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Publication
The influence of sensorimotor training in learning a novel script: a comparison between handwriting and visual learning
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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Reading and writing are relatively recent cultural acquisitions in the history of human cognition, yet they have become essential to the functioning of today's modern society. It is well accepted that simple perceptive exposure to letters is not sufficient for the emergence of a highly specialized system in the brain to the ability to read and write an alphabet. Exactly what type of experiences are key for the emergence of the system devoted to letter processing is largely unknown. Recent research on this field has suggested that learning a new alphabet with motor integration (via handwriting) is more beneficial to visual letter recognition than other forms of practice such as mere visual exposure to the characters.
In the present study we wanted to explore whether and how visual-motor integration could be beneficial in learning a new alphabet compared to purely visual learning. For this aim, adult participants were exposed to a new alphabet, an artificial script, composed of 12 pseudoletters, each of them being associated with a corresponding syllabic sound. Thirty-six adults were trained in a novel set of letters, through either “visual-only” (mere visual exposure – Visual-Only Group) or “visual-to-motor” (visual exposure plus handwriting – Visual-Motor Group) practice over a three-days Learning Phase. Participants were asked to learn the new alphabet. Behavioral and eye-tracking tasks were created to evaluate the learning curve of the two experimental groups, the ability to recognize and discriminate the new letters after training, and their reading ability.
Significant differences between groups were found across Learning Phases; the Visual-Motor Group had higher Dwell Times. First Fixation Duration and Fixation Count on the last Learning Phase compared to the first Learning Phase than the Visual-Only group when correct responses were considered. These results seem to suggest that the group with the combined training spends more time on the correct response. On the other hand, the Visual-Motor Group spent less time and had lower fixation count on distractors compared to the Visual-Only Group, suggesting that the group with the combined training (visual and motor training) is sensitive to interference of an irrelevant target.
A leitura e a escrita são invenções relativamente recentes na história da cognição humana, no entanto tornaram-se essenciais para o funcionamento da sociedade moderna atual. Apesar da aquisição da leitura e da escrita ser um fenómeno recente em termos evolutivos, o nosso cérebro reconhece letras em menos de 200ms. Esta rápida perceção do estímulo escrito deve-se à emergência de uma rede neuronal universal e altamente especializada para o reconhecimento de letras. É consensual na literatura que a simples exposição preceptiva às letras não é suficiente para o surgimento de um sistema altamente especializado no cérebro, capacitando-o para ler e escrever um alfabeto, sendo ainda amplamente desconhecido que tipo de experiências são essenciais para surgir no ser humano um sistema dedicado ao processamento de letras. Estudos recentes sobre esta temática sugerem que aprender um novo alfabeto com integração motora (escrita manual) é mais benéfico para o reconhecimento visual de letras do que outras formas de aprendizagem, como por exemplo, a mera exposição visual às letras. No presente estudo, pretendemos explorar se, e de que forma, a integração visuo-motora poderá ser benéfica na aprendizagem de um novo alfabeto quando comparada à aprendizagem puramente visual. Para isso, os participantes foram expostos a um novo alfabeto (script artificial), composto por 12 pseudoletras, cada um deles associado a um som silábico correspondente. Neste estudo participaram 36 sujeitos aleatoriamente divididos em dois grupos experimentais: o Grupo Visual, onde toda a aprendizagem realizada do novo alfabeto se desenrolou por estimulação puramente visual e auditiva; e o Grupo Visuo-Motor, onde além da exposição visual e auditiva era acrescentado um treino de componente motora. Todos os participantes foram submetidos a uma avaliação inicial de forma a garantir que não existiam diferenças ao nível da fluência leitora, idade de leitura e processamento específico de letras e pseudoletras. Esta avaliação permitiu, numa fase posterior, garantir que todas as diferenças entre sujeitos e grupos se deviam exclusivamente à manipulação experimental realizada e não a fatores que precedem ao estudo. Ao longo de três sessões de treino e avaliação, os participantes foram expostos ao novo alfabeto. Foram criadas tarefas comportamentais para avaliar a aprendizagem do novo alfabeto pelos dois grupos experimentais, não só no reconhecimento das novas letras, mas também na capacidade de leitura das mesmas. À exceção da forma como o alfabeto foi aprendido, ambos os grupos experimentais realizaram as mesmas tarefas. Para realizar a análise das mesmas optámos por utilizar medidas como Tempos de Resposta (ms) e Número de Acertos como diferenciadoras do nível de aprendizagem entre dias e entre grupos. Para além das tarefas comportamentais, utilizámos medidas fisiológicas, neste caso, medidas oculares (Eye-Tracking), para monitorizar o processo de aprendizagem dos participantes. Sendo uma janela de aprendizagem curta, as medidas oculares permitirão uma discriminação mais fina na avaliação dos benefícios de cada treino. Para isso foi construída uma tarefa de escolha múltipla onde após a apresentação do som correspondente a uma das novas letras aprendidas, o participante tinha de escolher uma das quatro opções de resposta enquanto os seus movimentos oculares eram monitorizados. As quatro opções eram compostas por: uma resposta correta; um distrator visual (rotação no plano de 90 ou 180 graus da opção correta); um distrator fonológico (uma letra aprendida que fosse fonologicamente similar à resposta correta) e por um distrator puro (uma letra aprendida que não se assemelhava visualmente ou fonologicamente à resposta correta). Na análise dos dados extraídos desta prova, focámo-nos em três medidas oculares: Duração da primeira fixação (ms), Tempo Total da Fixação (ms) e Número Total de Fixações. Foram encontradas diferenças significativas entre grupos que tendem a apoiar a nossa hipótese inicial: o grupo que realiza a aprendizagem com integração motora (Grupo Visuo-Motor) revela uma aprendizagem mais eficaz, demonstrando melhores capacidades de leitura e discriminação das novas letras aprendidas quando comparado com o Grupo Visual. Estas diferenças revelaram-se particularmente significativas na análise das medidas oculares ao longo das sessões de aprendizagem, onde o Grupo Visuo-Motor apresentou valores mais elevados de Tempo Total de Fixação e de Duração da Primeira Fixação para a resposta correta. Estes resultados levam-nos a concluir que o Grupo Visuo-Motor não só despende mais tempo e atenção no alvo (resposta correta) do que nos distratores adjacentes, como também desenvolve resistência a esses mesmos distratores, quando comparado com o Grupo Visual.
