У бедных читателей нарушается кодирование быстрой изменяющейся во времени информации

1. Аннотация Характерный набор движений глаз и фиксаций производится во время чтения, поэтому положение...
2. методы
3. Психометрические тесты
4. Таблица 1
5. Зрительные стимулы
6. Задание на движение
7. Форма задачи
8. Процедура
9. Пороги когерентности
10. Кривая примерка
11. Статистический анализ
12. обсуждение

Аннотация

Характерный набор движений глаз и фиксаций производится во время чтения, поэтому положение слов на сетчатке постоянно обновляется. Эффективное декодирование печати требует, чтобы этот временной поток визуальной информации был сегментирован или разбит на составляющие его части (например, буквы или слова). Трудности бедных читателей с распознаванием слов могут возникнуть в момент сегментирования изменяющейся во времени визуальной информации, но механизмы, лежащие в основе этого процесса, мало понятны. Здесь мы использовали отображение случайных точек для изучения влияния способности чтения на временную сегментацию. Тридцать восемь взрослых читателей рассматривали тестовые стимулы, которые были сегментированы по времени путем ограничения либо локальных движений, либо аналогичных сигналов формы, чтобы колебаться назад и четвертым при каждом диапазоне частот. Участники должны были отличить эти сегментированные шаблоны от стимулов сравнения, содержащих те же движения и формы сигналов, но они были временно перемешаны. Результаты показали, что задачи движения и формы не могли быть надежно выполнены, когда длительность сегмента была меньше предела временного разрешения (остроты). Пределы остроты зрения для обеих задач были значительно и отрицательно коррелированы с оценками чтения. Важно отметить, что минимальная продолжительность сегмента, необходимая для обнаружения временно сегментированных стимулов, была больше у относительно слабых читателей, чем у относительно хороших читателей. Это показывает, что взрослые бедные читатели испытывают трудности с сегментированием временно изменяющегося визуального ввода, особенно на коротких отрезках времени. Эти результаты согласуются с данными, свидетельствующими о том, что при дислексии развития нарушается точное кодирование быстро изменяющейся во времени информации.

Ключевые слова: бедные читатели , сегментация , восприятие движения, восприятие формы , временное зрение

Вступление

Плохая способность к чтению у взрослых часто связана с дислексией развития, особенно у взрослых, которые имеют средний или выше среднего интеллект и не имеют в анамнезе плохого здоровья глаз, социальной депривации или других трудностей в обучении. Считается, что дислексия развития затрагивает приблизительно 5–10% населения, но существуют споры относительно того, как ее следует определять (Siegel, 2006 ). Некоторые утверждают, что дислексия лучше всего представляет нижнюю границу нормального распределения способности к чтению, в то время как другие полагают, что это особый тип затруднений при чтении, который в первую очередь связан с плохими фонетическими навыками декодирования (Snowling, 2000 ). Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что у читателей с дислексией также имеется дефицит обработки определенных типов визуальной информации (см. Обзор Grinter, Maybery & Badcock, 2010 ) необходим для чтения текста. Было предложено несколько теорий происхождения нарушений зрения при дислексии. Одной из наиболее известных является гипотеза уязвимости дорсального потока (Брэддик, Аткинсон и Ваттам-Белл, 2003 ). Эта структура основывается на фундаментальном допущении, что в зрительной системе человека можно различить два анатомически различных и функционально независимых потока обработки: во-первых, дорсальный поток, проецирующийся от первичной зрительной коры (V1) к теменной коре, который, как считается, играет главную роль в такие задачи, как определение глобального (общего) движения объектов, и, во-вторых, вентральный поток, выступающий из V1 во временные доли, который был вовлечен в такие задачи, как глобальное восприятие формы (формы) (Goodale & Milner, 1992 ; Унгерлейдер и Мишкин, 1982 ). Считается, что уязвимость дорсального потока проявляется как дефицит в обработке глобального движения относительно глобальной формы.

