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行为学

Movimientos oculares en la percepción visual de la duración: desenredando el estímulo del tiempo en los procesos predecisionales

Published: January 19, 2024
doi:
10.3791/65990
, ,
1Center for Psychology at the University of Porto, Faculty of Psychology and Educational Sciences,University of Porto

Summary

Presentamos un protocolo que emplea el seguimiento ocular para monitorear los movimientos oculares durante una tarea de comparación de intervalos (percepción de duración) basada en eventos visuales. El objetivo es proporcionar una guía preliminar para separar las respuestas oculomotoras a las tareas de percepción de la duración (comparación o discriminación de intervalos de tiempo) de las respuestas al estímulo en sí.

Abstract

Los métodos de seguimiento ocular pueden permitir el monitoreo en línea del procesamiento cognitivo durante las tareas de percepción de la duración visual, donde se les pide a los participantes que estimen, discriminen o comparen intervalos de tiempo definidos por eventos visuales como círculos intermitentes. Sin embargo, y hasta donde sabemos, los intentos de validar esta posibilidad no han sido concluyentes hasta ahora, y los resultados siguen centrados en las decisiones conductuales fuera de línea tomadas después de la aparición del estímulo. Este artículo presenta un protocolo de seguimiento ocular para explorar los procesos cognitivos que preceden a las respuestas conductuales en una tarea de comparación de intervalos, donde los participantes vieron dos intervalos consecutivos y tuvieron que decidir si se aceleraba (el primer intervalo era más largo que el segundo) o se ralentizaba (el segundo intervalo era más largo).

Nuestra principal preocupación fue desenredar las respuestas oculomotoras al estímulo visual en sí mismo de los correlatos de duración relacionados con los juicios. Para lograr esto, definimos tres ventanas de tiempo consecutivas basadas en eventos críticos: el inicio de la línea de base, el inicio del primer intervalo, el inicio del segundo intervalo y el final del estímulo. A continuación, extrajimos las medidas oculomotoras tradicionales para cada una de ellas (número de fijaciones, tamaño de la pupila) y nos centramos en los cambios relacionados con la ventana temporal para separar las respuestas al estímulo visual de las relacionadas con la comparación de intervalos per se. Como mostramos en los resultados ilustrativos, los datos de seguimiento ocular mostraron diferencias significativas que fueron consistentes con los resultados conductuales, planteando hipótesis sobre los mecanismos involucrados. Este protocolo es embrionario y requerirá muchas mejoras, pero representa un importante paso adelante en el estado actual del arte.

Introduction

Las habilidades de percepción del tiempo han atraído una creciente atención de la investigación en los últimos años, en parte debido a la evidencia acumulada de que pueden estar relacionadas con habilidades de lectura o condiciones patológicas 1,2,3,4,5. La percepción visual de la duración, es decir, la capacidad de estimar, discriminar o comparar intervalos de tiempo definidos por eventos visuales, es un subcampo de interés 6,7 en el que los métodos de seguimiento ocular podrían contribuir. Sin embargo, los resultados siguen centrados en las decisiones conductuales posteriores al estímulo, como presionar un botón para indicar cuánto tiempo ha pasado (estimación), si los intervalos de tiempo son iguales o diferentes (discriminación), o cuál de una serie de intervalos de tiempo es el más largo o el más corto. Algunos estudios han intentado correlacionar los resultados conductuales con los datos de seguimiento ocular 8,9, pero no lograron encontrar correlaciones entre los dos, lo que sugiere que no existe una relación directa.

En el presente trabajo, presentamos un protocolo para registrar y analizar las respuestas oculomotoras durante la presentación de estímulos en una tarea de percepción visual de la duración. Específicamente, la descripción se refiere a una tarea de comparación de intervalos en la que los participantes vieron secuencias de tres eventos que definieron dos intervalos de tiempo y se les pidió que juzgaran si se aceleraron (el primer intervalo fue más largo que el segundo) o se ralentizaron (el primero más corto que el segundo). Los intervalos de tiempo utilizados en el estudio abarcaron de 133 a 733 ms, siguiendo los principios del Marco de Muestreo Temporal (TSF)10. La TSF sugiere que la actividad oscilatoria del cerebro, particularmente en bandas de frecuencia como las oscilaciones delta (1-4 Hz), se sincroniza con las unidades de habla entrantes, como las secuencias de acentos de acento. Esta sincronización mejora la codificación del habla, mejora la atención a las unidades del habla y ayuda a extraer regularidades secuenciales que pueden ser relevantes para comprender afecciones como la dislexia, que exhiben oscilaciones atípicas de baja frecuencia. El objetivo del estudio en el que desarrollamos el método que aquí se presenta fue determinar si las dificultades de los disléxicos en la percepción de la duración visual (efectos grupales en la tarea de comparación de intervalos) reflejan problemas en el procesamiento del objeto visual en sí, es decir, el movimiento y los contrastes de luminancia11. Si este fuera el caso, esperábamos que la desventaja de los disléxicos hacia los controles fuera mayor para los estímulos con movimiento y bajos contrastes de luminancia (interacción entre el grupo y el tipo de estímulo).

