瞳孔测量法作为空间注意偏侧化(假性忽视)有效测量手段的验证研究

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Cortex 3.3

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  研究人员针对瞳孔测量法(pupillometry)能否有效检测空间注意偏侧化(伪忽视/pseudoneglect)这一科学问题,通过分视野刺激范式(split-field paradigm)结合灰度任务(greyscales task),首次系统验证了瞳孔收缩偏侧化与注意偏侧的关系。研究发现瞳孔收缩存在显著的生理性偏侧(同侧优势效应,d=1.67)和微弱的注意偏侧(左视野优势,d=-0.31),但未发现与行为学测量的显著相关性。该研究为临床注意障碍评估提供了新思路,论文发表于《Cortex》。

  

在神经科学和临床医学领域,空间注意的偏侧化现象一直备受关注。健康人群普遍存在轻微的左侧空间注意偏好,这种现象被称为"假性忽视"(pseudoneglect),与中风后出现的左侧空间忽视症形成有趣对比。传统上,研究者通过线平分(line bisection)或灰度梯度(greyscales)等行为学任务来测量这种偏侧化,但这些方法存在主观性强、时间分辨率低等局限。2022年,Strauch等人创新性地提出利用瞳孔光反射(pupillary light reflex)来客观测量空间注意偏侧化,他们发现左侧视野的明亮刺激能引发更强的瞳孔收缩,且与灰度任务表现相关。这一发现为注意研究开辟了新途径,但其可靠性亟待验证。

苏格兰爱丁堡大学的研究团队敏锐地发现,Strauch研究中可能存在一个关键混淆因素——瞳孔收缩的同侧优势效应(ipsilateral bias)。这种生理现象表现为每只瞳孔对同侧视野的光刺激反应更强,可能干扰对注意偏侧的测量。为厘清生理性和注意性偏侧的相对贡献,研究人员设计了严格的重复实验,采用双眼瞳孔记录技术,系统考察了分视野刺激下的瞳孔反应模式。

研究采用EyeLink 1k眼动仪(500Hz采样率)对80名健康右利手成人进行双眼瞳孔记录。实验包含水平分视野条件(左/右视野亮度对比)和垂直分视野条件(上/下视野对比),每种条件重复10次。通过人工瞳孔校准将原始数据转换为毫米直径,采用基线减法校正(subtractive baseline correction)计算瞳孔收缩程度。同时采用标准灰度任务测量行为学注意偏侧。数据分析采用序列检验策略(sequential testing strategy),设置最小效应量d=0.4,分两阶段(40/80人)进行统计检验。

研究结果验证了三个核心假设:首先,强烈支持收缩性瞳孔不等(contraction anisocoria)假说(H1),每只瞳孔对同侧视野光刺激的收缩显著强于对侧(d=1.67),证实了生理性偏侧的存在。其次,也检测到微弱的假性忽视效应(H2),双眼平均显示对左侧视野更强的收缩反应(d=-0.31),但效应量小于Strauch报告的0.75。值得注意的是,这一注意偏侧未能与灰度任务表现显著相关(H3,r=-0.06),削弱了其作为注意测量工具的有效性。

在探索性分析中,研究揭示了一个意外的强上视野偏侧(d=1.28),这与已知的"高度假性忽视"(altitudinal pseudoneglect)现象一致。时间进程分析显示,瞳孔收缩峰值多出现在刺激后750ms内,且上视野刺激引发的收缩幅度更大、潜伏期更长。这些发现提示垂直方向的注意偏侧可能具有不同于水平方向的神经机制。

讨论部分指出,该研究首次系统分离了瞳孔测量中的生理性和注意性偏侧。虽然证实了分视野瞳孔测量法能检测假性忽视,但其效应量(d=-0.31)与传统行为学方法相当,并未显示出预期的高敏感性。更重要的是,缺乏与灰度任务的相关性表明,不同注意测量工具可能捕捉的是任务特异性的认知加工成分,而非统一的注意偏侧结构。这一发现呼应了Learmonth等人的观点,即假性忽视在不同任务中表现出可重复但低相关的模式。

从临床应用角度看,分视野瞳孔测量法仍具独特价值。其无需行为反应的特点特别适合评估注意障碍患者,如Ten Brink等人在忽视症患者中观察到的强瞳孔偏侧化。研究建议未来可采用更短的刺激呈现时间(如1秒)配合长间隔,以提高患者的耐受性和数据质量。此外,发现的强上视野偏侧为研究视觉系统的垂直不对称性提供了新线索,可能与视网膜受体分布或"光来自上方"的感知先验有关。

这项研究通过严谨的方法学设计,澄清了瞳孔测量法在注意研究中的应用边界,为发展客观、连续的注意评估工具奠定了重要基础。虽然假性忽视的瞳孔指标相对微弱,但该方法在临床群体中的潜力,特别是在动态场景下的应用前景,仍值得深入探索。未来研究可结合新兴的自然场景观察范式,进一步揭示注意偏侧的时空动态特征。

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