眼动是否优先检验盲点推断?一项关于知觉填充与视觉搜索策略的研究

《Scientific Reports》:Eye movements do not preferentially test inferences in the blind spot

【字体: 时间:2025年12月11日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对视觉系统中知觉填充信息如何影响眼动控制这一关键问题,通过单眼视觉搜索任务,探讨了人类是否会优先注视盲点这一高不确定性区域以最大化信息获取。研究发现,当盲点目标位置随机出现时,眼动并未优先指向盲点;而在目标位置可预测的区块化设计中,学习者能通过上下文信息优化眼动策略。该结果揭示了知觉推断在眼动控制中的局限性,为病理性暗点的眼动康复训练提供了理论依据。

  
当我们闭上眼睛,脑海中依然能浮现出完整的视觉场景,这得益于大脑对缺失信息的智能填充。特别是视网膜上天然存在的盲点(blind spot),由于视神经出口缺乏感光细胞,理论上会形成视野缺口,但日常生活中我们却浑然不觉——这种现象被称为"知觉填充"(perceptual completion)。然而,这种被大脑"脑补"的信息是否可靠?当我们在视觉搜索中面临可见目标与盲点内推断目标的抉择时,眼动会如何响应?这正是德国马堡大学研究者发表在《Scientific Reports》的最新研究要解答的核心问题。
传统观点认为,眼动如同一种假设检验机制,会主动指向高不确定性区域以最大化信息获取。但针对盲点这种特殊区域,先前研究发现矛盾现象:行为实验表明人们对填充信息存在过度自信,而神经影像显示其神经表征弱于真实刺激。这种知觉与行为之间的解离,促使研究者深入探索眼动控制是否会对盲点内的推断信息采取差异化策略。
为解开这一谜题,研究团队设计了两项精巧的实验。通过立体镜系统实现单眼刺激呈现,使Gabor目标可精准投射至盲区。实验1采用随机混合的观看条件,考察自然状态下的眼动偏好;实验2通过区块化设计,使盲点目标位置具有可预测性,检验学习机制的作用。
关键技术方法包括:采用立体镜(stereoscope)实现分眼刺激呈现,配合红外眼动仪(Eyelink 1000)记录扫视轨迹;以Gabor斑块作为搜索目标,通过粉色噪声(1/f噪声)背景模拟自然场景;通过盲点定位(约14°偏心距)确保目标精准投射至盲区;采用方向判别任务结合眼动分析,量化信息获取效率。
实验1:混合条件下面向盲点的眼动策略
当盲点目标随机出现时,被试的首次扫视并未显现对盲点侧的偏好(正确扫视比例50%±3%,与随机水平无差异)。与此形成鲜明对比的是,对可见目标(BINO和OUT条件)的扫视正确率高达90%以上。这一结果表明,在自然搜索情境下,眼动系统并未将盲点视为需要优先检验的高不确定性区域。
值得注意的是,当被试错误扫视至非目标侧时,盲点内目标的方位判别正确率骤降至59%,显著低于非盲点条件(82%)。这证实了盲点目标的信息获取高度依赖注视行为。扫视振幅与潜伏期分析进一步揭示:对盲点目标的扫视呈现振幅减小(12.4° vs 可见目标13.3°)、潜伏期延长(676ms vs 453ms)的特点,暗示其眼动控制机制从刺激驱动向自主探索转变。
实验2:区块化设计中的学习效应
当盲点目标固定出现在同一侧时,被试表现出显著的学习效应。扫视正确率从初始的随机水平逐步提升至69%,且随着实验进程持续增长。这表明在上下文信息可预测的条件下,视觉系统能够通过强化学习优化眼动策略。
然而,这种学习效果存在局限性:虽然扫视方向得到优化,但扫视振幅(12.5°)和潜伏期(677ms)仍保持与实验1相似的模式,说明对不可见目标的扫视本质上仍属于自主性眼动(voluntary saccade),其运动参数难以达到对可见目标的反应性扫视(reactive saccade)的精确度。
研究结论表明,视觉系统通常将盲点内的推断信息视为与真实感官信息同等可靠,因此不会主动优先检验。这种处理方式与病理性暗点(如黄斑变性导致的中央暗点)的临床表现形成有趣对照:当暗点不可见时,患者需要显性的意识提示或系统训练才能建立代偿性眼动策略。本研究通过严谨的实验证明,即使是健康视觉系统,也需要依赖上下文预测性才能优化对盲点的搜索策略。
该研究的深刻意义在于揭示了知觉填充现象在行为层面的双重性:虽然填充机制创造了无缝的主观体验,但可能削弱视觉系统对信息缺失区域的主动探索倾向。这一发现为理解视觉意识与眼动控制的分离提供了新视角,也为开发针对病理性暗点的眼动康复方案提供了重要启示——即通过结构化训练增强患者对暗点位置的预期能力,可能比单纯依赖自发性代偿更有效。
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