Pohyb očí při čtení - Eye movement in reading

Pohyb očí při čtení zahrnuje vizuální zpracování psaného textu. To popsali Francouzi oční lékař Louis Émile Javal na konci 19. století. Uvedl, že oči se nepohybují nepřetržitě po řádku textu, ale dělají krátké a rychlé pohyby (sakády ) prolíná s krátkými zastávkami (fixace ). Javalova pozorování byla charakterizována závislostí na pozorování pouhým okem pohyb očí při absenci technologie. Od konce 19. do poloviny 20. století vyšetřovatelé používali technologie časného sledování k usnadnění jejich pozorování v klimatu výzkumu, který zdůrazňoval měření lidské chování a dovednosti pro vzdělávací účely. Během tohoto období byly získány nejzákladnější znalosti o pohybu očí. Od poloviny 20. století došlo ke třem zásadním změnám: vývoj neinvazivního zařízení pro sledování pohybu očí; zavedení počítačové technologie pro zvýšení výkonu tohoto zařízení pro sběr, záznam a zpracování obrovského objemu dat, který generuje pohyb očí; a vznik kognitivní psychologie jako teoretický a metodický rámec, ve kterém čtení procesy jsou zkoumány. Sereno & Rayner (2003) věřili, že nejlepší současný přístup k objevení bezprostředních známek rozpoznávání slov je prostřednictvím záznamů pohybu očí a potenciál související s událostmi.

Dějiny

Do druhé poloviny 19. století měli vědci k dispozici tři metody vyšetřování pohybu očí. První pozorování bez pomoci přineslo pouze malé množství údajů, které by dnešní vědecké standardy považovaly za nespolehlivé. Tento nedostatek spolehlivosti vyplývá ze skutečnosti, že k pohybu očí dochází často, rychle a pod malými úhly, do té míry, že je pro experimentátora nemožné vnímat a zaznamenávat data úplně a přesně bez technologické pomoci. Druhá metoda byla sebepozorování, který je nyní ve vědeckém kontextu považován za pochybný. Navzdory tomu se zdá, že některé znalosti byly získány z introspekce a pozorování pouhým okem. Například, Ibn al Haytham, lékař v Egyptě 11. století, údajně psal o čtení z hlediska řady rychlých pohybů a uvědomil si, že čtenáři používají obvodový stejně jako centrální vidění.[1]

Leonardo da Vinci: Oko má středovou linii a vše, co se dostane do oka touto centrální linií, je vidět zřetelně.

Leonardo da Vinci (1452–1519) možná jako první v Evropě rozpoznal určité zvláštní optické vlastnosti oka. Svůj vhled odvodil částečně introspekcí, ale hlavně procesem, který lze popsat jako optické modelování. Na základě pitvy lidského oka provedl experimenty s vodou naplněnými křišťálovými koulemi. Napsal: „Funkce lidského oka ... byla určitým způsobem popsána velkým počtem autorů. Zjistil jsem však, že je úplně jiná.“[2]

Jeho hlavním experimentálním zjištěním bylo, že na „přímou viditelnost“, optickou linii, která končí na fovea. Ačkoli tato slova nepoužíval doslovně, je ve skutečnosti otcem moderního rozlišení mezi foveálním viděním (přesnější termín pro centrální vidění) a periferní vidění. Leonardo však nevěděl, že sítnice je rozumná vrstva, stále věřil, že čočka je orgánem vidění.

Zdá se, že neexistují žádné záznamy o výzkumu pohybu očí až do počátku 19. století. Nejprve bylo hlavním cílem popsat oko jako fyziologický a mechanický pohybující se objekt, nejzávažnější pokus Hermann von Helmholtz hlavní dílo Příručka fyziologické optiky (1866). Fyziologický přístup byl postupně nahrazován zájmem o psychologický aspekty vizuálního vstupu, v pohybu očí jako funkční součást vizuálních úkolů.

