Curso gelne 2012

Introdução ao design experimental,
rastreamento ocular e análise
estatística em Psicolinguística
Experimental
Márcio Leitão (UFPB)
José Ferrari Neto (UFPB) e
Elisangela Teixeira (UFC)
Mestre em Estudos da Linguagem PUC-Rio
Doutoranda em Linguística UFC
Bolsista de doutorado da CAPES

6 de setembro de 2012
XXIV JORNADA DO GELNE - UFRN -RN

Sunday, September 9, 2012 1

Introdução ao design experimental,
Rastreamento ocular e análise
estatística em Psicolinguística
Márcio Leitão (UFPB)
José Ferrari Neto (UFPB) e
Elisangela Teixeira (UFC)
Mestre em Estudos da Linguagem PUC-Rio
Doutoranda em Linguística UFC
Bolsista de doutorado da CAPES

6 de setembro de 2012
XXIV JORNADA DO GELNE - UFRN -RN


Programa
Introdução: por que rastrear o olhar?
Fisiologia da Visão: princípios
Breve histórico (De Javal a Dehaene)
Rastreamento Ocular
Alguns exemplos de pesquisas
Conselhos de utilização
Modelos disponíveis: pronta entrega

Programa
Rastreamento Ocular

Atividade Cognitiva
Movimentos oculares estão
estreitamente ligados a mecanismos
atencionais
Índice de atividade mental em tempo real
Experimento com papel A4


Programa
Rastreamento Ocular

Fisiologia da Visão:
noções gerais
Células fotorreceptoras:
Cones (visão detalhada colorida)
Bastonetes (visão menos detalhada P&B)
Três medidas: dois movimentos oculares,
indicadores de operações mentais e o
tamanho da pupila:
Sacadas
Fixações
Dilatação da pupila
O que o estudo da movimentação ocular pode oferecer à linguística?
Medidas acerca do custo de processamento da informação que podem servir
de provas indiretas sobre o modo de funcionamento mental da linguagem


Fisiologia do Olho


Campo Visual


Campo Visual
Zonas de processamento da informação: Campo visual
O espaço abrangido pela visão quando se fixa um ponto. Pode ser
dividido em três zonas
Fóvea = capta a informação mais relevante do estímulo
Na leitura corresponde a 2º de ângulo visual ( 1º
equivale a cerca de 3.69 letras em fonte monaco 11 pts)
Parafóvea = capta a informação em torno do estímulo.
Na leitura corresponde a 5º do campo visual (menos
acuidade, mas há manutenção da capacidade de integrar
informação previamente conhecida)
Periférica (perifóvea) – aquela que se vê como uma nuvem,
pouco clara, de onde não se extrai informação relevante para a
leitura.


Sensação Visual
A luz (imagem) entra pela pupila e
é projetada de forma invertida na
retina, onde é convertida em
impulsos elétricos
Os impulsos elétricos são
transportados pelo nervo óptico
para o cérebro: córtex visual
primário (área de Broadmann 17) e
posteriormente para o córtex visual
secundário (área de Broadmann 18
– áreas de associação visual); por
fim para as áreas de
processamento específicas.


Assimetria Cognitiva
Relações entre lateralidade manual e
lateralidade hemisférica relativa à
linguagem

Três teorias:
1) As assimetrias estão ligadas ao
desenvolvimento da linguagem e a
assimetria manual é um epifenômeno
da assimetria da linguagem.

2) As assimetrias cognitivas foram
inscritas no cérebro por conta das
assimetrias comportamentais
iniciadas há muito tempo.

3) Dois fenômenos independentes. A
lateralidade manual reflete apenas a
lateralidade do controle motor

Vamos ver um filme?

Human Body. Pushing the Limits. Sight.
Discovery Channel.
até o minuto 10.


Programa
Rastreamento Ocular

Louis Émile Javal, 1879

Descobriu que os olhos davam saltos
durante a leitura.


Yarbus, 1969


Rayner, 1998


Dehaene, 2005

Localizou os neurônios (a região cerebral
correspondente) responsáveis pela
leitura.


Programa
Rastreamento Ocular

Metodologia de
Rastreamento Ocular:
o equipamento
conhecido como
Eye-Tracker

Rastreador Ocular

Rastreador
ocular
Tobii T120


Vantagens do EyeTracker
Provê uma gravação detalhada no decurso do
processamento.
Fixações individuaus nas palavras (muita
granularidade).
Exame detalhado dos diferentes grupos de
fixações.
Mais natural que a leitura automonitorada
porque os participantes não têm necessidade de
apertar um botão para que o texto apareça, além
do fato de que o texto não desaparece da tela.

