Exploring Infant følsomhet til Visual språk ved hjelp av eye tracking og fortrinnsrett Looking paradigmet

Summary

Eye tracking studier ved hjelp av en fortrinnsrett ser paradigmet kan brukes til å studere spedbarn ‘ Emerging forståelse av, og oppmerksomhet til, deres eksterne visuelle verden.

Abstract

Vi diskuterer bruken av fortrinnsrett ser paradigmet i eye tracking studier for å studere hvordan spedbarn utvikle, forstå, og ivareta verden rundt dem. Eye tracking er en trygg og ikke-invasiv måte å samle blikket data fra spedbarn, og fortrinnsrett ser paradigmet er enkel å designe og bare krever spedbarn å være til stede på skjermen. Ved samtidig å vise to visuelle stimuli som varierer i én dimensjon, kan vi vurdere om spedbarn viser forskjellig utseende atferd for enten stimulans, og dermed demonstrere følsomhet for at forskjellen. Utfordringene i slike eksperimentelle tilnærminger er at eksperimenter må holdes kort (ikke mer enn 10 min) og være nøye kontrollert slik at de to stimuli forskjellig i bare én måte. Tolkningen av null resultater må også vurderes nøye. I denne utredningen, illustrerer vi et vellykket eksempel på et spedbarn øye sporing studie med en fortrinnsrett ser paradigme å oppdage at 6-måneders-åringer er følsomme for språklige signaler i et signert språk til tross for å ha ingen tidligere eksponering for signerte språk, som tyder på at spedbarn besitter indre eller medfødte følsomhet for disse signalene.

Introduction

Det overordnede målet med utviklingsmessige vitenskap er å studere fremveksten av kognitive funksjoner, språk og sosial erkjennelse hos spedbarn og barn. Øyebevegelser modulert av deltakernes intensjoner, forståelse, kunnskap, interesse og oppmerksomhet til den ytre verden. Innhenting nervus svar hos spedbarn mens de orientere til og skanne visuelle statiske eller dynamiske bilder kan gi informasjon om spedbarn ‘ Emerging forståelse av, og oppmerksomhet til, deres eksterne visuelle verdener og språket innspill de mottar.

Mens eye tracking-teknologi har eksistert i mer enn hundre år, har det bare nylig avanserte i effektivitet og brukervennlighet, tillater det å bli brukt til å studere spedbarn. I det siste tiåret, øye sporing har avdekket mye om den mentale verden av spedbarn. For eksempel, vi nå vet mye om kortsiktig minne, objekt okklusjon, og påvente av kommende begivenheter i 6-måneders-åringer fra blikk atferd^1,2,3. Øye sporing kan også brukes til å studere språklæring for spedbarn⁴. Vanligvis avhenger spedbarn språklæring av evnen til å diskriminere sensoriske stikkordene til stede i miljøet og for å identifisere de signaler som er mest fremtredende for språk overføring^5,6. Utviklingsmessige forskere søker å bedre forstå hva disse sensoriske signaler er, hvorfor de tiltrekker spedbarn oppmerksomhet, og hvordan oppmerksomhet til disse signalene stillaset språklæring hos spedbarn. Den nåværende papiret presenterer en eye tracking-protokollen og en fortrinnsrett ser paradigme som kan brukes sammen for å studere spedbarn ‘ følsomhet for slike signaler i talte eller signerte språk.

I Stone, et al.⁷, eye tracking ble brukt med en fortrinnsrett ser paradigmet for å teste om Sign-naive spedbarn hadde en følsomhet for et sett med fonologisk kontraster i signerte språk. Disse kontraster skilte med klangfylte (dvs. som oppfattes som salience), en strukturell språklig eiendom som finnes i både talte og signerte språk^{7,8,9,10,11, 12,13}. Klangfylte antas å være viktig for fonologisk begrensninger i stavelse dannelse i talte og signerte språk slik at stavelser som adlyder klangfylte-baserte restriksjoner anses å være mer “korrekt utformet.” Spedbarn, når man lytter til tale, har blitt observert for å vise atferdspreferanser for godt utformede stavelser over dårlig utformede stavelser på tvers av flere språk, og selv på språk de aldri hadde hørt før^14,15. Vi hypotetisk gjennomsnitt at spedbarn også vil vise lignende preferanser for godt utformede stavelser i signerte språk, selv om de ikke hadde tidligere erfaring med signerte språk.

