Айтрекинг в психологической науке и практике - Коллектив авторов

Существуют исследования глубоко недоношенных детей, результаты которых показывают отставание зрительного восприятия по сравнению с родившимися в срок детьми в возрасте 2 и 4 месяца (Strand-Brodd, 2011). Другими исследователями была отмечена меньшая чувствительность при зрительном восприятии, а также меньшая согласованность движений глаз у недоношенных детей по сравнению с доношенными детьми (Taylor, 2010).

При нормативном развитии в период между третей и пятой неделями у младенца появляется зрительное сосредоточение на объекте (Эльконин, 2007). К четырем месяцам время зрительного сосредоточения достигает 7–8 минут, при этом ребенок начинает активно реагировать на увиденное, выделять контур, определять форму предметов. Ребенка больше привлекают изогнутые элементы, фигуры концентрической формы, движущиеся предметы. В норме у детей наблюдается выраженная реакция на социальные стимулы, т. е. лица привлекают внимание в большей степени, чем предметы. Новые предметы привлекают внимание ребенка больше, чем знакомые. Таким образом, можно говорить о наличии перцептивного анализа уже у самых маленьких детей, однако внимание ребенка в этом возрасте носит еще непроизвольный характер (Крайг, 2005).

Сенсорное развитие ребенка в 5 месяцев опережает моторное. Так, в этом возрасте развитие фокусирующей способность глаз уже близко к взрослому, высока острота зрения, при этом ребенок еще не умеет ползать и сидеть (Крайг, 2005).

Исследование зрительного восприятия методом айтрекинга представляется перспективным, так как позволяет исследовать непосредственно когнитивные процессы младенцев с момента, когда восприятие начинает формироваться, т. е. уже со второго месяца жизни.

Исследование в настоящее время проводится на базе «Лаборатории мозга и нейрокогнитивного развития» УрФУ и рассчитано на диагностику детей в возрасте от 5 месяцев в течение последующих трех лет. Используется стимульный материал, разработанный в «Centre for Brain and Cognitive Development» в Лондоне (Bedford, 2012; Gliga, 2012).

Регистрация движения глаз осуществляется с помощью айтрекера модели RED500 – бесконтактной удаленно контролируемой инфракрасной камеры.

Для работы с айтрекером RED500 было установлено программное обеспечение компании SensoMotoricInstruments (SMI):

– SMI iView X2.8.26 – интерфейс взаимодействия установки RED500 и операционной системы Windows;

– SMI ExperimentCenter 3.5.101 – программа для предъявления стимульного материала и записи характеристик движения взгляда;

– SMI BeGaze 3.5.74 – программа для обработки результатов, полученных при помощи SMI ExperimentCenter.

Сам эксперимент состоит из трех блоков. Каждый блок включает процедуру калибровки, стимульный материал и процедуру валидации. Между демонстрацией каждого блока возможно делать перерыв, во время которого ребенок может отдохнуть и восстановить психические ресурсы.

Во время эксперимента ребенок находится на коленях у родителей или сидит в кресле. Расположение айтрекера регулируется так, чтобы середина монитора находилась на одной высоте с глазами ребенка, расстояние от монитора до ребенка 70 см.

Процедура калибровки – процесс, при котором iViewX производит установление соответствия между позицией глаза, зафиксированной камерой, и точкой взгляда в пространстве, так называемой точки связи. Калибровка также определяет плоскость в пространстве, в которой фиксируется взгляд. Так как установленное соотношение сильно зависит от системных настроек, испытуемого и его положения, калибровка проводится перед каждым блоком и для каждого испытуемого. В исследовании проводится калибровка с девятью калибровочными точками, что дает достаточно высокую точность.

Рис. 1. Результат процедуры калибровки

Время предъявления каждого стимула в данном исследовании фиксировано, периодически между экспериментальными стимулами включаются дополнительные, цель которых заключается в привлечении внимании ребенка.

Первый блок состоит из трех видов стимулов. Первый вид представляет собой социальные стимулы – видеоролики, на которых записаны три модели, держащие в руках яркие разноцветные шарики. Модели по очереди или одновременно танцуют с шариками.

Рис. 2. Пример социального стимула

Второй вид – нейтральные стимулы, где фигуры моделей из первого ролика с помощью компьютерной обработки искажены так, что воспринимаются как движущиеся пятна.

