Analysis of the gaze fixations in performance of mental recall of the route on a city map. Effects of landmark type and gender

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A psychophysiological eye-tracking experiment was conducted to investigate map navigation (including tasks of familiarization with the map, route memorization and recall of the route) as a function of landmark type (no landmarks, object landmarks, verbal landmarks, both types of landmarks) and gender. It was found that the number of fixations decreased and the fixation duration increased during recall compared to map familiarization and route memorization. The effect of task type on eye movements varied between route proximity areas. In the proximal areas, the number of fixations decreased during recall in comparison to memorization, while in the distal (“off route”) area the effect was opposite. These changes were pronounced in the male participants and did not reach statistical significance in the females. Men switched more frequently from the proximal to the distal area during memorization, thus forming a connection between the route and the remote environment. In contrast, women’s gaze was more often directed to the distal area during route recall. The map with object landmarks differed from the other maps in the lower number and longer fixation duration, indicating the advantage of object landmarks and, possibly, a preference for the object visual cognitive style among our participants.

About the authors

A. B. Kushnir

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of RAS

Author for correspondence.
Email: naya.kushnir@gmail.com
Russia, 117485, Moscow, Butlerova str., 5A

E. S. Mikhailova

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of RAS

Email: naya.kushnir@gmail.com
Russia, 117485, Moscow, Butlerova str., 5A

N. Yu. Gerasimenko

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of RAS

Email: naya.kushnir@gmail.com
Russia, 117485, Moscow, Butlerova str., 5A

I. A. Kazarezova

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of RAS

Email: naya.kushnir@gmail.com
Russia, 117485, Moscow, Butlerova str., 5A

References

  1. Kushnir A.B., Gerasimenko N.Yu., Mikhailova E.S. Polovye razlichiya vypolneniya zadachi myslennogo vosproizvedeniya marshruta na karte gorodskoi mestnosti. Analiz dvizhenii glaz [Gender differences in perfomance of mental recall of the route on a city map. Analysis of the eye movements character]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2019. V. 33 (4). P. 333–344 (in Russian). https://doi.org/10.1134/S0235009219040048
  2. Blajenkova O., Kozhevnikov M., Motes M.A. Object–spatial imagery: A new self–report imagery questionnaire. Appl. Cogn. Psychol. 2006. V. 20. P. 239–263. https://doi.org/10.1002/acp.1182
  3. Blazhenkova O., Kozhevnikov M. The new object–spatial–verbal cognitive style model: Theory and measurement. Appl. Cogn. Psychol. 2009. V. 23 (5). P. 638–663. https://doi.org/10.1002/acp.1473
  4. Bocchi A., Palermo L., Boccia M., Palmiero M., D’Amico S., Piccardi L. Object recognition and location: Which component of object location memory for landmarks is affected by gender? Evidence from four to ten year–old children. Appl. Neuropsychol. Child. 2018. V. 9. https://doi.org/10.1080/21622965.2018.1504218
  5. Boccia M., Vecchione F., Piccardi L., Guariglia C. Effect of сognitive style on learning and retrieval of navigational environments. Front. Pharmacol. 2017. V. 8. P. 496. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00496
  6. Brouwer A.M., Hogervorst M.A., Oudejans B., Ries A.J., Touryan J. EEG and eye tracking signatures of target encoding during structured visual search. Front. Hum. Neurosci. 2017. V. 11. P. 264. https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00264
  7. Brügger A., Richter K.F., Fabrikant S.I. How does navigation system behavior influence human behavior? Cogn. Res. Princ. Implic. 2019. V. 4 (1). P. 5. https://doi.org/10.1186/s41235-019-0156-5
  8. Cheng C.Y., Yen M.Y., Lin H.Y., Hsia W.W., Hsu W.M. Association of ocular dominance and anisometropic myopia. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2004. V. 45 (8). P. 2856–2860. https://doi.org/10.1167/iovs.03-0878
  9. Gagnon K.T., Thomas B.J., Munion A., Creem-Regehr S.H., Cashdan E.A., Stefanucci J.K. Not all those who wander are lost: Spatial exploration patterns and their relationship to gender and spatial memory. Cognition. 2018. V. 180. P. 108–117. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2018.06.020
  10. Grön G., Wunderlich A.P., Spitzer M., Tomczak R., Riepe M.W. Brain activation during human navigation: gender–different neural networks as substrate of performance. Nat. Neurosci. 2000. V. 3 (4). P. 404–408. https://doi.org/10.1038/73980
  11. Harris T., Scheuringer A., Pletzer B. Perspective and strategy interactively modulate sex differences in a 3D navigation task. Biol. Sex Differ. 2019. V. 10 (1). P. 17. https://doi.org/10.1186/s13293-019-0232-z
  12. Höffler T.N., Koć-Januchta M., Leutner D. More evidence for three types of cognitive style: Validating the Object–Spatial Imagery and Verbal Questionnaire using eye tracking when learning with texts and pictures. Appl. Cogn. Psychol. 2017. V. 31. P. 109–115. https://doi.org/10.1002/acp.3300
