Het verkennen van de gevoeligheid van de baby voor visuele taal met behulp van Eye tracking en de preferentiële uitziende paradigma

Het voornaamste doel van de ontwikkelings wetenschappen is het bestuderen van de opkomst van cognitieve functies, taal en sociale cognitie bij zuigelingen en kinderen. Oogbewegingen worden gemoduleerd door de intenties, het begrip, de kennis, de interesse en de aandacht van de deelnemers aan de externe wereld. Het verzamelen van Oculomotor reacties bij zuigelingen terwijl ze oriënteren op en scannen van visuele statische of dynamische beelden kan informatie geven over het opkomende begrip van baby’s en aandacht voor hun externe visuele werelden en de taal invoer die ze ontvangen.

Terwijl de eye tracking-technologie al meer dan honderd jaar bestaat, heeft het pas onlangs een geavanceerde efficiëntie en bruikbaarheid gekregen, waardoor het kan worden gebruikt om zuigelingen te bestuderen. In de afgelopen tien jaar heeft eye tracking veel onthuld over de mentale wereld van baby’s. We weten nu bijvoorbeeld veel over kortetermijngeheugen, object-occlusie en de anticipatie van aankomende evenementen in 6-maanden-jarigen van Gaze-gedrag^1,2,3. Eye tracking kan ook worden gebruikt voor het bestuderen van baby taal leren⁴. In het algemeen is het leren van baby’s afhankelijk van de mogelijkheid om sensorische signalen in de omgeving te discrimineren en om de signalen te identificeren die het meest voorkomen in de taal overdracht^5,6. Ontwikkelings wetenschappers proberen beter te begrijpen wat deze zintuigelijke aanwijzingen zijn, waarom ze de aandacht van baby’s trekken en hoe de aandacht voor deze hints op een steiger in zuigelingen wordt geleerd. Het huidige document presenteert een eye tracking protocol en een preferentieel uitziend paradigma dat samen gebruikt kan worden om de gevoeligheden van baby’s te bestuderen op dergelijke signalen in gesproken of ondertekende talen.

In Stone, et al.⁷, werd eye tracking gebruikt met een preferentieel uitziend paradigma om te testen of teken naïeve zuigelingen een gevoeligheid hadden voor een set van fonologische contrasten in de ondertekende taal. Deze contrasten verschilden door sonoriteit (d.w.z. perceptuele Salience), een structureel taalkundig eigendom aanwezig in zowel gesproken als ondertekende talen^{7,8,9,10,11, 12,13}. Sonoriteit wordt verondersteld belangrijk te zijn voor fonologische beperkingen in lettergreep vorming in gesproken en ondertekende talen, zodat lettergrepen die op Sonority gebaseerde beperkingen gehoorzamen worden beschouwd als meer “goed gevormd”. Bij het luisteren naar spraak zijn baby’s waargenomen om gedragsvoorkeuren te tonen voor goed gevormde lettergrepen over slecht gevormde lettergrepen in meerdere talen, en zelfs in talen die ze nog nooit hadden gehoord vóór^14,15. We veronderstelde dat baby’s ook vergelijkbare voorkeuren zouden vertonen voor goed gevormde lettergrepen in ondertekende taal, zelfs als ze geen eerdere ervaring hadden met de ondertekende taal.

We veronderstellen verder dat deze voorkeur-of gevoeligheid-onderhevig zou zijn aan perceptuele vernauwing. Dit is het fenomeen van de taalverwerving waarbij, naarmate de zuigeling zijn eerste verjaardag nadert, de vroege, universele gevoeligheid van de zuigeling voor veel taalfuncties verzwakt tot alleen de functies binnen de taal (en) waarin de zuigeling is blootgesteld aan^{16 ,17}. We rekruteerden jongere (zesmaands) en oudere (twaalf-maand-jarigen) zuigelingen, die deze leeftijden selecteren omdat ze aan weerszijden van de perceptuele vernauwing functie staan voor gevoeligheid voor nieuwe fonetische contrasten^{17,18, 19}. We voorspelden dat jongere zuigelingen een voorkeur zouden tonen voor goed gevormde lettergrepen in de ondertekende taal, maar dat oudere baby’s dat niet zouden doen. De baby’s keken naar Video’s bestaande uit een goed gevormde en slecht gevormde vinger spelling, geselecteerd om twee redenen.  Ten eerste zijn lettergrepen in vloeiend vingerspelling theorie om te gehoorzamen aan sonoriteit gebaseerde fonologische beperkingen⁸, die een kans bieden om experimentele contrasten te produceren die direct testen of baby’s gevoelig zijn voor Sonority-gebaseerde aanwijzingen in het begin Leren. Ten tweede kozen we voor vinger spelling in plaats van volledige tekens op het lichaam en het gezicht omdat de vingerspelling ons in staat stelde om mogelijke perceptuele overtreft alle, inclusief de snelheid en grootte van handbewegingen, strikter te beheersen, in vergelijking met volledige tekens die sterk verschillen in ondertekening ruimte en bewegingssnelheid. Onze studie gebruikte Video’s die alleen de handen tonen, maar dit paradigma is generaliseerbaar voor Video’s die Onderteken aren en sprekers hoofden of volledige lichamen tonen, of zelfs dieren of onbezielde objecten laten zien, afhankelijk van de wetenschappelijke vraag en contrasten die worden bestudeerd.

