自然凝视模式解码记忆功能:探索性视觉采样作为认知衰退的生物标志物

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  来自国际团队的研究人员通过两项无任务自由观看实验,揭示了自然凝视模式与记忆功能的深层关联。研究发现,从健康年轻人到遗忘症患者的五组人群中,记忆衰退与探索性、适应性和差异化视觉采样能力下降显著相关。多变量凝视分析表明,凝视相似性和注视分散度可作为海马/内侧颞叶(HC/MTL)功能变化的敏感指标,为认知障碍早期诊断提供了非侵入性评估新范式。

  

人类视网膜仅能通过中央凹(fovea)获取高精度视觉信息,这迫使眼球必须持续运动来构建环境认知。最新研究巧妙利用这一生理特性,揭示了眼球运动与记忆编码-提取过程的精妙关联。当年轻健康者观看图像时,其凝视模式展现出高度探索性——就像经验丰富的摄影师不断调整取景角度,每次注视都精准捕获新细节。这种动态采样策略在记忆衰退群体中显著减弱:阿尔茨海默病风险(AR)人群的注视点分散度降低9.06个单位,轻度认知障碍(MCI)患者重复观看相同图像时凝视相似性升高0.02(贝叶斯后验概率>99%),而遗忘症患者更是表现出机械化的固定扫描模式。

研究团队采用高斯核空间平滑技术,将单次图像观看产生的数百个注视点转化为向量化表征。通过计算费雪Z变换后的皮尔逊相关系数,发现健康年轻人观看不同图像时的凝视相似性(idiosyncratic gaze similarity)比遗忘症患者低0.007个标准差,这暗示着后者形成了趋同的视觉编码策略。更引人注目的是,在三次重复观看实验中,正常人群会像拼图玩家般系统性地探索图像不同区域(RRep1-Rep2与RRep2-Rep3相关性仅0.41±0.12),而MCI患者则如同卡住的唱片针,重复锁定相同区域(相关性达0.63±0.15)。

这些发现犹如为大脑记忆系统安装了"眼动显微镜":海马-内侧颞叶网络(HC-MTL)的功能完整性,直接调控着视觉探索的广度和深度。当这套系统受损,眼球就不再是灵活的侦察兵,而退化为呆板的巡逻员。该研究为认知衰退的早期预警开辟了新途径——或许未来神经科诊室里,一副眼动追踪眼镜就能替代繁琐的神经心理学测验,通过捕捉那些微妙的目光舞蹈来解码记忆的密码。

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