Кинематограммы со случайными точками (RDK) были использованы для измерения функции дорсального потока в широком диапазоне клинических групп населения (Grinter et al., 2010 ). Они содержат дискретную серию изображений, каждое из которых содержит локальные точки, которые либо перемещаются в одном и том же направлении при каждом обновлении положения ( сигнальные точки), либо случайным образом (точки шума ). Пороги когерентности измеряются и соответствуют минимальному количеству точек сигнала, необходимых для надежного обнаружения глобального движения или определения его направления (Newsome & Paré, 1988 ). Напротив, статические глобальные задачи формы использовались, чтобы измерить функцию вентрального потока (Grinter et al., 2010 ). Как правило, они состоят из рисунков стекла или статических линейных сегментов (стекло, 1969 ; Хансен, Стейн, Орд, Винтер и Тэлкотт, 2001 ). Несколько исследований показали, что в целом бедные читатели и люди, которые соответствуют общепринятым критериям диагностики дислексии развития, имеют значительно более высокие пороги когерентности, чем относительно хорошие читатели по задачам RDK, но не по задачам глобальной формы, что согласуется с гипотезой об уязвимости дорсального потока (для обзора см. Benassi). Симонелли, Джованьоли и Больцани, 2010 ). Тем не менее, недавние исследования показали, что пороги когерентности для задач RDK и задач глобальной формы значительно и положительно коррелируют (Braddick et al., 2016 ; Джонстон, Питчфорд, Роуч и Леджуэй, 2016a ). Это открытие вызывает серьезные сомнения в том, можно ли полагаться на эти психофизические меры, чтобы отделить функциональную целостность дорсального и брюшного потоков. Это может указывать либо на некоторую степень перекрестных помех между двумя потоками, либо на общую стадию обработки, которая служит для интеграции различных свойств объекта в глобальное восприятие (Erlikhman, Gurariy, Mruczek & Caplovitz, 2016 ). Кроме того, Johnston et al. ( 2016a ) показали, что люди с дислексией и, как правило, бедные читатели испытывают трудности с выполнением глобальных задач, которые требуют интеграции временной информации. Таким образом, трудность обработки изменяющейся во времени информации может лежать в основе зрительного дефицита при дислексии, а не уязвимости дорсального потока как таковой.

При чтении печатного текста, как и при обработке всех других форм визуального ввода, визуальная система сталкивается с несколькими проблемами, одна из которых удовлетворяет конкурирующим ограничениям интеграции локальных признаков, принадлежащих общему объекту (например, букв в слове), при сегментировании возникающие из разных объектов (например, из разных слов в предложении; Albright & Stoner, 1995 ; Braddick, 1993 ; Накаяма, 1985 ). До сих пор неясно, как это достигается, но данные свидетельствуют о том, что пространственная сегментация также может быть нарушена при дислексии. Это проявилось бы как трудность в сегментировании составляющих компонентов печатного текста, таких как буквы в словах и слова в предложениях. Чтобы исследовать эту возможность, Корнелиссен, Ричардсон, Мейсон, Фаулер и Штейн ( 1995 ) задала задачу сегментации на основе движения 29 взрослым с дислексией развития и равным числом взрослых без дислексии развития. Стимулы состояли из паттернов случайных точек, которые были пространственно разделены на горизонтальные сегменты путем ограничения точек в соседних сегментах для перемещения в противоположных направлениях. Участники отличали эти сегментированные стимулы от однородных моделей, содержащих точки, движущиеся в одном и том же направлении. Читатели с дислексией имели значительно более высокие пороги когерентности, чем относительно хорошие читатели, предполагая, что пространственная сегментация может быть нарушена при дислексии. Однако этот вывод также может отражать известный дефицит глобального движения (интеграции), а не сегментации, как задача, используемая Cornelissen et al. ( 1995 ) мог бы привести к принятию решений по каждому испытанию путем определения единого стимула. Кроме того, размер сегмента оставался фиксированным на протяжении всего эксперимента, несмотря на тот факт, что пороги когерентности в задачах пространственной сегментации зависят от размера сегмента (Burr, McKee & Morrone, 2006 ; ван Доорн и Кендеринк, 1982a ; Уотсон и Экерт, 1994 ).

Чтобы преодолеть ограничения предыдущего исследования изучения пространственной сегментации при дислексии, Джонстон, Питчфорд, Роуч и Леджуэй ( 2016b ) провели эксперимент с 38 взрослыми читателями, которые рассматривали дисплеи со случайными точками, которые были специально разработаны для обеспечения измерения сегментации объекта. Тестовые стимулы были пространственно разделены на горизонтальные сегменты. Смежные сегменты содержали либо локальные движения в противоположных направлениях, либо сигналы прямой аналогии, изображающие ортогональные ориентации. Участники различали эти сегментированные модели от стимулов сравнения, содержащих идентичные сигналы движения или формы, но они были пространственно перемешаны. Во-первых, были измерены пределы пространственного разрешения (остроты) для определения наименьшего размера сегмента, необходимого для надежного выполнения задач движения и формирования. Результаты показали, что пределы остроты зрения не были в значительной степени связаны с оценками по сложным показателям навыка чтения (включая лексическую и сублексическую обработку написанных слов). Пороговые значения когерентности уменьшались с увеличением размера сегмента, но для задачи движения скорость изменения была меньше у читателей с дислексией, а размер сегмента, при котором производительность становилась асимптотической, был больше. Эти результаты показывают, что пространственная сегментация также ухудшается у взрослых бедных читателей, но только для задач, содержащих информацию о движении.