Sacada e Fixação ocular


Medidas capturadas


Medidas capturadas
Gravação de todos os movimentos sacádicos e de fixação em um
dado espaço:


Medidas capturadas
Gravação de todos os movimentos sacádicos e de fixação em um
dado espaço:
As medidas interessantes para a psicolinguística costumam
ser:
Tempo da primeira, segunda, terceira fixação
Tempo médio da fixação
Tempo total de fixação
Número de fixações
Dilatação da Pupila
Desenho da trajetória ocular durante a tarefa cognitiva

Procedimento experimental
Calibragem
Distância do participante
Fase pré-teste (treinamento e familiaridade com o
experimento)
Cruz de fixação (controle da atenção)
Apresentação dos estímulos linguísticos (visuais ou auditivos)
Controle de compreensão (questionário com perguntas do tipo
sim/não)
Intervalos para descanso (se o teste for longo)


Análise dos dados
Por Regiões de interesse (AOIs)
Definidas em função da hipótese
experimental
Rodar:
Programa Tobii Studio
Programas Estatísticos (SPSS, R, etc)


Programa
Rastreamento Ocular

Atenção e Busca Visual

Inclinado em meio a vertical é Maior entre curtos é mais Brilhante entre opacos é mais
mais fácil que o contrário fácil do que curtos entre fácil do que opacos entre
maiores brilhantes

Tarefas cognitivas

Testes de inteligência e estratégia
cognitiva


Understanding reasoning abilities in Huntington’s Disease
Ruth de Diego-Balaguer 1,2,3,
Elisângela N. Teixeira 4, RESULTS
Anne-Catherine Bachoud-Lévi 2,3,5
1ICREA, Universitat de Barcelona and IDIBELL,
Barcelona, Spain
PARTICIPANTS
2 INSERM U955 E01, IRBM, Université Paris-Est
Demographic information of the whole sample
Créteil, France; 3 DEC, Ecole Normale Supérieure,
Paris, France
4 Universidade Federal do Ceará, Programa de Pós-

Graduação em Linguística, Fortaleza, Brasil
5AP-HP, Groupe Henri-Mondor Albert-Chenevier, Centre

de référence Maladie de Huntington, Créteil and Paris
France

MATERIALS AND METHODS
(a)!!
!!
!!

(b)!!
*
!!
Eye-movement measures used: !! *
a.  Response Time (RT): total time (in ms) from the first until the last fixation *
b.  Time on interest areas: average Time-on-Matrix, Time-on-Alternatives (TOA) and
Proportional Time-on-Alternatives (PTOA: average TOA divided by the average RT.)
c.  Measures of alternation between interest areas (Number-of-Toggles): total number of
times the subject's gaze moved from one interest area to the other (from the matrix area to (c)!!
the alternatives area or vice versa).
d.  Measures of time distribution across the matrix cells: to examine the distribution of time
!!
(c)!!
spent among the nine cells of the matrix we extracted a Matrix Time Distributional Index
!!
(MTDI) to quantify whether participants need to inspect all figures in order to solve a given
!! *
!!
cognitive task. This index is calculated by subtracting the sum of the proportional fixation time
spent on cells 3, 6, 7 and 8 from the sum of the proportional fixation time on cells 1, 2, 4 and *
5.

CONCLUSIONS
Despite comparable accuracy, our results indicate that patients used different strategies than
controls. Whereas controls appeared to solve the problem and check for the correct response, * *
HD patients relied on a response elimination strategy. The fact that this strategy is used even
*
at lower levels of complexity suggests that these differences in reasoning abilities derive from
more general cognitive deficits such as visual working memory and attention difficulties
instead of a reasoning problem per se.

Mapa de Calor da
Tarefa cognitiva
MATRIZES DE RAVEN


Leitura de sentenças ou
de textos

Leitura natural de sentenças ou textos
(pequenos) seguida de pergunta controle.


Os círculos representam as fixações, O tamanho
dos círculos é relativo ao tempo de fixação em
cada um dos pontos. As linhas representam os
movimentos sacádicos.

Paradigma do Mundo
Visual

Preferência ocular diante de uma tarefa
auditiva


1. O problema sintático


Tarefa 1: Coloque o sapo no guardanapo dentro da caixa.

Trueswell
et
al.

(1999)

2. O problema semântico



Trueswell
et
al.

(1999)

3. O problema pragmático



Trueswell
et
al.

(1999)

Ao ver a imagem do slide anterior, você:
Saberia dizer para onde olhou ?
Olhou para o sapo ?
Para o sapo no guardanapo ?
Para a caixa vazia ?
Para o sapo e depois para o guardanapo ?
ou
Você não tem certeza do percurso do seu olhar
depois que leu a tarefa 1?