Рис. 3. Пример нейтрального стимула

Третий вид представляет собой восемь изображений, на которых помещены разные объекты: изображение телефона, машины, птицы, лица человека и контур человеческого лица, заполненный шумовым фоном.

Рис. 4. Пример изображения

Анализируемые параметры:

– Суммарное время фиксации на движущихся объектах, отношение времени фиксации на социальных стимулах ко времени фиксации на нейтральных стимулах.

– Общее время и количество фиксаций на лице человека.

– Общее количество переключений между предметами и суммарное время рассматривания изображения.

Второй блок состоит из шестнадцати изображений, на которых по окружности распределены абстрактные символы, один из которых отличается от остальных. Одинаковые символы – диагональный крест (X), отличающийся символ-круг (0 или +). Ребенку в возрасте 5 месяцев проще выделить отличающийся стимул в виде круга, так как внимание младенцев привлекают фигуры концентрической формы. Отличающийся символ в виде горизонтального креста считается более сложным для восприятия детей этого возраста.

а)

б)

Рис. 5. Стимульное изображение а) с простым символом; б) со сложным символом

Анализируемые параметры:

– Время фиксации на отличающемся символе.

– Общее количество переключений.

– Общее время рассматривания изображения.

Третий блок состоит из шести видеороликов, на которых модель сидит за столом, опустив голову; слева и справа от нее находится по одной игрушке. Модель поднимает голову и смотрит прямо, привлекая внимание ребенка, затем поворачивает голову и переводит взгляд на одну из игрушек.

Рис. 6. Стимульный материал третьего блока

Анализируемые параметры:

– Наличие фиксации взгляда на модели во время второго этапа.

– Перевод взгляда на игрушку за моделью.

– Общая стратегия рассматривания: количество переключений, время фиксации на релевантном и нерелевантном объекте.

Стимулы в каждом блоке демонстрируются в случайном порядке.

Завершающим этапом каждого блока проводится валидация, предназначенная для проверки точности отслеживания взгляда. Во время процедуры валидации объекты показываются на тех же местах, на которых находились объекты для калибровки.

Таким образом, данная методика позволяет выявить следующие параметры когнитивного компонента зрительного восприятия:

– Ориентировочная реакция на движение.

– Предпочтение социальных стимулов (человеческое лицо) нейтральным.

– Ориентировочная реакция на отличающийся стимул.

– Совместное внимание.

Анализ динамики когнитивного развития недоношенных младенцев в сравнении с нормативно развивающимися дает возможность на раннем этапе выявить маркеры развития, специфичные для данной группы, что позволяет провести своевременную коррекцию когнитивного и сенсомоторного развития детей.

Барашнев Ю. И. Перинатальная неврология. М.: Триада-Х, 2001.

Васильева М. Ю. Недоношенные дети: предсказуемое отставание или опережающее развитие? // Четвертая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов ТГУ. Т. 2. Томск, 2010.

Крайг Г., Бокум Д. Психология развития. 9-е изд. СПб.: Питер, 2005.

Кулаков В. И., Антонов А. Г., Байбарина Е. Н. Проблемы и перспективы выхаживания детей с экстремально низкой массой тела на современном этапе // Российский вестник перинатологии и педиатрии. М., 2006. № 4. С. 8–11.

Луковцева З. В., Ваз Л. Л. Психическое развитие недоношенного младенца // Вопросы психологии. 1999. № 6. С. 29–36.

Эльконин Д. Б. Детская психология: учебное пособие для студ. выс. учеб. заведений. 4-е изд., стер. М.: ИЦ «Академия», 2007.

Bedford R., Elsabbagh M., Gliga Т., Senju A. & the BASIS team. Precursors to social and communication difficulties in infants at-risk for autism: gaze following and attentional engagement // Journal of Autism and Developmental Disorders. 2012. № 42 (10). P. 2208–2218.

Gliga Т., Elsabbagh M., Hudry K., Charman Т., Johnson M. Gaze following, gaze reading and word learning in children at-risk for autism // Child Development. 2012. № 83 (3). P. 926–938.

Strand-Brodd K., Ewald U., Gronqvis H., Holmstrom G., Stromberg В., Gronqvist E., von Hofsten C., Rosander K. Development of smooth pursuit eye movements in very preterm infants: General aspects // Acta Paediatrica. 2011. № 100 (7). P. 983–991.