מתאם מובהק בין d-prime (מדד אפליה התנהגותית) לבין שינויים הקשורים ל-TW01.
לסיכום, תוצאות מעקב העיניים שהתייחסו לתגובות המשתתפים הן להופעת הגירוי (TW 0-1) והן להשוואת המרווחים (TW 1-2) שיחזרו את הראיות ההתנהגותיות לכך שכדורים לעומת הבזקים מעוררים תגובות שונות אצל אנשים עם וללא דיסלקציה (TW x גירוי במדדי מעקב עיניים, השפעות גירוי על d-prime). חלק אחד של תוצאות מעקב העיניים גם מקביל להשפעות הקבוצתיות על d-prime, בכך ששינויים במספר הקיבעונות בתחילת הגירוי (TW 0-1) היו קטנים יותר אצל דיסלקטים. יתר על כן, אינטראקציות בין גירוי לקבוצה (רמות שונות של סטייה אצל דיסלקטים עבור כדורים לעומת הבזקים) היו בטלות עבור נתונים התנהגותיים ומעקב עיניים. לבסוף, המתאם בין ביצועים התנהגותיים לבין התגובה האוקולומוטורית היה מובהק בקבוצה הדיסלקטית.
| רצף | סוג | מרווח 1 | מרווח 2 | הבדל |
| 1 | האצת המהירות | 433 | 300 | 133 |
| 2 | האצת המהירות | 300 | 167 | 133 |
| 3 | האצת המהירות | 467 | 433 | 34 |
| 4 | האצת המהירות | 733 | 167 | 566 |
| 5 | האצת המהירות | 467 | 300 | 167 |
| 6 | האצת המהירות | 433 | 134 | 299 |
| 7 | האצת המהירות | 534 | 233 | 301 |
| 8 | האצת המהירות | 500 | 433 | 67 |
| 9 | לאט | 300 | 433 | -133 |
| 10 | לאט | 167 | 300 | -133 |
| 11 | לאט | 433 | 467 | -34 |
| 12 | לאט | 167 | 733 | -566 |
| 13 | לאט | 300 | 467 | -167 |
| 14 | לאט | 133 | 434 | -301 |
| 15 | לאט | 233 | 534 | -301 |
| 16 | לאט | 433 | 500 | -67 |
| מרווח זמן ממוצע | 377.1 | |||
| הבדל ממוצע | 212.6 | |||
| הפרש/מרווח ממוצע | 294.8 | |||
טבלה 1: משך מרווח. רצפי גירוי לרצפי האצה והאטה באלפיות השנייה.
Discussion
הפרוטוקול הנוכחי מכיל מרכיב חדשני שעשוי להיות קריטי להתמודדות עם מכשולים נוכחיים לשילוב מעקב עיניים במשימות תפיסת משך חזותי. השלב הקריטי כאן הוא הגדרת חלונות הזמן המבוססים על תהליכים קוגניטיביים המתרחשים לכאורה בכל אחד מחלונות הזמן הללו. במערכת שבה השתמשנו ניתן להגדיר חלונות זמן רק כתחומי עניין (מושג הקשור למרחב המשולב עם הזמן במערכות אלה), אך במערכות אחרות ניתן לעשות זאת על ידי ייצוא מקטעים שונים של הניסוי. בנוסף לפילוח זמני זה של הניסוי, חשוב להתמקד בניתוח שינויים על פני חלונות זמן ולא בפרמטרים פר חלון זמן.
לגבי השינויים בפרוטוקול שהיה צריך לעשות, הם היו קשורים בעיקר לממדים של תחום העניין. עשינו ניסיון ראשון באמצעות AOIs דינמיים - הגדרת בחירה מרחבית סביב הגירוי שבא אחריו, ולא סביב המסך כולו. עם זאת, מהר מאוד הבנו שאנחנו עלולים לפספס אירועים רלוונטיים מחוץ לאזור הזה. בהתחשב בכך שהמדדים שלנו לא היו קשורים להתמקדות בגירוי (גודל האישון היה צפוי להשתנות בהתאם לעומס הקוגניטיבי ולא בהתאם לתשומת הלב להבזק או לכדור; מספר הקיבעונות היה צפוי לשקף חיפוש מרחבי), בחרנו להשתמש במסך המלא כאזור העניין.
הפרוטוקול הנוכחי הוא הצעה עוברית שעדיין נתונה לחידודים רבים. נדגיש רק שניים מהם, למרות שיש עוד הרבה מקום לשיפור. הראשון נוגע להבדלים באורכם של שלושת חלונות הזמן, המונעים מאיתנו לפרש את השפעות חלון הזמן על מספר הקיבעונות (למשל, חלון זמן ארוך יותר כרוך בקיבעונות רבים יותר, ומכאן הירידה מ-TW0 ל-TW1, ראו איור 3). דרך אחת להתמודד עם בעיה זו תהיה לשקול את מספר הקיבעונות ליחידת זמן.
