חקירת רגישות לתינוקות לשפה חזותית באמצעות מעקב עיניים והפרדיגמה הנראית מועדף
Summary
מחקרים מעקב אחר העין באמצעות פרדיגמה מראה מועדף יכולים לשמש כדי ללמוד הבנה מתעוררים של תינוקות, ותשומת לב, העולם החזותי החיצוני שלהם.
Abstract
אנו דנים בשימוש בפרדיגמה מראה מועדף במחקרי מעקב אחר העין על מנת ללמוד כיצד תינוקות מתפתחים, מבינים ומשתתפים בעולם שסביבם. מעקב עין היא דרך בטוחה ולא פולשנית כדי לאסוף נתוני התבוננות מתינוקות, ואת הפרדיגמה מחפש מועדף הוא פשוט לעצב ורק דורש את התינוק להיות השתתפות במסך. במקביל להראות שני גירויים חזותיים שונים בממד אחד, אנחנו יכולים להעריך אם התינוקות מראים התנהגות מראה שונה עבור גירוי, ובכך להפגין רגישות להבדל זה. האתגרים בגישות הנסיוניות הללו הינם כי יש לשמור על ניסויים קצרים (לא יותר מ -10 דקות) ולהיות נשלטים בקפידה כך ששני הגירויים שונים בדרך אחת בלבד. יש לשקול בזהירות גם את הפרשנות של תוצאות null. במאמר זה, אנו ממחישים דוגמה מוצלחת למחקר מעקב של התינוק עם הפרדיגמה מראה מועדף לגלות כי בני 6 חודשים רגישים לסימנים לשוניים בשפה חתומה למרות חוסר חשיפה מוקדמת לשפה חתומה, מציע שתינוקות בעלי רגישויות פנימיות או מולדים למקלות אלה.
Introduction
המטרה העליונה של המדע ההתפתחותי היא ללמוד את הופעתה של פונקציות קוגניטיביות, שפה וקוגניציה חברתית אצל תינוקות וילדים. תנועות עיניים מאופנן על ידי כוונות המשתתפים, הבנה, ידע, עניין ותשומת לב לעולם החיצוני. איסוף תגובות מניע העיניים אצל תינוקות בעוד הם ממזרח ולסרוק תמונות סטטיות או דינמי חזותי יכול לספק מידע על הבנה המתעוררים של תינוקות, ותשומת לב, עולמות חזותיים חיצוניים שלהם קלט השפה הם מקבלים.
בעוד טכנולוגיית מעקב העין כבר בסביבה כבר יותר ממאה שנים, זה רק לאחרונה מתקדם ביעילות ושימושיות, המאפשר לו לשמש ללמוד תינוקות. בעשור האחרון, מעקב אחר העיניים. גילה הרבה על העולם המנטלי של התינוקות לדוגמה, כעת אנו יודעים הרבה על זיכרון לטווח קצר, על סגר האובייקט, ועל הציפייה לאירועים עתידיים בבני 6 חודשים מהתנהגות המבט1,2,3. מעקב אחר עיניים יכול לשמש גם כדי ללמוד שפת התינוק למידה4. בדרך כלל, למידה בשפה הפעוטה תלויה ביכולת להפלות את הרמזים הסנסוריים המצויים בסביבה ולזהות את הרמזים הבולטים ביותר להעברת שפה5,6. מדענים התפתחותיים מבקשים להבין טוב יותר מהם הרמזים הסנסוריים הללו, מדוע הם מושכים את תשומת לבם של התינוקות, וכיצד תשומת לב לסימנים אלה מפיגום לימוד שפה אצל תינוקות. העיתון הנוכחי מציג פרוטוקול מעקב העין ופרדיגמה מראה מועדף שניתן להשתמש בה יחד כדי ללמוד רגישויות של תינוקות לרמזים כאלה בשפות מדוברות או חתומות.
באבן, ואח ‘7, מעקב העין שימש עם הפרדיגמה מראה מועדף כדי לבדוק אם לתינוקות הסימנים התמימים היו רגישות לסדרה של ניגודים פונלוגיים בשפה חתומה. ניגודים אלה שונים ביותר על ידי סונטי (כלומר, תפיסתית), מאפיין לשוני מבני הקיים בשפות מדוברות וחתומות7,8,9,10,11, 12,13. סונטי נחשב כחשוב להגבלות פונולוגית בהיווצרות ההברה בשפות מדוברות וחתומות, כגון הברות היצייתו להגבלות המבוססות על סונוריות, נחשבות ליותר “בנויים היטב”. תינוקות, כאשר מקשיבים לדיבור, נצפו להראות העדפות התנהגותיות עבור הברות בנויים היטב על ההברות בנוי באמצעות שפות מרובות, ואפילו בשפות שמעולם לא שמעו לפני14,15. שיערו שתינוקות יראו גם העדפות דומות להברות במבנה היטב בשפה חתומה, גם אם לא היה להם ניסיון קודם עם השפה החתומה.
