伪忽视对瞳孔光反应与暗反应的调节作用:基于分屏方法的双侧瞳孔记录研究

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Vision Research 1.5

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  本研究通过分屏方法结合双侧瞳孔记录技术,探究伪忽视(pseudoneglect)对瞳孔光反应(PLR)和暗反应(PDR)的调节作用。研究发现瞳孔收缩幅度未显示左视野优势,但证实了收缩性瞳孔不等(contraction anisocoria)的存在,为认知性瞳孔测量技术在临床空间注意障碍评估中的应用提供了重要生理学依据。

  

在探索人类空间注意机制的进程中,伪忽视(pseudoneglect)现象始终是认知神经科学领域的热点课题。这种健康人群表现出的左视野注意偏好,被认为与大脑右半球优势的注意网络相关。传统行为学检测方法如灰度任务(greyscale task)虽能捕捉这一现象,但存在主观性强、灵敏度有限等问题。近年来,瞳孔测量技术因其非侵入性和客观性优势,为空间注意研究开辟了新途径——特别是瞳孔光反应(pupillary light response, PLR)被发现可受空间注意调节,通过"分屏方法"(split-screen method)呈现的亮度刺激能反映注意偏侧化特征。然而,前期研究存在单侧瞳孔记录可能夸大伪忽视效应、忽视瞳孔不等(anisocoria)等生理因素影响的问题,且瞳孔暗反应(pupillary dark response, PDR)的注意调节机制尚属未知。

针对这些科学问题,波兰雅盖隆大学的研究团队在《Vision Research》发表了创新性研究。该研究采用改进的分屏范式,首次系统考察了双侧瞳孔反应特征:通过记录63名右利手健康受试者的双眼瞳孔数据,设置包含竞争刺激(黑白双栏)与非竞争刺激(单白栏/单黑栏)的多条件实验,结合灰度任务验证行为学伪忽视效应,并创新性地引入PDR检测。研究运用线性混合模型和聚类置换检验等先进统计方法,全面解析了注意与生理因素对瞳孔反应的交互影响。

关键技术方法包括:1) 双眼500Hz采样率的EyeLink眼动追踪系统;2) 分屏刺激呈现(白/黑竞争条件、单白条件、单黑条件);3) PUPL工具箱进行瞳孔数据预处理(线性插值、汉宁窗平滑);4) 眼优势测试(行为学观察法);5) 混合效应模型分析收缩幅度与聚类检验分析PDR时程特征。

研究结果部分显示:

  1. 伪忽视效应验证
    行为学灰度任务成功检测到左向注意偏差(均值0.42显著低于0.5,p=0.003),但瞳孔指标未显示左视野优势(BF10
    =0.21支持零假设),且与行为学得分无相关性(r=-0.03)。

  2. 瞳孔不等现象
    发现显著的收缩性瞳孔不等:左眼对左视野白条反应更强(z=2.49,p=0.013),右眼对右视野刺激更敏感(z=-2.58,p=0.010),证实了同侧刺激引发更强收缩的生理规律。

  3. 竞争条件影响
    单白条件(WL/WR)呈现伪忽视趋势,而竞争条件(W/B/B/W)无此效应,但组间差异未达显著水平。

  4. 瞳孔暗反应特征
    PDR未显示视野偏侧化或瞳孔不等效应,时域分析未发现显著聚类(p>0.05)。

  5. 眼优势因素
    加入眼优势变量未改善模型拟合(AIC升高),右/左眼优势者瞳孔反应模式无差异。

研究结论与意义:
这项研究通过严谨的实验设计揭示了瞳孔测量技术应用于注意研究的关键限制与机遇。主要发现包括:1) 分屏方法更易检测生理性瞳孔不等而非注意偏侧,强调临床研究中双侧记录的必要性;2) 竞争刺激可能削弱伪忽视效应,支持空间注意的竞争理论框架;3) PDR暂未显示可重复的注意调制特征,反映其神经机制比PLR更复杂。尽管在健康人群中灵敏度有限,但该方法对病理状态(如偏侧忽视)的检测潜力值得期待——正如研究者指出,在注意缺陷足够显著时(如脑损伤患者),瞳孔指标可能克服生理噪声的干扰。该研究为发展客观、便捷的神经精神疾病评估工具奠定了方法学基础,同时提出了优化实验参数(如增大视角)以提升信噪比的重要建议。

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