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ATENCiÓN ABiERTA Y MOViMiENTOS OCULARES
RAÚL CABESTRERO, ANTONIO CRESPO, PILAR QUIRÓS Y MARCOS RÍOS
PARTE I. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
El registro y análisis de los mov oculares ha sido ampliamente utilizado en el estudio cientí co 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 nales 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 jaciones
Cuando exploramos el medio con objeto de atender a los E relevantes descubrimos que nuestros ojos se comportan
conforme a una pauta de nida por dos fases: sacádica y de jación. 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 ( jación), desde donde
nuevamente se desplazará (sacádico) a otra zona para procesarla ( jación), y así sucesivamente. En de nitiva, la
exploración del medio está constituida por una secuencia continua de sacádicos y jaciones. Se estima que a lo largo
de un día podemos realizar unos 230.000 saltos sacádicos acompañados de sus correspondientes momentos de
jación. La secuencia sacádico- jación es clave para entender cómo opera el mecanismo atencional. Veamos
previamente las particularidades de cada componente.
Ángulo visual: ángulo
Salto sacádico
comprendido entre 2
Mov fundamentalmente voluntario q nos permite dirigir la mirada a las diversas zonas del ambiente que líneas que se extienden
captan nuestra atención. Su objetivo no es otro que el de disponer la imagen en la fóvea, la región de la desde el punto de visión
retina que dispone de mayor agudeza visual. El rasgo más distintivo es la relación existente entre la en la retina hasta los
amplitud del mov y la velocidad punta: a mayor amplitud del mov mayor velocidad. Por ejemplo, un extremos del obj q se
sacádico que abarque 80º de ángulo visual puede alcanzar velocidades de hasta 700º/s. A su vez, la visualiza.
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
jaciones 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 a rmación 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 e caz de inf se garantiza fundamentalmente durante el periodo de jación 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 jación ocular, el ojo está estático; se pueden descubrir una serie de micromovimientos
de jación cuya misión es ubicar la imagen lo más exactamente posible en la fóvea. Operativamente se ha asumido por
la comunidad cientí ca un criterio matemático para determinar la existencia de una jación; establece que una jación
se produce cuando el ojo está relativamente estable (obviando estos micromovimientos de jación) durante al menos
100 milisegundos dentro de un área de un grado por un grado de ángulo visual.
En una jación se pueden identi car 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 de nido por el periodo
fi fi fi fi fi fi fi fi fi fifi fi fifi fi fi fi fi fi
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refractario motor entre movimientos sacádicos (100-200 ms); es decir, por limitaciones siológicas se necesitan al
menos 100-200 ms para iniciar un nuevo salto sacádico, lo que afecta a la duración de la jación. 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) plani car 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 jación, mientras que la inf del campo periférico se recoge en fases posteriores
(Viviani, 1990). En conclusión, las jaciones 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.
2
Registro y medida del comportamiento ocular: eye trackers
Sabemos que nuestra mirada se dirige a aquellas zonas que captan nuestra atención mediante una secuencia continua
de saltos sacádicos y jaciones. Pero ¿cómo podemos registrar el mov de los ojos y cuanti carlo?
Los sistemas técnicos de registro ocular detectan el mov de nuestros ojos y permiten obtener una serie de medidas
relacionadas con sacádicos y jaciones. Estas medidas se utilizan posteriormente para analizar los datos con objeto de
contrastar las hipótesis cientí cas. El desarrollo tecnológico en un momento histórico determinado ha in uido en el uso
de unos u otros sistemas. Por ejemplo, en sus orígenes el registro ocular estaba basado en la fotografía. El ojo era
fotogra ado un gran número de veces y cada imagen era evaluada buscando las diferencias respecto a la del momento
anterior. Con la llegada de la lmación 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 de niendo 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 (re exión 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 simpli cadamente.
Para una ejempli cación 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 de nitiva, 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
jaciones (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 grá ca 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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fi fi fi fifi fifi fi fi fi fi fi fifl fi fi fl
ATENCiÓN ABiERTA Y MOViMiENTOS OCULARES
RAÚL CABESTRERO, ANTONIO CRESPO, PILAR QUIRÓS Y MARCOS RÍOS
PARTE I. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
El registro y análisis de los mov oculares ha sido ampliamente utilizado en el estudio cientí co 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 nales 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 jaciones
Cuando exploramos el medio con objeto de atender a los E relevantes descubrimos que nuestros ojos se comportan
conforme a una pauta de nida por dos fases: sacádica y de jación. 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 ( jación), desde donde
nuevamente se desplazará (sacádico) a otra zona para procesarla ( jación), y así sucesivamente. En de nitiva, la
exploración del medio está constituida por una secuencia continua de sacádicos y jaciones. Se estima que a lo largo
de un día podemos realizar unos 230.000 saltos sacádicos acompañados de sus correspondientes momentos de
jación. La secuencia sacádico- jación es clave para entender cómo opera el mecanismo atencional. Veamos
previamente las particularidades de cada componente.
Ángulo visual: ángulo
Salto sacádico
comprendido entre 2
Mov fundamentalmente voluntario q nos permite dirigir la mirada a las diversas zonas del ambiente que líneas que se extienden
captan nuestra atención. Su objetivo no es otro que el de disponer la imagen en la fóvea, la región de la desde el punto de visión
retina que dispone de mayor agudeza visual. El rasgo más distintivo es la relación existente entre la en la retina hasta los
amplitud del mov y la velocidad punta: a mayor amplitud del mov mayor velocidad. Por ejemplo, un extremos del obj q se
sacádico que abarque 80º de ángulo visual puede alcanzar velocidades de hasta 700º/s. A su vez, la visualiza.
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
jaciones 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 a rmación 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 e caz de inf se garantiza fundamentalmente durante el periodo de jación 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 jación ocular, el ojo está estático; se pueden descubrir una serie de micromovimientos
de jación cuya misión es ubicar la imagen lo más exactamente posible en la fóvea. Operativamente se ha asumido por
la comunidad cientí ca un criterio matemático para determinar la existencia de una jación; establece que una jación
se produce cuando el ojo está relativamente estable (obviando estos micromovimientos de jación) durante al menos
100 milisegundos dentro de un área de un grado por un grado de ángulo visual.
En una jación se pueden identi car 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 de nido por el periodo
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refractario motor entre movimientos sacádicos (100-200 ms); es decir, por limitaciones siológicas se necesitan al
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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) plani car 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 jación, mientras que la inf del campo periférico se recoge en fases posteriores
(Viviani, 1990). En conclusión, las jaciones 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.
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Registro y medida del comportamiento ocular: eye trackers
Sabemos que nuestra mirada se dirige a aquellas zonas que captan nuestra atención mediante una secuencia continua
de saltos sacádicos y jaciones. Pero ¿cómo podemos registrar el mov de los ojos y cuanti carlo?
Los sistemas técnicos de registro ocular detectan el mov de nuestros ojos y permiten obtener una serie de medidas
relacionadas con sacádicos y jaciones. Estas medidas se utilizan posteriormente para analizar los datos con objeto de
contrastar las hipótesis cientí cas. El desarrollo tecnológico en un momento histórico determinado ha in uido en el uso
de unos u otros sistemas. Por ejemplo, en sus orígenes el registro ocular estaba basado en la fotografía. El ojo era
fotogra ado un gran número de veces y cada imagen era evaluada buscando las diferencias respecto a la del momento
anterior. Con la llegada de la lmación 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 de niendo 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 (re exión 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 simpli cadamente.
Para una ejempli cación 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 de nitiva, 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
jaciones (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 grá ca 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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