אנו ממשיכים להוסיף שהעדפה זו – או רגישות-תהיה נתונה לצמצום תפיסתי. זוהי תופעת רכישת השפה שבה, כאשר התינוק מתקרב ליום הולדתה הראשון, הרגישות האוניברסלית המוקדמת של התינוק לתכונות שפה רבות מחליש את התכונות בתוך השפה (עם) התינוק נחשף ל-16 ,17. גייסנו צעירים (בני שישה חודשים) ומעלה (ילדים בני שנים עשר חודשים), בחירת הגילאים האלה משום שהם נמצאים בקצוות מנוגדים של פונקציית הצמצום התפיסתית לרגישות לניגודים בספרות הפונטית הרומן17,18, . בן 19 אנו חזו שתינוקות צעירים יותר יוכיחו העדפה להברות בעלי מבנה תקין בשפה חתומה, אבל התינוקות המבוגרים לא. התינוקות צפו בקטעי וידאו שהיו בעלי איות בעלי הבנה והתעללות , שנבחרו משתי סיבות. ראשית, הברות בכתיב שוטף באיות הן התיאוריה לציית להגבלות פונולוגית מבוססות-על-בסיס8, מתן הזדמנות לייצר ניגודים ניסיוניים המבחינות ישירות אם התינוקות רגישים לסימנים מבוססי-התינוק בתחילת לימוד שפה. שנית, בחרנו בדיקת טביעות אצבע במקום שלטים מלאים על הגוף ועל הפנים, כי בדיקת טביעות אצבע אפשרה לנו לשלוט יותר בקפדנות על הסדר תפיסתי כולל המהירות והגודל של תנועות יד, לעומת סימנים מלאים שמשתנים מאוד בחתימה חלל ומהירות התנועה. המחקר שלנו בשימוש בקטעי וידאו מציג רק את הידיים, אבל פרדיגמה זו היא להכליל לקטעי וידאו המציגים חותמים וראשי רמקולים או גופים מלאים, או אפילו מראה בעלי חיים או חפצים דוממים, תלוי בשאלה המדעית ניגודים ללמוד.
הערך בעזרת פרדיגמה העדפה מועדף למדוד רגישות לשפה או לניגודים חושי הוא בפשטות היחסית וקלות השליטה שלה. בתפיסות כאלה, תינוקות מוצגים עם שני גירויים זה לצד זה שנבדלים רק במימד אחד או בתכונה אחת הרלוונטית לשאלת המחקר. תינוקות מקבלים הזדמנויות כדי foveate על כל גירוי. כל הזמנים הנראים לקראת גירוי מוקלט ומנותח. הבדל משמעותי במראה התנהגות לשני הגירויים עולה כי התינוק עשוי להיות מסוגל להבחין בממד שאיתו שני הגירויים שונים. מכיוון ששני הגירויים מוצגים באותו זמן ובמשך שווה, הניסוי הכולל נשלט היטב לייחודיות של התנהגות התינוק (חוסר הקשבה, התבוננות במקום אחר, מבוכה, בכי). זה בהשוואה לתפיסות אחרות שבהן גירויים מוצגים ברציפות, ובמקרה כזה, תינוקות עשויים להראות באופן ספונטני כמויות שונות של תשומת לב כלפי גירויים שונים מסיבות שאינן קשורות לגירויים (למשל, fussier בתקופה שבה היו יותר מבחנים לגירויים ב. כמו כן, אין צורך בהוראות ובהבנת הגירויים; תינוקות רק צריכים להסתכל על זה. לבסוף, פרדיגמה זו אינה דורשת מעקב פעיל אחר התנהגות התינוק לקריטריון כדי לשנות את מצגת גירויים, כפי שמקובל בהרגלה הנשלט על-ידי תינוקות16,20. פרדיגמה העדפה מראה מתאים גם לבדיקת השערות על מחפש העדפות ולא הבדלים. במילים אחרות, מלבד תינוקות להיות מסוגל להפלות בין גירויים A ו גירויים B, החוקרים יכולים גם לבדוק איזה גירויים העלה או ירידה התנהגות מחפש, אשר עשוי להיות אינפורמטיבי על התינוק ‘ המתהווה היטיות והכרה מתעוררים.
