Учебно-методический комплекс по курсу «Методы регистрации движений глаз в психологии»

Учебный курс «Методы регистрации движений глаз в психологии» ориентирован на профессиональную подготовку магистрантов и аспирантов психологических кафедр ВУЗов, специализирующихся по направлениям «Экспериментальная психология», «Когнитивная психология», «Психофизиология», «Клиническая психология» и др. Курс призван сформировать научные представления об окуломоторной активности человека, ее роли в процессах познания, деятельности и общения и привить навыки работы с современным исследовательским оборудованием и технологиями.

Программа курса

Цели:

  • • обучение основам современных методов регистрации движений глаз человека.
  • • формирование практических навыков, необходимых для психологов, занятых в прикладной и научно - исследовательской деятельности.

Задачи:

  • • на примере окулографии сформировать у молодых психологов положительную мотивацию к работе с современными аппаратурными методами;
  • • представить окулографию как метод психологического исследования;
  • • раскрыть современные представления о природе глазодвигательной активности, ознакомить учащихся с основными методами регистрации движений глаз;
  • • привить студентам навыки исследовательской деятельности, обучить работе на установках для видеорегистрации движений глаз, продемонстрировать возможности различных пакетов прикладных программ, позволяющих конструировать эксперименты с регистрацией направленности взора и эффективно анализировать эмпирические данные;
  • • создать условия для профессиональной и личностной самореализации студентов.

В результате изучения курса студенты будут знать:

  • • основные понятия окулографии;
  • • виды движений глаз, их характеристики;
  • • механизмы регуляции движений глаз;
  • • детерминанты окуломоторной активности;
  • • роль движений глаз в процессах познания, деятельности и общения;
  • • историю развития науки о движении глаз;
  • • современные методы регистрации движений глаз;
  • • сферы применения и возможности использования окулографии в современной научно-исследовательской и практической деятельности;
  • • технологию подготовки и проведения эксперимента с использованием систем видеорегистрации движений глаз;

В результате освоения программы курса студенты будут уметь:

  • • проектировать и готовить исследования с использованием системы видеорегистрации движений глаз;
  • • формировать стимульный материал для проведения исследования;
  • • использовать программы для предъявления стимульного материала, обработки и анализа полученных в ходе эксперимента данных;
  • • грамотно интерпретировать окуломоторные данные.

Содержание курса

Учебный курс состоит из двух модулей - теоретического и практического (лабораторного).

В теоретической части дается история развития науки о движениях глаз, рассматриваются психологические и психофизиологические основания окулографии, обсуждается природа глазодвигательной активности человека. Описываются методы регистрации движений глаз, способы их оценки и интерпретации данных.

Практическая часть включает подготовку и проведение студентами самостоятельных экспериментальных исследований с использованием оборудования для видеорегистрации движений глаз, обработку и анализ данных.

Темы

I. Основы окулографии: принципы и организация исследований

Объективные методы познания психики и поведения. Аппаратная регистрация проявлений психических явлений. Окулография в структуре экспериментально-психологических исследований. Запросы практики: инженерная психология, эргономика, медицина, реклама и т. д.

Тема 1. Наука о движениях глаз. Этапы становления. Характеристика предмета и метода. Проблемное поле. Современное состояние и тенденции развития.

Тема 2. Основные понятия окулографии. Глаз человека как орган зрения и движения. Оптика глаза. Строение и функции сетчатки. Экстраокулярные мышцы. Направленность взора. Основные виды движений глаз (тремор, дрейф, микросаккады, макросаккады, прослеживающие движения, вергентные, торзионные движения, нистагм). Понятия фиксации и целенаправленного поворота глаз. Окуломоторная активность. Функции и механизмы регуляции движений глаз. Глазодвигательная система и ее свойства. Окуломоторные структуры. Окуломоторное поле наблюдателя.

Тема 3. Направленность взора в процессах познания, деятельности и общения людей. Роль движений глаз в зрительном восприятии. Движения глаз как предикторы познавательных процессов. Направленность взора и характеристики внимания. Понятие функционального поля зрения. Функциональное фовеа. Окуломоторная активность в процессах поиска и идентификации комплексных объектов. Движения глаз во время чтения.

Окулография в практической деятельности человека (управление технологическими объектами, оценка профессиональной деятельности и др.) Диагностика психических заболеваний и нарушений познавательных процессов.

II. Процедуры регистрации и анализа движений глаз

Тема 4. Методы регистрации движений глаз. Контактные методы: электроокулография, фотооптический, электромагнитный. Бесконтактные методы: фотоэлектрический метод, видеорегист рация. Примеры современного оборудования для регистрации движений глаз.