Для дальнейшего изучения того, почему взрослые бедные читатели демонстрировали снижение производительности в задаче сегментации на основе движения, Johnston et al. ( 2016b ) разработал биологически правдоподобную вычислительную модель. Исследования нейровизуализации человека показали, что hMT (человеческий гомолог макака V5 / MT) играет основную роль в обработке глобального движения (Braddick et al., 2001 ; Тутелл и др., 1995 ; Зеки и др., 1991 ). Направленно селективные клетки в этой части мозга работают в различных пространственных масштабах (Amano, Wandell, & Dumoulin, 2009 ) и было высказано предположение, что различия в размере рецептивного поля могут лежать в основе зрительного дефицита при дислексии развития и других клинических популяциях (Anderson et al., 2017 ; Шанс & Грейнджер, 2012 ; Грейнджер, Дюфау и Циглер, 2016 ; Шварцкопф, Андерсон, де Хаас, Уайт и Рис, 2014 ; Тидгат и Грейнджер, 2009 ). Компьютерное моделирование показало, что оптимальный размер поля интеграции, необходимый для выполнения задачи движения, соответствовал размеру сегмента. Скорость изменения при увеличении размера сегмента была меньше, а размер сегмента, при котором производительность стала асимптотической, был больше, когда использовалась зона интеграции, отличная от размера сегмента. Этот паттерн результатов был качественно похож на тот, который был обнаружен у взрослых бедных читателей, что говорит о том, что неоптимальные размеры поля интеграции используются бедными читателями для объединения локальных сигналов движения в пространстве.

Дискретная серия движений глаз и фиксаций производится во время чтения, что означает, что положение слов на сетчатке постоянно обновляется (Rayner, 1998 ). Следовательно, локальные визуальные сигналы должны быть сегментированы во времени, а также в пространстве. Данные свидетельствуют о том, что у читателей с дислексией развития нарушена временная сегментация слухового речевого потока (Госвами, 2011 ; Lehongre, Morillon, Giraud и Ramus, 2013 ; Lehongre, Ramus, Villiermet, Schwartz & Giraud, 2011 ). Это повышает вероятность того, что трудности с временной сегментацией могут представлять общий дефицит дислексии развития и, следовательно, должны возникать в других сенсорных модальностях, таких как зрение.

Пороговые значения критического слияния мерцания (CFF) можно измерить, чтобы определить максимальную временную частоту, необходимую для сегментирования временно изменяющихся визуальных сигналов. Чтобы изучить взаимосвязь между порогами CFF и способностью к чтению, Talcott et al. ( 1998 ) попросил 36 взрослых читателей отличить мерцающие эквилуминантные стимулы от моделей, которые, казалось, не мерцали. Результаты показали, что пороговые значения CFF были значительно коррелированы с оценками по стандартизированной оценке способности к чтению. Временная частота, необходимая для обнаружения мерцающих раздражителей, была ниже у относительно слабых читателей, чем у относительно хороших читателей. Однако Edwards et al. ( 2004 ) не удалось воспроизвести эти выводы, используя метод корректировки для измерения порогов CFF. Недостаток использования метода корректировки заключается в том, что он субъективен и, следовательно, невозможно определить критерий ответа участников, использованных для выполнения задачи. Кроме того, как и в случае задач пространственной сегментации, полагаться на одно измерение чувствительности недостаточно для характеристики производительности задач временной сегментации. Например, Ван Доорн и Кодеринк ( 1982b обнаружил, что пороги когерентности для обнаружения сегментированного во времени отображения случайных точек зависят от временной частоты.

