Траектории движения глаз объяснили проблемы детей со чтением

Проблема: Формирование навыка чтения у детей проходит через ряд этапов. Для здоровых детей они хорошо изучены, а вот какие сбои и задержки возникают у малышей с нарушениями чтения — до сих пор недостаточно известно.

Решение: Помочь ответить на этот вопрос может анализ движения глаз при чтении в норме и у дислексиков. Благодаря ему удалось установить, что при нарушении чтения детям требуется больше времени на обработку каждого слова в предложении. Поэтому качественный переход от чтения на начальном уровне к более беглому требует больше времени и происходит примерно на три года позже, чем у других малышей.

Теперь подробнее

Исследователи из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ изучили движения глаз во время чтения у детей с первого по пятый классы. Они сравнили процесс чтения у типично развивающихся детей и у детей с нарушением чтения — диагностированной дислексией или подозрением на неё. Изучались как классические характеристики чтения (средняя длительность фиксаций на словах, их количество, общее время прочтения предложений и количество перечитываний слов), так и менее изученная характеристика чтения про себя — траектория движения глаз при чтении всего предложения (сканпаф).

В результате исследователи выделили пять общих паттернов чтения предложений: от начинающего к беглому. В соответствии с ними, дети без дислексии уже в четвёртом классе используют паттерн беглого чтения, характерный для взрослых читателей. А дислексики применяют начинающий паттерн чтения в первом классе, затем промежуточный и верхний промежуточный паттерны со второго по четвёртый класс и, наконец, продвинутый паттерн только в пятом классе. При этом дети без дислексии используют его уже во втором. Таким образом, чтение у детей с дислексией развивается по той же траектории, что у детей без дислексии, но с трёхлетним отставанием. Результаты работы опубликованы в журнале Annals of Dyslexia.

О чём речь?

В последние десятилетия в исследованиях чтения часто используют метод айтрекинга, позволяющий регистрировать движения глаз. Учёные анализируют длительность фиксаций на словах, длину саккад — быстрых скачкообразных движений глаз между фиксациями, количество перечитываний. По этим параметрам в ходе экспериментов можно сравнить разные группы людей, например, отличающихся по возрасту или родному языку. Кроме того, айтрекинг позволяет сравнить как происходит процесс чтения у людей с какими-либо когнитивными и речевыми нарушениями, а также дислексией, и без них.

До сих пор исследователи чаще всего смотрели на результаты в чтении отдельных слов, а не предложений в целом. В новой работе, одной из немногих, используется такой тип анализа, как сканпафы (от англ. scanpath). Сканпаф — это графическая репрезентация паттерна чтения на основе траектории движений глаз испытуемого по словам в предложении, времени фиксации на них и количества их перечитываний. Обычно сканпаф представлен в виде кривой в системе координат, где по оси X расположен порядковый номер слова в предложении, а по оси Y — время с момента появления предложения.

На основании сканпафов, полученных на одном и том же стимульном материале (предложениях из разного количества слов), можно выявить типичные паттерны чтения для испытуемых из разных экспериментальных групп. В новой работе учёные из НИУ ВШЭ впервые для русского языка сравнили паттерны чтения, характерные  для типично развивающихся детей и для детей с подозрением на дислексию.

Как изучали?

В исследовании приняли участие 144 школьника с первого по пятый класс. 72 из группы нормы и 72 с подозрением на дислексию (лишь у 29 из них было заключение от логопеда, в то время как у остальных заключения логопеда или нейропсихолога отсутствовали, однако дети находились в группе нарушения чтения по границам нормы для их возраста).

Сначала дети в течение минуты читали вслух текст из Стандартизированной методики исследования навыков чтения (СМИНЧ) и отвечали на десять вопросов по содержанию текста. По результатам этого теста дети определялись в группу нормы или группу с подозрением на дислексию.

Затем школьники читали по 30 предложений из детского подкорпуса Русского корпуса предложений. Во время чтения этого стимульного материала с экрана компьютера движения их глаз записывались с помощью айтрекера Eyelink. Предложения предъявлялись в центре экрана по одному. Испытуемым необходимо было прочитать их про себя и ответить на вопросы по некоторым из них.

Анализ движений проходил как на уровне обработки отдельных слов, так и общего паттерна чтения предложений. В последнем случае сначала строились сканпафы по всем 30 предложениям для каждого ребёнка. Затем считались попарные различия в чтении конкретных предложений.