El principal resultado del estudio original fue impulsado por los juicios conductuales posteriores al estímulo. Los datos de seguimiento ocular (tamaño de la pupila y número de fijaciones) registrados durante la presentación del estímulo se utilizaron para explorar los procesos que preceden a las decisiones conductuales. Creemos, sin embargo, que el protocolo actual puede utilizarse independientemente de la recopilación de datos de comportamiento, siempre que los objetivos se establezcan en consecuencia. También puede ser posible ajustarlo para tareas de discriminación de intervalos. Utilizarlo en tareas de estimación de tiempos no es tan inmediato, pero no descartaríamos esa posibilidad. Se utilizó el tamaño de la pupila porque refleja la carga cognitiva 12,13,14, entre otros estados, y por lo tanto puede proporcionar información sobre las habilidades de los participantes (mayor carga significa menos habilidades). Con respecto al número de fijaciones, un mayor número de fijaciones puede reflejar un mayor compromiso de los participantes con la tarea15,16. El estudio original utilizó cinco tipos de estímulos. Para simplificar, solo usamos dos en el protocolo actual (Ball vs. Flash, que representa un contraste relacionado con el movimiento).

El principal reto que intentamos abordar fue desentrañar las respuestas al estímulo visual en sí de las relacionadas con la comparación de intervalos, ya que se sabe que las respuestas oculomotoras cambian en función de características como el movimiento o los contrastes de luminancia17. Partiendo de la premisa de que el estímulo visual se procesa tan pronto como aparece en pantalla (primer intervalo), y la comparación de intervalos solo es posible una vez que comienza el segundo intervalo de tiempo, definimos tres ventanas de tiempo: ventana de préntimo, primer intervalo, segundo intervalo (respuesta conductual no incluida). Al analizar los cambios de la ventana de prestímulos durante el primer intervalo, obtendríamos índices de las respuestas de los participantes al estímulo en sí. La comparación del primer intervalo con el segundo aprovecharía las posibles firmas oculomotoras de la comparación de intervalos, la tarea que se pidió a los participantes que realizaran.

