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Titel: The Information Gathering Framework. A Cognitive Model of Regressive Eye Movements during Reading
Autor: Weiß, Anna Fiona
Weitere Beteiligte: Bornkessel-Schlesewsky, Ina (Prof. Dr.)
Veröffentlicht: 2017
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2017/0719
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2017-07192
DOI: https://doi.org/10.17192/z2017.0719
DDC: Deutsche Literatur
Titel(trans.): Das Information Gathering Framework. Ein kognitives Modell zur Erklärung von regressiven Blickbewegungen während des Lesens.
Publikationsdatum: 2017-12-07
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0

Dokument

Schlagwörter:
neurobiology of reading, fmri, semantic reversal anomalies, Lesen, sentence processing, Blickbewegungen, Satzverarbeitung, Regressionen, Eyetracking, eye tracking, regressions, reading, eye movements

Summary:
During reading the eyes do not smoothly slide trough the sentence, they rather show an alternating pattern of stable phases (so called fixations) and jumps (so called saccades). Whereas most of the saccades are in the direction of reading (i.e., from left to right in most Western European writing systems), some of the saccades go in the opposite direction, moving the eyes back to sentence material that has been fixated earlier. These so called regressive saccades occur frequently in the context of difficulties in language processing but their exact functional role in reading is largely unclear. Especially, it is still an open question in which cases the eyes just show increased fixation durations and in which cases the eyes actually regress. The present thesis focuses on the functional role of regressive eye movements during reading. In the first part, the limitations of the existing literature in the field of regressive eye movements are discussed. After that, a new account is presented which is called the Information Gathering Framework. This framework postulates at its core that each regressive eye movement has a function, namely to gather additional information about a word that has been processed earlier. Based on this hypothesis a detailed architecture of the model is outlined and it is shown how the model may account for empirical findings from reading research that have been reported in the literature. Also further predictions of the model are discussed. In the second part of the thesis, 2 experiments are presented that were developed to explicitly test the predictions of the Information Gathering Model. The first experiment focuses on the influence of different tasks on regression behavior using eyetracking. The second experiment (consisting of two sub experiments) focuses on the neural correlates of regressive eye movements using combined fMRI / eyetracking measurements. The results of both experiments provide clear empirical evidence in favor of the assumptions of the presented model. In particular, they clearly suggest that increased fixation durations and a higher probability to regress have to be viewed as functional different strategies in reading. In sum, the Information Gathering Framework is the first model of regressive eye movements during reading that may explain the interplay between increased fixation durations and regressive eye movements and that may account for human reading behavior as well.

Zusammenfassung:
Wenn wir lesen, gleiten unsere Augen nicht durch den Satz, sondern sie springen. Während aber die meisten dieser Sprünge, auch Sakkaden genannt, in der Leserichtung erfolgen, bewegen sich bei ca. 15% der Sakkaden die Augen in die entgegengesetzte Richtung. Obwohl diese so genannten Regressionen der Leseforschung seit Jahrzehnten wohlbekannt sind, bilden ihre genauen Ursachen und Funktionen nach wie vor ein Forschungsdesiderat, was auch darin begründet liegt, dass eine Erklärung sowohl okulomotorische als auch linguistische Aspekte berücksichtigen muss. Die vorliegende Arbeit versucht, sich diesem Problem zu nähern. Dazu wird im ersten Teil nach einer kritischen Analyse der aktuellen Forschungslage ein eigenes Blickbewegungsmodell entworfen, das so genannte Information Gathering Framework, welches das komplexe Zusammenspiel von Fixationszeiten und Regressionsraten während des Lesens zu erklären versucht. Das Modell basiert auf der einfachen Annahme, dass eine Regression immer dann ausgelöst wird, wenn zusätzliche Information über vorherigen Input benötigt wird, genauer gesagt, Information über die Identität eines vorangegangen Wortes. Im zweiten Teil der Arbeit werden zwei empirische Studien vorgestellt, die wichtige Annahmen des entwickelten Modells testen und weitere Erkenntnisse über die Rolle von regressiven Blickbewegungen für die Satzinterpretation liefern. In der ersten Studie, einer Blickbewegungsstudie, wurde der Einfluss von unterschiedlichen Verständnisfragen auf das Regressionsmuster beim Lesen von normalen und anormalen englischen Sätzen untersucht. In der zweiten Studie lag der Fokus neben einer sprach-vergleichenden Untersuchung mit deutschen Sätzen auf den neurobiologischen Unterschieden zwischen progressiven und regressiven Sakkaden. Dazu wurden Blickbewegungsmessungen in ein Verfahren mit funktionalen Bildgebung (fMRT) integriert und die neuronale Antwort des Gehirns auf die beiden Sakkadentypen analysiert. Die Ergebnisse beider Studien bestätigen wichtige Annahmen des Information Gathering Frameworks. So konnte im Besonderen eine klare funktionale Dissoziation zwischen verlängerten Fixationszeiten und Regressionsraten, die beide als Indiz für linguistische Verarbeitungsschwierigkeiten gelten, nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde auch die Annahme des Modells, dass neben der gemeinsamen Grundfunktion zwei unterschiedliche Typen von Regression existieren, anhand der Blickbewegungsmuster bestätigt. Die neuronalen Ergebnisse liefern ferner weitere Evidenz für die funktionale Dissoziation zwischen progressiven und regressiven Sakkaden. Zusammengefasst präsentiert die vorliegende Arbeit das erste umfassende kognitive Blickbewegungsmodell zu regressiven Sakkaden während des Lesens, das den hierarchischen linguistischen Verarbeitungsprozess berücksichtigt und gleichzeitig die wichtigsten Befunde des menschlichen Leseverhaltens erklären kann.


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