Далее, для каждого предложения составлялась карта сканпафов, показывающая, насколько по-разному оно было прочитано, после чего с помощью кластерного анализа выделялись несколько кластеров его прочтения. И, наконец, для каждого кластера находили прототипический сканпаф, то есть характерный паттерн чтения.

Что получили?

Длительность фиксаций на слове и общее время прочтения показали, что в группе риска дислексии детям требуется больше времени на прочтение, чем детям с типичным развитием чтения. В то же время, независимо от наличия или отсутствия дислексии, обе группы детей показывали прогресс в чтении по мере взросления. Так, с возрастом длительность первой фиксации и всех фиксаций на слове уменьшается, то есть скорость чтения увеличивается. Однако в отличие от типично развивающегося чтения, при риске дислексии дети меньше пропускают слова, в том числе короткие (предлоги, союзы), и обычно делают фиксации на каждом слове.

Анализ паттернов чтения с помощью сканпафов показывает, что процесс чтения всех участников в целом (группы нормы вместе с группой риска дислексии) можно описать с помощью пяти паттернов.

Первые три паттерна характеризуются беглым чтением с пропуском слов и маленьким количеством регрессий (возвращений к прочитанному). Между собой эти паттерны различаются лишь скоростью чтения. Четвёртый паттерн отличают не только более длительные фиксации, но и меньше случаев пропуска слов, а также множественное их перечитывание. Наконец, пятый паттерн показывает ещё более длительные фиксации и перечитывания не только отдельных слов, но и всего предложения в целом.

Важно отметить, что паттерн чтения не обязательно отражает класс, в котором учится ребёнок (то есть не стоит проводить аналогию пять классов равно пять паттернов). Так, дети без нарушения чтения достигают первого паттерна (беглое чтение) уже в четвёртом классе, хотя более старшие дети с подозрением на дислексию в пятом классе достигают лишь второго паттерна с продвинутым чтением.

Дети без нарушения чтения достаточно быстро проходят этапы формирования навыка чтения, демонстрируя улучшения с каждым годом и быстрый переход от паттерна начинающего к паттерну беглого чтения. У их сверстников с подозрением на дислексию развитие паттерна чтения с взрослением происходит медленнее, примерно с трёхлетней задержкой.

К примеру, в течение трёх лет со второго по чётвертые классы включительно школьники с подозрением на дислексию читают преимущественно по верхнему промежуточному паттерну чтения. Качественный переход к паттерну более беглого чтения наблюдается среди них лишь в пятом классе.

Итак, в целом у детей с риском дислексии чтение тоже улучшается с взрослением, но для этого требуется больше времени. Беглого уровня чтения они, вероятно, достигают уже в средней школе, однако изучение таких возрастных групп не входило в данное исследование.

Для чего это нужно?

Понимание общих паттернов чтения детей как с риском дислексии, так и в норме вносит важный вклад в фундаментальную науку, моделирование процесса чтения про себя, а также и его изменения в связи с взрослением. Помимо теоретической значимости данные исследования важны для диагностики и коррекции нарушений чтения. На сегодня в российской логопедической практике преимущественно используется лишь диагностика дислексии по Стандартизированной методике исследования навыков чтения вслух. Новые данные открывают возможности для лучшей диагностики дислексии: при накоплении большего материала возможно предсказание и диагностика трудностей чтения по данным чтения всего 30 предложений про себя. На основании их специалисты смогут также соответствующим образом корректировать терапию.
IQ
 

Ольга Паршина, научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ

Анастасия Лопухина, научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ, приглашённый преподаватель Школы филологических наук ФГН НИУ ВШЭ

Софья Гольдина, студентка бакалаврской программы Фундаментальная и прикладная лингвистика ФГН НИУ ВШЭ

Екатерина Искра, младший научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ

Маргарита Серебрякова, Центр патологии речи и нейрореабилитации

Владислава Староверова, стажёр-исследователь Центра языка и мозга НИУ ВШЭ

Нина Здорова, стажёр-исследователь Центра языка и мозга НИУ ВШЭ, аспирант Школы лингвистики ФГН НИУ ВШЭ

Ольга Драгой, профессор Школы филологических наук ФГН НИУ ВШЭ, директор и главный научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