University of Jyväskylä | JYX Digital Repository

  • English  | Give feedback |
    • suomi
    • English
 
  • Login
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
View Item 
  • JYX
  • Opinnäytteet
  • Väitöskirjat
  • View Item
JYX > Opinnäytteet > Väitöskirjat > View Item

Co-occurrence of Oculomotor Behaviour and Electrocortical Brain Activity during Naturalistic Reading and Word Recognition

Thumbnail
View/Open
9.6Mb

Downloads:  
Show download detailsHide download details  
Published in
JYU dissertations
Authors
Loberg, Otto
Date
2019

 
Reading is a process of converting symbols to meaning. Traditionally, eye movements and brain activity during reading have been investigated separately. This thesis examined the co-occurrence of brain activity and eye movement patterns during reading by utilising co-registered Eye Tracking & Electroencephalography (ET-EEG) methodology. The studies’ focus was on how sublexical features of words—specifically, word length and identity of a single letter—affect the cooccurring eye movements and brain activity. The influence of reading proficiency was also examined. Study I aimed to disentangle the influences of two word length aspects, spatial width and the number of letters, on eye movements to find out whether dysfluent readers would be more sensitive to them. The number of letters had an impact on the temporal aspects of eye movements while spatial width was reflected in the spatial aspects of the eye movements. Overall, dysfluent readers exhibited longer duration measures than typical readers but no different effects. Study II examined the influence of word length and reading proficiency on Fixation Related Potentials (FRPs) during sentence reading. Word length had an influence on brain activity during additional fixations but not during the first fixations. In terms of eye movements, word length had an influence on first fixations but not on additional ones. Both typical and slow readers had different brain activity and eye movement behaviour. The word length effect was stronger in the eye movements of slow readers but the effect on brain activity did not differ between groups. Study III investigated how semantic anomaly detection influences FRPs and eye movements. It was found that, a deviation of a single letter from a plausible sentence was able to modulate eye movements and brain activity. When comparing one letter deviations from a plausible sentence to full word deviations, the brain activity for semantic processing was delayed, suggesting competition between parallel interpretations of the sentence meaning. Study IV examined the effects of inserting deviating letters to actual words on co-occurring brain activity and small saccades. The spatial location of the deviation attracted small saccades suggesting attempts to focus attention on important letters. The deviation type had a clearer influence on brain activity and reaction times, which suggested that if a deviation does not adhere to spelling rules, then no attempt for deciphering the semantics of the letter string is made. Overall, these studies show that sublexical features of words cause co-occurring brain activity and eye movement effects. These results help refine the understanding of the relationship between the eye and the mind. ...
 