Vi hypotetisk gjennomsnitt videre at denne preferansen-eller følsomheten-ville være gjenstand for å begrense. Dette er språket oppkjøpet fenomen der, som spedbarnet nærmer seg sin første bursdag, spedbarnets tidlige, universelle følsomhet for mange språkfunksjoner attenuates ned til bare funksjonene i språket (e) barnet har vært utsatt for^{16 ,17}. Vi rekrutterte yngre (seks-måneders-åringer) og eldre (tolv-måneders-åringer) spedbarn, velge disse aldre fordi de er på motsatt side av den oppfattes innsnevring funksjon for følsomhet for romanen fonetiske kontraster^{17,18, 19}i denne. Vi spådde at yngre spedbarn ville demonstrere en preferanse for godt dannet stavelser i signerte språk, men at eldre spedbarn ikke ville. Spedbarna overvåket videoer bestående av godt formet og dårlig utformet fingerspelling, valgt av to grunner.  For det første er stavelser i flytende fingerspelling theorized å adlyde klangfylte-baserte fonologisk-restriksjoner⁸, som gir en mulighet til å produsere eksperimentelle kontraster som direkte tester om spedbarn er følsomme for klangfylte-baserte stikkord tidlig språklæring. For det andre, valgte vi fingerspelling stedet for full tegn på kropp og ansikt fordi fingerspelling tillot oss å mer strengt kontroll mulig oppfattes forundrer inkludert hastighet og størrelse på håndbevegelser, sammenlignet med full tegn som varierer sterkt i signering plass og bevegelseshastighet. Vår studie brukte videoer som viser bare hendene, men dette paradigmet er generaliserings til videoer som viser underskrivere og talere hoder eller hele organer, eller til og med viser dyr eller livløse objekter, avhengig av det vitenskapelige spørsmålet og kontraster blir studert.

Verdien ved hjelp av en fortrinnsrett ser preferanse paradigme å måle følsomhet for språk eller sensoriske kontraster er i sin relative enkelhet og enkel kontroll. I slike paradigmer, spedbarn er presentert med to stimuli side ved side som avviker med bare én dimensjon eller en funksjon som er relevant for forskningen spørsmålet. Spedbarn får muligheter til å foveate på enten stimulans. Totalt ser ganger mot hver stimulans er registrert og analysert. En betydelig forskjell i ser atferd for de to stimuli indikerer at barnet kan være i stand til å oppfatte den dimensjonen som de to stimuli forskjellig. Fordi begge stimuli er vist på samme tid og ved like varigheter, er det generelle eksperimentet godt kontrollert for særegenheter av spedbarns atferd (uoppmerksomhet, ser andre steder, fussiness, gråter). Det er i forhold til andre paradigmer hvor stimuli vises sekvensielt, i så fall, kan spedbarn spontant vise ulike mengder oppmerksomhet mot ulike stimuli for grunner som ikke er relatert til stimuli (f. eks, fussier i en periode hvor det var flere rettssaker av stimuli A enn stimuli B). Også, instruksjoner og forståelse av stimuli er ikke nødvendig; spedbarn bare trenger å se på det. Sist, dette paradigmet ikke krever aktivt overvåking spedbarns atferd for kriterium for å endre stimuli presentasjonen, som er vanlig i spedbarn-kontrollerte tilvenning paradigmer^16,20. Det ser preferanse paradigmet er også egnet for testing hypoteser om jakt preferanser snarere enn forskjeller. Med andre ord, bortsett fra spedbarn å kunne diskriminere mellom stimuli A og stimuli B, kan forskerne også teste for hvilke stimuli elicited økt eller redusert ser atferd, som kan være informativ om spedbarn begynnende fordommer og nye kognisjon.

Mer generelt, fordelene ved moderne, ikke-invasiv eyetracking teknologi er mange. Eye tracking er avhengig av måling i nærheten av infrarødt lys som slippes ut fra enheten og reflekteres av deltakerens øyne^1,21. Dette infrarøde lyset er usynlig, umerkelig og helt trygt. Eksperimenter med øye sporing krever ingen instruksjoner, og avhenger bare av passiv visning. Nåværende modeller genererer en innholdsrik mengde blikk data i løpet av kort tid med et enkelt oppsett. Spedbarn kan sitte på sine foreldres Fang, og i vår erfaring, de ofte nyte eksperimentet. De fleste moderne eksterne øye trackere krever ikke hode begrensninger eller elementer plassert på spedbarnet, og er robuste til hodebevegelser, utvinne raskt etter blinkende, gråt, flytter ut av rekkevidde, eller ser bort. Om ønskelig kan saccade mønstre, hode posisjonsdata og pupillometry registreres i tillegg til øye posisjonsdata.