Protocol

Cincuenta y dos participantes (25 diagnosticados con dislexia o señalados como casos potenciales y 27 controles) fueron reclutados de la comunidad (a través de las redes sociales y contactos de correo electrónico de conveniencia) y de un curso universitario. Tras una evaluación neuropsicológica confirmatoria y un posterior análisis de los datos (para más detalles, véase Goswami10), se excluyó del estudio a siete participantes. Esta exclusión comprendió a cuatro individuos con dislexia que no cumplieron con los criterios, dos participantes disléxicos con valores atípicos en la tarea experimental primaria y un participante de control cuyos datos de seguimiento ocular se vieron afectados por el ruido. La muestra final estuvo compuesta por 45 participantes, 19 adultos disléxicos (un varón) y 26 controles (cinco varones). Todos los participantes eran hablantes nativos de portugués, tenían visión normal o corregida a normal, y ninguno tenía diagnosticados problemas auditivos, neurológicos o del habla. El protocolo aquí descrito fue aprobado por el comité de ética local de la Facultad de Psicología y Ciencias de la Educación de la Universidad de Oporto (número de referencia 2021/06-07b), y todos los participantes firmaron el consentimiento informado de acuerdo con la Declaración de Helsinki. 1. Creación de estímulos Defina ocho secuencias de dos intervalos de tiempo (Tabla 1) en las que la primera es más corta que la segunda (secuencia de desaceleración); Elija intervalos que sean compatibles con la velocidad de fotogramas del software de animación (en este caso, 30 fotogramas/s, 33 ms/fotograma) utilizando una tabla de conversión de duración de fotogramas. Para cada secuencia de ralentización, cree un análogo de aceleración obtenido invirtiendo el orden de los intervalos (Tabla 1). En una hoja de cálculo, convierta la longitud del intervalo en el número de fotogramas dividiendo el intervalo de destino (ms) por 33 (por ejemplo, para una secuencia de intervalos de 300-433 ms, indique 9-13 fotogramas). Defina los fotogramas clave para cada secuencia: inicio del estímulo en el fotograma 7 (después de seis fotogramas en blanco, correspondientes a 200 ms), desplazamiento del intervalo 1 en el fotograma 6 + longitud del intervalo 1 (6 + 9 para el ejemplo dado), lo mismo para el desplazamiento del intervalo 2 (6 + 9 + 13). Establezca dos fotogramas más al final del intervalo 2 para marcar el final del estímulo (6 + 9 + 13 + 2). Cree secuencias flash como animaciones.Ejecute el software de animación (por ejemplo, Adobe Animate) y cree un nuevo archivo con un fondo negro. En el fotograma 7, dibuja un círculo azul en el centro de la pantalla. Asegúrese de que sus dimensiones lo hagan ocupar alrededor de 2° del campo visual con la distancia pantalla-ojo planificada (55 cm aquí), lo que significa que el diámetro de la bola es de 1,92 cm. Copie y pegue esta imagen en el siguiente fotograma adyacente (a partir del fotograma 7), de modo que cada destello dure unos 99 ms. Copie y pegue esta secuencia de dos fotogramas en los otros dos fotogramas clave (inicio de los intervalos 1 y 2). Cree las 15 animaciones restantes creando copias del archivo y moviendo los inicios de intervalo a los fotogramas adecuados. Crea secuencias de pelota que rebota como animaciones.Abra un archivo en el software de animación con las mismas especificaciones (tamaño, fondo) que se utilizan en las animaciones flash. Abra la hoja de cálculo con las especificaciones de fotogramas clave para que los fotogramas clave correspondan ahora a las bolas aplastadas que golpean el suelo. Comience con tres fotogramas con un fondo negro (99 ms). En el4º fotograma, dibuja una bola azul en la parte superior central, igual a la que se usa para los destellos. Dibuja una bola aplastada (ancho mayor que alto) en el punto de inicio del estímulo, con una duración de tres fotogramas (inicio del intervalo 1). Asegúrese de que la pelota esté centrada horizontalmente y verticalmente debajo del centro de la pantalla.Haga clic en el botón Propiedades del objeto y luego en Posición y tamaño para colocar la pelota a la altura de aplastamiento elegida y aumentar el ancho / disminuir la altura. Genere un cambio continuo utilizando el comando interpolación desde la bola en la parte superior hasta la bola aplastada (descenso vertical). Copie la secuencia de tres fotogramas con la pelota aplastada en los otros dos fotogramas clave (inicio de los intervalos 1 y 2). En la hoja de cálculo, divida la duración de cada intervalo por 2 para definir los puntos medios entre dos squashes para los intervalos 1 y 2, donde la pelota alcanza la altura máxima después de ascender y antes de descender. Dibuja una bola no aplastada verticalmente por encima del punto más bajo de la trayectoria en los puntos medios definidos en el paso 1.6.6. Genere la animación ascendente entre el inicio del intervalo (cuando la pelota toca el suelo) y el punto más alto y entre el punto más alto y el siguiente squash (descenso). Adapte el archivo a las otras 15 estructuras temporales. Exporte todas las animaciones como .xvd. Si la opción no está disponible, exporte como .avi y luego conviértala de modo que se pueda utilizar en el sistema eyelink. 