Lukeminen on kognitiivinen prosessi, jossa visuaaliset symbolit muunnetaan vastaaviksi merkityksiksi. Perinteisesti lukemisen aikaisia silmänliikkeitä ja aivoaktiivisuutta on tarkasteltu erillisinä ilmiöinä. Tämä väitöskirja tarkastelee niiden yhteisesiintymistä luonnollisen lukemisen ja sanantunnistuksen aikana käyttäen katseenseurannan ja aivosähkökäyrän rinnakkaisrekisteröintiä. Tutkimuksissa keskityttiin siihen, miten sanojen subleksikaaliset ominaisuudet, erityisesti sanan pituus ja yksittäisen kirjaimen identiteetti, vaikuttavat silmänliikekäyttäytymiseen ja aivoaktiivisuuteen ja näiden yhteisesiintymiseen. Tarkastelun kohteena oli myös lukutaidon tason vaikutus näihin ilmiöihin. Ensimmäinen osatutkimus pyrki erottelemaan sanan leveyden ja kirjainmäärän vaikutuksia silmänliikkeisiin lukemisen aikana. Näiden suhdetta heikkoon lukutaitoon tutkittiin myös. Sanan kirjainmäärä oli ensisijaisesti yhteydessä silmänliikkeiden ajallisiin piirteisiin, ja sanan leveys oli yhteydessä silmänliikkeiden spatiaalisiin piirteisiin. Hitaiden lukijoiden silmänliikkeiden kestomuuttujien arvot olivat tyypillisien lukijoiden vastaavia pidempiä, mutta tämä ei ollut yhteydessä sanan kirjainmäärän tai sanan leveyden vaikutukseen. Toinen osatutkimus tarkasteli sanan pituuden ja lukutaidon vaikutusta fiksaatiovasteeseen lauseen lukemisessa. Sanan pituus vaikutti aivotoimintaan ensimmäistä fiksaatiota seuraavien fiksaatioiden aikana, ei ensimmäisen fiksaation aikana. Silmänliikkeissä sanan pituudella oli vaikutus ensimmäiseen, mutta ei sitä seuraaviin fiksaatioihin. Hitaiden ja tyypillisten lukijoiden välillä oli eroja aivoaktiivisuudessa ja silmänliikkeissä. Sanan pituuden vaikutus silmänliikkeisiin oli suurempi hitailla lukijoilla, mutta sen vaikutuksessa aivotoimintaan ei havaittu eroja ryhmien välillä. Kolmas osatutkimus tarkasteli sitä, miten semanttisten anomalioiden havaitseminen vaikuttaa fiksaatiovasteisiin ja silmänliikkeisiin. Jo yhden kirjaimen poikkeama uskottavasta lauseesta muokkasi silmänliikkeitä ja aivotoimintaa. Verrattaessa koko sanan poikkeamiin, yhden kirjaimen poikkeamaan liittyvä aivoaktiivisuuden ero oli viivästynyt, mikä viittaa rinnakkaisten merkitystulkintojen keskinäiseen kilpailuun. Neljäs osatutkimus tarkasteli sanoista muodostettujen epä- ja pseudosanojen prosessoinnin aivotoiminnan ja mikrosilmänliikkeiden yhteisesiintymistä. Epä- ja pseudosanat muodostettiin korvaamalla yksi sanan kirjain siten, että kirjainjono oli merkityksetön. Pienet sakkadit suunnattiin kohti poikkeaman sijaintia eli tarkkaavuus kohdentui informatiivisiin kirjaimiin sanantunnistuksen aikana. Poikkeaman tyyppi vaikutti aivoaktiivisuuteen ja reaktioaikoihin. Tulokset osoittavat, että mikäli kirjainjono rikkoo kielensä kirjoitusasua, aivot eivät pyri tulkitsemaan kirjainjonon merkitystä. Kokonaisuutena osatutkimukset osoittavat, että sanojen subleksikaaliset ominaisuudet ovat riittäviä aiheuttamaan yhteisesiintyviä vaikutuksia aivotoimintaan ja katselukäyttäytymiseen. Tuloksia voidaan käyttää edistämään teoreettista ymmärrystä mielen ja silmän vuorovaikutuksesta. ...
 
ISBN
978-951-39-7849-5
Contains publications
  • Artikkeli I: Hautala, J., & Loberg, O. (2015). Breaking down the word length effect on readers’ eye movements. Language, Cognition and Neuroscience, 30 (8), 993-1007. DOI: 10.1080/23273798.2015.1049187
  • Artikkeli II: Loberg, Otto; Hautala, Jarkko; Hämäläinen, Jarmo A.; Leppänen, Paavo H.T. (2019). Influence of reading skill and word length on fixation-related brain activity in school-aged children during natural reading. Vision Research, 165, 109-122. DOI: 10.1016/j.visres.2019.07.008
  • Artikkeli III: Loberg, O., Hautala, J., Hämäläinen, J., & Leppänen, P. H. T. (2018). Semantic anomaly detection in school-aged children during natural sentence reading : A study of fixation-related brain potentials. PLoS ONE, 13 (12), e0209741. DOI: 10.1371/journal.pone.0209741
  • Artikkeli IV: Loberg, O., Hautala, J., Hämäläinen J.A., & Leppänen P. H. T. (2019). Influence of spatial location of and type of deviation from real words on small saccades and brain activity—A co-registered eye-tracking and EEG study. Submitted manuscript.
URI

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7849-5

Metadata
Show full item record
Collections
  • JYU Dissertations [127]
  • Väitöskirjat [3040]

Related items

Showing items with similar title or keywords.