Таким образом, данные свидетельствуют о том, что взрослые бедные читатели и люди с дислексией развития испытывают трудности при сегментировании локальных сигналов движения в пространстве (Johnston et al., 2016b ). Если это отражает общие трудности с сегментированием быстрой информации, трудности с временной сегментацией могут также возникнуть у взрослых бедных читателей. В настоящее время влияние способности к чтению на временную сегментацию неясно, так как предыдущие исследования основывались на одном измерении чувствительности и не смогли определить временную сегментацию движения и информацию о форме (Talcott et al., 1998 ). В настоящем исследовании мы систематически решали эти проблемы, применяя временные версии задач пространственной сегментации, которые ранее использовались для изучения скрытого характера дефицита зрения при дислексии (Johnston et al., 2016b ). Пороговые значения когерентности измерялись при каждом диапазоне частот колебаний (длительности сегментов) для измерения отдельных компонентов, лежащих в основе выполнения задачи.

методы

участники

Тридцать восемь взрослых (шесть мужчин, 32 женщины), чьи способности к чтению варьировались по континууму, были привлечены к исследованию либо через Студенческие службы, либо по программе участия студентов в Ноттингемском университете. Средний возраст составлял 20,35 года ( SD = 2,82 месяца). Все участники использовали английский в качестве основного языка и были исключены из исследования, если у них было нарушение развития нервной системы, отличное от дислексии развития, или анамнез заболевания глаз. Участники с гестационным возрастом менее 32 недель также были исключены, так как лица, родившиеся недоношенными, обычно имеют повышенные пороги когерентности при выполнении глобальных задач по движению (Taylor, Jakobson, Maurer, & Lewis, 2009 ). Все участники имели нормальную или исправленную остроту зрения и дали информированное согласие на участие в исследовании в соответствии с Хельсинкской декларацией. Комитет по этике в Школе психологии Ноттингемского университета предоставил этическое одобрение для исследования.

Психометрические тесты

Каждый участник прошел тесты невербального интеллекта (IQ) и способности к чтению. Невербальный IQ оценивался с использованием стандартных прогрессивных матриц Равена (SPM; Raven, Court & Raven, 1988 ). Три оценки способности к чтению были включены для оценки различных компонентов навыка чтения. Чтобы измерить целую лексическую обработку, Национальный тест чтения взрослых (NART; Нельсон, 1991 ) был спокоен Он состоит из 50 низкочастотных нерегулярных слов. Субтесты «Проверка эффективности чтения слов» (TOWRE), «Эффективность буквенного зрения» и «Эффективность фонетического декодирования» проводились для обеспечения стандартизированной оценки способности к чтению. Субтест TOWRE Sight Word Efficiency состоит из 104 обычных слов различной частоты (Торгесен, Вагнер и Рашотт, 1999 ). Для оценки навыков сублексического декодирования был проведен субтест TOWRE Phonemic Decoding Efficiency. Он измеряет скорость чтения 63 псевдословов, которые различаются по сложности. Участникам дается 45 секунд, чтобы прочитать как можно больше слов в обоих тестах TOWRE, в то время как NART задается самостоятельно. Зависимой переменной для каждого из трех тестов на чтение было количество правильно прочитанных слов. Сводная статистика, характеризующая читательские способности образца участника, показана в.

Таблица 1

Психометрическая статистика по всей выборке. Примечание : стандартные оценки ( M = 100, SD = 15) показаны, если не указано иное. NART = национальный тест по чтению для взрослых; TOWRE = проверка эффективности чтения слов; SPM = стандартные прогрессивные матрицы ворона.

Зрительные стимулы

Стимулы были получены с использованием MATLAB (MathWorks, Natick, MA) и элементов Psychtoolbox (Brainard, 1997 ). Они отображались на мониторе Intergraph Interview 24hd96 (частота обновления кадров 100 Гц; Silicon Graphics, Inc., Милпитас, Калифорния), который был тщательно гамма-скорректирован с помощью фотометра и справочных таблиц. Психофизические процедуры использовались для проверки адекватности фотометрической гамма-коррекции (Ledgeway & Smith, 1994 ; Нишида, Леджуэй и Эдвардс, 1997 ). Стимулы рассматривали бинокулярно на расстоянии 60 см. Они были представлены в пределах квадратного окна дисплея в центре монитора, которое составляло 7 ° × 7 °. Каждый стимул состоял из ансамбля «черных» точек (диаметр 0,07 °), представленных на однородном сером фоне (34 кд / м2). Общая длительность стимула в каждом случае составила 0,43 с.

