记忆痕迹的无言标记:基于预期性眼动的MEGA范式揭示人类事件记忆新机制

【字体: 时间:2025年08月13日 来源:Communications Psychology

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  本研究针对传统记忆研究依赖言语报告的局限性,开发了基于眼动追踪的MEGA(Memory Episode Gaze Anticipation)范式。通过分析145名受试者观看含意外事件的电影片段时的预期性眼动模式,发现注视点与事件位置的平均距离(GAD)能有效标记记忆痕迹,机器学习模型可实现单试次记忆状态分类。研究证实预期性眼动反映事件关联记忆(recollection),而瞳孔扩张仅标记场景熟悉度(familiarity),并首次在无报告条件下验证了睡眠对记忆巩固的促进作用。该成果为语言障碍群体记忆评估提供了新工具,发表于《Communications Psychology》。

  

记忆研究长期面临一个根本性矛盾:我们试图通过言语报告来测量记忆,却无法区分"记不住"和"说不出"。这种困境在语言功能障碍患者、婴幼儿和动物研究中尤为突出。传统记忆评估方法如"记得/知道"范式(remember/know paradigm)和自由回忆任务,本质上都是通过言语输出来推断记忆内容,使得记忆本身与报告能力相互纠缠。更棘手的是,当研究睡眠对记忆的影响或脑疾病导致的记忆损伤时,我们甚至无法确定观察到的效应究竟源自记忆编码、存储还是提取环节。

针对这一世纪难题,来自特拉维夫大学(Tel Aviv University)和加州大学戴维斯分校的研究团队独辟蹊径,从灵长类动物的视觉探索行为中获得灵感。他们注意到,黑猩猩在重复观看相同视频时会表现出预期性注视行为,这提示眼动模式可能成为记忆的无言标记。基于此,团队开发了创新的MEGA范式,通过量化人类观看电影时的预期性眼动来解码记忆痕迹。

研究人员采用多模态技术手段开展系列实验:首先使用EyeLink 1000 Plus眼动仪(采样率500Hz)记录145名健康受试者观看定制动画和自然电影时的眼动轨迹;其次开发了注视平均距离(Gaze Average Distance, GAD)算法,计算注视点与事件位置的欧氏距离;进而构建XGBoost机器学习模型(含87个特征)进行单试次分类;最后结合瞳孔测量和多种言语报告任务(自由回忆、物体识别、位置回忆等),在控制实验中验证了方法的特异性。

预期性眼动作为记忆标记

通过分析34名参与者观看65段定制动画的数据发现,第二次观看时注视点会提前1-2秒向事件位置聚集(图2)。GAD从首次观看的18.13°±0.62°显著降至16.91°±1.05°(p=5.377e-07),91%参与者表现出该效应。机器学习模型仅用7秒眼动数据就能以69%准确率区分记忆状态(图3),SHAP分析显示GAD是最具预测力的特征。

眼动与言语报告的解耦

在32名参与者的扩展实验中(图4),预期性眼动强度与事件完整回忆(正确率71%)显著相关(p=7.8e-06),但与单纯场景识别无关。相反,瞳孔扩张仅反映场景熟悉度(p=0.008),这种双重分离证实MEGA捕捉的是包含时空细节的关联记忆(associative memory),而非简单熟悉感。

自然情境的普适性验证

使用YouTube黑白电影在31名受试者中成功复现效应(图5),GAD从10.96°±0.46°降至10.04°±0.72°(p=2e-11)。特别值得注意的是,即使参与者口头否认看过某片段,其眼动仍显示出记忆痕迹(p=3e-6),揭示出潜意识记忆的存在。

睡眠巩固的无言证据

19名小睡组相比34名清醒组表现出23.6%更高的MEGA分数(p=0.0439)(图6),但两组言语报告无差异(BF10=0.39%)。这一发现首次在不依赖言语报告的情况下,证实了睡眠对情节记忆的特异性巩固作用。

这项研究突破了记忆研究的方法学瓶颈,其创新性体现在三个方面:首先,MEGA范式通过预期性眼动实现了记忆痕迹的客观量化,为语言障碍患者的记忆评估提供了临床转化可能;其次,发现眼动与瞳孔指标分别标记记忆的不同成分(recollection vs. familiarity),为双重过程理论(dual-process theory)提供了新证据;最后,在方法学层面证实无报告范式能捕捉到传统方法遗漏的细微记忆效应,如睡眠带来的隐性记忆增强。正如通讯作者Yuval Nir⑩⑩强调的,这种"所见即所记"的研究范式,或将开启记忆神经机制探索的新纪元。

研究也存在若干待解问题:MEGA效应与海马体(hippocampus)功能的直接关联仍需验证;当前任务仍需要受试者主动判断是否看过影片,完全被动观看下的眼动模式尚不明确。这些问题的探索,将推动我们对记忆本质的理解迈向新高度。

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