  • Childhood aggression and the co-occurrence of behavioural and emotional problems : results across ages 3–16 years from multiple raters in six cohorts in the EU-ACTION project 

    Bartels, Meike; Hendriks, Anne; Mauri, Matteo; Krapohl, Eva; Whipp, Alyce; Bolhuis, Koen; Conde, Lucia Colodro; Luningham, Justin; Ip, Hill Fung; Hagenbeek, Fiona; Roetman, Peter; Gatej, Raluca; Lamers, Audri; Nivard, Michel; van Dongen, Jenny; Lu, Yi; Middeldorp, Christel; van Beijsterveldt, Toos; Vermeiren, Robert; Hankemeijer, Thomas; Kluft, Cees; Medland, Sarah; Lundström, Sebastian; Rose, Richard; Pulkkinen, Lea; Vuoksimaa, Eero; Korhonen, Tellervo; Martin, Nicholas G.; Lubke, Gitta; Finkenauer, Catrin; Fanos, Vassilios; Tiemeier, Henning; Lichtenstein, Paul; Plomin, Robert; Kaprio, Jaakko; Boomsma, Dorret I. (Springer Berlin Heidelberg, 2018)
    Childhood aggression and its resulting consequences inflict a huge burden on affected children, their relatives, teachers, peers and society as a whole. Aggression during childhood rarely occurs in isolation and is ...
  • Resistant microbial co-occurrence patterns inferred by network topology 

    Peura, Sari; Bertilsson, Stefan; Jones, Roger; Eiler, Alexander (American Society for Microbiology, 2015)
  • School Satisfaction and School Pressure in the WHO European Region and North America : An Analysis of Time Trends (2002–2018) and Patterns of Co-occurrence in 32 Countries 

    Löfstedt, Petra; García-Moya, Irene; Corell, Maria; Paniagua, Carmen; Samdal, Oddrun; Välimaa, Raili; Lyyra, Nelli; Currie, Dorothy; Rasmussen, Mette (Elsevier, 2020)
    Purpose The purpose of the study was to examine the trends between 2002 and 2018 in school pressure and school satisfaction among 15-year-old students, across countries and by gender, in the WHO European region and North ...
  • Species co-occurrence patterns among cavity nesting birds across seasons and in a landscapes with varying habitat complexity 

    Bulluck, Lesley; Nickley, Ben; Walter, Abby; Viverette, Cathy (Open Science Centre, University of Jyväskylä, 2018)
    Species co-occurrence patterns inform the selection of surrogate species in conservation planning because co-occurrence is often a non-random process. Probabilistic models can determine whether a species co-occurrence is ...
  • Traits mediate niches and co‐occurrences of forest beetles in ways that differ among bioclimatic regions 

    Burner, Ryan C.; Stephan, Jörg G.; Drag, Lukas; Birkemoe, Tone; Muller, Jörg; Snäll, Tord; Ovaskainen, Otso; Potterf, Mária; Siitonen, Juha; Skarpaas, Olav; Doerfler, Inken; Gossner, Martin M.; Schall, Peter; Weisser, Wolfgang W.; Sverdrup‐Thygeson, Anne (Wiley-Blackwell, 2021)
    Aim The aim of this study was to investigate the role of traits in beetle community assembly and test for consistency in these effects among several bioclimatic regions. We asked (1) whether traits predicted species’ ...
  • Browse materials
  • Browse materials
  • Articles
  • Conferences and seminars
  • Electronic books
  • Historical maps
  • Journals
  • Tunes and musical notes
  • Photographs
  • Presentations and posters
  • Publication series
  • Research reports
  • Research data
  • Study materials
  • Theses

Browse

All of JYXCollection listBy Issue DateAuthorsSubjectsPublished inDepartmentDiscipline

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics
  • How to publish in JYX?
  • Self-archiving
  • Publish Your Thesis Online
  • Publishing Your Dissertation
  • Publication services

Open Science at the JYU
 
Data Protection Description

Accessibility Statement

Unless otherwise specified, publicly available JYX metadata (excluding abstracts) may be freely reused under the CC0 waiver.
Open Science Centre