Eye-tracking w psychologii. Badania w laboratorium czy w terenie?
Eye-tracking, czyli śledzenie wzroku najczęściej za pomocą okulografu zyskało w ostatnich latach na znaczeniu w marketingu, medycynie, ergonomii, a także w psychologii. Ze względu na bogactwo i znaczenie informacji wizualnej, ludzkość ewoluowała w taki sposób, aby wykorzystywać szybki i skuteczny nerw okoruchowy. Nasza gałka oczna poruszana jest w oczodole przez sześć mięśni, kierowanych przez grupy komórek w kilku obszarach mózgu. Zachowanie naszego „układu” okoruchowego charakteryzuje się dwoma stanami: fiksacją – mówimy o niej, gdy wzrok jest praktycznie nieruchomy oraz ruchami sakkadowymi – mówimy tu o mimowolnych ruchach oka, które wykonywane są podczas obserwowania obiektów. Dotychczasowe badania w przekonujący sposób wykazały, że podczas ruchu oczu (sakkady) nie uzyskuje się żadnych istotnych informacji, co oznacza, że widzimy tylko podczas fiksacji. Dlatego właśnie psychologów interesuje ten drugi stan: czas trwania fiksacji.
Naukowcy zainteresowani percepcją, uwagą, czytaniem, analizą twarzy i innymi obszarami psychologii poznawczej, wykorzystują czasową i przestrzenną dystrybucję fiksacji do wnioskowania o sposobach selekcji i przetwarzania informacji wizualnych. Neurolodzy zainteresowani kontrolą ruchów oczu są często bardziej zainteresowani sakkadami niż fiksacjami – ich synchronizacją, prędkością, trajektorią i celowaniem. Technicznie śledzenie ludzkiego narządu wzroku polega na „wysyłaniu” światła podczerwonego w kierunku oka i pomiarze światła odbitego z siatkówki (tylnej części oka). Ponieważ odbicie to zależy od kąta między okiem a kamerą pomiarową, można bardzo precyzyjnie śledzić położenie oka , a tym samym i spojrzenia.
Ruchy oczu są ściśle powiązane z selektywną uwagą wzrokowo-przestrzenną, tak więc głównym zastosowaniem śledzenia wzroku jest miara uwagi przestrzennej. Ruchy oczu wykorzystywane są również do prób badania przetwarzania języka oraz ludzkiej decyzyjności. Badania nad okulografią, technologią śledzenia wzroku wykorzystywane są od najmłodszych lat osób badanych. Dla przykładu : Nam dorosłym bardzo często ciężko jest zrozumieć czego chcą, potrzebują małe dzieci. Naukowcy z The Child and Baby Lab na Uniwersytecie w Uppsali w Szwecji używają technologii śledzenia wzroku, aby zdobyć wgląd w procesy myślowe niemowląt na długo przed wypowiedzeniem przez nich pierwszych słów.
Badanie wzorców ruchu gałek ocznych niemowląt to tylko jeden ze sposobów, w jaki naukowcy mogą poznać psychologię za pomocą oprogramowania do śledzenia wzroku. Sposób, w jaki ludzie podejmują decyzje, może wydawać się tajemniczy, nawet samemu decydentowi.
Dotychczasowe badania skupiały się nad wykorzystaniem okulografów w badaniach dotyczących decyzyjności, spędzania czasu, analizie chorób jak autyzm i schizofrenia, rozwijania umiejętności społecznych, ale także w badaniach z zakresu psychologii pracy czy psychologii sportu.
W psychologii, w ostatnich 40 latach wzrosło wykorzystanie urządzeń do śledzenia wzroku. Mieliśmy całą paletę stosowanych metod, przeprowadzonych analiz i miar uzyskanych w tej dziedzinie. Badania okulograficzne związane z dziedziną nauki jaką jest psychologia dążą z jednej strony do ważnych ustawień pod naturalnym i swobodnym względem badawczym (warunki oglądania, tryby reakcji), a z drugiej do kontroli eksperymentalnej (kontrolowanie warunków testowych z urządzeniami o wysokiej dokładności pomiaru). Aby sprostać obu wymaganiom, zaproponowano pewne obiecujące kompromisy w rozwiązaniach metodologicznych – w szczególności integrację solidnych mobilnych urządzeń do śledzenia wzroku w systemach przechwytywania ruchu. Ponieważ jednak podstawowego kompromisu między badaniami laboratoryjnymi i terenowymi nie można rozwiązać za pomocą środków technologicznych, naukowcy muszą dokładnie rozważyć argumenty przemawiające za jednym lub drugim podejściem, biorąc pod uwagę odpowiednie konsekwencje. Niemniej jednak dla przyszłych badań psychologicznych, dalszy rozwój obecnej metodologii mobilnego śledzenia wzroku wydaje się wskazany.