Задание на движение

Стимулы в задаче движения () состояли из 43 изображений, каждое из которых содержало 256 точек, которые были представлены последовательно с частотой 100 Гц для создания восприятия видимого движения. Отдельные точки были смещены на 0,035 ° при каждом обновлении положения (скорость = 3,5 ° / с). «Сила» или когерентность стимулов может варьироваться от 0% до 100%, ограничивая некоторые точки перемещаться в одном и том же направлении при каждом обновлении изображения (сигнальные точки), а другие - случайным образом (точки шума). Два образца были случайным образом представлены последовательно в каждом испытании с равной вероятностью. Они были разделены межстимульным интервалом (ISI) 0,52 с. Точки сигнала в тестовом стимуле колебались взад и вперед (влево и вправо) при каждом диапазоне скоростей. Наблюдатели отличали этот временно сегментированный стимул от стимула сравнения, содержащего идентичные сигналы движения, которые были временно перемешаны. Каждая точка сигнала имела ограниченное время жизни 0,22 с (22 кадра). В начале последовательности движения ему был назначен случайный «возраст» в кадрах от 1 до 22. При каждом обновлении изображения параметр возраста увеличивался на 1. Точка была нанесена в случайном месте при превышении предела в 22 кадра. ,

Схема стимулов в движении и форма задач. Цветные наложения и стрелки направления были добавлены только в иллюстративных целях и показывают, как тестовые стимулы были сегментированы во времени.

Форма задачи

Стимулы в форме задачи () генерировались путем вычисления 4-кадровой последовательности движения случайных точек, в которой точки сигнала были вынуждены перемещаться либо вертикально, либо горизонтально. Затем отдельные кадры пространственно накладывались для создания единого статического изображения (Johnston et al ., 2016a , 2016b ; Симмерс, Леджуэй и Гесс, 2005 ) в котором точки сигнала формируют локализованные полосы, ориентированные (вертикально или горизонтально) вдоль общей оси, в то время как точки шума образуют случайные скопления. Длина каждой точечной полосы составляла 0,18 °. Когерентность стимулов может варьироваться от 0% до 100% путем изменения относительного соотношения сигнал-шум точечных полос. В соответствии с заданием на движение, два образца были случайным образом представлены последовательно в каждом испытании с равной вероятностью. Они были разделены межстимульным интервалом (ISI) 0,52 с. Точечные полосы в тестовом стимуле колебались взад и вперед (по вертикали и по горизонтали) в каждом из диапазонов скоростей. Участники различали этот сегментированный во времени стимул от стимула сравнения, содержащего идентичные сигналы формы, которые были временно перемешаны.

Процедура

Пределы временного разрешения

Для определения длительности самого короткого сегмента (т. Е. Максимальной скорости колебаний), необходимого для надежного выполнения движения и формирования пределов временного разрешения (остроты) задачи. Когерентность стимулов поддерживалась постоянной на уровне 100% в каждом пробном блоке. Длительность сегмента варьировалась в каждом испытании с использованием временной процедуры принудительного выбора с двумя интервалами и адаптивной лестницей «3 на 1 вверх», отслеживающей 79% правильного уровня производительности. Задача участников состояла в том, чтобы определить временно сегментированный тестовый стимул. Начальный размер шага составлял 0,215 с, и он уменьшался вдвое после каждого обращения. Процедура лестницы прекратилась после 12 разворотов, и среднее арифметическое последних шести разворотов было пределом остроты этой лестницы. Указанный предел остроты зрения для каждого наблюдателя соответствует среднему значению, по крайней мере, четырех лестниц, а порядок тестирования был рандомизирован по задачам движения и формы.

Пороги когерентности

Пороговые значения когерентности были получены аналогично пределам остроты зрения. Однако длительность сегмента была постоянной в каждом пробном блоке. Он варьировался от 0,03 до 0,215 с равными логарифмическими шагами. Когерентность стимулов варьировалась в каждом испытании с использованием адаптивной лестницы «3 по 1», отслеживающей 79% правильного уровня производительности, и задачей участников было определить временно сегментированный тестовый стимул. Начальный размер шага был равен общему количеству элементов на дисплее, и это уменьшалось вдвое после каждого обращения. Процедура лестницы прекратилась после 12 разворотов, и среднее арифметическое последних шести разворотов было порогом когерентности от этой лестницы. Сообщаемый порог когерентности для каждого наблюдателя на данной длительности сегмента соответствует среднему значению по крайней мере четырех лестниц, а порядок тестирования был рандомизирован по задачам движения и формы.

