W pierwszych dwóch latach życia niemowlęta aktywnie wchodzą w interakcje z otoczeniem, szybko nabywając nowe umiejętności poprzez obserwację i rozumowanie. Aby sprawdzić jak dobrze dzieci zapamiętują przedmioty, przeprowadzono badania na Uniwersytecie w Bostonie.
Test, który opracowali naukowcy, to przyjazna dziecku wersja popularnej gry karcianej polegającej na pokazywaniu odkrytych kart na ekranie komputera, a następnie ich odwracaniu. Podobnie jak w oryginalnej grze, celem było znalezienie pasujących do siebie kart. Uczestniczące w eksperymencie dzieci, były zbyt małe, aby samodzielnie wskazać odpowiednie karty czy nawet zrozumieć instrukcje. Dlatego w celu sprawdzenia, czy niemowlę patrzyło w stronę pasującej karty, zastosowano urządzenie wykorzystujące technologię śledzenia wzroku dziecka. Za dopasowanie kart nagradzano niemowlęta zabawnymi, wizualnymi nagrodami. W ten sposób zachęcano je do patrzenia. Niewiadomo jednak w jakim stopniu te dzieci się starały.
Motywacja i wysiłek są stosunkowo łatwe do określenia u dorosłych i starszych dzieci. Wystarczy powiedzieć: „Proszę, postaraj się jak najlepiej wykonać ten test – zastanów się dobrze nad swoimi odpowiedziami – a jeśli dobrze ci pójdzie, dostaniesz nagrodę!”. W przypadku rocznego dziecka taka prośba nie wystarczy. Umiejętności dzieci nie zostaną w ogóle docenione w przypadku, kiedy naukowcy nie wyodrębnią momentów, w których niemowlęta wykonują zadanie, a zamiast tego uśrednią je razem z chwilami nieuwagi. W badaniu postanowiono wykorzystać pomiar rozszerzenia źrenicy niemowląt do zbadania przeciążenia pamięci roboczej i reakcji emocjonalnej podczas wykonywania zadania.
Reakcją źrenicy na światło jest dobrze znany odruch, w którym źrenica oka (a dokładniej mięsień zwieracza źrenicy) w jasnym otoczeniu zwęża się, a w ciemności rozszerza się, aby do oka mogło dotrzeć więcej światła. Istnieje również inna reakcja źrenicy, związana z systemem pobudzenia mózgu poprzez obciążenie pamięci roboczej.
Pupilometria, czyli dziedzina zajmująca się pomiarem szerokości źrenicy, która jest odpowiedzią na bodźce psychofizjologiczne. Od 50 lat dynamika badań związanych z pupilometrią systematycznie zwiększa się. Laureat nagrody Nobla, Daniel Kahneman, spopularyzował tę dziedzinę okulografii, głównie w celu uzyskania wglądu w funkcje poznawcze.
W badaniach, wykonywanie zadań poznawczych przez dzieci pozwoliło zaobserwować zmiany w ich źrenicy. Im większy wysiłek umysłowy tym większa była ich średnica źrenicy. Czyli zwiększenie aktywności ich mózgu powodowało rozszerzenie źrenic.
W badaniu naukowcy wykazali, że niemowlęta, które włożyły więcej wysiłku patrząc na karty prezentowane do góry, lepiej je zapamiętywały i częściej znajdowały dopasowania. Stopień rozszerzenia źrenicy u niemowląt podczas wykonywania zadań poznawczych okazał się psychofizjologiczną miarą przetwarzania informacji. A to pokazuje, że pupilometria może być używana jako miara wysiłku poznawczego u niemowląt. Równie ważna w kwestii badań z dziedziny pupilometrii jest pamięć robocza i związane z nią przeciążenie poznawcze.
Zdaniem badaczy pozwala to nie tylko na dokładniejszy pomiar pamięci niemowląt, ale także na inne zdolności poznawcze, takie jak rozumowanie na wyższym poziomie i podejmowanie decyzji.