Následující desetiletí viděly komplikovanější pokusy interpretovat pohyby očí, včetně tvrzení, že smysluplný text vyžaduje méně fixací ke čtení než náhodné řetězce písmen.[3] V roce 1879 Francouzi oční lékař Louis Émile Javal použil zrcadlo na jedné straně stránky k pozorování pohybu očí v tichém čtení a zjistil, že jde o posloupnost nespojitých jednotlivých pohybů, pro které vytvořil termín sakády. V roce 1898 použili Erdmann & Dodge ruční zrcadlo k odhadu průměrné doby fixace a délky sakády s překvapivou přesností.

Technologie včasného sledování

Zařízení pro sledování očí je nástroj vytvořený k měření pohybů očí a hlavy. První zařízení pro sledování pohybu očí měla dvě hlavní formy: ty, které se spoléhaly na mechanické spojení mezi účastníkem a záznamovým nástrojem, a ty, ve kterých světlo nebo nějaká jiná forma elektromagnetická energie byl zaměřen na oči účastníka a jeho odraz měřen a zaznamenán. V roce 1883 Lamare jako první použil mechanické spojení tím, že nasadil tupou jehlu na horní víčko účastníka. Jehla zachytila ​​zvuk produkovaný každou sakádou a přenášela ji jako slabé cvakání do ucha experimentátora zesilovačem membrána a gumovou trubičku. Důvodem tohoto zařízení bylo, že sakády lze snáze vnímat a registrovat sluchově než vizuálně.[4] V roce 1889 Edmund B.Delabarre vynalezl systém záznamu pohybu očí přímo na rotující buben pomocí a stylus s přímým mechanickým připojením k rohovka.[5] Další zařízení zahrnující fyzický kontakt s povrchem očí byly vyvinuty a používány od konce 19. století do konce 20. let; mezi ně patřily například gumové balónky a oční víčka.

Mechanické systémy utrpěly tři závažné nevýhody: pochybnou přesnost v důsledku sklouznutí fyzického spojení, značné nepohodlí způsobené účastníkům přímým mechanickým spojením (a následně velké potíže s přesvědčováním lidí k účasti) a problémy ekologická platnost, protože zkušenost účastníků se čtením ve studiích se významně lišila od běžné zkušenosti se čtením. Přes tyto nevýhody se mechanická zařízení používala při výzkumu pohybu očí až do 20. století.

Brzy byly učiněny pokusy tyto problémy překonat. Jedním z řešení bylo použití elektromagnetické energie spíše než mechanické spojení. U „techniky Dodge“ byl paprsek světla směrován na rohovku, zaostřen systémem čoček a poté zaznamenán na pohyblivou fotografickou desku. Erdmann & Dodge[6] použil tuto techniku ​​k tvrzení, že během sakád je vnímání malé nebo žádné, což bylo zjištění, které později potvrdili Utall & Smith pomocí sofistikovanějšího vybavení. Fotografická deska v technice Dodge byla brzy nahrazena filmovou kamerou, ale stále ji trápily problémy s přesností kvůli obtížnosti udržení všech částí zařízení během zkoušky dokonale vyrovnaných a přesné kompenzace zkreslení způsobeného difrakčním kvality fotografických čoček. Kromě toho bylo obvykle nutné zadržet hlavu účastníka pomocí nepohodlného skusového tyče nebo svorky na hlavu.

V roce 1922 byl Schott průkopníkem dalšího postupu s názvem elektro-okulografie (EOG), metoda záznamu elektrického potenciálu mezi rohovkou a sítnice.[7] Elektrody mohou být před umístěním na kůži pokryty speciální kontaktní pastou. Nyní je tedy zbytečné provádět řezy na kůži pacienta. Běžná mylná představa o EOG spočívá v tom, že měřený potenciál je elektromyogramem extraokulární svaly. Ve skutečnosti jde pouze o projekci očního dipólu na kůži, protože jsou odfiltrovány vyšší frekvence odpovídající EMG. EOG přinesl značné zlepšení přesnosti a spolehlivosti, což vysvětluje jeho další používání experimentátory po mnoho desetiletí.[8][9][10]