Тема 5. Оборудование для видеорегистрации движений глаз. Особенности установок SMI High Speed, SMI HED, SMI RED-m[1]. Программное обеспечение (ПО) iViewX для регистрации движений глаз. Программное обеспечение SMI Experimental Center для проведения исследований, его ограничения. Подготовка и проведение эксперимента с помощью iViewX и Experiment Center.

Тема 6. Проведение исследований с использованием для предъявления стмульного материала нестандартного ПО. Протокол iViewX remote commands. Проблема калибровки. Принципы создания собственного ПО для предъявления стимульного материала. Подготовка и проведение экспериментальных исследований с использованием нестандартного ПО. Gaze Contingent Paradigme.

Тема 7. Обработка окулографических данных. Штатное программное обеспечение BeGaze для обработки данных. Закрытый формат хранения данных iView Data File (IDF). Конвертация данных с помощью IDF Converter. Структура конвертированного файла данных. Визуализация данных с использованием пакета статистической обработки R. OGAMA: альтернативное ПО для обработки результатов исследований.

Тема 8. Проблема детекции фиксаций и саккад. Алгоритмы детекции: I-DT - Dispertion Threshold Identification, I-VT - Velocity Threshold Identification, I-HMM - Hidden Markov Model Identification, I-MST - Minimum Spanning Tree Identification, I-KF - Kalman Filter Identification. Адаптивный алгоритм детекции Холмквиста. Штатное ПО EventDetector для выполнения детекции саккад и фиксаций.

Тема 9. Принципы анализа окуломоторной активности. Основные показатели окуломоторной активности: продолжительность фиксаций, продолжительность первой фиксации, позиции фиксаций, амплитуда саккад, латентность саккад, величина раскрытия зрачка. «Область интереса» и связанные с ней показатели окуломоторной активности: суммарное время рассматривния, число фиксаций, средняя продолжительность фиксаций, порядок рассматривания. Проверка значимости различий показателей внутри экспериментального условия и между разными экспериментальными условиями.

Тема 10. Специфика анализа окуломоторной активости при чтении текста. Показатели окуломоторной активности при чтении текста: число последовательных фиксаций (без возвратов), число

возвратов, при которых происходит переход к предыдущему слову, число возвратов внутри слова, число возвратных фиксаций.

Тема 11. Проблема интерпретации окулограмм. Многозначность направленности взора. Системы связей и отношений, включающие данные о движениях глаз. Основные уровни и каналы связи активности человека с движениями его глаз. Детерминанты окуломоторной активности. Зрительный и фиксационный «центры тяжести». Природа перцептивно-окуломоторного соответствия.

Тематический план занятий

Тема

Всего

Лекции

Семинары

Самост. работа

1

Наука о движениях глаз

2

2

2

Основные понятия окулографии

2

2

4

3

Направленность взора в процессах познания, деятельности и общения

2

2

4

Методы регистрации движений глаз

2

2

5

Оборудование для видеорегистрации движений глаз

4

2

2

6

Проведение исследований с использованием нестандартного ПО

2

4

7

Обработка окулографических данных

1

6

8

Проблема детекции фиксаций и саккад

2

4

9

Принципы анализа окуломоторной активности

4

4

10

Специфика анализа окуломоторной активности при чтении текста и рассматривании сложных изображений

4

4

11

Проблема интерпретации окулограмм

2

2

2

72

16

20

36

Материально-техническое обеспечение учебной программы

Практические занятия проводятся на установках для видеорегистрации движений глаз (в частности SMI High Speed, SMI HED, SMI RED-m); программное обеспечение:

- Windows XP;

  • - SMI iViewX;
  • - SMI Experiment Center;
  • - SMi BeGaze.

Самостоятельная работа по обработке данных выполняется в компьютерном классе, оснащенном следующим программным обеспечением:

  • - Windows ХР;
  • - R;
  • - OGAMA;
  • - MS Word;
  • - MS Excel.