2. Preparación del experimento Creación de la carpeta de experimentosAbra la aplicación Experiment Builder y elija nuevo en el archivo de menú. Guarde el proyecto haciendo clic en Archivo | Guardar como. Especifique el nombre del proyecto y la ubicación en la que se va a guardar.NOTA: Esto creará una carpeta completa con subcarpetas para archivos de estímulo y otros materiales. El archivo del experimento aparecerá en la carpeta con la extensión .ebd. Dentro de la carpeta del proyecto, haga clic en Biblioteca y luego en la carpeta llamada Video. Cargue los archivos de estímulo de video .xvid en esta carpeta.NOTA: Todos los estímulos utilizados en el experimento deben almacenarse en la Biblioteca. Creación de la estructura básica para la interacción dentro del sistema y entre el hombre y el sistemaArrastre el panel de inicio y los iconos de la pantalla de visualización a la ventana del editor de gráficos . Crea un vínculo entre ellos haciendo clic y arrastrando el ratón de la primera a la segunda. En las propiedades de la pantalla de visualización, haga clic en el botón Insertar recurso de texto multilínea y escriba un texto de instrucciones que explique el procedimiento de calibración que seguirá. Seleccione dos activadores (canales de entrada para avanzar en el experimento ): teclado y botón el (caja de botones). Vincule la pantalla de visualización a ambos.NOTA: Estos activadores permiten al participante o al experimentador hacer clic en cualquier botón para continuar. Seleccione el icono de configuración de la cámara y vincule ambos disparadores a él.NOTA: Esto permitirá establecer comunicación con el rastreador ocular para que los ojos del participante puedan ser monitoreados para el ajuste, la calibración y la validación de la cámara (consulte la sección 4). Seleccione el icono Archivo de resultados y arrástrelo al lado derecho del diagrama de flujo.NOTA: Esta acción permite registrar las respuestas conductuales del experimento. Definición de la estructura de bloquesSeleccione el icono Secuencia y vincúlelo (consulte el paso 2.2.1) a la configuración de la cámara. En Propiedades, haga clic en Recuento de iteraciones y seleccione 2 para el número de bloques (Destellos y Bolas). NOTA: Esto separará la presentación de los destellos de la de las bolas. Introduzca la secuencia (definición de bloque) y arrastre un icono del panel de inicio , un icono de pantalla y los activadores el_button y el teclado. Vincúlalos en este orden. En el icono de la pantalla de visualización , haga clic en el botón Insertar recurso de texto multilínea y escriba un texto de instrucciones que explique el experimento. Definición de la estructura del ensayoDentro de la secuencia de bloques, arrastre un icono Nueva secuencia al editor para crear la secuencia de prueba.NOTA: Anidar la secuencia de prueba dentro de la secuencia de bloques permite ejecutar varias pruebas en cada bloque. Dentro de la secuencia de prueba, arrastre un panel de inicio y un icono de preparación de secuencia , y vincule el segundo al primero.NOTA: Esta acción carga los estímulos experimentales que se presentarán al participante. Arrastre el icono de corrección de deriva a la interfaz y vincúlelo al icono de preparación de la secuencia.NOTA: La corrección de la deriva presenta un único objetivo de fijación en el monitor del ordenador de estimulación y permite comparar la posición de la mirada del cursor con la posición real de los estímulos en el ordenador de grabación. La comprobación de la deriva y la corrección respectiva comenzarán automáticamente después de cada prueba para garantizar que persista la calidad de la calibración inicial. Definición de la estructura de grabaciónDentro de la secuencia de prueba, arrastre un icono Nueva secuencia al editor para crear la secuencia de grabación.NOTA: La secuencia de grabación es responsable de la recolección de datos oculares, y es donde se presentan los estímulos visuales. Seleccione la opción Grabar en las propiedades de esta secuencia.NOTA: Al hacer esto, el rastreador ocular comienza a registrar cuándo comienza el estímulo y se detiene cuando termina el estímulo. En propiedades, haga clic en Fuente de datos y rellene en cada fila la tabla (escriba o seleccione) con el nombre exacto de cada estímulo, el tipo de ensayo-práctica o experimental, cuántas veces se presentará cada estímulo (1 aquí) y el botón de respuesta esperada .NOTA: Los nombres de archivo deben ser idénticos a los cargados en la Biblioteca, incluida la extensión de archivo (por ejemplo, ball_sp_1.xvd). En el panel superior de la interfaz, haga clic en Configuración de aleatorizacióny marque las casillas Habilitar aleatorización de prueba para asegurarse de que los estímulos se aleatoricarán dentro de cada bloque. Haga clic en el botón Aceptar para volver a la interfaz. En la secuencia de grabación, cree la conexión entre el panel de inicio y la pantalla de visualización. Dentro de la pantalla, seleccione el botón Insertar recurso de vídeo (icono de cámara) y arrástrelo a la interfaz. Vincule el teclado y los activadores del botón el al icono de la pantalla (como en el paso 2.2.1) para permitir que el participante responda. Arrastre el icono Comprobar precisión y vincúlelo a los disparadores como en el paso 2.2.1.NOTA: Esta acción permite que el software compruebe si la tecla que se ha pulsado coincide con el valor de la columna de respuesta correcta de la fuente de datos. Finalización del experimentoEn la parte superior del panel principal, haga clic en el icono de flecha Ejecutar para ejecutar una prueba del experimento. 