Mapping and Tracking Object Recognition Abilities in Children: Exploring the Contribution of Visual and Semantic Information

Abstract

Hlutaskynjun er margþætt ferli sem felur í sér úrvinnslu sjónrænna eiginleika hluta á meðan unnið er úr merkingarfræðilegum tengslum þeirra. Í þessari ritgerð er fjallað um þróun ferla sem liggja að baki sundurgreiningu hluta hjá börnum á aldrinum fjögurra, sex og átta ára, með áherslu á úrvinnslu mismunandi eiginleika sem hlutir bera með sér. Tauganet var notað til að safna upplýsingum um mismunandi sjónræna eiginleika sem hlutir hafa að geyma, bæði æðri sjónræna eiginleika (e. high-level visual information) og lægri sjónræna eiginleika (e. lower-level visual information) og merkingarbær tengsl (e. semantic similarity) hlutanna voru metin af fullorðnum. Hvernig þessir eiginleikar hlutanna eru nýttir í hlutaskynjun var metið með söfnunarverkefni (e. foraging). Niðurstöðurnar sýna þroska á þessum ferlum, þar sem eldri börn reiða sig í auknum mæli á æðri sjónræna eiginleika og merkingarbæra eiginleika hlutanna til að greina þá í sundur. Þar að auki virðist nýting á merkingarbærum eiginleikum hlutanna ná fullum þroska í kringum átta ára aldur, á meðan nýting á æðri sjónrænum eiginleikum heldur áfram að þroskast, jafnvel eftir að átta ára aldri er náð. Þessar niðurstöður veita innsýn í notkun sjónrænna og merkingarbærra upplýsinga í hlutaskynjun og varpa ljósi á mismunandi framlag þessara ferla í mismunandi aldurshópum.

Object discrimination is a multifaceted process that involves detecting and distinguishing visual features of objects and processing their semantic associations. This thesis explores the development of object discrimination abilities in children aged four, six, and eight, focusing on the cognitive processes involved in differentiating objects based on visual and semantic cues. To achieve this goal, an object foraging task assessed children's implicit object discrimination skills as they interacted with a variety of stimuli. Lower- and higher-level visual information of these stimuli were extracted with the CORnet-S neural network, and human ratings of semantic dissimilarity were collected. This allowed for a detailed analysis of how visual features and conceptual knowledge contributed to the development of object discrimination. The findings from this study revealed that children increasingly processed high-level visual and semantic information – both of which are crucial for the categorization and recognition of real-world objects – as their object discrimination skills developed, while less diagnostic lower-level visual information was ignored. This coincides with previous reports that brain regions associated with these high-level visual and cognitive processes also develop during this period. Exploratory analyses revealed that the use of semantic information in object discrimination reached maturity around eight years of age, while higher-level visual processes continued to develop beyond eight years of age. These results provide new insights into the development of object discrimination and especially highlight the emergence of cognitive processes in childhood that are essential for discriminating, recognizing, and categorizing visual objects in our everyday lives.