Deriva del movimiento ocular y duración de la tarea
El estudio explora cómo cambia la deriva de fijación durante tareas cortas.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
Los ojos no se quedan perfectamente quietos cuando nos concentramos en algo. En cambio, hacen pequeños movimientos que se pueden agrupar en tres tipos: microsacadas, Deriva y temblor. La deriva se refiere al movimiento lento, a menudo curvilíneo, del ojo cuando intentamos mantener la vista fija en un objetivo. Este movimiento no es el mismo para ambos ojos y suele parecer aleatorio.
Desde principios de 1800, la gente sabe que cuando fijamos la mirada en algo, las imágenes cercanas pueden empezar a desvanecerse. Este desvanecimiento se llama desvanecimiento de Troxler. Estudios recientes muestran que las microsacadas ayudan a recuperar la visibilidad después de que ocurre este desvanecimiento, mientras que tanto las microsacadas como la deriva ayudan a evitar que ocurra en primer lugar.
Un estudio reciente encontró que a medida que las personas se cansan, la deriva en sus movimientos oculares aumenta. En este estudio, los participantes realizaron una tarea simple de control de tráfico aéreo durante dos horas y se analizaron sus movimientos oculares. Notaron un claro aumento en la deriva de los movimientos oculares a medida que pasaba el tiempo. Este hallazgo despertó interés en cómo diferentes tareas y el tiempo en la tarea afectan la deriva del movimiento ocular.
Resumen del Estudio
Nuestra investigación analizó cómo cambia la deriva de fijación durante tareas más cortas. Nos enfocamos en una tarea de sacada aleatoria, que difiere de la anterior. Mientras que el estudio anterior duró dos horas, nosotros completamos nuestra tarea mucho más rápido-en solo 100 segundos. Esto nos permitió examinar cómo cambia la deriva en un período más corto.
También analizamos la deriva de una manera diferente. En lugar de observar la velocidad promedio o máxima, nos concentramos solo en la deriva lineal. Esto significa que medimos qué tan rápido cambiaba la posición del ojo en intervalos establecidos. Incluimos un grupo mucho más grande de 322 sujetos, lo que resultó en miles de grabaciones de movimientos oculares.
Materiales y Métodos
Base de Datos de Seguimiento Ocular
La base de datos de seguimiento ocular que usamos está disponible para acceso público. Los datos fueron recolectados a lo largo de 37 meses, con sujetos participando en diferentes rondas. Cada ronda tuvo una mezcla de participantes masculinos y femeninos, y analizamos todos sus movimientos oculares durante la tarea de sacada aleatoria.
En esta tarea, los sujetos seguían un objetivo blanco en una pantalla oscura mientras se movía a posiciones aleatorias. Cada objetivo se quedaba quieto durante 1 segundo, y había 100 movimientos por tarea, resultando en un enorme número de muestras grabadas para análisis.
Clasificación de Movimientos Oculares
Para analizar los movimientos oculares, los clasificamos en diferentes tipos: Fijaciones, Sacadas y otros movimientos. El proceso para detectar sacadas implicaba buscar momentos en los que la velocidad de movimiento del ojo superaba un cierto umbral. Excluimos las fijaciones afectadas por artefactos como parpadeos o movimientos involuntarios conocidos como movimientos de onda cuadrada.
Los movimientos de onda cuadrada consisten en movimientos pequeños y rápidos de los ojos que pueden interrumpir el proceso de fijación. Dado que estas fijaciones difieren significativamente de las fijaciones normales, las eliminamos de nuestros datos.
Medición de la Deriva
Para medir la deriva de fijación, analizamos las posiciones del ojo a lo largo del tiempo. Examinamos segmentos de los datos de longitudes específicas, analizando cómo cambiaba la posición del ojo. Este método nos permitió calcular la cantidad de movimiento, enfocándonos solo en la velocidad del cambio en lugar de la dirección.
Calculamos esta deriva para varias longitudes de segmentos y graficamos los resultados para visualizar los cambios.