  13. Irving S., Schöberl F., Pradhan C., Brendel M., Bartenstein P., Dieterich M., Brandt T., Zwergal A. A novel real–space navigation paradigm reveals age- and gender–dependent changes of navigational strategies and hippocampal activation. J. Neurol. 2018. V. 265 (1). P. 113–126. https://doi.org/10.1007/s00415-018-8987-4
  14. Klippel A., Hirtle S., Davies C. You–Are–Here Maps: Creating spatial awareness through maplike representations. Spat. Cogn. Comput. 2010. V. 10. P. 83–93. https://doi.org/10.1080/13875861003770625
  15. Klippel A., Richter K.F., Barkowsky T., Freksa C. The cognitive reality of schematic maps. Map–based mobile services. Eds. Meng L., Reichenbacher T., Zipf A. Berlin, Heidelberg. Springer, 2005. P. 55–71. https://doi.org/10.1007/3-540-26982-7_5
  16. Kong X.Z., Huang Y., Hao X., Hu S., Liu J. Sex–linked association between cortical scene selectivity and navigational ability. Neuroimage. 2017. V. 158. P. 397–405. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2017.07.031
  17. Kozhevnikov M. Cognitive styles in the context of modern psychology: toward an integrated framework of cognitive style. Psychol. Bull. 2007. V. 133 (3). P. 464–481. https://doi.org/10.1037/0033-2909.133.3.464
  18. Kraemer D.J.M., Schinazi V.R., Cawkwell P.B., Tekriwal A., Epstein R.A., Thompson–Schill S.L. Verbalizing, visualizing, and navigating: The effect of strategies on encoding a large–scale virtual environment. J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 2017. V. 43 (4). P. 611–621. https://doi.org/10.1037/xlm0000314
  19. Meister M.L.R., Buffalo E.A. Getting directions from the hippocampus: The neural connection between looking and memory. Neurobiol. Learn. Mem. 2016. V. 134. P. 135–144. https://doi.org/10.1016/j.nlm.2015.12.004
  20. Merrill E.C., Yang Y., Roskos B., Steele S. Sex differences in using spatial and verbal abilities influence route learning performance in a virtual environment: A comparison of 6– to 12–year old boys and girls. Front. Psychol. 2016. V. 7. P. 258. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2016.00258
  21. Mitolo M., Gardini S., Caffarra P., Ronconi L., Venneri A., Pazzaglia F. Relationship between spatial ability, visuospatial working memory and self–assessed spatial orientation ability: a study in older adults. Cogn. Process. 2015. V. 16 (2). P. 165–176. https://doi.org/10.1007/s10339-015-0647-3
  22. Mueller S.C., Jackson C.P.T., Skelton R.W. Sex differences in a virtual water maze: An eye tracking and pupillometry study. Behav. Brain Res. 2008. V. 193(2). P. 209–215. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2008.05.017
  23. Nazareth A., Huang X., Voyer D., Newcombe N. A meta–analysis of sex differences in human navigation skills. Psychon. Bull. Rev. 2019. V. 26 (5). P. 1503–1528. https://doi.org/10.3758/s13423-019-01633-6
  24. Nori R., Giusberti F. Predicting cognitive styles from spatial abilities. Am. J. Psychol. 2006. V. 119. P. 67–86. https://doi.org/10.2307/20445319
  25. Nori R., Piccardi L., Maialetti A., Goro M., Rossetti A., Argento O., Guariglia C. No gender differences in egocentric and allocentric environmental transformation after compensating for male advantage by manipulating familiarity. Front. Neurosci. 2018. V. 12. P. 204. https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00204
  26. Pazzaglia F., De Beni R. Strategies of processing spatial information in survey and landmark–centred individuals. Eur. J. Cogn. Psychol. 2001. V. 13. P. 493–508. https://doi.org/10.1080/09541440042000124
  27. Pazzaglia F., Meneghetti C., Ronconi L. Tracing a route and finding a shortcut: The working memory, motivational, and personality factors involved. Front. Hum. Neurosci. 2018. V. 12. P. 225. https://doi.org/10.3389/fnhum.2018.00225
  28. Pazzaglia F., Moè A. Cognitive styles and mental rotation ability in map learning. Cogn. Process. 2013. V. 14 (4). P. 391–399. https://doi.org/10.1007/s10339-013-0572-2
  29. Piccardi L., De Luca M., Nori R., Palermo L., Iachini F., Guariglia C. Navigational style influences eye movement pattern during exploration and learning of an environmental map. Front. Behav. Neurosci. 2016. V. 10. P. 140. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00140
  30. Piccardi L., Palermo L., Bocchi A., Guariglia C., D’Amico S. Does spatial locative comprehension predict landmark–based navigation? PLoS One. 2015. V. 10(1). P. e0115432. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0115432
  31. Saucier D.M., Green S.M., Leason J., MacFadden A., Bell S., Elias L.J. Are sex differences in navigation caused by sexually dimorphic strategies or by differences in the ability to use the strategies? Behav. Neurosci. 2002. V. 116 (3). P. 403–410. https://doi.org/10.1037//0735-7044.116.3.403
  32. Voyer D., Voyer S.D., Saint–Aubin J. Sex differences in visual–spatial working memory: A meta–analysis. Psychon. Bull. Rev. 2017. V. 24 (2). P. 307–334. https://doi.org/10.3758/s13423-016-1085-7
  33. Wolbers T., Wiener J.M. Challenges for identifying the neural mechanisms that support spatial navigation: the impact of spatial scale. Front. Hum. Neurosci. 2014. V. 8. P. 571. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00571
  34. Yagi S., Galea L.A.M. Sex differences in hippocampal cognition and neurogenesis. Neuropsychopharmacology. 2019. V. 44 (1). P. 200–213. https://doi.org/10.1038/s41386-018-0208-4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (422KB)
4.

Download (201KB)
5.

Download (542KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».