Hypothese und Variablen des Eye Tracking-Experiments

Die wissenschaftliche Forschung ist eine der zentralen Kräfte, die den weltweiten Fortschritt vorantreiben. Sie fördert die Innovation, bietet Lösungen für komplexe Probleme und verbessert die Lebensqualität in verschiedenen Bereichen wie Technologie, Gesundheitswesen und öffentliche Ordnung. Wissenschaftlich motivierte Verbesserungen beginnen mit Neugier und dem Wunsch, die Geheimnisse der Welt zu entschlüsseln oder theoretische, manchmal sogar anekdotische Annahmen auf den Prüfstand zu stellen.

Eye Tracking ist ein Instrument der Verhaltensforschung, das häufig zur Beantwortung von Forschungsfragen zu verschiedenen Aspekten des menschlichen Verhaltens und der Kognition eingesetzt wird, z. B. zur visuellen Aufmerksamkeit, zum Gedächtnis oder zur Entscheidungsfindung.

Hier sind einige Beispiele für Forschungsfragen, die mit Eye Tracking beantwortet werden können:

• Wie wirkt sich das Ansehen eines Horrorfilms auf das autonome Nervensystem aus?

• Beeinflussen Augenbewegungen das Abrufen von Erinnerungen?

• Beeinflusst das Blinzeln die Zeitwahrnehmung?

Hypothese, unabhängige und abhängige Variablen

Wie oben dargestellt, sind die Forschungsfragen zu weit gefasst, um sie kontrolliert und systematisch zu beantworten. Daher müssen sie in überprüfbare Hypothesen zerlegt werden. Die Hypothese ist die Vorhersage über ein mögliches Ergebnis eines Experiments, bei dem eine unabhängige Variable manipuliert und die entsprechende Veränderung einer abhängigen Variable beobachtet wird. Forscher formulieren Hypothesen auf der Grundlage des vorhandenen Wissens und planen dann Experimente, um diese Hypothesen entweder zu bestätigen oder zu widerlegen.

Unabhängige Variablen:

Faktoren oder Bedingungen, die ein Experimentator in einem Experiment manipuliert. Die Hypothese besagt, dass eine Änderung dieser Variablen eine direkte Auswirkung auf die abhängige Variable hat.

Abhängige Variablen:

Faktor oder Zustand, der als Reaktion auf Veränderungen der unabhängigen Variablen beobachtet oder gemessen wird.

Hier sind einige Beispiele für Versuchshypothesen und ihre unabhängigen und abhängigen Variablen:

- Hypothese: Das Anschauen eines Horrorfilms führt zu einer Vergrößerung der Pupillen im Vergleich zum Anschauen eines neutralen Films.

Unabhängige Variable:

Art des Filmclips (Horror oder neutral).

Abhängige Variable:

Größe der Schülerinnen und Schüler.

- Hypothese: Sakkaden während der Gedächtniskodierung führen zu einer besseren Gedächtnisleistung.

Unabhängige Variable:

Sakkaden während der Gedächtniskodierung.

Abhängige Variable:

Speicherleistung.

- Hypothese: Eine höhere Blinzelrate während eines auditorischen Stimulus führt dazu, dass die Stimulusdauer als länger wahrgenommen wird (Überschätzung).

Unabhängige Variable:

Blinzelrate während des Hörreizes

Abhängige Variable:

Die wahrgenommene Dauer des auditorischen Reizes.

Äußere Variablen

Bei der Planung eines Eye Tracking-Experiments sind einige weitere Variablen zu berücksichtigen:

Fremdvariablen (auch als Störvariablen bezeichnet)

Faktoren oder Bedingungen, die das Ergebnis eines Experiments beeinflussen können, auch wenn sie nicht die primären unabhängigen oder abhängigen Variablen sind. Fremdvariablen können unerwünschte Verzerrungen in Ihren Daten verursachen und zu ungenauen Schlussfolgerungen führen. Fremdvariablen können kontrolliert oder unkontrolliert sein.

• Kontrollierte Variablen werden während des Experiments konstant gehalten oder kontrolliert. Dies wird in der Regel durch Randomisierung, Abstimmung oder Ausgleich der kontrollierten Fremdvariablen erreicht.

• Unkontrollierte Variablen können die Studienergebnisse beeinflussen, werden aber nicht absichtlich kontrolliert oder im Studiendesign berücksichtigt. Unkontrollierte Fremdvariablen erschweren es, festzustellen, ob die beobachteten Effekte auf unabhängige Variablen oder andere Faktoren zurückzuführen sind.