Współczesne badania okulograficzne spełniają następujące kryteria jakości: realistyczne warunki badania (np. gromadzenie danych w badaniu terenowym); analiza prawdziwych ruchów uczestników (zamiast naciskania przycisków czy odpowiedzi werbalnych); precyzyjne pomiary (wysoka częstotliwość próbkowania oraz odporność na zdarzenia wywołane nieprzewidzianym ruchem); analiza bardzo dużego zbioru danych (wiarygodność pomiarów, wykorzystanie sztucznej inteligencji). Niestety, osiągnięcie wszystkich powyższych warunków jest trudne do spełnienia jednocześnie. Naukowcy wciąż zatem stoją przed polaryzacyjnym kompromisem między zewnętrzną trafnością z jednej strony a obiektywnością i rzetelnością z drugiej.
Dla przykładu w badaniach z zakresu psychologii sportu (Ryu i In. 2014), przebadano wpływ różnych warunków oglądania na zachowanie wzroku oraz podejmowanie decyzji w z łożonych sytuacjach gry w koszykówkę. We wspomnianym badaniu zastosowano stacjonarne urządzenie (eye-tracker) o wysokiej częstotliwości (250 Hz). Aparatura gwarantowała nie tylko wysoką dokładność pomiaru, ale także pozwalała na uchwycenie centralnych oraz peryferyjnych obszarów pola widzenia w eksperymencie.
Z drugiej jednak strony prezentacja filmów na ekranie komputera, ograniczona ruchowo pozycja badanego, a także nienaturalna reakcja motoryczna (naciskanie przycisków) ukazują ograniczenia w tego typu badaniu. W tej sytuacji nie ma możliwości przeanalizowania rzeczywistej sytuacji i naturalnego ruchu w jakich znajduje się u sportowiec- koszykarz. Rodzi to pytanie o zasadność zastosowania tego typu metody diagnostycznej, szczególnie jeśli chodzi o jej trafność zdroworozsądkową.
Przykładem niejako w opozycji do powyższego, były badania Hüttermanna i wsp. (2014), którzy to śledzili wzrok wykonawców rzutów karnych w piłce nożnej. Celem badania była analiza podejmowania decyzji przez gracza, bezpośrednio przed wykonaniem rzutu karnego.Używając mobilnego urządzenia do śledzenia wzroku w warunkach rzeczywistych, autorzy położyli nacisk na zewnętrzną trafność warunków testowych. Robiąc to, musieli zrezygnować w pewnym sensie z jakości kontroli eksperymentalnej oraz zastosować zmniejszoną precyzję pomiarów (urządzenie mobilne). Dla porównania eye-tracker w tym badaniu był urządzeniem o raczej niskiej częstotliwości (30 Hz), co sprawiło z kolei, że analiza ruchów sakkadycznych oczu była dyskusyjna. Mówiąc krótko: tym razem warunki naturalne, ale pomiar niedokładny.
Jak wynika z powyższej analizy, badanie zachowań spojrzenia i śledzenia wzroku w psychologii (ale także medycynie, marketingu czy ergonomii) jest najbardziej obciążone kompromisem między badaniami laboratoryjnymi i terenowymi, które można zredukować dzięki dalszemu rozwojowi technologicznemu.
Grzegorz Załęski – www.psychologgorlice.pl
Netografia :
https://psychology.exeter.ac.uk/research/centres/ccal/facilities/eye/
https://eyegaze.com/how-eye-tracking-studies-can-be-used-in-psychological-research/
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2017.01845/full
