向右的扫视动作会干扰注意力缺陷多动障碍（ADHD）患者空间工作记忆的神经基础结构

《Neuropsychologia》：Rightward Saccades Distort the Scaffold of Spatial Working Memory in ADHD

　　摘要
注意缺陷/多动障碍（ADHD）通常表现为执行功能障碍，但新兴证据指出其认知特征存在空间不对称性。我们研究了跨扫视工作记忆（tWM）——这种整合视觉和运动信号在眼球运动中的机制——在ADHD患者中是否表现出方向性脆弱性。ADHD参与者完成了一项空间tWM任务，在该任务中，记忆数组（一个或三个项目）在向左、向右或注视试验之前呈现，然后他们将探针重新定位到记忆中的目标位置。为了比较，还纳入了之前测试过的神经典型样本的数据进行组别分析。错误被分解为系统性和非系统性成分。与对照组相比，ADHD参与者在向右扫视时表现出轻微但可靠的劣势，并且在向右眼球运动后系统性的扭曲更大。扫视在这两组中都会干扰工作记忆，但在神经典型参与者中观察到的典型负载依赖性非系统误差增加在ADHD患者中并未出现。有两种互补的解释可以解释这种不对称性：整合失衡假说认为这是由于右侧大脑对空间工作记忆的贡献减弱，导致在向右扫视时左侧大脑的眼球运动信号和右侧大脑的空间信号整合受损；另一种是锚定破坏假说，认为向右眼球运动会破坏锚定记忆位置的空间框架，产生几何扭曲而不会增加误差。这些发现表明，ADHD患者的视动-认知耦合存在方向性脆弱性，这不能通过一般的能力限制来解释。更广泛地说，它们揭示了一种部分类似忽略的模式：仅向右扫视受损，而左侧视野不受影响，这突显了眼动范式在揭示神经认知功能中的隐藏空间不对称性方面的实用性。

引言
注意缺陷/多动障碍（ADHD）是一种常见的神经发育障碍，其特征是注意力困难、多动和冲动行为（美国精神病学会，2022年）。尽管ADHD通常被视为一种执行功能障碍（Barkley，1997年；Kofler等人，2019年；Willcutt等人，2005年），但越来越多的证据表明它还具有空间不对称的认知特征，这些特征被比作空间忽略（例如Chan等人，2009年；Chen & Niemeier，2017年；Geeraerts等人，2007年；Sheppard等人，1999年；Voeller & Heilman，1988年），并且与右侧大脑注意网络的激活不足有关（Rubia，2018年；Cortese等人，2012年；Hart等人，2013年；Cubillo等人，2011年；Schneider等人，2010年）。当认知表现依赖于眼球运动时，这些不对称性最为明显，因为每次扫视都需要大脑重新映射视空间信息并将其与工作记忆表征整合。这种整合过程由跨扫视工作记忆（tWM）支持，它提供了了解视动和认知系统如何互动的窗口（例如Irwin，1996年；Prime等人，2007年）。在神经典型的观察者中，眼球运动本身会相对于注视状态干扰工作记忆表现（Moussaoui等人，2025年；Peterson等人，2019年），但方向特异性效应仍然不一致。例如，Irwin（1992年）发现参与者在向左扫视后报告短暂呈现的字母位置比向右扫视后更准确，表明在该方向上空间更新能力增强。然而，Vasquez和Danckert（2008年）报告称向左扫视后的空间记忆表现较差。Moussaoui等人（2023a）也观察到向右扫视后的细微缺陷。尽管如此，其他研究并未发现可靠的方向依赖性效应（例如Ten Brink等人，2019a；Frost等人，2019年；Moussaoui等人，2025年）。总体而言，关于神经典型大脑的发现是不一致且无定论的。一些研究暗示存在方向特异性效应，但仅在一定负载下如此（Irwin，1992年；Moussaoui等人，2023a），而其他研究在高负载（Frost等人，2019年；Moussaoui等人，2025年）或低负载（Ten Brink等人，2019a）下都未确认这种差异。与神经典型个体类似，对脑损伤患者的研究也得出了左右不对称的混合结果。Husain等人（2001年）使用自由视觉搜索范式记录了一名右侧脑损伤（RBD）和空间忽略患者的目光运动。该患者经常重新注视先前注视的位置，Husain及其同事将此解释为由于多个方向（包括垂直方向）的扫视导致tWM受损的证据。Vuilleumier等人（2007年）在一步法范式中测试了RBD患者，发现向右扫视后的tWM受损，而向左扫视则没有。Russell等人（2010年）在RBD患者中也描述了类似的方向性缺陷，尽管这些患者没有明显的忽略症状。其他研究也未明确报告忽略症状，结果各不相同。Ten Brink等人（2019b）发现RBD患者在向左和向右扫视后的tWM均受损。Pisella等人（2011年）在一名右侧脑和胼胝体损伤患者中测试了两步扫视任务（Hallett & Lightstone，1976年），观察到向右扫视后的tWM重新映射缺陷。然而，Heide等人（1995年）使用相同的范式发现RBD患者的相反模式：向左扫视时出现重新映射缺陷。相反，左侧脑损伤患者在向右扫视时存在重新映射困难。总体而言，研究一致认为扫视过程中的空间更新受到损害，但在这种缺陷是否具有方向特异性以及具体方向上存在分歧。重要的是，这些研究在任务特征和患者群体上也存在显著差异，包括任务施加的认知需求以及是否存在明显的忽略。因此，尚不清楚当跨扫视记忆需求超出受损的视空间系统的容量时是否会出现方向性不对称性。这个问题可能尤为重要，因为大多数先前的研究使用的范式相对简单，记忆要求有限。这些不一致性强调了需要从机制上解释扫视相关更新期间半球动态与工作记忆负荷之间的相互作用。我们认为，如果ADHD涉及右侧大脑视空间网络的非典型参与，那么跨扫视整合可能会表现出方向特异性缺陷，尽管现有文献对这种效应的方向没有明确预测。一种可能性是，这些缺陷在向右扫视时可能尤为明显，至少在某些任务中（Vuilleumier等人，2007年）。与此一致的是，最近一项关于阅读的研究发现，ADHD患者的理解能力受益于快速序列视觉呈现，这消除了正常英语阅读中占主导地位的向右扫视（Moussaoui等人，2023b）。这表明向右扫视对ADHD中的tWM特别具有破坏性。另一方面，其他右侧脑综合征可能会导致向左扫视的更大脆弱性（Heide等人，1995年）。最后，ADHD患者的tWM可能在两个方向上都受损。这与Ten Brink等人（2019b）的发现一致，并与ADHD中的眼动困难相关报道相符，这些困难可能无论方向如何都会干扰记忆功能（Dankner等人，2017年；Fried等人，2014年；Granet等人，2005年；Mostofsky等人，2001年；Munoz等人，2003年；O’Driscoll等人，2005年；Rommelse等人，2008a；Solé Puig等人，2015年；综述：Rommelse等人，2008b）。因此，本研究测试了tWM中的方向性脆弱性是否反映了ADHD中的半球整合差异。为此，我们利用了实验室最近在一步法范式（Moussaoui等人，2025年）方面的进展，该范式基于大量神经典型参与者的主成分分析（PCA），量化了影响工作记忆准确性的系统性和非系统性错误两个维度。系统性错误反映了工作记忆空间框架的扭曲，例如向注视中心的偏移和非线性扭曲，而非系统性错误反映了记忆表征的变异性或噪声。在神经典型成人中，两种错误类型都因扫视而加剧，特别是在需要跨半球重新映射信息时，系统性的扭曲在扫视方向上更为明显。重要的是，这些效应随工作记忆负荷而变化，这与更高的记忆需求会增加空间更新成本的观点一致。在此基础上，当前研究探讨了ADHD是否改变了系统性和非系统性错误的平衡，以及这些变化是否在向左或向右扫视后表现得更明显。由于不对称性可能主要在高工作记忆需求下出现，我们还研究了负荷是否调节了ADHD中的方向特异性缺陷。我们的发现表明，ADHD患者的tWM受向右扫视的影响更大，类似于忽略症状，但没有典型的左侧视野缺陷。这种模式表明ADHD是一种部分不对称的认知综合征，具有其独特的跨扫视脆弱性特征。