A leitura e a escrita são invenções relativamente recentes na história da cognição humana, no entanto tornaram-se essenciais para o funcionamento da sociedade moderna atual. Apesar da aquisição da leitura e da escrita ser um fenómeno recente em termos evolutivos, o nosso cérebro reconhece letras em menos de 200ms. Esta rápida perceção do estímulo escrito deve-se à emergência de uma rede neuronal universal e altamente especializada para o reconhecimento de letras. É consensual na literatura que a simples exposição preceptiva às letras não é suficiente para o surgimento de um sistema altamente especializado no cérebro, capacitando-o para ler e escrever um alfabeto, sendo ainda amplamente desconhecido que tipo de experiências são essenciais para surgir no ser humano um sistema dedicado ao processamento de letras. Estudos recentes sobre esta temática sugerem que aprender um novo alfabeto com integração motora (escrita manual) é mais benéfico para o reconhecimento visual de letras do que outras formas de aprendizagem, como por exemplo, a mera exposição visual às letras. No presente estudo, pretendemos explorar se, e de que forma, a integração visuo-motora poderá ser benéfica na aprendizagem de um novo alfabeto quando comparada à aprendizagem puramente visual. Para isso, os participantes foram expostos a um novo alfabeto (script artificial), composto por 12 pseudoletras, cada um deles associado a um som silábico correspondente. Neste estudo participaram 36 sujeitos aleatoriamente divididos em dois grupos experimentais: o Grupo Visual, onde toda a aprendizagem realizada do novo alfabeto se desenrolou por estimulação puramente visual e auditiva; e o Grupo Visuo-Motor, onde além da exposição visual e auditiva era acrescentado um treino de componente motora. Todos os participantes foram submetidos a uma avaliação inicial de forma a garantir que não existiam diferenças ao nível da fluência leitora, idade de leitura e processamento específico de letras e pseudoletras. Esta avaliação permitiu, numa fase posterior, garantir que todas as diferenças entre sujeitos e grupos se deviam exclusivamente à manipulação experimental realizada e não a fatores que precedem ao estudo. Ao longo de três sessões de treino e avaliação, os participantes foram expostos ao novo alfabeto. Foram criadas tarefas comportamentais para avaliar a aprendizagem do novo alfabeto pelos dois grupos experimentais, não só no reconhecimento das novas letras, mas também na capacidade de leitura das mesmas. À exceção da forma como o alfabeto foi aprendido, ambos os grupos experimentais realizaram as mesmas tarefas. Para realizar a análise das mesmas optámos por utilizar medidas como Tempos de Resposta (ms) e Número de Acertos como diferenciadoras do nível de aprendizagem entre dias e entre grupos. Para além das tarefas comportamentais, utilizámos medidas fisiológicas, neste caso, medidas oculares (Eye-Tracking), para monitorizar o processo de aprendizagem dos participantes. Sendo uma janela de aprendizagem curta, as medidas oculares permitirão uma discriminação mais fina na avaliação dos benefícios de cada treino. Para isso foi construída uma tarefa de escolha múltipla onde após a apresentação do som correspondente a uma das novas letras aprendidas, o participante tinha de escolher uma das quatro opções de resposta enquanto os seus movimentos oculares eram monitorizados. As quatro opções eram compostas por: uma resposta correta; um distrator visual (rotação no plano de 90 ou 180 graus da opção correta); um distrator fonológico (uma letra aprendida que fosse fonologicamente similar à resposta correta) e por um distrator puro (uma letra aprendida que não se assemelhava visualmente ou fonologicamente à resposta correta). Na análise dos dados extraídos desta prova, focámo-nos em três medidas oculares: Duração da primeira fixação (ms), Tempo Total da Fixação (ms) e Número Total de Fixações. Foram encontradas diferenças significativas entre grupos que tendem a apoiar a nossa hipótese inicial: o grupo que realiza a aprendizagem com integração motora (Grupo Visuo-Motor) revela uma aprendizagem mais eficaz, demonstrando melhores capacidades de leitura e discriminação das novas letras aprendidas quando comparado com o Grupo Visual. Estas diferenças revelaram-se particularmente significativas na análise das medidas oculares ao longo das sessões de aprendizagem, onde o Grupo Visuo-Motor apresentou valores mais elevados de Tempo Total de Fixação e de Duração da Primeira Fixação para a resposta correta. Estes resultados levam-nos a concluir que o Grupo Visuo-Motor não só despende mais tempo e atenção no alvo (resposta correta) do que nos distratores adjacentes, como também desenvolve resistência a esses mesmos distratores, quando comparado com o Grupo Visual.
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Leitura Escrita Treino visual Treino motor Medidas oculares