de 115 ATENCiÓN ABiERTA Y MOViMiENTOS OCULARES
RAÚL CABESTRERO, ANTONIO CRESPO, PILAR QUIRÓS Y MARCOS RÍOS
PA R T E I . F U N DA M E N TAC I Ó N T E Ó R I C A
El registro y análisis de los mov oculares ha sido ampliamente utilizado en el estudio científico de los procesos cognitivos, y muy especialmente en el ámbito de la atención visual (Henderson y Hollingworth, 1999; Just y Carpenter, 1976; Kowler, 1990). Aunque al lector pueda sorprenderle, dado q su exp habitual es la de contemplar un ojo que se mueve en su cavidad, existen diversos tipos de mov oculares, cada uno de ellos con carac propias. No obstante, los más relevantes para el estudio de la atención visual han sido los mov sacádicos; los más rápidos de nuestros ojos y guardan una estrecha relación con los desplazamientos atencionales “abiertos” (overt attention). En estos desplazamientos abiertos de la atención existe una convergencia o concomitancia entre los cambios atencionales y los órganos sensoriales correspondientes, pues en el caso de la visión los sacádicos permiten dirigir nuestra mirada a aquellos objetos que captan nuestra atención. Aunque dirigir nuestra mirada hacia la inf atendida es la manera más habitual de proceder, no se debe olvidar que la atención y los órganos sensoriales (nuestros ojos) son perfectamente disociables; existen situaciones en las q es posible dirigir nuestra atención a regiones del ambiente sin necesidad de que exista desplazamiento ocular alguno, algo que ya demostró a finales del XIX Hermann von Helmholtz. En este último caso, estaríamos hablando de cambios atencionales “encubiertos” (covert attention).Vamos a ceñirnos exclusivamente a los cambios atencionales abiertos, en los que desplazamiento atencional y mov oculares son concomitantes. Vamos a describir cómo opera el sistema oculomotor en estos casos, exponiendo sintéticamente cómo se registra y analiza el mov de nuestros ojos con objeto de comprender la operativa del mecanismo atencional durante la exploración de los estímulos visuales.Sacádicos y fijaciones Cuando exploramos el medio con objeto de atender a los E relevantes descubrimos que nuestros ojos se comportan conforme a una pauta definida por dos fases: sacádica y de fijación. La 1ª corresponde al mov de los ojos propiamente dicho. La 2ª al breve periodo de tiempo en el que el ojo queda en reposo para procesar la inf atendida. El ojo se desplaza a la región atendida (sacádico) y allí se detiene para recoger y procesar la inf (fijación), desde donde nuevamente se desplazará (sacádico) a otra zona para procesarla (fijación), y así sucesivamente. En definitiva, la exploración del medio está constituida por una secuencia continua de sacádicos y fijaciones. Se estima que a lo largo de un día podemos realizar unos 230.000 saltos sacádicos acompañados de sus correspondientes momentos de fijación. La secuencia sacádico-fijación es clave para entender cómo opera el mecanismo atencional. Veamos previamente las particularidades de cada componente.Salto sacádico Mov fundamentalmente voluntario q nos permite dirigir la mirada a las diversas zonas del ambiente que captan nuestra atención. Su objetivo no es otro que el de disponer la imagen en la fóvea, la región de la retina que dispone de mayor agudeza visual. El rasgo más distintivo es la relación existente entre la amplitud del mov y la velocidad punta: a mayor amplitud del mov mayor velocidad. Por ejemplo, un sacádico que abarque 80º de ángulo visual puede alcanzar velocidades de hasta 700º/s. A su vez, la duración media de un sacádico tb depende de su magnitud y oscila entre promedios de 30 y 120 ms (Becker, 1991; Carpenter, 1988; Leigh y Zee, 1991; Young y Sheena, 1975). El área típica de cobertura alcanza hasta los 30º aprox, ángulo a partir del cual la conducta exploratoria precisa cada vez más del mov de la cabeza. Los sacádicos exhiben un periodo de latencia que oscila entre 100 y 300 ms, descubriéndose además entre sacádicos sucesivos un periodo refractario motor de unos 100 a 200 ms.Otro aspecto bien estudiado es su amplitud, la distancia que recorre el ojo, expresada en grados de ángulo visual. Si lo piensa detenidamente observará que la amplitud de un mov sacádico no es sino la distancia que media entre dos fijaciones oculares consecutivas. Es importante porque es un indicador de la extensión de la zona visual a la que se está prestando atención.Un aspecto cuanto menos curioso es el que concierne a la recogida de info que se produce durante su ocurrencia.Durante el salto sacádico se suprime en gran medida la recogida de inf. Comprobar esta afirmación constituye una experiencia empírica interesante para el lector: si se dispone delante de un espejo observará que resulta imposible percibir el mov de sus ojos cuando usted los mueve, pues siempre percibirá una imagen estática de los mismos. La recogida eficaz de inf se garantiza fundamentalmente durante el periodo de fijación ocular en el que el ojo está relativamente estable.Fijaciones oculares Aquellos momentos en los que los ojos permanecen relativamente estables para enfocar una zona concreta de la escena durante periodos de tiempo muy breves, frecuentemente de 200 a 350 milisegundos. Decimos relativamente porque ni siquiera, durante una fijación ocular, el ojo está estático; se pueden descubrir una serie de micromovimientos de fijación cuya misión es ubicar la imagen lo más exactamente posible en la fóvea. Operativamente se ha asumido por la comunidad científica un criterio matemático para determinar la existencia de una fijación; establece que una fijación se produce cuando el ojo está relativamente estable (obviando estos micromovimientos de fijación) durante al menos 100 milisegundos dentro de un área de un grado por un grado de ángulo visual.En una fijación se pueden identificar dos componentes, que pueden estar más o menos solapados: un componente motor y otro cognitivo (Salthouse y Ellis, 1980; Viviani, 1990). El 1er componente queda definido por el periodo