Кривая примерка

Чтобы количественно оценить взаимосвязь между длительностью сегмента и воспринимаемой эффективностью, мы подгоняли кривую с двумя конечностями () к данным каждого участника, используя обычную процедуру подбора наименьших квадратов, алгоритм Левенберга – Марквардта. Эта кривая ранее использовалась для характеристики и количественной оценки производительности по задачам движения (Аллен, Хатчинсон, Леджуэй и Гейл, 2010 ; Хатчинсон и Леджуэй, 2010 ; Хатчинсон, Леджуэй, Аллен, Лонг и Арена, 2013 ; Джонстон и др., 2016b ):

где x - длительность сегмента, а k , t и s - свободные параметры. Параметр k является точкой перегиба функции и представляет продолжительность сегмента, выше которой производительность больше не улучшается. Параметр t является порогом когерентности при асимптоте, а параметр s является наклоном нисходящей ветви кривой. Sgn (), функция signum, равна либо -1, 0, либо +1, в зависимости от того, равен ли аргумент в скобках <0, 0 или> 0 соответственно. Во всех случаях данные были хорошо описаны функцией (среднее значение R 2 для задачи движения = 0,94, SD = 0,05, диапазон = 0,79–0,99; среднее значение R 2 для задачи формы = 0,95, SD = 0,04, диапазон = 0,82 до 0,99). Репрезентативные данные для одного участника по задаче движения и задаче формы показаны в и, соответственно. Эмпирически измеренный предел остроты зрения вместе с тремя наиболее подходящими параметрами, полученными из процедуры подбора кривой (точка перегиба, порог когерентности при асимптоте и наклон), показаны на рис.

Репрезентативные данные для одного участника по (A) задаче движения и (B) задаче формы. Пунктирная красная линия в (C) представляет измеренный предел остроты во времени вместе с тремя наиболее подходящими параметрами ( k, t и s) из. Столбики ошибок = ± 1 SEM .

Статистический анализ

Дислексия развития в первую очередь связана с плохими навыками фонемного декодирования (Snowling, 2000 ). Тем не менее, данные свидетельствуют о том, что модель производительности, обнаруживаемая в низкоуровневых задачах зрительного восприятия, требующих обработки движения и формы, не может отличить в целом плохих читателей от людей с плохими фонетическими навыками декодирования, что соответствует профилю дислексии (Hulslander et al., 2004 ; Джонстон и др., 2016a , 2016b ; Талкотт и др., 1998 ). Мы воспользовались этим открытием в настоящем исследовании и провели серию непрерывных анализов, используя сложную меру навыков чтения. Во-первых, баллы для тестов на чтение были преобразованы по z, чтобы можно было сравнивать разные баллы. Двусторонние корреляции (коэффициент корреляции Пирсона и момента продукта) затем использовались для исследования взаимосвязей между отдельными показателями способности к чтению. Если корреляции сильны, анализ главных компонентов (PCA) может использоваться для уменьшения размерности данных и выделения единой конструкции общего отклонения среди трех тестов на чтение (Johnston et al., 2016a , 2016b ; Пью и др., 2013 , 2014 ).

Кроме того, как показали предыдущие исследования, пол и невербальный IQ связаны с эффективностью выполнения некоторых заданий на движение (Johnston et al., 2016a , 2016b ; Мельник, Харрисон, Парк, Беннетто и Тадин, 2013 ; Сноудон и Кавана, 2006 ), мы провели серию семичастичных корреляций, чтобы выяснить, объясняют ли комбинированные показатели чтения какие-либо дополнительные различия в выполнении заданий после учета влияния гендерного и невербального IQ. Это особенно важно в текущем исследовании, поскольку в нем участвовало значительно больше женщин, чем мужчин. Некоторые из наиболее подходящих параметров для задачи движения (пределы остроты зрения, точка перегиба кривых и наклон нисходящей ветви кривых), а также задача формы (точка перегиба кривых и наклон нисходящего лимба кривых) нарушил предположение о нормальности (критерий Шапиро – Вилка, р <0,03). Таким образом, ряд непараметрических, получастичных корреляций был выполнен по этим переменным с использованием коэффициента корреляции ранга Спирмена ( rs ). Пределы точности для задачи движения и пороги когерентности при асимптоте для обеих задач не нарушали допущения нормальности (тест Шапиро – Уилка, p > 0,08), поэтому для этих переменных была проведена серия параметрических, полупараметрических корреляций с использованием соотношения Пирсона и момента произведения коэффициент ( г ).