In dem Experiment, das den Zusammenhang zwischen Sakkaden und Gedächtnisleistung untersucht, sind diese Variablen nicht zu berücksichtigen:

Kontrollierte Fremdvariablen

• Raumumgebung: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Geräuschpegel, Lichtverhältnisse.

• Unterschiede in den Teilnehmermerkmalen: Alter, Geschlecht, Bildung.

• Reihenfolge der Stimulus-Präsentation: Szenen mit geringer Sakkade und Szenen mit hoher Sakkade im Gleichgewicht.

• Tageszeit, um Schwankungen aufgrund des zirkadianen Rhythmus zu vermeiden.

Unkontrollierte Fremdvariablen

• Emotionale Zustände oder die Stimmung zum Zeitpunkt des Experiments könnten das Gedächtnis beeinflussen.

• Visuelle Müdigkeit - könnte die Anzahl der Sakkaden und die Qualität der Erinnerung beeinflussen.

• Ablenkungen - unvorhergesehener Lärm von außerhalb des Versuchsraums.

• Individuelle Unterschiede in der Gedächtnisleistung.

Teilnehmer- und Stimulusvariablen

Variablen der Teilnehmer

Verschiedene individuelle Merkmale, die sich darauf auswirken können, wie ein Teilnehmer auf ein Experiment reagiert. Beispiele für Teilnehmervariablen sind Geschlecht, Alter, ethnische Zugehörigkeit, sozioökonomischer Status, Bildungsstand, Stimmung, klinische Diagnose und andere.

Impulsvariablen

Merkmale Ihres Stimulus oder einer Gruppe von Stimuli, die Teil des Kontextes sind, in dem das Verhalten auftritt. Diese sind oft Ausdruck oder Teilmenge von unabhängigen Variablen und Kovariaten. Beispiele hierfür sind die Anzahl der Elemente, die Kategorie, die Menge der Reize, die Farbe, die Helligkeit und der Kontrast.

Operationalisierung von Variablen - ein wesentlicher Schritt bei der Vorbereitung eines Experiments

Bevor Sie mit Ihrem Experiment beginnen, müssen Sie unbedingt eine klare Definition und Strategie dafür haben, wie jede Variable gemessen und aufgezeichnet werden soll. Dieser Prozess wird als Operationalisierung der Variablen bezeichnet. Für Ihr Experiment zum Thema "Der Zusammenhang zwischen Sakkaden und Gedächtnisleistung" müssen Sie zwei primäre Variablen operationalisieren:

Sakkaden (unabhängige Variable)

Die Anzahl der Sakkaden bezieht sich auf die Anzahl der schnellen, ballistischen Augenbewegungen, die auftreten, wenn eine Person eine visuelle Szene betrachtet. Legen Sie fest, welche Aspekte der Sakkaden Sie interessieren, z. B. die Amplitude der Sakkaden in Richtung der AOIs, die Anzahl der Sakkaden oder den Scanpfad.

Um das Vorhandensein von Sakkaden zu manipulieren, können Sie eine Stimulusvariable einführen - Versuche, bei denen die Teilnehmer aufgefordert werden, während der gesamten Betrachtungszeit des Stimulus auf dem Bildschirm zu fixieren. Auf diese Weise können Sie die Wirkung von Sakkaden auf den Gedächtnisabruf berücksichtigen, indem Sie "Sakkadenversuche" mit "Fixationsversuchen" vergleichen. Erfahren Sie mehr über die verschiedenen
Arten von Augenbewegungen .

Um verschiedene Aspekte von Sakkaden und Fixationen zu messen, aufzuzeichnen und zu quantifizieren, können Sie die Eye Tracking Technologie nutzen, wie z. B. Eye Tracking Software und -Hardware.
Eye Trackers von Tobii können Augenbewegungsdaten mit bis zu 1200 Hz erfassen, und die
Tobii Pro Lab Software vereinfacht die Berechnung und den Export verschiedener Eye Tracking Metriken.

Gedächtnisleistung (abhängige Variable)

Legen Sie fest, welche Aspekte der Gedächtnisleistung Sie quantifizieren wollen und welche Aufgaben Sie verwenden werden. Werden Sie Aufgaben zum Abruf, zur Wiedererkennung oder zum Abrufen verwenden? Zu den Variablen, die sich auf die Messung der Gedächtnisleistung beziehen, könnten gehören:

• Art der Gedächtnisaufgabe (z. B. freies Abrufen, abgerufenes Abrufen, Erkennen).

• Stimulusmaterial (z. B. Wörter, Bilder oder andere Arten von Informationen).

• Präsentationsform (z. B. visuell, auditiv oder beides).

• Gedächtnisaspekte (z. B. Geschwindigkeit, Genauigkeit oder beides).