Moderní sledování očí

Do pohybu očí během čtení jsou zapojeny čtyři hlavní kognitivní systémy: zpracování jazyka, pozornost, vidění a okulomotorická kontrola.[11] Sledovače očí se odrazí blízko infračervený osvětlete vnitřek oční bulvy a sledujte odraz v oku, abyste určili polohu pohledu. Pomocí této techniky lze přesně určit polohu fixace na obrazovce.[12] Wang (2011) uvedl, že videomonitor pro sledování očí, který pomocí videokamer zaznamenává polohu očí lidských subjektů - zaznamenává dilataci zornice a pohyb očí - lze použít ke zkoumání toho, jak fixace, sakády a reakce dilatace zornice souvisejí informace na obrazovce a možnosti chování. Podle Wanga (2011: 185) „porozumění vztahu mezi těmito pozorovatelnými nám může pomoci pochopit, jak může být lidské chování v ekonomice ovlivněno tím, jaké informace lidé získají, kde je zaměřena jejich pozornost, v jakém emocionálním stavu jsou a dokonce i to, jakou mozkovou aktivitou se zabývají. Je to proto, že fixace a sakády (ve shodě s informacemi zobrazenými na obrazovce) naznačují, jak lidé získávají informace (a co vidí), časové délky fixací naznačují pozornost a reakce na dilataci zornice ukazují emoce, vzrušení , stres, bolest nebo kognitivní zátěž. “[Citace je zapotřebí ]

Saccades

Hlavní článek: Saccade
Horizontální pohyb očí při čtení. Pohyb zleva doprava lze považovat za „nahoře“ a sakády zprava doleva jsou jasné.

Zkušení čtenáři během čtení pohnou očima v průměru každou čtvrt sekundu. Během doby, kdy je oko fixováno, jsou do systému zpracování přivedeny nové informace. Přestože je průměrná doba fixace 200–250 ms (tisíciny sekundy), rozsah je od 100 ms do více než 500 ms.[13] Vzdálenost, kterou se oko pohybuje v každé sakádě (nebo krátký rychlý pohyb), je mezi 1 a 20 znaky, přičemž průměr je 7–9 znaků. Saccade trvá 20–40 ms a během této doby je vidění potlačeno, aby nebyly získány žádné nové informace.[14] Existuje značná variabilita fixací (bod, ke kterému skočí sakáda) a sakád mezi čtenáři a dokonce i pro stejnou osobu, která čte jednu pasáž textu. Kvalifikovaní čtenáři provedou regresi zpět k materiálu, který již byl přečten asi 15 procent času. Hlavní rozdíl mezi rychlejšími a pomalejšími čtenáři spočívá v tom, že druhá skupina trvale vykazuje delší průměrné doby fixace, kratší sakády a více regresí.[15] Tato základní fakta o pohybu očí jsou známa téměř sto let, ale teprve nedávno začali vědci pohlížet na chování pohybu očí jako na odraz kognitivní zpracování během čtení.[16]

Schéma ukazující ostrost foveálního vidění při čtení

Dolní řádek textu simuluje ostrost vidění s relativními procenty ostrosti. Obtížnost rozpoznávání textu se zvyšuje se vzdáleností od fixačního bodu.[17]

Dyslexie

Lidé s dyslexie obecně trpí sníženou rychlostí čtení, což může být způsobeno mnoha různými proměnnými. Existuje mnoho nápravných opatření, která se mohou pokusit bojovat proti těmto deficitům, podle toho, co biologická teorie dyslexie jsou založeny na. Jedna taková myšlenka je založena na magnocelulárním deficitu, kde magnocelulární dráhy jsou nekoordinované, což způsobuje přeskakování nebo opětovné čtení řádků.[18]

Počítačové modely pohybu očí při čtení

Teorie konkurenční interakce a SERIF zdůrazňují nízkoúrovňové okulomotorické procesy při čtení, například to, jak délka slova aktuálně fixovaného slova a jeho sousedních slov ovlivňují amplitudu a latenci (nebo délku fixace) sakády.[19][Citace je zapotřebí ] Reader, EMMA, E-Z Reader a SWIFT zdůrazňují kognitivní procesy na vyšší úrovni, jako je lexikální zpracování, četnost slov, analýza slov nebo předvídatelnost slov.[Citace je zapotřebí ]