Список рекомендуемой литературы

Основной

  • 1. Андреева Е. А., Вергилес Н. Ю., Ломов Б. Ф. Механизм элементарных движений глаз как следящая система // Моторные компоненты зрения. М.: Наука, 1975. С. 7-55.
  • 2. Барабанщиков В. А. Окуломоторные структуры восприятия. М.: ИП РАН, 1997.
  • 3. Барабанщиков В. А. Экспрессии лица и их восприятие. М.: ИП РАН, 2012.
  • 4. Барабанщиков В. А., Жегалло А. В. Регистрация и анализ направленности взора человека. М.: ИП РАН, 2013.
  • 5. Барабанщиков В. А., Харитонов В. Н. Движение глаз при восприятии эмоциональных выражений лица // Познание в структуре общения. М.: ИП РАН, 2008. С. 30-39.
  • 6. Барабанщиков В. А., Ананьева К. И., Харитонов В. Н. Организация движений глаз при восприятии изображений лица // Экспериментальная психология, 2009. Т.2. С. 31-60.
  • 7. БарабанщиковВ.А.,ЖегаллоА.В. Методы регистрации движений глаз: теория и практика, http://psyedu.ru. 2010. №5.
  • 8. Гиппенрейтер Ю.Б. Движение человеческого глаза. М.: Изд-во МГУ, 1978.
  • 9. Гиппенрейтер Ю. Б. О месте движений глаз в незрительных видах деятельности и их исследовании // Моторные компоненты зрения. М.: Наука, 1975. С. 213-221.
  • 10. Гуревич Б. X. Движения глаз как основа пространственного зрения и как модель поведения. Л.: Наука, 1971.

И. Зинченко В. П. Образ и деятельность. М.-Воронеж: МПСУ, 1997.

  • 12. Ярбус А. Л. Роль движений глаз в процессе зрения. М.: Наука, 1965.
  • 13. Guestrin Е. D., Eizenman М. General theory of Remote Gaze Estimation Using the Pupil Center and Corneal Relections // IEEE Transitions on biomedical engeneering? 2006. V. 53. P. 1124-1133.
  • 14. Nystrom M., Holmquist K. An adaptive algorithm for fixation, saccade, and glissade detection in eye-tracking data // Behavior Research Methods, 2010. V. 42 (1). P. 188-204.
  • 15. Salvucci D., GoldbergJ. Identifying Fixations and Saccades in Eye-Tracking Protocols // Proceedings of the Eye Tracking Research and Applications Symposium. N.Y.: ACM Press, 2000. P. 71-78.

Дополнительный

  • 1. Барабанщиков В. А. Восприятие и событие. СПб.: Алетейя, 2002.
  • 2. Барабанщиков В. А., Окутина Г. Ю., Окутин О. Л. Чувствительность айтрекеров и точность регистрации движений глаз // Современная экспериментальная психология. М.: ИП РАН, 2011. Т. 1. С. 191-212.
  • 3. Барабанщиков В. А., Белопольский В. И. Стабильность видимого мира. М.: ИП РАН, 2008.
  • 4. Барабанщиков В. А., ЖегаллоА. В. Распознавание экспрессий лица в ближней периферии зрительного поля // Экспериментальная психология,2013. № 2. С.59-85.
  • 5. Белопольский В. И. Взор человека: механизмы, модели, функции. М.: ИП РАН, 2007.
  • 6. Копаева В. Г. (отв. ред). Глазные болезни. М.: Медицина, 2002.

С. 38, 40-41.

7. Окутин О. Л., Окутина Г Ю. Оценка и нивелирование «шумов» ай-трекера // Экспериментальная психология. 2011. № 1. С. 100-105.

Требования к экзамену (вопросы)

В ходе экзамена студент должен продемонстрировать знание теоретического материала и умение анализировать результаты экспериментального исследования, использующего регистрацию движений глаз. Вопрос практической части подбирается экзаменатором, исходя из тематики научных исследований студента.

Контрольные вопросы: теоретическая часть

  • 1. Понятие окуломоторной активности человека.
  • 2. История, современное состояние и тенденции развития науки о движении глаз.
  • 3. Виды движений глаз, их характеристики.
  • 4. Феномены окуломоторной активности.
  • 5. Механизмы регуляции движений глаз. Глазодвигательная система и ее свойства.
  • 6. Детерминация окуломоторной активности.
  • 7. Роль движений глаз в процессах восприятия, познания, деятельности и общения.
  • 8. Методы регистрации движений глаз.
  • 9. Характеристика современного оборудования для регистрации окуломоторной активности человека.
  • 10. Концептуализация данных о движении глаз.

И. Проблемы использования окулографии в исследованиях психики и поведения человека.

Контрольные вопросы: практическая часть

  • 1. Анализ данных о движении глаз при идентификации экспрессий лица.
  • 2. Анализ данных о движениях глаз при чтении текста.
  • 3. Анализ данных о движениях глаз при рассматривании сложных изображений.
  • 4. Анализ данных о движениях глаз при восприятии рекламы.
  • 5. Анализ данных о движениях глаз при идентификации личности натурщика.
  • 6. Анализ данных о движениях глаз при выполнении дискриминационной задачи «одинаковый-разный».

  • [1] Перечень установок, используемых Центром экспериментальной пси хологии МГППУ.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