Ángulo visual: ángulo
comprendido entre 2 líneas que se extienden desde el punto de visión en la retina hasta los extremos del obj q se visualiza. 1 / 2
de 215 refractario motor entre movimientos sacádicos (100-200 ms); es decir, por limitaciones fisiológicas se necesitan al menos 100-200 ms para iniciar un nuevo salto sacádico, lo que afecta a la duración de la fijación. El segundo componente es de gran interés psicológico, pues está vinculado al procesamiento cognitivo de la información. Tiene una duración mínima de unos 50 ms y se ve afectado por numerosas decisiones cognitivas que debemos tomar, a saber: (a) procesar la inf foveal para asegurar la recogida de los contenidos informativos a los que dirigimos la mirada; (b) ejecutar un muestreo del campo periférico, mediante extracción de características o rasgos generales (colores, formas, bordes…); (c) planificar el siguiente salto sacádico. Observe el lector la cantidad de operaciones cognitivas implicadas en un simple momento de reposo del ojo. Se ha demostrado también que la inf más detallada del E observado se adquiere al inicio de la fijación, mientras que la inf del campo periférico se recoge en fases posteriores (Viviani, 1990). En conclusión, las fijaciones oculares constituyen unos de los datos oculares más valiosos para el psicólogo pues permiten realizar inferencias muy interesantes respecto a mecanismos cognitivos y de control del procesamiento, entre ellos la atención.
Registro y medida del comportamiento ocular: eye trackers
2 Sabemos que nuestra mirada se dirige a aquellas zonas que captan nuestra atención mediante una secuencia continua de saltos sacádicos y fijaciones. Pero ¿cómo podemos registrar el mov de los ojos y cuantificarlo?Los sistemas técnicos de registro ocular detectan el mov de nuestros ojos y permiten obtener una serie de medidas relacionadas con sacádicos y fijaciones. Estas medidas se utilizan posteriormente para analizar los datos con objeto de contrastar las hipótesis científicas. El desarrollo tecnológico en un momento histórico determinado ha influido en el uso de unos u otros sistemas. Por ejemplo, en sus orígenes el registro ocular estaba basado en la fotografía. El ojo era fotografiado un gran número de veces y cada imagen era evaluada buscando las diferencias respecto a la del momento anterior. Con la llegada de la filmación continua la precisión de la medida fue mejorando. Más tarde aparecieron otros tipos de registradores oculares o eye trackers. En la actualidad las formas de registro son múltiples y los avances tecnológicos han ido definiendo los distintos métodos de registro. Aunq todos registran el mov del ojo sobre el campo visual, cada uno se fundamenta en principios operativos diferentes para conseguirlo (reflexión corneal infrarroja, electrooculografía, imágenes de Purkinje, mov palpebral y otras). Introducir en un buscador de Internet el término “eye tracker/eye movement” nos generará multitud de resultados que ilustrarán al lector sobre los principales equipos existentes, con objeto de formarse una idea. Aunque existente numerosos fabricantes, los más destacados actualmente son Tobii, Sensomotoric Instruments o SR Research (Eyelink), entre otros. Prácticamente todos ellos tienen un fundamento común en su operativa. Veámoslo simplificadamente.
Para una ejemplificación más visual puede recurrir al vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=sLyyuIdhvkw Los eyetracker tienen por misión registrar el movimiento del ojo sobre el campo visual, movimiento que se corresponde con la línea de mirada del participante. En definitiva, el aparato suministra al experimentador inf sobre aquellas zonas a las que un participante está atendiendo porque las observa directamente (atención abierta), todo ello sin necesidad de verbalización y con un error mínimo. Es decir, sabemos con una gran precisión dónde está mirando una persona sin necesidad de que él nos lo diga. Con un propósito simplemente ilustrativo, describimos someramente la operativa básica de un seguidor ocular estándar dispuesto para una tarea de exploración de imágenes expuestas en una pantalla de ordenador (para exploración de ambientes externos, existen seguidores oculares portables que se ubican en un ligero casco sobre la cabeza del observador o unas gafas).Al participante se le dispone sentado enfrente del monitor. Ante él una pequeña cámara situada bajo el monitor capta el mov de sus ojos cuando explora la escena mostrada. Esta cámara opera según una frecuencia det.En el caso, por ej, de una cámara de 50 Hz se registran 50 muestras de la posición del ojo cada segundo, es decir 1 muestra cada 20 milisegundos.Todos estos datos se almacenan en un ordenador y, mediante un algoritmo matemático, se determinan las diversas medidas relacionadas con el recorrido ocular realizado por el participante, es decir, la posición de las fijaciones (mirada) en un momento determinado, el nº y la duración de estas, el nº de saltos sacádicos, la amplitud y la duración de estos, el nº de veces que el ojo ha transitado desde una zona X a otra Y de la imagen… Para que tenga en cuenta la cantidad de datos registrados, la exploración de un participante durante tan solo 30s con una cámara de 50Hz nos generará 1.500 registros de la posición de su mirada sobre la imagen explorada (uno cada 20 ms). A la representación gráfica del recorrido del ojo sobre la imagen visual explorada se le denomina scan path. El que mostramos aquí como ej corresponde al clásico de Yarbus (1967), quien analizó la exploración visual sobre la obra de Ilya Repin “Visitantes inesperados”
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