Análisis Estadístico
Dividimos cada tarea de sacada aleatoria en marcos de tiempo más cortos. Al analizar la deriva mediana durante estos marcos de tiempo, observamos tendencias en cómo cambió la deriva del movimiento ocular con el tiempo. Utilizamos pruebas estadísticas específicas para asegurar que los hallazgos fueran significativos.
En nuestro análisis, descubrimos que a medida que pasaba el tiempo, la pendiente de la deriva aumentaba significativamente. Este hallazgo fue consistente a través de diferentes mediciones y longitudes de segmentos.
Comparando Resultados Entre Tareas
Analizamos diferentes longitudes de segmentos para ver cómo afectaban nuestras mediciones. Los resultados fueron similares a través de las longitudes, pero encontramos que los intervalos más largos proporcionaron resultados más claros.
A lo largo de nuestro análisis, comparamos los hallazgos en movimientos horizontales y verticales. El patrón general mostró aumentos consistentes en la deriva a través de diferentes tareas y segmentos.
Hallazgos y Discusión
Nuestro hallazgo principal es que la deriva del movimiento ocular aumenta con el tiempo, especialmente a medida que los sujetos siguen concentrados en una tarea. Cada participante realizó la tarea de sacada aleatoria en dos sesiones, con un breve descanso entre ellas. Encontramos que el aumento en la deriva de la primera sesión se trasladó a la segunda sesión.
Notablemente, a pesar de que las dos sesiones estaban separadas por unos 20 minutos e incluían otras tareas, el patrón de aumento de la deriva continuó. Esto sugiere que los efectos del tiempo en la tarea son significativos y pueden persistir incluso después de breves descansos.
Implicaciones de los Hallazgos
Estos resultados sugieren que a medida que nos enfocamos en una tarea por períodos más largos, nuestros ojos pueden volverse menos estables en sus movimientos. Mientras que el estudio anterior relacionaba la deriva con la fatiga de una tarea larga, creemos que nuestros hallazgos muestran un efecto similar pero en un marco de tiempo más corto.
Factores como el aprendizaje, la familiaridad con las tareas y cambios en la motivación también podrían influir en estos resultados. Se necesita más investigación para explorar estas posibilidades.
Conclusión
En resumen, nuestro estudio encontró que la tasa de deriva del movimiento ocular aumenta a medida que el tiempo en la tarea aumenta. Esta tendencia fue evidente a través de diferentes longitudes de segmentos y métodos de medición. Si bien sospechamos que esta deriva puede relacionarse con un tipo de fatiga, enfatizamos que nuestros hallazgos están conectados al tiempo dedicado a una tarea. Futuros estudios podrían investigar más a fondo estas relaciones, particularmente con respecto a cómo cambian la atención y la motivación con el tiempo. Al comprender estos aspectos, podemos mejorar nuestros métodos para medir el movimiento ocular y sus implicaciones en muchos campos, desde la psicología hasta la ingeniería de factores humanos.
Título: Fixation Drift Increases as a Function of Time-on-Task
Resumen: Ocular fixations contain microsaccades, drift and tremor. We report an increase in the slope of linear fixation drift as a function of time-on-task (TOT). We employed a very large dataset (322 distinct subjects, multiple visits per subject). Subjects performed a random saccade task. The task, in which the target dot jumped randomly over the display area every 1 sec, was 100 sec in duration. Fixations were identified using a published classification method. For each fixation, we regressed eye position against time across multiple segment lengths (50, 100, 200, 300, 400, and 500 ms). We started with the first sample and continued until no further regressions were possible based on the particular segment length being evaluated. For each segment length, each fixation was characterized by a single value: the maximum slope over the segment length. The slopes were expressed in deg/sec. We were not interested in the direction of the linear drift so we took the absolute value of the slope as the measure. For data analysis, each 100 sec task was divided into five 20 sec epochs. We found that median slope increased across epochs in both session recordings. Although similar trends were found regardless of segment length, the results were clearer and more consistent when using segment lengths of 200 ms or greater. Although we describe these changes in linear drift as related to time-on-task (TOT), we think it is likely, though no certain, that these effects are due to some sort of short-term oculomotor fatigue.
Autores: Lee Friedman, O. V. Komogortsev
Última actualización: 2024-09-10 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.05.611445
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.05.611445.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.