3. Configuración del aparato Conecte la computadora de estimulación a una botonera de 5 botones y un teclado. Conecte el ordenador de estimulación (con el software de presentación específico del sistema) al eye-tracker (Figura 1), situado debajo o delante del monitor. Conecte el rastreador ocular al ordenador de grabación. Figura 1: Configuración del seguimiento ocular. La disposición espacial del sistema de grabación está compuesta por la computadora de estimulación, la computadora de grabación, el rastreador ocular, el dispositivo de respuesta (caja de botones) y el teclado. Los participantes se sentaron a 55 cm de distancia de la pantalla de estimulación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 4. Preparación de la recogida de datos Obtener el consentimiento informado de los participantes y describirles el formato experimental. Coloque al participante a una distancia de la computadora de estimulación tal que el círculo de estímulo (flash o bola) corresponda a 2° del campo visual ( distancia típica ~ 60 cm). Elija la frecuencia de muestreo (1.000 Hz para alta resolución) y los ojos que desea grabar (ojo dominante). En la visualización proporcionada por la computadora de grabación, asegúrese de que el rastreador ocular rastree el objetivo (un palo colocado entre las cejas del participante) y el ojo dominante de manera estable. Mueva la cámara hacia arriba o hacia abajo si es necesario. Abra el experimento. Ejecute los procedimientos de calibración y validación de 5 puntos proporcionados por el sistema desde la computadora de registro para permitir un registro preciso y confiable de los movimientos oculares. Indique al participante que mire un punto que aparecerá en la pantalla en (5) lugares diferentes (una vez para la calibración, dos veces para la validación).NOTA: Acepte errores solo por debajo de 0,5°. 5. Ejecución del experimento Explique la tarea al participante. Presentar los ensayos de práctica y aclarar las dudas de los participantes. Para iniciar el experimento, haga clic en Ejecutar. Haz una pausa en el experimento entre condiciones y explica que el estímulo ahora va a ser diferente, pero la pregunta es la misma. 6. Creación de ventanas de tiempo para el análisis En el software Dataviewer18, vaya a Archivo, luego a Importar datos y, por último, a Múltiples archivos de datos de EyeLink. En el cuadro de diálogo, seleccione los archivos de todos los participantes. Seleccione una versión de prueba. Seleccione el icono cuadrado para dibujar un área de interés.NOTA: El área de interés define tanto una región de la pantalla como una ventana de tiempo dentro de la prueba. Aquí, siempre seleccionaremos la pantalla completa. Para crear TW all (Figura 2), haga clic en el icono de dibujo y seleccione la pantalla completa. En el cuadro de diálogo abierto, etiquete el área de interés como TW_all y defina un segmento de tiempo que coincida con la prueba completa.Haga clic en Guardar el conjunto de áreas de interés y aplique esta plantilla a todas las pruebas con la misma duración (por ejemplo, las estructuras de tiempo 1 y 8 de la Tabla 1, tanto para bolas como para destellos, para todos los participantes). Seleccione una de las 16 estructuras temporales de la Tabla 1. Defina TW_0, TW_1 y TW_2 como en el paso 6.3, pero siguiendo los límites de tiempo esquematizados en la Figura 2 (límites de la ventana de tiempo correspondientes a las apariciones de flash y las bolas squashes). La longitud de TW0 es personalizable.Etiquete cada área de interés y aplique la plantilla a las pruebas con la misma estructura de tiempo (bolas y destellos, todos los participantes). Repita el proceso para las 15 estructuras de tiempo restantes. Figura 2: Tipo de estímulo. Secuencias de pelotas que rebotan (izquierda) y destellos (derecha) que se utilizaron en el experimento. Las líneas discontinuas indican las ventanas de tiempo utilizadas para el análisis: TW0 es el período de prestímulo; TW1 es la primera aparición del estímulo en la pantalla y marca el primer intervalo, cuando el participante tiene información sobre las características del estímulo y la duración del primer intervalo, y TW2 marca el segundo intervalo, cuando el participante puede comparar el primer intervalo con el segundo para elaborar una decisión (ralentizada o acelerada). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 7. Medidas extractivas En la barra de menú, haga clic en Análisis | Informe |Informe de Área de Interés. Seleccione los siguientes compases para extraer el tiempo de permanencia, el número de fijaciones y el tamaño de la pupila y, a continuación, haga clic en siguiente.NOTA: El resultado debe contener datos de 16 ensayos flash y 16 ensayos de pelota que rebota por participante (32 ensayos x n participantes), especificados para cada una de las cuatro ventanas de tiempo (TW0, TW1, TW2, TW todas). Exporte la matriz como un archivo .xlsx. 8. Eliminar las pruebas con artefactos Considere las medidas de tiempo de permanencia para la LLA TW y marque los ensayos con más del 30 % de pérdida de señal (tiempo de permanencia < 70 % del tiempo de prueba).NOTA: Tenga en cuenta que cada uno de los 32 ensayos tiene una duración diferente. Excluya los rastros ruidosos (marcados) de la matriz y guárdela. 9. Análisis estadístico Realice dos ANOVA de medidas repetidas (TW x grupo x estímulo) para cada medida, una con TW 0 y 1, la otra con TW 1 y 2. Correlacione los cambios relacionados con la TW con los resultados conductuales, si están disponibles.