Utfordringene i å gjennomføre spedbarn øye sporing forskning er reelle, men ikke umulig. Øye sporingsdata kan være bråkete på grunn av bevegelser i spedbarn, uoppmerksomhet, fussiness og søvnighet. Eksperimenter må utformes slik at de kan fullføres i omtrent 10 minutter eller mindre-noe som kan være en fordel i at laboratoriet besøk er raske, men også en ulempe hvis du trenger å få mer data eller har flere eksperimentelle forhold. En annen viktig påminnelse er at en null finne betyr ikke at spedbarn er ikke-følsomme for eksperimentell manipulasjon. Hvis spedbarn viser ingen signifikant forskjell mellom stimuli A og stimuli B, kan dette funnet bety enten (1) en insensitivitet til forskjellen mellom A og B, eller (2) en unnlatelse av å lokke fram atferdsdata preferanser. For eksempel, kanskje spedbarnet var like fascinert av A og B, selv om spedbarnet var følsom for forskjellen mellom dem. Dette problemet kan løses ved tilsetning av en annen betingelse, ideelt å bruke den samme (eller svært lik) stimuli, men testing langs en annen dimensjon som det er kjent at spedbarn gjør utstillingen atferdsmessige preferanser. Hvis spedbarn ikke demonstrere en preferanse i den første betingelsen, men gjør det i den andre, så det kan tolkes at spedbarn er i stand til å demonstrere leter preferanser for stimuli, som kan bidra til å avklare tolkningen av noen null resultater. Til slutt er det viktig å nøyaktig kalibrere øyet tracker. Kalibrering må være nøyaktig, med både lav romlige og timelige feil, slik at øye blikket kan være nøyaktig kartlagt på de eksperimentelle stimuli. Med andre ord, “ditt studium er bare så god som din kalibrering.” Kalibrering sjekker før og etter stimuli presentasjon kan gi en ekstra grad av tillit. Detaljerte og gode anmeldelser om kalibrering av øye sporing med spedbarn har blitt publisert andre steder^{1,21,22,23,24,25, 26,27}.

Protocol

Følgende prosedyre, som involverer menneskelige deltakere, ble godkjent av Human Research beskyttelser program ved University of California, San Diego. 1. deltaker screening og forberedelse Rekruttere spedbarn i den definerte aldersgruppen av interesse (f. eks, 5 til 14 måneder gammel). Bruk flere metoder, inkludert sosiale medier, flygeblad og vanlig post. Vurdere å gjøre avtaler med lokale sykehus eller statlige kontorer for å hente poster liste nyfødte, deres foreldre, og de…

Representative Results

Prøven i Stone, et al.7 besto av 16 yngre spedbarn (gjennomsnittlig alder = 5,6 ± 0,6 måneder; Range = 4.4-6,7 måneder; 8 kvinner) og 13 eldre spedbarn (gjennomsnittlig alder = 11,8 ± 0,9 måneder; Range = 10.6-12.8 måneder; 7 kvinner). Ingen av disse spedbarna hadde sett tegnspråk før. Først vurderte vi for forskjeller i Total ser tid mellom aldersgrupper, og fant ingen signifikant forskjell (Means: 48,8 s g. 36,7 s; t (27) = 1,71; p = 0,10). Dette regler ut muligheten for overf…

Discussion

Vi brukte fortrinnsrett ser paradigmet for å oppdage bevis for at spedbarn kan være følsomme for en bestemt visuell indikasjon på språk signalet, til tross for at ingen tidligere erfaring med signerte språk. Videre var denne følsomheten bare observert hos yngre spedbarn, og ikke eldre spedbarn, en manifestasjon av den klassiske begrensende funksjonen. Bevis for en aldersbasert preferanse for godt dannet stavelser basert på klangfylte restriksjoner tillot oss å videre hypothesize at klangfylte kan være et viktig…

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)