参与者
36名来自多伦多大学的正式诊断为ADHD的学生（29名女性，中位年龄：22岁，范围：19-30岁）提供了书面和知情同意书，以支付报酬参与实验。当前ADHD样本的大小与之前涉及ADHD个体的眼球运动和工作记忆研究的结果一致，在大多数情况下甚至超过了这些研究（例如Alderson等人，2013年；Chamorro等人，2022年），这些研究的样本量中位数约为20人。

讨论
ADHD已被证实会影响执行功能（Barkley，1997年；Kofler等人，2019年；Willcutt等人，2005年）。然而，最近的数据表明它还具有空间不对称的认知特征（Cortese等人，2012年；Cubillo等人，2011年；Hart等人，2013年；Rubia等人，2018年；Schneider等人，2010年）。在这里，我们展示了空间跨扫视工作记忆（tWM）——这种整合视觉和感觉运动信号在眼球运动中的机制——在ADHD患者中受到不成比例的损害。

作者贡献声明
Matthias Niemeier：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，验证，监督，软件，资源，方法论，研究，资金获取，正式分析，概念化。
Simar Moussaoui：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，可视化，验证，项目管理，方法论，研究，正式分析，数据管理。
Adam Frost：撰写 – 审稿与编辑，验证，方法论，正式分析，概念化。

未引用参考文献
Barkley, 2006; Gaillard等人，2021; Geeraerts等人，2008; Kessler等人，2006; Kofler等人，2024; Morsink等人，2022; Shanahan等人，2008。

伦理声明
所有参与者或其法定代表均已获得参与研究和发表文章的书面知情同意。已遵守相关法律法规和指导方针。本研究得到了多伦多大学研究伦理委员会的批准（批准号00050278）。

数据可用性和预注册
我们的数据和分析代码可在以下链接获取：osf.io/vd2jm。本研究未进行预注册。

资助
该研究得到了加拿大自然科学与工程研究委员会的资助。