眼睛还是“脑力”之窗|研究发现:瞳孔越大,人越聪明

发布时间:2021-07-15 2评论 2594阅读
眼睛还是“脑力”之窗|研究发现:瞳孔越大,人越聪明-心理学文章-壹心理
文:生物技术君
来源:中国生物技术网(ID:biotech-china)
原文标题:眼睛还是“脑力”之窗?研究发现:瞳孔越大,人越聪明...


眼睛不仅是心灵之窗,也是“脑力”之窗。看到这个结论,你是不是觉得观点很新奇?


其实早在上世纪60年代,心理学家就在研究中明显发现,瞳孔大小不仅与进入眼睛的光线量有关,同时也反映了个体的心理过程,而这一过程涉及大脑功能。该研究首次确立了使用瞳孔扩张作为唤醒、心理努力和注意力瞬间变化的指标。


众所周知,瞳孔,是我们眼睛里虹膜中心的小圆孔,它是光线进入眼睛的通道。瞳孔括约肌开大肌掌管着瞳孔的扩张与缩小,控制进入瞳孔的光线量。人瞳孔的平均直径约为4毫米。新生儿瞳孔很小,出生3周才开始扩大。青年时的比中年时的大 ,到老年时又再缩小。


2016年,发表在《Cognitive Psychology》上的一项研究中,来自美国佐治亚大学理工学院的心理学家Jason Tsukahara偶然发现,工作记忆(高阶认知)和流体智力都与基线瞳孔大小有关,而只有流体智力是唯一可以通过基线瞳孔大小预测。然而,这项实验结果在其他研究团队中都未能很好的复制。


多年来,Tsukahara的团队一直在跟踪这项研究,并反复重复了这项实验。


近日,发表在《Cognition》上的这项新研究中,Tsukahara的团队再次证明基线瞳孔大小是个体流体智力可靠和有效的预测指标在适当的照明条件下(不能是黑色背景,也不能太亮),基线瞳孔越大的人流体智力越高。他们还提出了流体智力与大脑中蓝斑去甲肾上腺素系统有关。这一观点为揭示流体智力的潜在神经学机制提供了线索。



流体智力(Fluid Intelligence)是一种以生理为基础的认知能力,如知觉、记忆、运算速度和推理能力等。它与年龄密切相关,一般人在20岁以后,流体智力的发展达到顶峰,30岁以后会随着年龄的增长而下降。


在这项研究中,研究人员开展了更大规模的实验。他们招募了500名年龄在18岁到35岁之间的参与者,并对他们进行了推理、注意力和记忆力测试,同时用眼动仪监测参与者的瞳孔大小。这种设备可以利用高分辨率相机和电脑捕捉瞳孔和角膜反射光线,从而获得与瞳孔相关的数据。研究人员在参与者盯着空白屏幕4分钟时,测量了他们休息时的状态的瞳孔大小以作为基线值,并得出平均瞳孔大小,用于跟踪在不同类型的测试和活动中的变化。


基线瞳孔在灰色和白色背景下的分布


在实验的后半部分,参与者完成了一系列认知测试,旨在测量流动智力,即推理新问题的能力,工作记忆能力,即在一段时间内记忆信息的能力,以及注意力控制,即在分心和干扰中集中注意力的能力。


研究人员发现,瞳孔扩张不仅与兴奋和疲惫有关,还可以用来了解个体流体智力的差异。他们发现,基线瞳孔越大的人,流体智力越高。而且,智力测试中得分最高和最低的参与者瞳孔大小的差异可以用肉眼观察到。


那些基线瞳孔更大的人在注意力、记忆力和推理测试中表现更好。这表明大脑和眼睛之间有很强的联系。此外,瞳孔大小与年龄呈负相关,年龄较大的参与者的瞳孔较小。当去掉年龄因素后,智力与瞳孔大小之间的关系仍然存在。


不过,要找到相关的确切原因,需要对大脑进行更详细的研究,以寻找哪些区域被激活。


基于上述发现,以及将瞳孔大小与特定大脑区域联系起来的研究,研究人员提出流体智力的个体差异与蓝斑去甲肾上腺素有关。具体来说,基线瞳孔较大可能表明默认模式和执行注意力网络中的功能连接性更强,这是由最佳水平的基线蓝斑活动引起的。


蓝斑是位于脑干的一个神经核团,通过神经连接延伸到大脑的其他部分,其功能与应激反应有关,参与唤醒与警戒。不仅如此,它还增强去甲肾上腺素的合成与分泌,从而增强前额叶的认知功能,以更好地调节感知、注意力、学习和记忆等过程,并提高动机水平。


此前已有大量文献表明,蓝斑去甲肾上腺素系统对于理解高阶认知能力(如流体智力和工作记忆能力)的生物学基础至关重要。事实上,脑将其大部分的能量都用于维持该系统,即使我们根本什么也没有做。这种组织在大脑中的地位也可见一斑。


研究人员认为,还有一种假说是,在静息状态下瞳孔较大的人,其大脑皮层的调节能力较强,因此有利于认知能力和静息状态下大脑的功能水平。研究人员表示,还需要更多的研究来探索这种可能性,并确定为什么较大的瞳孔与较高的流体智力和注意力控制有关。但很明显,机制要比我们知道的复杂得多。


论文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010027721000627


原文作者:生物技术君,本文转载自公众号中国生物技术网(ID:biotech-china),中国生物技术信息网官方微信平台。

原作者名: 生物技术君

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