השני מתייחס להתאמה בין חלונות הזמן לבין תהליכים מתמשכים לכאורה, הכוללת סוגיות שונות. האחת היא ש-TW1 אינו מייצג רק הופעת גירוי, אלא כנראה גם צורה מפורשת של הערכת מרווחים (מרווח ראשון) להשוואת מרווחים וככל הנראה נעדר ב-TW0. באופן דומה, שינויים על פני חלונות זמן עשויים גם לשקף שינויים בתהליכים כלליים כגון תשומת לב מתמשכת וזיכרון עבודה18, למרות שחלק מהשינויים הללו צפויים במשימת השוואת מרווחים (עומס זיכרון העבודה צפוי לעלות מ- TW1 על TW2). דרך אחת להחליש את הבלבולים הפוטנציאליים האלה תהיה להציג משימות בקרה הקשורות להערכת משך זמן טהור, תשומת לב מתמשכת וזיכרון עבודה, ולאחר מכן לבסס את ניתוח נתוני מעקב העיניים על ההשוואה בין משימות ניסוי (השוואת מרווחים) ומשימות בקרה. בעיה נוספת היא שמשך הזמן של TW0 לא היה רלוונטי למשימה, וידוע כי משכי זמן לא רלוונטיים למשימה עלולים להזיק לביצוע19. עבודה עתידית יכולה להתמקד בשיפור זה, כלומר על ידי יצירת הבדל של 300 מילישניות בין TW0 (מרווח לא רלוונטי) ו- TW1 כדי לתחום טוב יותר את תגובות העיבוד החזותי, שכן אירוע קצר יכול להיות מוטה כדי להיתפס מוקדם או מאוחר יותר מאשר הצגתו פשוט על ידי הוספת אירוע נוסף בסמיכות זמן קרוב20,21.
לבסוף, מצמוצי עיניים ספונטניים יכולים להשפיע על תפיסת הזמן על ידי עיוותו (הרחבת הזמן אם מצמוץ עין מקדים את המרווח, התכווצות אם הוא מתרחש בו זמנית), מה שעשוי להציג שונות בביצועי תזמון תוך אינדיבידואליים22. דרך אחת למזער בעיה זו תהיה ליישם גורם תיקון מבוסס מצמוץ עיניים בשיפוטים ההתנהגותיים של המשתתפים (למשל, להקצות שיעור אמינות לכל שיפוט בהתאם לנוכחות מצמוצים לפני או במהלך הגירויים. בנוסף, שילוב הגישה הסטטיסטית של התייחסות לניסויים כמשתנים אקראיים עשוי לסייע גם בטיפול בבעיה זו.
לגבי מחקר עתידי, נושא חשוב שיש להתייחס אליו יהיה הקשר בין קצב מצמוץ עיניים ספונטני (EBR) לבין תפיסת זמן. EBR ידוע כסמן עקיף לא פולשני של תפקוד דופמין מרכזי (DA)23, ולאחרונה, ERB גבוה היה קשור לתפיסה טמפורלית ירודה יותר. המחקר מציע השלכה של דופמין בתזמון המרווחים ומצביע על השימוש ב-ERB כפרוקסי של מדדדופמין 24. נושא חשוב נוסף הוא המשמעות הפונקציונלית של המדדים (הקשורים לשינוי) שניתחנו, שעדיין לא נקבעה בהקשר של הפרדיגמה שלנו. במחקר המקורי, כמו גם במערך הנתונים הפשוט הנוכחי, עליות בגודל האישונים מ-TW0 ל-TW1 עלו בקנה אחד עם הרעיון של עומס קוגניטיבי מוגבר, אך היעדר השפעות קבוצתיות על מדד זה מונע שיקולים נוספים. דפוס אחד שנראה כי הוא ששינויים קטנים יותר על פני חלונות זמן היו בקורלציה עם ביצועים התנהגותיים טובים יותר (הבזקים טובים יותר מאשר כדורים, ו-d-prime בדיסלקטים הקשורים לשינויים קטנים יותר), אך יש צורך במחקר נוסף.
למרות מגבלותיו, הפרוטוקול הנוכחי הוא, למיטב ידיעתנו, הראשון שמראה תוצאות מקבילות במעקב עיניים ובנתונים התנהגותיים (אותו פרופיל של אפקטים), כמו גם כמה ראיות למתאם בין השניים.
Disclosures
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הפורטוגזית למדע וטכנולוגיה תחת מענקים UIDB/00050/2020; ו-PTDC/PSI-GER/5845/2020. APC מומן במלואו על ידי הקרן הפורטוגזית למדע וטכנולוגיה תחת מענק PTDC/PSI-GER/5845/2020 (http://doi.org/10.54499/PTDC/PSI-GER/5845/2020).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Adobe Animate | Adobe | It is a tool for designing flash animation films, GIFs, and cartoons. | |
| EyeLink Data Viewer | It is robust software that provides a comprehensive solution for visualizing and analyzing gaze data captured by EyeLink eye trackers. It is accessible on Windows, macOS, and Linux platforms. Equipped with advanced capabilities, Data Viewer enables effortless visualization, grouping, processing, and reporting of EyeLink gaze data. | ||
| Eye-tracking system | SR Research | EyeLink 1000 Portable Duo | It has a portable duo camera, a Laptop PC Host, and a response device. The EyeLink integrates with SR Research Experiment Builder, Data Viewer, and WebLink as well as many third-party stimulus presentation software and tools. |
| Monitor | Samsung Syncmaster | 957DF | It is a 19" flat monitor |
| SR Research Experiment Builder | SR Research | It is an advanced and user-friendly drag-and-drop graphical programming platform designed for developing computer-based experiments in psychology and neuroscience. Utilizing Python as its foundation, this platform is compatible with both Windows and macOS, facilitating the creation of experiments that involve both EyeLink eye-tracking and non-eye-tracking functionalities. |
References
- Bellinger, D., Altenmüller, E., Volkmann, J. Perception of time in music in patients with parkinson's disease - The processing of musical syntax compensates for rhythmic deficits. Frontiers in Neuroscience. 11, 68 (2017).