Representative Results

Para comprender mejor los cambios relacionados con TW, nuestro análisis se centró en la interacción de las ventanas de tiempo (TW0 vs. TW1, TW1 vs. TW2) con el tipo de estímulo y el grupo. Como se muestra en la Figura 3, ambas comparaciones relacionadas con TW (TW01 y TW12) mostraron diferentes niveles de cambio según el estímulo (interacción TW x estímulo), con Balls provocando más cambios relacionados con TW en las respuestas oculomotoras que los destellos en ambos grupos (sin interacción TW x estímulo x grupo). Esto ocurrió tanto para el tamaño de la pupila como para el número de fijaciones. En cuanto a las influencias grupales, encontramos una interacción TW x grupo en el cambio en el número de fijaciones de TW0 a TW1 (respuesta al inicio del estímulo): los disléxicos mostraron un cambio disminuido, debido principalmente a valores más bajos de prestímulo. Las interacciones entre el TW, el estímulo y el grupo estuvieron ausentes. Esto muestra que las influencias grupales fueron similares tanto para las pelotas como para los flashes. Figura 3: Resultados. Cambios relacionados con la ventana de tiempo en el tamaño de la pupila y el número de fijaciones en función del grupo (control vs. disléxico, TW x Grupo) y el tipo de estímulo (Balls, B, vs. Flashes, F, TW x Estímulo). TW 0-1 aborda el contraste entre la ausencia de estímulo y la visibilidad del estímulo; TW 1-2 compara el primer y segundo intervalo con la comparación del intervalo de direccionamiento. Los intervalos de confianza del 95% están representados por barras verticales. Las bolas provocaron más cambios que los destellos de TW0 sobre TW1 (más disminución) y de TW1 sobre TW2 (más aumento) tanto en las medidas de seguimiento ocular como en ambos grupos (TW x estímulo, sin TW x estímulo x grupo). Los cambios en el número de fijaciones a través de TW 0-1 fueron menores en los disléxicos que en los controles, independientemente del tipo de estímulo (TW x grupo, sin TW x estímulo x grupo). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 4: Resultados conductuales. (A) Discriminación entre secuencias de aceleración y desaceleración (d-prime) por grupo y tipo de estímulo. (B) Correlaciones significativas entre el rendimiento conductual (d-prime) y los cambios relacionados con la ventana de tiempo en los movimientos oculares, ambos promediados por estímulos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Críticamente, estos valores fueron paralelos a los hallazgos conductuales (Figura 4A), en línea con el estudio principal: los hallazgos conductuales apuntaron a los efectos de estímulo (menor precisión para Balls que para Flashes) y efectos grupales (peor rendimiento en disléxicos), sin interacciones de estímulo del grupo x. Además, en el estudio original con cinco estímulos diferentes, correlacionamos el comportamiento con los datos de seguimiento ocular (número de fijaciones) promediados para todos los tipos de estímulos y encontramos una correlación en el grupo disléxico: los cambios más pequeños de TW0 sobre TW1 coexistieron con un mejor rendimiento. En conjunto, los resultados parecían consistentes con la hipótesis de que estos disléxicos (adultos) pueden estar recurriendo a estrategias compensatorias para el control deliberado de la atención al estímulo en sí mismo en el período de prestimulo (menos fijaciones en la pantalla vacía favorecerían centrarse en el estímulo en el momento en que apareció). No encontramos tal correlación en los controles, lo que sugiere que es posible que no necesiten recurrir a estrategias para mantener el enfoque. El conjunto de datos restringido utilizado aquí para ilustrar (solo dos estímulos, Balls y Flashes) mostró el mismo patrón (Figura 4B): los disléxicos, pero no los controles, mostraron correlaciones significativas entre d-prime (índice de discriminación conductual) y los cambios relacionados con TW01. En resumen, los resultados del seguimiento ocular que abordaron las respuestas de los participantes tanto al inicio del estímulo (TW 0-1) como a la comparación de intervalos (TW 1-2) replicaron la evidencia conductual de que las pelotas frente a los destellos provocan diferentes respuestas en individuos con y sin dislexia (TW x estímulo en las medidas de seguimiento ocular, efectos del estímulo en d-prime). Una parte de los resultados del seguimiento ocular también fue paralela a los efectos del grupo en d-prime, ya que los cambios en el número de fijaciones al inicio del estímulo (TW 0-1) fueron menores en los disléxicos. Además, las interacciones entre el estímulo y el grupo (diferentes niveles de desviación en los disléxicos para las pelotas frente a los destellos) fueron nulas para los datos conductuales y de seguimiento ocular. Finalmente, la correlación entre el desempeño conductual y la respuesta oculomotora fue significativa en el grupo disléxico. Secuencia Tipo Intervalo 1 Intervalo 2 Diferencia 1 Acelerar 433 300 133 2 Acelerar 300 167 133 3 Acelerar 467 433 34 4 Acelerar 733 167 566 5 Acelerar 467 300 167 6 Acelerar 433 134 299 7 Acelerar 534 233 301 8 Acelerar 500 433 67 9 Tranquilo 300 433 -133 10 Tranquilo 167 300 -133 11 Tranquilo 433 467 -34 12 Tranquilo 167 733 -566 13 Tranquilo 300 467 -167 14 Tranquilo 133 434 -301 15 Tranquilo 233 534 -301 16 Tranquilo 433 500 -67 Intervalo medio 377.1 Diferencia media 212.6 Diferencia media/intervalo 294.8 Tabla 1: Duración del intervalo. Secuencias de estímulo para secuencias de aceleración y desaceleración en milisegundos.

