13 Casos de Uso del Seguimiento de Cabeza para la Investigación
El seguimiento de cabeza es una forma poderosa de obtener información sobre el comportamiento. Aunque esta función está disponible junto con el seguimiento ocular, sigue siendo poco utilizada y menos conocida. El seguimiento de cabeza está relacionado con el seguimiento ocular en el sentido de que proporciona información sobre la atención y la orientación. A medida que el seguimiento de cabeza proporciona una fuente adicional de datos, puede utilizarse para numerosas aplicaciones y entornos de investigación, incluso en situaciones en las que implementar el seguimiento ocular es complicado.
1. Atención
Fundamental para toda investigación que utiliza el seguimiento de cabeza es la atención. Dado que el movimiento de la cabeza está relacionado con la orientación y la atención a los estímulos, es un movimiento que está muy estrechamente relacionado con la atención. De hecho, mucha investigación combina el seguimiento de cabeza con el seguimiento ocular para evaluar la atención, ya que ambos están relacionados.
El seguimiento de cabeza es una medida más gruesa para cuantificar la atención y es una medida beneficiosa ya que no requiere calibración, una gran ventaja en comparación con el seguimiento ocular que requiere una calibración extensa para ser específico al participante. Por lo tanto, es una medición valiosa para la atención.
Debido a su facilidad de uso (no requiere calibración), el seguimiento de cabeza funciona de manera más directa y pasiva para medir la atención en numerosos escenarios, lo que facilita el rastreo del movimiento de cabeza en tiempo real. En un entorno en línea, el seguimiento de cabeza también se utiliza para determinar si el participante está mirando y prestando atención a la pantalla o a otro lugar.
2. Deportes
En deportes, los movimientos de la cabeza juegan varios roles. Los movimientos de cabeza ayudan a los jugadores no solo a navegar por el espacio, sino también a guiar y afectar el resultado de su rendimiento. Por ejemplo, en baloncesto, los amagues con la cabeza se utilizan en varias situaciones de juego para engañar al defensor, como si uno quiere lanzar la pelota o pasarla en otra dirección. Un estudio reciente examinó los costos de producción de usar amagues con la cabeza en baloncesto y encontró que el tiempo de reacción es más alto cuando un pase se realiza con un amague de cabeza en comparación con un pase sin amague de cabeza. Curiosamente, este costo de producción se anula si el jugador que hace el amague tiene una fase de preparación más larga (Güldenpenning et al., 2023).
Otro ejemplo es en béisbol cuando un jugador se acerca al plato para batear. La mirada y el enfoque en el lanzamiento son cruciales, pero también se realizan movimientos de cabeza durante el bateo. De hecho, la evidencia de estudios de psicología del deporte que analizan comportamientos en béisbol están encontrando que hay más rotación de cabeza que la de los ojos al batear. Así, los movimientos de cabeza juegan un gran papel en béisbol donde los jugadores también es probable que mantengan la cabeza abajo al batear o incluso giren la cabeza hacia el plato, siendo ambos comportamientos que se ha encontrado que son entrenados (Terry & Fogt, 2023).
3. Distrofia
La distonia es un trastorno involuntario del movimiento donde contracciones musculares regulares o periódicas causan movimientos y/o posturas irregulares. Una parte de esta definición incluye temblores, incluyendo temblores de sacudida de cabeza. Esto se observa en enfermedades neurológicas como el Parkinson donde los asentimientos de cabeza se realizan involuntariamente. Diagnosticar la distonia en general es subjetivo y no está bien definido con requisitos mínimos. Para los síndromes de distonia focal (que están localizados a una parte del cuerpo), no hay criterios diagnósticos disponibles. (Albanese, Giovanni, & Lalli, 2018). Para los pacientes que sufren temblores de sacudida de cabeza, el seguimiento de cabeza puede ser una metodología objetiva para cuantificar los movimientos.