Viz také

Poznámky

  1. ^ Heller (1988: 39).
  2. ^ Leonardo da Vinci (1955), das Lebensbild eines Genies, Emil Vollmer Verlag, Wiesbaden Berlin. Dokumentation der Davinci Ausstellung in Mailand 1938, str. 430; citováno v „Hans-Werner Hunziker, (2006) Im Auge des Lesers: foveale und periphere Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude“ [V očích čtenáře: foveální a periferní vnímání - od rozpoznávání dopisů po radost ze čtení] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006 ISBN  978-3-7266-0068-6.
  3. ^ Rayner, Pollatsek a Alexander (2005).
  4. ^ Lamare, M. (1893). „Des mouvements des yeux pendants la lecture“. Comptes Rendus de la Société Française d'Ophthalmologie: 35–64.
  5. ^ Delabarre (1898).
  6. ^ Erdmann B & Dodge R (1898).
  7. ^ Schott E (1922).
  8. ^ Finocchio, Preston a Fuchs (1990).
  9. ^ Liu, Zhou, Hu (2011).
  10. ^ Tecce, Pok, Consiglio, O'Neil (2005).
  11. ^ „Pohyby očí během čtení“. Pitt.edu. Citováno 14. dubna 2014.
  12. ^ Wang (2011).
  13. ^ Sereno & Rayner (2003).
  14. ^ Rayner, Foorman, Perfetti, Pesetsky a Seidenberg (2001).
  15. ^ Rayner, Slattery, Belanger (2010).
  16. ^ Rayner K (1975).
  17. ^ Hans-Werner Hunziker, (2006) Im Auge des Lesers: foveale und periphere Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude [V očích čtenáře: foveální a periferní vnímání - od rozpoznávání dopisů po radost ze čtení] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006, ISBN  978-3-7266-0068-6.
  18. ^ Stein J., Magnocelulární teorie vývojové dyslexie Dyslexie. 2001 Jan – Mar; 7 (1): 12–36.
  19. ^ Yang, S.-N; McConkie, G.W (2001). „Pohyby očí během čtení: Teorie iniciačních časů saccade“. Vision Vision. 41 (25–26): 3567–3585. doi:10.1016 / S0042-6989 (01) 00025-6. PMID  11718796.

