Окулография: виды, принцип работы, области применения

Окулография (или айтрекинг) - это метод исследования движений глаз путем регистрации изменений. электрического потенциала сетчатки и глазных мышц.

Наиболее распространённым методом регистрации движений глаз является электроокулография.

По сравнению с другими окулографическими методами, такими, как фотооптический, фотоэлектрический и электромагнитный, электроокулография исключает контакт с глазным яблоком, может проводиться при любом освещении и тем самым не нарушает естественных условий зрительной активности.

В основе электроокулографии лежит дипольное свойство глазного яблока – его роговица имеет положительный заряд относительно сетчатки (корнеоретинальный потенциал).

Электрическая и оптическая оси глазного яблока практически совпадают, и поэтому электроокулограмма (ЭОГ) может служить показателем направления взор]. При движении глаза угол его электрической оси изменяется, что приводит к изменению потенциалов, наводимых диполем глазного яблока на окружающие ткани. Именно эти потенциалы регистрируются электроокулографическим методом.

Две пары неполяризующихся отводящих электродов с электропроводной пастой накладывают на обезжиренные участки кожи в следующих точках:

около височных углов обеих глазных щелей – для регистрации горизонтальной составляющей движений;

посередине верхнего и нижнего края глазной впадины одного из глаз – для регистрации вертикальной составляющей движений.

Контактное сопротивление на электродах (до 10 кОм), как правило, позволяет избегать артефактов от ЭЭГ и мышечной активности. Потенциалы, снимаемые между электродами в каждой паре, усиливаются и поступают на монитор, а затем записываются на магнитные носители магнитофона или ЭВМ.

Линия на ЭОГ при неподвижном взоре, направленном прямо, принимается за нулевую. При повороте глаз вправо на электроде, расположенном на височном углу правого глаза, потенциал становится более положительным по отношению к нулевой линии, а на электроде слева – отрицательным.

При повороте глаз влево это соотношение потенциалов на элетродах меняется. При направлении взора вверх на электроде, расположенном на верхнем крае глазной впадины, потенциал становится положительным по отношению к нулевой линии, а на электроде нижнего края – отрицательным.

Амплитуда движений глаз в данном случае измеряется в милливольтах, но после проведения калибровочных движений глаз, т.е. движений с одной точки на другую с известным расстоянием в угловых градусах, амплитуду можно представить в угловых градусах.

Итак, по смещению регистрируемых потенциалов горизонтальной и вертикальной составляющих можно определить направление, а по величине этих смещений – величину углового смещения оптических осей глаз.

Движения глаз, особенно вертикальные, а также моргания вызывают выраженные артефакты в ЭЭГ Поэтому регистрация ЭЭГ без регистрации ЭОГ в психофизиологических экспериментах считается недопустимой ошибкой.

Применения в психофизиологии и нейронауках

Все варианты окулографии можно разделить по разным признакам: по принципу взаимодействия с глазом: контактные и бесконтактные; по принципу фиксации траектории: использующие фотофиксацию, непосредственную запись, запоминание траектории; по особенностям и целям изучения: изучающие фиксации или скачкообразные движения и т. д.; по частоте дискретизации камеры: чем она выше, тем больше информации мы можем собрать о движении глаза, в том числе различные микродвижения. В отличие от самоотчета или внешнего наблюдения за движениями, глаз, окулография – регистрация окуломоторной активности – дает не только непрерывную, достоверную, детализированную, но и качественно иную информацию об изучаемых явлениях. Это один из наиболее чувствительных индикаторов динамики познавательных процессов, функциональных состояний и форм взаимодействия человека с окружающим миром (Барабанщиков, 2015). Появился раздел когнитивной психологии, изучающий инсайт. Глазодвигательная активность фиксирует динамику решения задачи.

С помощью айтрекинга возможно проведение разных типов исследования:

1) происходит либо анализ зон интереса (длительность фиксации, подсчет статистики «пребывания» в зоне интереса и др.),

2) анализ величины раскрытия диаметра зрачка («энергетический» аспект когнитивного процесса),

3) используется также метод воздействия на окуломоторную активность, изучение результатов этого воздействия на когнитивные процессы.

Айтрекер позволяет работать как в фиксированном режиме, так и в движении, рассматривая феноменологию движения глаз реальных испытуемых, распознавание источников юмора. С его помощью выюясняются межкультурные различия. В короткое время айтрекинг стал одним из средств маркетинговой оценки рекламной продукции, инструментом разработчиков новой техники. Исследователи и организаторы психологического образования, обсуждая особенности и возможности психологического образования отмечает, что необходимо обучать студентов таким технологиям, которые должны стать инструментом не только психологического образования, но и психологического эксперимента, психологической науки, айтрекер как раз позволяет реализовывать такие технологии [19, 20]. Программа подготовки психологов традиционно включает в себя дисциплины естественного профиля: нейробиологию, психофизиологию, антропологию и другие. Интеграция современной науки предполагает вхождение психологии в область, все чаще называемую когнитивной нейронаукой и предполагает активное использование естественнонаучных методов исследования психологических явлений. Наличие современной нейролаборатории, оснащенной приборами исследования, подобным айтрекеру, позволяет привить студентам навыки научного исследования и повысить качество подготовки выпускников направления «Психология».

Традиционное использование окулографии позволяет научиться методам исследования зрительного восприятия: восприятие плоскостных и стерео-объектов, окуломоторная активность восприятия лиц, восприятие цветных и ахроматических объектов, восприятие статичных и движущихся объектов, исследование мультимодальности и т.д.

Психофизиология. Исследования, проведенные с помощью айтрекинга, могут повысить эффективность следующих освоения тем: функциональная межполушарная асимметрия мозга, психофизиология эмоций, психофизиология сознания, психофизиология восприятия, психофизиология функциональных состояний.

Антропология. В антропологических исследованиях расовых признаков используют метод изучения глазодвигательной активности людей, принадлежащих к разным расам в процессе оценки индивидуально-психологических характеристик людей других рас по фотографиям лиц (Хрисанфова, 2015). Возможная тематика лабораторных занятий может быть связана с айтрегингом при чтении научного текста студентами, с распознаванием экспрессии лица при сверхкоротком предъявлении стимула, айтрекинг при решении интеллектуальных задач, айтрекинг в ситуации правдивых и ложных ответов и т.д.

Психология индивидуальных различий: использование айтрекинга для выявления типологических различий при решении задач разного типа.

Социальная психология: использование айтрекинга изучения разных стилей коммуникации, конфликтных ситуаций, ситуаций разной степени эмоциональной насыщенности и т.д.

Психология труда: использование айтрекинга изучения функциональных состояний профессионала, специфики перцепции профессионалов разных профилей.