4. Investigación Remota
Hay muchas tecnologías que se pueden utilizar para estudiar el seguimiento de cabeza, pero un caso de uso poderoso es estudiar el seguimiento de cabeza con una cámara web, lo que abre la puerta a estudios en línea e investigación remota donde los participantes no tienen que ir constantemente al laboratorio para que los investigadores recojan mediciones de comportamiento. Con Labvanced, los investigadores pueden activar el seguimiento de cabeza en una PC o en un teléfono inteligente. Esto es útil para estudiar con niños, donde la calibración puede ser difícil para el seguimiento ocular, pero también en estudios que dependen de teléfonos inteligentes. Dado que el seguimiento de cabeza no requiere tanta potencia computacional como el seguimiento ocular, funciona más rápido y en cualquier dispositivo, mientras que el seguimiento ocular requiere un buen CPU/GPU para funcionar adecuadamente de forma remota.
Vista de retroalimentación en tiempo real del movimiento de la cabeza demostrando el seguimiento de cabeza en Labvanced.
Prueba esta demo simple de seguimiento de movimientos de cabeza en Labvanced. Cuando comiences el experimento, una malla facial aparece sobre tu cara que muestra que la red neuronal está funcionando. Luego, puedes mover tu cabeza en cualquier dirección y ver cómo los controles se mueven inmediatamente como resultado del seguimiento del movimiento de la cabeza en el espacio tridimensional. En la parte posterior, estos controles son equivalentes a puntos de datos y coordenadas en el espacio. Los datos sobre los movimientos de cabeza en Labvanced se informan en 6 flujos de datos.
5. Retroalimentación del Sistema Sensorial y Movimiento de Cabeza
La retroalimentación de los sistemas sensoriales, como la información visual y auditiva combinada con información vestibular, está en el núcleo del comportamiento fundamental del seguimiento de movimiento. Ejemplos incluyen ver (y también evitar) un coche en movimiento o esquivar una abeja zumbante. Si bien tal comportamiento parece simple, es un comportamiento complejo que requiere la coordinación de entradas multisensoriales. La investigación que evalúa la combinación de seguimiento de cabeza y sonido en movimiento es limitada, aunque es un comportamiento fundamental que guía cómo uno navega y comprende su entorno (Leung et al., 2016).
6. Música
La música es una expresión significativa del sonido donde el movimiento de aquellos que la escuchan y/o la producen puede ser provocado de manera natural. A medida que la música está llena de ritmo y poderosos giros musicales. Ya sea escuchando música en vivo o una versión grabada, es inevitable que ocurran movimientos de cabeza. Un estudio de Swarbrick et al. en 2019 mostró que cuando los participantes escuchan un álbum que aún no se ha lanzado (por lo tanto, es desconocido) ocurren más movimientos de cabeza en un concierto en vivo en comparación con escuchar una versión grabada de la grabación del concierto. Además, aquellos que estaban familiarizados con el trabajo anterior del músico también se movieron más y tuvieron más ritmo en comparación con los oyentes neutrales. Al rastrear los movimientos de cabeza, los investigadores muestran cómo la admiración por un artista y escuchar música en vivo influyen en comportamientos como el movimiento de cabeza al escuchar música.
En la última década, a medida que la tecnología mejora en todas las industrias, los sistemas de escucha inmersiva se están volviendo más populares y brindan una experiencia de escucha musical más poderosa. Un estudio reciente examinó las preferencias de los músicos para tocar con sistemas estereofónicos clásicos frente a un sistema de espacialización binaural (audio que se graba con una configuración de micrófono dual y crea un efecto de audio 3D como si se estuviera escuchando en vivo). En el experimento, los investigadores utilizaron el seguimiento de cabeza como medida conductual y encontraron que la condición de espacialización binaural se asoció con calificaciones más altas para inmersión, presencia social, conexión con otros músicos, localización y realismo, y que hubo más movimientos de cabeza en comparación con el sistema estereofónico clásico. Estos hallazgos sugieren que la experiencia auditiva mejorada condujo a una mayor participación y/o que “la presencia de mecanismos de cognición musical incorporada que causan un mayor grado de exploración para comprender mejor el bucle de acción-percepción” (Tomasetti & Turchet, 2023).
