眼睛是心灵的窗户,科学家能从中窥探你的认知

百科   科学   2024-09-03 22:01   北京  
图片来源:pixabay

撰文|凯特·格雷厄姆-肖(Kate Graham-Shaw) 

翻译|王越


从科学角度而言,将我们的眼睛称为“心灵的窗户”可能有些夸张。但一项研究表明,通过观察眼睛,科学家的确能窥探一个人的基本认知。


人们通常认为,是公元10世纪的波斯医生阿拉齐(Al-Razi,也被人称为拉齐)将瞳孔大小与光线照射关联了起来。到了20世纪,神经科学家开始研究瞳孔与大脑深层过程的联系。他们发现,瞳孔大小也会随注意力、唤醒和愤怒而波动,甚至可能与智力相关。如今,一项发表于《注意力、知觉和心理物理学》(Attention, Perception, & Psychophysics)的研究表明,瞳孔大小也与工作记忆(可对信息进行暂时加工及临时存储的记忆系统)有关。


研究人员将参与者置于一个光线可控的环境中,并使用一种专门的眼动追踪工具,在一个常见的工作记忆测试中测量了他们的瞳孔。参与者会在屏幕上看到一系列闪现的数字,每个数字显示2.5秒。然后,他们需要判断当前的数字是否与他们看到的上上上个数字相同。


结果显示,参与者瞳孔扩张得越大,在任务中就会表现得越好,这表明瞳孔大小确实与工作记忆有关。该研究的共同作者、美国得克萨斯大学阿灵顿分校(University of Texas at Arlington)的心理学家劳伦·D.加纳(Lauren D. Garner)说:“当某种压力唤醒了我们的身体时,大脑中的特定区域会控制瞳孔放大。而当我们高度集中注意力,认真完成一项任务或从事一项需要大量思考的活动时,同一脑区也会控制这种觉醒,从而导致瞳孔放大。”


“我们的研究尤其关注个体差异。”加纳继续说,“我们想知道,那些能将注意力更持续、更集中地投入到某项任务中的人之所以表现得更好,背后有何机制。”这个想法被称为“强度-一致性框架”(intensity-consistency framework)。


加纳说,与表现较差的人相比,任务完成得更好的受试者往往注意力更加集中(表现为瞳孔直径增大)也更为持续(表现为瞳孔尺寸变化较小)。在观察数字匹配与否时,表现得更好的参与者的瞳孔也会扩大得更多。


追踪个人认知机制与瞳孔大小之间的联系可能是一种非常有用的分析方法。美国斯坦福大学的神经科学家安德烈亚斯·托利亚斯(Andreas Tolias)说:“这是一种非侵入式测量大脑状态的方法。瞳孔大小与任务表现之间的相关性进一步表明,瞳孔测量十分重要。”


加纳和得克萨斯大学阿灵顿分校的另一位心理学家马修·K.罗比森(Matthew K. Robison,该研究的共同作者)期待,未来的研究能检测特定的大脑生理活动如何驱动瞳孔大小变化。罗比森说:“如果能同时进行眼动追踪和功能性神经成像,那将是一件非常棒的事。因为那样我们就能真正开始研究大脑深层区域的时间动态和活动了。”


本文选自《环球科学》9月刊“前沿”栏目。


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