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科學家發現眼球運動能預測記憶正確性
日期:2020年08月07日 10:35     

  近日,發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)的一項研究中,來自加拿大Rotman研究所(RRI)的科學家們開發了一種新型眼動追蹤技術,讓受試者通過移動眼球來確定自己是否曾經看到過某張圖像,并且其眼動模式可以預測記憶錯誤。

  RRI的高級科學家、加拿大記憶認知神經科學協會主席Jennifer Ryan博士說:“我們的發現表明,眼動在記憶提取中起到功能性作用。它可以提供很多有關某人記憶的信息!
  該研究基于過去一項分析眼動和記憶之間聯系的研究,包括眼動在記憶中的作用,以及隨著年齡增長眼動和大腦活動之間的聯系減弱。
  RRI的高級科學家Bradley Buchsbaum博士說:“當我們看到一張照片、一張面孔或其他我們曾經看到過的東西時,我們的眼睛傾向于注視與第一次相同的位置。大腦將我們所看到的重要特征與我們記憶中的心理圖像進行比較,并將兩者識別為同一個特征。即使在能見度較低的情況下,大腦對此也相當在行!
  該研究第一作者Jordana Wynn 說:“如果我們在遠處看到某個人,或者他們的臉被樹枝遮擋了部分,我們的大腦會將可見的特征與記憶中的圖像對比,以確定我們是否認識這個人! Jordana Wynn過去在RRI讀博士,她目前是哈佛大學的研究員。
  這種現象稱為“模式完成(pattern completion)”。當它出錯時,如果陌生人和我們認識的人有相似的頭發或鼻子,我們可能會錯誤地向他揮手。
  在這項研究中,研究人員首先要求參與者記住屏幕上的30幅新圖像。接下來,他們觀看了另一個系列圖像,這一次包含了一些之前看過的圖像和一些新的但相似的圖像。然后參與者被要求指出以前是否見過每張圖。在兩次實驗階段研究人員都追蹤了受試者的眼動。每張圖像顯示的時間都很短,時長范圍從250毫秒到750毫秒,然后參與者被要求在看空白屏幕時將其可視化。
  參與者非常準確地將以前看到的圖像識別為舊圖像,準確率接近90%。如果他們的眼動與最初看到圖像時的眼動相同,則他們大概率是正確的。另一方面,當面對一張新的但相似的圖像時,他們的表現就沒那么好了,準確率僅為70%。在后一種情況下,參與者越是重復他們最初的觀看模式,而不是關注圖像的不同方面,他們就越有可能錯誤地將圖像識別為舊圖像。
  為了模擬沒有完整信息的現實情況,研究人員還使用了不完整或“退化”的圖像版本!巴嘶狈秶鷱0%到80%,具體方式是以灰色正方形覆蓋部分圖像。值得注意的是,即使圖像質量下降80%,受試者的準確率也比純猜測要好得多,這一現象反映出“模式完成”的重要性。
  Wynn說:“通過我們的眼動追蹤技術,我們能繪制出受試者的眼動軌跡并觀察到他們從記憶中提取現在無法看到的圖像。他們使用的就是‘模式完成’能力!
  在過去幾十年中,許多研究都對“模式完成”進行了研究,但都有一個致命的弱點。Wynn說:“這些研究都是基于一種未經驗證的假設,即當受試者錯誤地'識別'他們之前從未見過的圖像時,我們就可以推斷‘模式完成’正在發生。我們的研究第一次利用眼動分析而非行為來證明人們在犯錯時實際上是在提取記憶中的圖像!
  這項研究在評估記憶方面有著重要的意義。Ryan博士說:“用于診斷記憶障礙的一些傳統測試是相當依賴于語言的。它們通常要求英語熟練,這在多倫多這樣一個多元文化的城市里可能是個問題!
  Buchsbaum博士說:“通過眼動追蹤,我們不必問受試者記得什么,只要觀察他們的眼睛就可以了。這給我們提供了比我們想象中更多的關于他們記憶的信息!
  Ryan博士說:“這可能有利于我們開發出更好的癡呆癥篩查工具,這是我們的終極愿望!
論文鏈接:https://www.pnas.org/content/early/2020/02/28/1917586117

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