En el contexto de la interpretación musical, los movimientos de cabeza también juegan un papel en la comunicación y señalización entre músicos en actuación. La comunicación es importante para los músicos durante la improvisación o donde el tiempo musical es irregular. Al utilizar la atención compartida, los intérpretes pueden señalar e interactuar con otros músicos. En un estudio de Bishop, Cancino-Chacón, & Goebi publicado en 2019, se midió el movimiento de la cabeza y los investigadores determinaron que el movimiento de la cabeza se utilizó como un método para comunicar cuándo se sostenían notas. Además, hubo un efecto de práctica/rehearsal donde los músicos mostraron más movimiento como resultado de una mayor familiaridad con su co-intérprete. Estos hallazgos muestran la importancia de la coordinación y los movimientos de la cabeza que pueden servir como motivación para promover la toma de riesgos en un contexto musical creativo.
7. HCI
La Interacción Humano-Computadora (HCI) se centra en la superposición entre el diseño y el uso de la tecnología informática. Por lo tanto, un tema importante en HCI incluye la interacción entre humanos y computadoras. Las entradas más comunes incluyen el rastreo del mouse y del teclado, sin embargo, las innovaciones han hecho posible utilizar el seguimiento de cabeza como una entrada para interactuar y controlar computadoras.
HCI también juega un papel crucial en el estudio de juegos. En la intersección entre HCI y juegos, las áreas importantes de consideración incluyen: interacciones y comportamientos de juego, así como las características de los jugadores, los expertos en HCI esencialmente ayudan a diseñar juegos. Dado que las interacciones en los juegos pueden tener varios roles, dentro de esta categoría, los asentimientos y movimientos de cabeza pueden tener una función significantiva en el rendimiento general y diseño del juego. Un ejemplo de cómo HCI, la gamificación y el movimiento de cabeza para el control se pueden encontrar en este juego que fue desarrollado por Ilves, Gizatdinova, Surakka & Vankka donde el objetivo del jugador era utilizar los movimientos de cabeza para guiar un personaje con la posibilidad adicional de usar expresiones faciales. El resultado del estudio mostró que a los jugadores les gustaba este enfoque interactivo y lo consideraban más entretenido e interesante, lo que sugiere que tal enfoque merece considerarse para una experiencia más gratificante.
8. Tecnologías Asistivas
Las personas con discapacidades experimentan dificultades para interactuar y controlar dispositivos como PCs. Para esta población, las tecnologías asistivas sirven como una posible solución para aumentar el uso y control independiente de los dispositivos (Zapala & Balaj, 2012). Al utilizar el seguimiento de cabeza, las tecnologías asistivas pueden ser navegadas y controladas a través de movimientos de cabeza. También es común combinar estos movimientos con otras entradas como la mirada del seguimiento ocular y el reconocimiento de voz.
9. Aviación
Los estudios que analizan la cognición y el rendimiento en un entorno de aviación también emplean métricas de seguimiento de cabeza. Muy a menudo, esto es junto con el seguimiento ocular para evaluar hacia dónde se está mirando en relación con la posición de la cabeza. Al medir los movimientos de la cabeza, los investigadores pueden obtener información sobre procesos cognitivos como la atención, la percepción espacial, los movimientos automáticos y, en el caso de que esté involucrado un copiloto, la atención conjunta y la conciencia situacional (Murthy et al., 2020).
10. Investigación Automotriz
Al conducir, muchos procesos cognitivos ocurren a la vez. Lo más importante es que la atención a la carretera y a otros vehículos impulsa la toma de decisiones y la conciencia espacial. Esto es evidente en situaciones como el cambio de carril. Al cambiar de carril, el comportamiento visual precede a la decisión y, para esto, los movimientos de cabeza juegan un papel importante al percibir el espacio al orientarse hacia los espejos frontales o laterales (Pech, Lindner, & Wanielik, 2014). Tal estudio se puede realizar en Labvanced con seguimiento de cabeza remoto utilizando la cámara web incorporada en un teléfono inteligente que está montado en el tablero del vehículo.
Cruce de Calle
Relacionado con la movilidad y el medio ambiente está el cruce de calle. En este interesante estudio, Zito et al. utilizaron el seguimiento de cabeza para evaluar cómo los peatones jóvenes y mayores cruzan la calle. Los resultados encontraron que las personas mayores tienden a mirar hacia abajo al cruzar (en lugar de hacia el otro lado) con más frecuencia que los peatones jóvenes y que el comportamiento de toma de decisiones de los peatones mayores estaba determinado más por la distancia del automóvil, en lugar de su velocidad. Tal estudio muestra la importancia del seguimiento de cabeza en una situación común.