Discussion

El protocolo actual contiene un componente novedoso que podría ser fundamental para abordar los obstáculos actuales para incorporar el seguimiento ocular en las tareas de percepción de la duración visual. El paso crítico aquí es la definición de ventanas de tiempo basadas en procesos cognitivos que supuestamente tienen lugar en cada una de estas ventanas de tiempo. En el sistema que utilizamos, las ventanas de tiempo solo se pueden definir como Áreas de Interés (un concepto relacionado con el espacio que se combina con el tiempo en estos sistemas), pero en otros sistemas, es posible hacerlo exportando diferentes segmentos del ensayo. Además de esta segmentación temporal del ensayo, es importante centrarse en el análisis de los cambios a través de las ventanas de tiempo en lugar de los parámetros por ventana de tiempo.

En cuanto a las modificaciones al protocolo que hubo que hacer, en su mayoría estuvieron relacionadas con las dimensiones del área de interés. Hicimos un primer intento utilizando AOI dinámicos, definiendo una selección espacial alrededor del estímulo que le seguía, en lugar de toda la pantalla. Sin embargo, pronto nos dimos cuenta de que podíamos estar pasando por alto eventos relevantes fuera de esa área. Dado que nuestras medidas no estaban relacionadas con el enfoque en el estímulo (se esperaba que el tamaño de la pupila cambiara de acuerdo con la carga cognitiva y no de acuerdo con la atención al destello o la pelota; se esperaba que el número de fijaciones reflejara la búsqueda espacial), elegimos usar la pantalla completa como región de interés.

El protocolo actual es una propuesta embrionaria que todavía está sujeta a muchos refinamientos. Solo destacaremos dos de ellas, aunque hay mucho más margen de mejora. La primera se refiere a las diferencias en la duración de las tres ventanas temporales, que nos impiden interpretar los efectos de la ventana temporal sobre el número de fijaciones (por ejemplo, una ventana temporal más larga conlleva más fijaciones, de ahí la disminución de TW0 a TW1, véase la figura 3). Una forma de abordar este problema sería considerar el número de fijaciones por unidad de tiempo.