De waarde die gebruikmaakt van een voorkeurs paradigma om de gevoeligheid voor taal of zintuiglijke contrasten te meten, is in zijn relatieve eenvoud en bedieningsgemak. In dergelijke paradigma’s worden zuigelingen met twee prikkels naast elkaar gepresenteerd, die slechts één dimensie of één functie hebben die relevant is voor de onderzoeksvraag. Zuigelingen krijgen kansen om te foveate op een van beide stimuli. De totale kijktijden naar elke stimulus worden geregistreerd en geanalyseerd. Een significant verschil in uitziend gedrag voor de twee prikkels geeft aan dat de zuigeling in staat kan zijn om de dimensie te waarnemen waarmee de twee prikkels verschillen. Omdat beide prikkels tegelijkertijd en bij gelijke duur worden weergegeven, is het algehele experiment goed gecontroleerd op de eigenaardigheden van zuigeling gedrag (inattentiviteit, zoeken elders, gedoe, huilen). Dat is in vergelijking met andere paradigma’s waar stimuli opeenvolgend worden getoond, in welk geval, zuigelingen kunnen spontaan verschillende hoeveelheden aandacht tonen aan verschillende stimuli om redenen die geen verband hebben met de stimuli (bijv. fussier gedurende een periode waarin er waren meer proeven van stimuli A dan stimuli B). Ook zijn instructies en het begrip van de stimuli niet vereist; baby’s hoeven er alleen maar naar te kijken. Ten slotte vereist dit paradigma geen actief toezicht op het kinder gedrag voor het criterium om de aanbiedingsvorm van prikkels te veranderen, zoals gebruikelijk is in getemperings paradigma’s van de zuigelingenvoeding^16,20. Het uitziende preferentie paradigma is ook geschikt voor het testen van hypotheses over Zoekvoorkeuren in plaats van verschillen. Met andere woorden, afgezien van zuigelingen die in staat zijn om te discrimineren tussen stimuli A en stimuli B, kunnen onderzoekers ook testen voor welke stimuli een verhoogd of verminderd uitziend gedrag heeft opgewekt, wat informatief kan zijn over de ontluikende vooroordelen van zuigelingen en opkomende cognitie.

Meer in het algemeen zijn de voordelen van moderne, niet-invasieve Eyetracking–technologie talrijk. Eye tracking is afhankelijk van het meten van near infraroodlicht dat uit het apparaat wordt uitgezonden en wordt weerspiegeld uit de ogen van de deelnemer^1,21. Dit infraroodlicht is onzichtbaar, onmerkbaar en volkomen veilig. Oogtracering experimenten vereisen geen instructies en is alleen afhankelijk van passieve weergave. Huidige modellen genereren in korte tijd een overvloedige hoeveelheid blik gegevens met een eenvoudige installatie. Baby’s kunnen op de schoot van hun ouders zitten en in onze ervaring genieten ze vaak van het experiment. De meeste moderne Remote Eye trackers vereisen geen hoofdsteunen of items die op de zuigeling worden geplaatst, en zijn robuust voorhoofd bewegingen, snel herstellen na knipperen, huilen, bewegen buiten bereik, of op zoek weg. Indien gewenst kunnen Saccade patronen, Head position data en pupillometrie worden opgenomen naast de oogpositie gegevens.

De uitdagingen in het uitvoeren van het onderzoek naar het volgen van baby ogen zijn reëel, maar niet onoverkomelijk. Eye Tracking data kan luidruchtig zijn als gevolg van baby’s beweging, onaandacht, gedoe, en slaperigheid. Experimenten moeten zo zijn ontworpen dat ze in ongeveer 10 minuten of minder kunnen worden voltooid-wat een voordeel kan zijn in dat labbezoeken snel zijn, maar ook een nadeel als u meer gegevens wilt verkrijgen of verschillende experimentele omstandigheden wilt hebben. Een ander belangrijk voorbehoud is dat een nulbevinding niet betekent dat zuigelingen niet gevoelig zijn voor de experimentele manipulatie. Als zuigelingen geen significant verschil vertonen tussen stimuli A en stimuli B, kan deze bevinding ofwel (1) een ongevoeligheid voor het verschil tussen A en B betekenen, of (2) een niet-uitlokken van gedragsvoorkeuren. Bijvoorbeeld, misschien was de zuigeling even gefascineerd door A en B, hoewel de zuigeling gevoelig was voor het verschil tussen hen. Dit probleem kan worden aangepakt door de toevoeging van een tweede voorwaarde, idealiter met behulp van dezelfde (of sterk vergelijkbare) stimuli maar testen langs een andere dimensie waarvoor het is bekend dat zuigelingen gedragsvoorkeuren vertonen. Als zuigelingen geen voorkeur in de eerste voorwaarde aantonen, maar dit in de tweede, dan kan worden geïnterpreteerd dat de zuigelingen in staat zijn om te demonstreren Zoekvoorkeuren voor de stimuli, die kunnen helpen verduidelijken de interpretatie van eventuele nulresultaten. Ten slotte is het essentieel om de oogtracker nauwkeurig te kalibreren. De kalibratie moet nauwkeurig zijn, met zowel een lage ruimtelijke als een temporele fout, zodat oogverblinde gegevens nauwkeurig op de experimentele stimuli kunnen worden gemapt. Met andere woorden, “uw studie is slechts zo goed als uw kalibratie.” Kalibratie controles voor en na stimuli presentatie kan een extra mate van vertrouwen bieden. Gedetailleerde en uitstekende recensies over het kalibreren van oogtracering met zuigelingen zijn elders gepubliceerd^{1,21,22,23,24,25, 26,27}.