想象一下，你每次的对话都像是在和一个你只部分理解的外国人交谈。你的对话——如果可以称之为对话的话——将会充满令人恼火的困惑、沮丧，甚至因为无法理解母语使用者视为理所当然的许多词语和短语而感到尴尬。对于近 8% 的美国幼儿园儿童来说，情况就是如此，他们患有一种叫做特定语言障碍（SLI）的发育障碍，只不过他们不是在努力学习外语，而是在任何语言中都难以进行口头交流。
患有 SLI 的儿童（也称为发育性语言障碍）听力正常，但在处理口语单词的含义时存在困难。他们学习说话的时间比其他孩子长。当他们开始形成单词和句子时，他们倾向于省略表示过去时态的动词语法结尾，并且他们的单词并不总是以正确的顺序出现。这些困难影响了他们的阅读能力，从而影响了他们的整体学习能力。多年来，研究人员一直努力了解这种疾病，并受到与他们研究的儿童之间的沟通障碍的挑战。近年来，科学家们开始意识到，关于 SLI 的最佳信息来源是视觉而非口头——当语言失败时，孩子的目光胜过千言万语。
眼动追踪技术已经在许多研究领域证明了其价值。广告商和出版商长期以来都在仔细研究眼球运动，以更好地了解广告或文章的哪些部分最能吸引读者的注意力。汽车制造商使用类似的数据来研究驾驶员分心问题，而软件公司则使用眼动追踪技术来帮助他们设计游戏和虚拟现实体验。研究人员在研究患有 SLI 和其他语言障碍的儿童时重视眼动追踪，因为它提供了一个了解他们年轻思维运作方式的窗口。
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追踪眼球运动的技术已经存在了几十年，并且有几种不同的类型，但基本原理是相同的。将 LED 或其他近红外 (IR) 光源照射到人的眼睛上。光线在角膜（眼睛的透明前层）上产生反射图案，这些图案由数码相机捕获，这些数码相机可以检测到瞳孔或虹膜（眼睛的中心部分，控制进入的光量）的确切位置。软件使用此数据来计算一个人正在看的位置。最新的眼动追踪器类似于谷歌放弃的 Glass 头戴设备，红外灯和眼动追踪传感器内置在眼镜的框架中。更传统的设置由一个长方形的传感器条组成，该传感器条包含放置在计算机显示器前方或嵌入计算机显示器中的灯和摄像头，用于测量一个人在屏幕上注视的位置和时间。
激活和抑制
在他在曼哈顿中城的办公室，理查德·施瓦茨 使用来自瑞典公司 Tobii 的眼动追踪传感器和软件来研究 SLI 对儿童语言和言语的影响。“在某些方面，这是一个服务不足的群体，”纽约市立大学的言语、语言和听力科学教授施瓦茨说，“很多这些孩子在早期上学时都会获得服务来帮助他们，但在某个时候他们会迷失方向，因为他们最终可能会出现阅读问题或其他学习障碍，人们不再专门关注他们的语言。”
在过去的七年中，施瓦茨一直使用眼动追踪来研究患有 SLI 的儿童。在一种类型的测试中——称为视觉世界范式——在连接到眼动追踪器的计算机屏幕上向儿童展示四张图片。例如，这些图片可能包括一只猫、一只蝙蝠、其他以字母“b”开头的物体以及通常与猫相关的图片，例如牛奶。计算机说出一个描述其中一张图片的单词，然后每三毫秒捕获一次孩子的眼球运动，直到孩子使用计算机鼠标单击其中一张图片。“在孩子听到单词到孩子单击图片之间的时间里，眼动追踪使我们能够观察他们是如何无意识地激活信息的，”施瓦茨说，他还使用眼动追踪来研究依赖人工耳蜗的听力损失儿童的言语问题。
例如，“猫”这个词应该会促使大脑至少瞥一眼蝙蝠，因为这两个词听起来很相似，并且瞥一眼牛奶，因为它通常与猫科动物相关联。施瓦茨说，当一个人听到一个词时，许多相关的词会变得活跃，然后大脑开始抑制或忽略某些词，以得出正确的答案。“患有 SLI 的儿童不一定会激活所有相关的词，”这反映在他们的眼球运动中，他补充说。“他们得到了正确的答案，但他们的心理词汇与正常发育的儿童或成人之间的联系程度不同。如果竞争图片有任何激活，它也会比正常情况慢得多。这意味着在某些非常重要的方面，他们潜在的语言系统存在缺陷。”
没有语言的生活
“我们评估孩子的传统方法只能告诉您一个非常复杂的过程的最终结果，”伦敦大学学院的发育语言和交流障碍教授考特尼·诺伯里说，他曾使用 Tobii 眼动追踪技术来研究患有语言发育障碍（包括 SLI 和自闭症）的儿童。“眼动追踪的吸引力在于它可以让您了解过程本身。您可以实时了解孩子们是如何处理语言的。”
尽管眼动追踪有很多用途，但仍然存在局限性。首先，“您希望了解孩子们在与他人互动而不是与计算机屏幕互动时是如何处理语言的，”诺伯里说。“视觉世界范式非常有用，但仍然与我们在日常互动中做的事情相去甚远。”眼动追踪器还会生成大量数据，研究人员必须筛选这些数据才能找到有意义的信息。“随着技术的进步，捕获眼球运动变得越来越容易，但另一端的处理过程非常复杂且耗时，”诺伯里说。“在[数据]的解释方面仍然存在一些比我希望的更大的灵活性——很容易找到不同的注视模式，但这告诉我们关于认知的信息仍然有些不确定。”
SLI 的确切病因尚不清楚，但最近的研究表明，它与遗传的关系比与儿童环境的关系更大。根据美国卫生与公共服务部的说法，在患有 SLI 的儿童中，有 50% 到 70% 的人至少有一位患有该疾病的其他家庭成员。SLI 的治疗是有限的。教师可能会使用儿童和木偶或其他玩具之间的互动，在此期间，会要求儿童描述他们所看到的内容，从而引出特定的动词时态——例如，让儿童描述木偶正在做什么，以刺激第三人称的使用。另一种方法是将患有 SLI 的儿童与语言发展正常的同学配对，后者可以作为榜样。
未能诊断和治疗患有 SLI 的儿童可能会在他们长大后产生非常严重的后果。一些研究表明，患有语言障碍的儿童在青少年时期面临更大的社交、情感和心理健康问题的风险，诺伯里说。他们还存在注意力、社交焦虑和社交恐惧症的问题，因为他们发现口头互动非常困难。“你需要语言来找工作、与人谈判、解决问题——因此，语言障碍患者更有可能无法获得或维持就业，”她说。“我们如此理所当然地认为语言是理所当然的，以至于我们忽略了如果我们不能使用语言会产生的影响。”