11. Comunicación / Lenguaje Corporal
Como se insinuó en la sección anterior, el movimiento de cabeza se puede utilizar para comunicarse a través del lenguaje corporal. Este es un fenómeno común que ocurre más allá del contexto de la música y en situaciones cotidianas. Esto es evidente durante la conversación donde los asentimientos de cabeza como lenguaje corporal se utilizan para indicar acuerdo o desacuerdo. En la siguiente sección, discutimos cómo la cultura juega un papel que indica si un movimiento de cabeza significa 'no' o 'sí'.
Los movimientos de cabeza también desempeñan un papel en el lenguaje de señas. En un estudio de Puupponen, se evaluó la relación entre la cabeza y el torso en el Lenguaje de Señas Finés. El documento de investigación analizó cómo las narrativas de diferentes complejidades influyen en el movimiento de la cabeza y el torso mientras que también se evaluaba generalmente el papel de estas dos partes del cuerpo en los lenguajes de señas en su función como articuladores. La conclusión general fue que el movimiento de cabeza desempeña un papel mayor y más activo en el Lenguaje de Señas Finés y en la mayoría de los casos hubo una coocurrencia en la co-dirección del movimiento, mientras que combinaciones más complejas resultaron en diferencias en los movimientos. Evaluar el papel de los movimientos de cabeza en el lenguaje de señas es un caso de uso de investigación interesante y se puede estudiar en línea utilizando Labvanced.
12. Psicología Social
Los movimientos de cabeza juegan un papel importante en la comunicación no verbal, sin embargo, hay un aspecto social o cultural que determina el significado del lenguaje corporal que se está utilizando, como los asentimientos y sacudidas de cabeza.
Por ejemplo, en la cultura de EE. UU., mover la cabeza verticalmente indica 'sí' o una respuesta positiva. Mientras que en diferentes culturas puede significar 'no' o una respuesta negativa. La cultura búlgara es un ejemplo de esto, donde el movimiento horizontal puede indicar 'no'. Un estudio de Andonova y Taylor evaluó cómo estas diferencias culturales influyen en los procesos cognitivos en una situación que está libre de intención comunicativa y encontró que hay una influencia del país en situaciones cognitivas como gestos y patrones de encarnación específicos de la cultura.
13. Desarrollo
El seguimiento ocular con bebés y niños puede ser un desafío debido al prolongado período de calibración y al requisito de permanecer quietos durante la etapa de calibración. Tales observaciones se han encontrado tanto en poblaciones clínicas como sanas y también en estudios que utilizan el seguimiento ocular en entornos de fMRI (Sasson & Elison, 2012; Son et al., 2020). El seguimiento de cabeza es una solución poderosa a este problema ya que no requiere calibración. Además, en esta población joven, la orientación de la cabeza y la atención están altamente relacionadas (Langton, 2000).
En psicología del desarrollo, el seguimiento de cabeza tiene muchos casos de uso, especialmente en el área de investigación clínica. Un estudio innovador de Song et al., publicado en enero de 2023, estableció un método para la detección temprana del trastorno del espectro autista en niños desarrollando un algoritmo que combina el seguimiento de cabeza con la respuesta medida al propio nombre del niño autista. La razón para esta combinación de variables es porque la falta de respuesta al propio nombre se considera uno de los signos de advertencia temprana del trastorno del espectro autista. Los investigadores mostraron que utilizando este algoritmo que tiene en cuenta la posición de la cabeza, hay una consistencia del 93.3% entre el método y el diagnóstico clínico. Tales hallazgos abren el camino para una nueva prueba de detección que depende del seguimiento de cabeza, que es más rápida y más rentable que el protocolo de detección actual que toma mucho tiempo, experiencia y dinero.
Conclusión
En general, el seguimiento de cabeza es una característica poderosa y útil que se puede utilizar en diversas aplicaciones de investigación para estudiar funciones cognitivas como atención, percepción, orientación, toma de decisiones e interacciones. Habilitar el seguimiento de cabeza con una cámara web es posible en entornos de investigación en línea y puede abrir nuevas avenidas de investigación a través de la administración remota.
Referencias
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