обсуждение

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что взрослые бедные читатели испытывают трудности при сегментировании локальных сигналов движения в пространстве (Johnston et al., 2016b ). Тем не менее, влияние способности к чтению на временную сегментацию в настоящее время неясно, поскольку предыдущая работа основывалась на одном измерении чувствительности и не смогла очертить временную сегментацию движения и информацию о форме (Talcott et al., 1998 ). Здесь мы систематически устраняли эти ограничения, выполняя новый набор задач движения и формы, которые были временными версиями задач пространственной сегментации, ранее использовавшимися для исследования дефицита зрения при дислексии (Johnston et al., 2016b ). Результаты показали, что временные пределы остроты для заданий на движение и форму значительно и отрицательно коррелировали с баллами по комплексной мере навыка чтения, что соответствовало предыдущему исследованию, в котором изучалось влияние способности к чтению на пороговые значения CFF (Holloway, Náñez & Seitz, 2013 ; Талкотт и др., 1998 ). Минимальная продолжительность сегмента, необходимая для обнаружения тестового стимула, была больше у относительно слабых читателей, чем у относительно хороших читателей. Тем не менее, наши результаты расширяют предыдущие выводы двумя ключевыми способами. Во-первых, наши результаты показывают, что относительно бедные читатели имеют общую проблему с временной сегментацией, которая выходит за пределы доменов, поскольку подобный образец результатов (как сила, так и значимость корреляции) был найден как для задач движения, так и для задач формы. Во-вторых, наши результаты показывают, что трудности с временной сегментацией движения и информацией о форме, показанные относительно бедными читателями, выражены на коротких отрезках времени.

Результаты настоящего исследования ставят под сомнение тот факт, что взрослые бедные читатели имеют избирательное нарушение в потоке спинной зрительной обработки, поскольку временные пределы остроты для задач движения и формы были значительно коррелированы с общей способностью к чтению. Эти результаты подтверждают результаты Johnston et al. ( 2016a , 2016b ) и оспаривать гипотезу об уязвимости дорсального потока при дислексии развития. Braddick et al. ( 2016 ) предположили, что дефекты зрения, обычно обнаруживаемые у бедных читателей, качественно отличаются от тех, которые наблюдаются при дислексии развития. Тем не менее, другие исследования показали, что проблемы со зрением не могут отличить в целом бедных читателей от людей с нарушениями фонологического декодирования, согласующимися с дислексионным профилем (Hulslander et al., 2004 ; Джонстон и др., 2016a , 2016b ; Талкотт и др., 1998 ). В текущем исследовании три участника соответствовали общепринятому критерию дислексии развития (≤85 в подтесте эффективности фонематического декодирования TOWRE), но они были неотличимы от обычно плохих читателей по их визуальной производительности, за исключением одного читателя с дислексией, который имел параметр наименьшего наклона в задаче движения (). Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить надежность этого открытия, но в настоящее время достаточно сделать вывод о том, что выполнение задач визуального восприятия низкого уровня, требующих обработки движения и формы, обычно не может отличить взрослых бедных читателей от людей с дислексией развития.

Наши результаты согласуются с представлением о том, что взрослые бедные читатели испытывают трудности с визуальными задачами, требующими быстрого кодирования временной информации в мозге. В нашем исследовании стимулы в задаче движения состояли из отдельных точек, которые были смещены в каждом кадре, чтобы создать восприятие видимого движения, тогда как стимулы в задаче формы содержали прямо аналогичные точечные полосы (Johnston et al., 2016a , 2016b ; Simmers et al., 2005 ). Хотя обе задачи требовали сегментации локальных визуальных сигналов с течением времени, задача движения требовала более тонкой, дополнительной шкалы временной обработки, чем задача формы, потому что позиции локальных точек постоянно обновлялись. Корреляция между пределами временной остроты зрения и баллами по составной мере навыка чтения была немного сильнее для задачи движения, чем для задачи формы. Поскольку взрослые бедные читатели также демонстрируют снижение производительности по слуховым задачам, содержащим акустические сигналы, которые постоянно меняются со временем, это подразумевает общий дефицит при разборе изменяющейся во времени информации, которая распространяется на другие сенсорные модальности (Giraud & Poeppel, 2012 ; Госвами, 2011 , 2016 ; Lehongre и др., 2013 ; Lehongre, Ramus, Villiermet, Schwartz & Giraud, 2011 ; Pammer, 2014 ).

