意图调控感觉运动意识:来自微小眼动的证据揭示视觉行为的最小尺度机制

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Cognition 2.8

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  本研究通过对比指令性(intended)、非指令性(unintended)和自发性(spontaneous)微眼跳(microsaccades),首次揭示意图(intention)是感觉运动意识(sensorimotor awareness)的关键驱动力。研究人员利用高时间频率刺激(>60 Hz)结合视网膜重放技术,发现视觉后果(visual consequences)对眼动意识影响有限,而意图显著提升微小眼动的觉察敏感性(d’=0.57-0.65 vs. 0.02)。该成果发表于《Cognition》,为理解主动视觉与运动控制的神经机制提供新视角。

  

人类视觉系统通过持续的眼动(如微眼跳)主动探索环境,但这些微小动作通常不被意识察觉。传统理论认为眼动意识取决于动作幅度或感官反馈,但意图(intention)的作用长期存疑。德国柏林洪堡大学团队在《Cognition》发表研究,通过创新性实验设计揭示:即使是最小的眼动(0.2-1.0 dva),其意识感知也由意图主导,而非单纯依赖感官反馈。

研究采用两项关键实验:实验1要求被试执行指令性(intended)或抑制性(unintended)微眼跳,实验2观察自发性(spontaneous)眼动。通过高精度眼动追踪(500 Hz)与视网膜重放技术,研究者精确匹配眼动速度(27.6-57.3 dva/s)与高时间频率刺激(4 cpd,110.4 Hz),量化视觉敏感性(visual sensitivity)、眼动敏感性(microsaccade sensitivity)和因果归因(causality assignment)。

3.1 微眼跳的运动控制
指令性微眼跳发生率(38%)显著高于非指令性(11%),且振幅随目标距离线性增加(0.2-1.0 dva,p<0.001),证实人类可精确控制微小眼动。自发性眼动参数(振幅0.4 dva,峰值速度40.4 dva/s)更接近非指令性眼动,暗示二者共享神经机制。

3.2 不同眼动类型的参数差异
指令性眼动振幅(0.56±0.10 dva)和峰值速度(57.3±8.8 dva/s)均显著高于非指令性(0.30±0.06 dva,35.1±6.2 dva/s,p<0.001),但二者敏感性无差异(d’=0.57 vs. 0.65),而自发性眼动几乎无法被觉察(d’=0.02)。

3.3 眼动期间的视觉敏感性
高时间频率刺激在眼动匹配条件下可见性显著提升(d’=3.08 vs. 1.12,p<0.001),但重放条件(replayed)的视觉敏感性略高于生成条件(generated)(2.27 vs. 2.10),反映视频眼动追踪可能高估实际速度。

3.4 眼动敏感性
意图使眼动觉察率提升30倍:指令性和非指令性眼动敏感性(d’=0.57-0.65)远超自发性眼动(p=0.003)。意外的是,刺激存在反而降低敏感性(d’=0.51 vs. 0.71,p=0.045),暗示视觉反馈可能干扰运动意识。

4.1 意图的核心作用
研究推翻“眼动意识依赖动作幅度”的传统观点,证明意图可“打开”运动意识闸门。即使违背意图的动作(如非指令性眼动)也比自发动作更易被觉察,支持眼动连续体理论(oculomotor continuum)。

4.3 感官反馈的局限性
视网膜重放实验显示,观察者无法区分自生眼动与外部重放的视觉后果(p>0.250),且因果归因正确率仅略高于随机(certainty=0.39±0.31)。这表明自然视觉中,眼动意识高度依赖预期而非实时反馈。

该研究首次在亚度(sub-degree)尺度证明意图对感觉运动意识的决定性作用,为临床眼动障碍(如扫视侵入)的干预提供新靶点。未来需结合经颅磁刺激(TMS)等技术,进一步解析前运动皮层在微眼跳意识中的调控机制。

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