- Plourde, M., Gamache, P. L., Laflamme, V., Grondin, S. Using time-processing skills to predict reading abilities in elementary school children. Timing & Time Perception. 5 (1), 35-60 (2017).
- Saloranta, A., Alku, P., Peltola, M. S. Listen-and-repeat training improves perception of second language vowel duration: evidence from mismatch negativity (MMN) and N1 responses and behavioral discrimination. International Journal of Psychophysiology. 147, 72-82 (2020).
- Soares, A. J. C., Sassi, F. C., Fortunato-Tavares, T., Andrade, C. R. F., Befi-Lopes, D. M. How word/non-word length influence reading acquisition in a transparent language: Implications for children's literacy and development. Children (Basel). 10 (1), 49 (2022).
- Sousa, J., Martins, M., Torres, N., Castro, S. L., Silva, S. Rhythm but not melody processing helps reading via phonological awareness and phonological memory. Scientific Reports. 12 (1), 13224 (2022).
- Torres, N. L., Luiz, C., Castro, S. L., Silva, S. The effects of visual movement on beat-based vs. duration-based temporal perception. Timing & Time Perception. 7 (2), 168-187 (2019).
- Torres, N. L., Castro, S. L., Silva, S. Visual movement impairs duration discrimination at short intervals. Quarterly Journal of Experimental Psychology. 77 (1), 57-69 (2024).
- Attard, J., Bindemann, M. Establishing the duration of crimes: an individual differences and eye-tracking investigation into time estimation. Applied Cognitive Psychology. 28 (2), 215-225 (2014).
- Warda, S., Simola, J., Terhune, D. B. Pupillometry tracks errors in interval timing. Behavioral Neuroscience. 136 (5), 495-502 (2022).
- Goswami, U. A neural basis for phonological awareness? An oscillatory temporal-sampling perspective. Current Directions in Psychological Science. 27 (1), 56-63 (2018).
- Catronas, D., et al. Time perception for visual stimuli is impaired in dyslexia but deficits in visual processing may not be the culprits. Scientific Reports. 13, 12873 (2023).
- Zagermann, J., Pfeil, U., Reiterer, H. Studying eye movements as a basis for measuring cognitive load. Extended Abstracts of the 2018 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , ACM Press. New York. 1-6 (2018).
- Rafiqi, S., et al. PupilWare: Towards pervasive cognitive load measurement using commodity devices. Proceedings of the 8th ACM International Conference on PETRA. , 1-8 (2015).
- Klingner, J., Kumar, R., Hanrahan, P. Measuring the task-evoked pupillary response with a remote eye tracker. Proceedings of the 2008 Symposium on ETRA. , 69-72 (2008).
- Mahanama, B., et al. Eye movement and pupil measures: a review. Frontiers in Computer Science. 3, 733531 (2022).
- Pfleging, B., Fekety, D. K., Schmidt, A., Kun, A. L. A model relating pupil diameter to mental workload and lighting conditions. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 5776-5788 (2016).
- Cicchini, G. M.
- EyeLink Data Viewer 3.2.1. SR Research Ltd. , Available from: https://www.sr-research.com/data-viewer/ (2018).
- Spencer, R., Karmarkar, U., Ivry, R. Evaluating dedicated and intrinsic models of temporal encoding by varying contex. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 364 (1525), 1853-1863 (2009).
- Coull, J. T. Getting the timing right: experimental protocols for investigating time with functional neuroimaging and psychopharmacology. Advances in Experimental Medicine and Biology. 829, 237-264 (2014).
- Burr, D., Rocca, E. D., Morrone, M. C. Contextual effects in interval-duration judgements in vision, audition and touch. Experimental Brain Research. 230 (1), 87-98 (2013).
- Grossman, S., Gueta, C., Pesin, S., Malach, R., Landau, A. N. Where does time go when you blink. Psychological Science. 30 (6), 907-916 (2019).
- Jongkees, B. J., Colzato, L. S. Spontaneous eye blink rate as predictor of dopamine-related cognitive function-a review. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 71, 58-82 (2016).
- Sadibolova, R., Monaldi, L., Terhune, D. B. A proxy measure of striatal dopamine predicts individual differences in temporal precision. Psychonomic Bulletin & Review. 29 (4), 1307-1316 (2022).