Reference

  • Abadi, R. V. (2006). Zrak a pohyby očí. Klinická a experimentální optometrie, 55–56.
  • Delabarre E.B. (1898) Metoda záznamu pohybů očí, Psychologický přehled 8, 572–74.
  • Engbert, R. & Kliegl, R. (2011) Paralelně odstupňované modely pozornosti čtení. Oxfordská příručka očních pohybů. Liversedge, S., Gilchrist, I., & Everling, S. (Eds.) Oxford University Press.
  • Erdmann B & Dodge R (1898) Psychologische Untersuchung über das Lesen auf experimenteller Grundlage„Niemeyer: Halle.
  • Finocchio, Dom; Preston, Karen L; Fuchs, Albert F. (1990). „Získání kvantitativního měřítka pohybů očí u kojenců: metoda kalibrace elektrooculogramu“. Vision Vision 30(8): 1119–28. doi:10.1016 / 0042-6989 (90) 90169-L.
  • Heller D (1988) "O historii záznamu pohybů očí" v Výzkum pohybu očí: fyziologické a psychologické aspekty, Toronto: CJ Hogrefe, 37–51.
  • Helmholtz H (1866) Handbuch der physiologischen OptikVoss: Hamburk.
  • Hunziker, H. (2006). Im Auge des Lesers: foveale und periphere Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude [V očích čtenáře: foveální a periferní vnímání - od rozpoznávání dopisů po radost ze čtení] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006, ISBN  978-3-7266-0068-6.
  • Javal, E. (1878) "Essai sur la fyziologie de la lecture", v Annales d'ocullistique 80, 61–73.
  • Just, M.A., & Carpenter, P.A. (1980). Teorie čtení: od fixace očí k porozumění. Psychologický přehled, 87 (4), 329.
  • Lamare, M. (1893) Des mouvements des yeux pendants la lecture, Comptes rendus de la société française d'ophthalmologie, 35–64.
  • Liu, Y .; Zhou, Z .; Hu, D. (2011). "Hledejte nezávislé kouzlo mozek-počítač se skrytými úkoly vizuálního hledání". Klinická neurofyziologie 122(6): 1127–36. doi:10.1016 / j.clinph.2010.10.049. Vyvolány 1 November 2011.
  • McDonald, S.A., Carpenter, R. H. S., & Shillcock, R. C. (2005). Anatomicky omezený, stochastický model ovládání pohybu očí při čtení. Psychologický přehled, 112 (4), 814.
  • Nuthmann, A. (2014, září). Přednáška o pohybech očí a vizuálním poznání 2 (University of Edinburgh, UK).
  • Rayner, K .; Foorman, B .; Perfetti, C .; Pesetsky, D. & Seidenberg, M. (2001). Jak psychologická věda informuje výuku čtení. Psychologická věda ve veřejném zájmu 2 (2): 31–74.
  • Rayner, K .; Slattery, Timothy J; Belanger, Nathalie N. (2010). Pohyby očí, percepční rozpětí a rychlost čtení. Psychonomic Bulletin & Review 17(6): 834–39. doi:10,3758 / PBR.17.6.834. Vyvolány 1 November 2011.
  • Rayner K. (1975). Pohyby očí, percepční rozpětí a porucha čtení, Annals of Dyslexia, 33 (1), 163–73. doi:10.1007 / BF02648003
  • Rayner; K .; Pollatsek, J .; Alexander, B. (2005). Pohyby očí během čtení. Věda o čtení: Příručka. [1-4051-1488-6]: Blackwell Publishing. str. 79–97. ISBN  1-4051-1488-6 (Tvrdý obal); 978-1-4051-1488-2.
  • Reichle, E. (2011). Modely čtení se sériovou pozorností. Oxfordská příručka očních pohybů. Liversedge, S., Gilchrist, I., & Everling, S. (Eds.) Oxford University Press.
  • Reichle, E.D., Rayner, K., & Pollatsek, A. (2003). Model EZ Reader pro ovládání pohybu očí při čtení: srovnání s jinými modely. Behavioral and Brain Sciences, 26 (04), 445–76.
  • Salvucci, D.D. (2001). Integrovaný model pohybů očí a vizuální kódování. Výzkum kognitivních systémů, 1(4), 201-220.
  • Schott E (1922) Über die Registrierung des Nystagmus und anderer Augenbewegungen vermittels des Saitengalvanometers, Deutsches Archiv für klinisches Medizin 140, 79–90.
  • Sereno, S .; Rayner, K. (2003). Měření rozpoznávání slov při čtení: pohyby očí a potenciály související s událostmi. Trendy v kognitivních vědách, 7(11): 489–93.
  • Tecce, J .; Pok, L.J .; Consiglio, M.R .; O'Neil, J.L. (2005). Snížení pozornosti při elektrografickém ovládání počítačových funkcí. International Journal of Psychophysiology, 55(2): 159–63. doi:10.1016 / j.ijpsycho.2004.07.002. Vyvolány 1 November 2011.
  • Vitu, F., McConkie, G.W., Kerr, P., & O'Regan, J.K. (2001). Účinky umístění fixace na dobu fixace během čtení: Invertovaný efekt optimální polohy sledování. Výzkum vize, 41(25), 3513–33.
  • Wang, J. (2011). „Dilatace zornice a sledování očí.“ Příručka metod sledování procesů pro výzkum rozhodování: kritický přehled a uživatelská příručka: Společnost pro rozhodování a rozhodování. 185–204. ISBN  1-84872-864-6.
  • Yang, S.-N., & McConkie, G.W. (2001). Pohyby očí během čtení: teorie iniciačních časů sakády. Vision Research, 41, 3567–85.

externí odkazy