באופן כללי יותר, היתרונות של טכנולוגיית העיניים המודרנית, לא פולשנית הם רבים. מעקב העין מסתמך על מדידת האור אינפרא אדום הנפלט מהמכשיר ומשתקף מעיני המשתתף1,21. אור אינפרא-אדום זה בלתי נראה, מורגש ובטוח לחלוטין. ניסויים מעקב עין לא דורשים הוראות ותלוי רק על צפייה פסיבית. המודלים הנוכחיים מייצרים כמות מאוד ממבט של מידע בזמן קצר עם התקנה פשוטה. תינוקות יכולים לשבת על הברכיים של ההורה שלהם, בניסיון שלנו, הם לעתים קרובות נהנים הניסוי. מרבית העוקבים המודרניים אינם דורשים ריסון ראש או פריטים הממוקמים על התינוק, והם חזקים לתנועות ראש, מחלים במהירות לאחר הבהוב, בכי, יציאה מהטווח או התבוננות. אם תרצו, דפוסי הסקייד, מיקום הראש נתונים, וניתן להקליט את הפופילמטריה בנוסף לנתוני מיקום העיניים.
האתגרים בניהול מחקרי מעקב של התינוק הם אמיתיים, אך לא בלתי-ממשיים. נתוני מעקב אחר עיניים יכולים להיות רועשים עקב תנועת התינוקות, חוסר תשומת לב, הפוגות, וישנוניות. ניסויים חייבים להיות מתוכננים כך שהם יכולים להסתיים ב 10 דקות או פחות-אשר יכול להיות יתרון בביקורים במעבדה הם מהירים, אבל גם חיסרון אם אתה צריך להשיג יותר נתונים או יש כמה תנאים ניסיוניים. עוד אזהרה חשובה היא כי מציאת null לא אומר שתינוקות הם לא רגישים לתפעול ניסיוני. אם תינוקות לא מראים הבדל משמעותי בין גירויים A ו גירויים B, ממצא זה יכול להיות (1) חוסר רגישות להבדל בין A ו-B, או (2) כישלון לעורר העדפות התנהגותיות. לדוגמה, אולי התינוק היה מרותק באותה מידה ל-A ו-B, למרות שהפעוט היה רגיש להבדל ביניהם. בעיה זו עשויה להיות ממוענת על-ידי תוספת של תנאי שני, באופן אידיאלי באמצעות גירויים זהים (או דומים מאוד) אבל בדיקה לאורך ממד אחר שאליו ידוע כי תינוקות לעשות העדפות התנהגותיות. אם תינוקות לא להפגין העדפה במצב הראשון, אבל לעשות זאת בשני, אז זה יכול להתפרש כי התינוקות מסוגלים להפגין העדפות מחפש את הגירויים, אשר יכול לעזור להבהיר את הפרשנות של כל התוצאות null. לבסוף, חיוני לכייל במדויק את מכשיר העיניים. הכיול חייב להיות מדויק, עם שגיאה מרחבית נמוכה וזמנית, כך שניתן למפות במדויק נתוני מבט עין על הגירויים הניסיוניים. במילים אחרות, “המחקר שלך”. טוב כמו הכיול שלך כיול בודק לפני ואחרי הצגת גירויים יכול לספק מידה נוספת של ביטחון. ביקורות מפורטות ומצוינות על כיול מעקב אחר העין עם תינוקות פורסמו במקום אחר1,21,22,23,24,25 , 26,27.
Protocol
Representative Results
Discussion
השתמשנו בפרדיגמה מראה מועדף כדי לגלות ראיות כי תינוקות עשויים להיות רגישים לתוך סימן חזותי מסוים באות השפה, למרות שאין ניסיון קודם עם השפה החתומה. יתר על כן, רגישות זו נצפתה רק בתינוקות צעירים, ולא תינוקות מבוגרים, ביטוי של תפקוד הצמצם הקלאסי הצרת תפיסתי. עדות להעדפה מבוססת-גיל להברות במבנ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
איסוף נתונים עבור המחקר נערך במוח UCSD, ניסיון, מעבדה תפיסה (UCSD MEP Lab) באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו. המימון סופק על ידי NIH R01EY024623 (בוסוורת ‘ & דובקינס) ו-NSF SBE-1041725 (פטוטו & אלן; סובורד לבוסוורת ‘). אנו אסירי תודה לצוות מחקר הסטודנטים של MEPLab, ולתינוקות ולמשפחות בסן דייגו, קליפורניה, שהשתתפו במחקר זה.
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) |
Riferimenti
- 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).