Processamento Anafórico e Ambiguidade
A tarefa 1 possui uma ambiguidade.
Em que consiste esta ambiguidade?

[O sapo no guardanapo] [dentro da caixa]

Ou

* [o sapo] [no guardanapo] [dentro da caixa]

Ops…A segunda opção não funcionou.
O que nós adultos fazemos nesta situação?
R.: Recalculamos o sentido da frase.
O que isso quer dizer? Recalcular, reanalisar,
reprocessar o primeiro sentido atribuído à frase na
primeira leitura.
De quantas leituras precisamos para reanalisar
este sentido?
Como fazemos isso?
Quanto tempo levamos para fazer a reanálise?
Em que lugar do cérebro ela é processada?

Programa
Rastreamento Ocular

Just e Carpenter, 1980
1º princípio: "immediacy assumption” - uma
palavra é interpretada assim que é fixada;
2º princípio: "eye-mind assumption", a permanência
do olhar em uma palavra é a medida do tempo de seu
processamento;
Os itens lexicais são sempre fixados;
As palavras funcionais são fixadas em apenas 35%
das vezes (integradas pela parafóvea);


A freqüência de uma palavra é um fator alterador do
tempo de fixação ocular (efeito cascata);
Média dos movimentos regressivos é de 15% do total de
movimentos progressivos na leitura (Carreiras e Clifton,
2003);
A extensão de uma palavra altera o tempo de fixação;
A amplitude de um movimento sacádico gira em torno de 7
a 9 espaços de letra em média;
Aspectos subjetivos influenciam a motivação do leitor
(objetivos de leitura e da familiaridade com o tema dos
textos)

Estágios de processamento:
o leitor codifica a palavra, ou seja, processa visualmente o
input, transformando-o em uma forma linguística;
ocorre o acesso lexical, que é o pareamento entre a forma
visual e a linguística;
o sujeito determina qual é o papel semântico deste item
lexical;
Há integração do item à informação da sentença na qual está
presente.


Programa
Rastreamento Ocular

Tobii T 120


Equipamento
Liberdade de Movimento da Cabeça: A região onde pelo menos a
posição de um dos olhos é captada pelo rastreador ocular. No T120
esta região é de 30 × 20 × 30 cm;

Tempo de Recuperação de Piscada de Olhos: o tempo médio levado
pelo rastreador ocular para voltar a capturar o olhar após uma
piscada de olhos involuntária. No T120 este tempo é de no máximo
8 ms;
Tempo de Recuperação de Rastreamento: o tempo médio levado pelo
Eye Tracker após uma interrupção da captura, como quando o
participante move o olhar para fora da área de captura. No T120
este tempo é de aproximadamente 300 ms;
Erro Devido ao Movimento da Cabeça: é a mudança na precisão nas
bordas da tela comparado com a precisão no centro. Isso inclui
movimentos da cabeça nas três dimensões. No T120 é de 0.2º.

Precisão: é definida como a diferença media entre a posicão do
olhar medido pelo rastreador ocular e a posição real. No
equipamento T120, o valor é de 0.5º;
Deriva: é a mudança na precisã̃o devido a mudanças de
luminosidade, como quando se utilizam estímulos de muitas cores
diferentes. No T120, a deriva é menor do que 0.2º;
Resolução Espacial: representa a variação do ponto do olhar entre
cada quadro. No T120 este parâmetro corresponde a 0.3º;
Angulo Máximo: é o ângulo máximo entre o olhar do participante e
o eixo central da tela para o qual o equipamento é capaz de
capturar a posição de pelo menos um dos olhos. No T120 o angulo
ma ́x imo ́e de 35º;
Latência: é o tempo médio entre a exibição do estímulo e o momento
em que a primeira posição do olhar válida é a capturada pelo Eye
Tracker. No T120 o tempo de latência é de no mínimo 33 ms;

Eye Link 1000 Hz (binocular)
SMI 1250 Hz (monocular)
Tipos:
Cabeça presa
Cabeça livre
ou móveis (óculos)

Referências
The Mind's Eye: Cognitive and Applied Aspects of
Eye Movement Research, Edited by Ralph Radach,;
Jukka Hyona;Heiner Deubel.
Sentence Processing (Carreiras, M., & Clifton, C., Jr.
The online study of sentence comprehension: eye-
tracker, ERPs and beyond. Psychology Press, USA.)
The interface of language, vision, and action : eye
movements and the visual world / edited by John
M. Henderson and Fernanda Ferreira.


Obrigada!
Meus contatos
(Elis)ângela Nogueira Teixeira
sites.google.com/site/teixeiraelis/
t witter.com/teixeiraelis
facebook.com/apatchworkfamily
teixeiraelis@gmail.com
+ 55 85 99 27 32 09

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