Недавние работы показали, что выбор пространственного масштаба нарушен, как правило, у бедных читателей и лиц с дислексией (Johnston et al., 2016b ). Чтобы надежно выполнить задачи по движению и формированию в настоящем исследовании, локальные визуальные сигналы должны были быть интегрированы в течение определенного периода времени. Наши результаты не свидетельствуют о дефиците с выбором временной шкалы, так как точка перегиба и наклон нисходящей ветви кривых для задач движения и формы не были в значительной степени связаны с общими навыками чтения. Таким образом, основная природа зрительного дефицита у взрослых бедных читателей, по-видимому, имеет по крайней мере два отдельных компонента, один пространственный и один временный; то есть трудность выбора пространственного масштаба, оптимального для работы, и нечувствительность к визуальным стимулам, которые меняются со временем, особенно когда это временное изменение быстрое.

Недостаток временной остроты может также объяснить, почему способность к чтению существенно коррелирует с порогами когерентности для обычных задач RDK, а не задач глобальной формы, поскольку относительно слабые читатели могут с меньшей частотой дискретизировать отдельные кадры последовательности движения. Однако при определенных условиях уменьшенная временная выборка может оказать стимулирующее влияние. Исследования показали, что задачи RDK не могут быть надежно выполнены, если задержка, превышающая приблизительно 100 мс, вводится между последовательными кадрами (Baker & Braddick, 1985 ). Мазер и Тунли ( 1995 обнаружил, что большие межкадровые интервалы могут быть допущены, когда к последовательности движения применяется временная фильтрация нижних частот, чтобы уменьшить частоту дискретизации. Следовательно, должна быть возможность имитировать условия, при которых относительно бедные читатели превосходят относительно хороших читателей по задачам RDK (то есть, когда между последовательными кадрами вводится относительно длинная временная задержка).

В большинстве исследований проводились анализы между группами для сравнения зрительных и нейрокогнитивных функций у взрослых с дислексией и без нее, тогда как в настоящем исследовании была проведена серия непрерывных анализов с использованием комплексного измерения навыков чтения (Johnston et al., 2016b ; Пью и др., 2013 , 2014 ). Анализы между группами с большей вероятностью страдают от низкой статистической мощности, чем непрерывные анализы, потому что размер выборки в первом случае фактически уменьшается вдвое по сравнению со вторым. Это было определено как фактор, способствующий отсутствию воспроизводимости в биомедицинских исследованиях (Button et al., 2013 ; Loannidis, 2005 ; Мунафо и др., 2017 ). Кроме того, трудности с чтением общеизвестно трудно определить (Флетчер, 2009 ). Следовательно, для выявления лиц с дислексией был использован широкий спектр критериев, что также может способствовать несоответствиям между исследованиями. Обнаружение того, что проблемы со зрением, как правило, не могут отличить бедных читателей от лиц с дислексией, оправдывает использование непрерывного анализа в будущих исследованиях. Принятие этих типов экспериментальных проектов повысит надежность научных исследований, поскольку они повышают статистическую мощность и не требуют принятия решений относительно спорных критериев определения и произвольных ограничений.

В настоящем исследовании мы провели семичастные корреляции, чтобы выяснить, являются ли композитные оценки чтения прогнозируемой эффективностью задачи после контроля пола и невербального IQ, которые, как известно, связаны с восприятием движения (Arranz-Paraíso & Serrano-Pedrazza, 2016 ; Кук, Хаммет и Ларссон, 2016 ; Джонстон и др., 2016a ; Мельник и др., 2013 ). Очень ограниченное число участников мужского пола в текущем исследовании (6/38) не позволяет провести полноценное исследование того, как гендерные аспекты связаны с визуальными характеристиками. Однако дополнительный анализ по всей выборке показал, что невербальный IQ был значительно и отрицательно коррелирован с порогами когерентности при асимптоте как для задачи движения ( r = -0,46 , р < 0,01), так и для задачи формы ( r = -0,48 , р < 0,01 ), после того, как разделили читательские способности и пол. У лиц с более низким IQ чувствительность при асимптоте была ниже, чем у лиц с более высоким IQ. Эти результаты расширяют предыдущие результаты, показывая, что невербальный IQ также связан с задачами, в которых сигналы движения или формы должны быть сегментированы с течением времени. Почему невербальный IQ в значительной степени связан с эффективностью выполнения некоторых психофизических задач в настоящее время неясно. Тем не менее, наши результаты подчеркивают критическую важность контроля невербального IQ при изучении зрительной деятельности при дислексии и других нарушениях нейродевелопмента.