La segunda se refiere a la correspondencia entre las ventanas de tiempo y los supuestos procesos en curso, que incluye varias cuestiones. Una es que TW1 no representa sólo la aparición de estímulos, sino probablemente también una forma explícita de estimación de intervalos (primer intervalo) subsidiaria de la comparación de intervalos y probablemente ausente en TW0. De manera similar, los cambios a través de ventanas de tiempo también pueden reflejar cambios en procesos generales como la atención sostenida y la memoria de trabajo18, aunque algunos de estos cambios podrían esperarse en una tarea de comparación de intervalos (se espera que la carga de la memoria de trabajo aumente de TW1 a TW2). Una forma de atenuar estos posibles factores de confusión sería introducir tareas de control relacionadas con la estimación de la duración pura, la atención sostenida y la memoria de trabajo, y luego basar el análisis de los datos de seguimiento ocular en la comparación entre las tareas experimentales (comparación de intervalos) y las de control. Otro problema es que la duración de TW0 era irrelevante para la tarea, y se sabe que las duraciones irrelevantes para la tarea pueden ser perjudiciales para el rendimiento19. El trabajo futuro podría centrarse en mejorar esto, es decir, creando una diferencia de 300 ms entre TW0 (intervalo irrelevante) y TW1 para delimitar mejor las respuestas de procesamiento visual, ya que un evento corto puede estar sesgado para ser percibido antes o después de su presentación simplemente agregando otro evento en proximidad temporalcercana 20,21.

Por último, los parpadeos espontáneos pueden afectar a la percepción del tiempo distorsionándola (dilatando el tiempo si un parpadeo precede al intervalo, contrayéndose si se produce simultáneamente), lo que puede introducir variabilidad en el rendimiento del tiempo intraindividual22. Una forma de minimizar este problema sería aplicar un factor de corrección basado en el parpadeo en los juicios conductuales de los participantes (p. ej., asignar una tasa de fiabilidad a cada juicio en función de la presencia de parpadeos antes o durante los estímulos). Además, la incorporación del enfoque estadístico de tratar los ensayos como variables aleatorias también puede ayudar a abordar este problema.

Con respecto a futuras investigaciones, un tema importante a abordar sería la asociación entre la frecuencia de parpadeo espontáneo (EBR) y la percepción del tiempo. Se sabe que la RBE es un marcador indirecto no invasivo de la función dopaminérgica central (DA)23 y, más recientemente, la EBR elevada se asoció con una peor percepción temporal. El estudio sugiere una implicación de la dopamina en el tiempo de intervalo y apunta al uso de ERB como un proxy de la medida de dopamina24. Otro tema importante es el significado funcional de las medidas (relacionadas con el cambio) que analizamos, que aún no se ha determinado en el contexto de nuestro paradigma. En el estudio original, así como en el conjunto de datos simplificado actual, los aumentos en el tamaño de la pupila de TW0 a TW1 fueron consistentes con la idea de una mayor carga cognitiva, pero la ausencia de efectos grupales en esta medida excluye otras consideraciones. Un patrón que parece presentarse es que los cambios más pequeños a lo largo de las ventanas de tiempo se correlacionaron con un mejor rendimiento conductual (Flashes mejor que Balls, y d-prime en disléxicos relacionados con cambios más pequeños), pero se necesita más investigación.

A pesar de sus limitaciones, el protocolo actual es, hasta donde sabemos, el primero en mostrar resultados paralelos en el seguimiento ocular y los datos conductuales (mismo perfil de efectos), así como alguna evidencia de la correlación entre ambos.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo contó con el apoyo de la Fundación Portuguesa para la Ciencia y la Tecnología en el marco de las subvenciones UIDB/00050/2020; y PTDC/PSI-GER/5845/2020. El APC fue financiado íntegramente por la Fundación Portuguesa para la Ciencia y la Tecnología en el marco de la subvención PTDC/PSI-GER/5845/2020 (http://doi.org/10.54499/PTDC/PSI-GER/5845/2020).

Materials

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.
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References

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Catronas, D., Lima Torres, N., Silva, S. Eye Movements in Visual Duration Perception: Disentangling Stimulus from Time in Predecisional Processes. J. Vis. Exp. (203), e65990, doi:10.3791/65990 (2024).
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