高潮、一道乘法题和一张尸体照片有什么共同之处？它们都会引起我们眼睛瞳孔轻微且无法抑制的扩张。
一个多世纪以来，科学家们已经知道，我们眼睛的瞳孔不仅仅对光线变化做出反应。它们也泄露了精神和情绪的波动。事实上，瞳孔放大与兴奋的相关性非常高，以至于研究人员使用瞳孔大小测量法，或称瞳孔测量术，来研究各种心理现象。而他们这样做时，并不完全清楚我们的眼睛为什么会这样表现。
匹兹堡大学医学院生物识别研究实验室主任斯图尔特·斯坦豪尔说：“没有人真正确切地知道这些变化有什么作用。”他认为瞳孔放大是神经系统处理重要信息的副产品。
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大脑后部的视觉皮层组装我们看到的实际图像。但是一个不同的、更古老的神经系统部分——自主神经系统——管理着瞳孔大小的持续调节（以及其他非自主功能，如心率和排汗）。具体来说，它控制虹膜的运动，以调节进入眼睛的光量，类似于相机光圈。虹膜由两种类型的肌肉组成：一圈括约肌，环绕并收缩瞳孔至几毫米大小，以防止过多光线进入；以及一组像自行车辐条一样排列的扩张肌，可以在弱光下将瞳孔扩大至八毫米——大约是鹰嘴豆的直径。
刺激自主神经系统的交感神经分支（以在身体承受压力时触发“战斗或逃跑”反应而闻名）会引起瞳孔放大。而刺激副交感神经系统（以“休息和消化”功能而闻名）则会导致瞳孔收缩。因此，抑制后者系统也会引起瞳孔放大。任何给定时间的瞳孔大小都反映了同时作用的这些力量的平衡。
对认知和情绪事件的瞳孔反应比光反射的规模更小，变化通常小于半毫米。通过使用红外摄像机记录受试者的眼睛，并控制可能影响瞳孔大小的因素，例如环境亮度、颜色和距离，科学家可以使用瞳孔运动作为其他过程的替代指标，例如精神压力。
普林斯顿大学心理学家丹尼尔·卡尼曼 在几十年前表明，瞳孔大小的增加与手头任务的难度成正比。计算 9 乘以 13，您的瞳孔会略微放大。尝试 29 乘以 13，它们会进一步扩大，并保持放大状态，直到您得出答案或停止尝试。卡尼曼在他的书《思考，快与慢》中说，他可以通过观察实验期间瞳孔的收缩来判断某人何时放弃一道乘法题。
卡尼曼在接受德国新闻杂志《明镜周刊》采访时说：“瞳孔以令人难以置信的精确方式反映了精神努力的程度。”他还补充说，“我从未做过任何测量如此精确的工作。” 当他指示受试者记住并背诵一系列七位数字时，他们的瞳孔随着数字一个接一个地呈现而稳步增大，并在他们从记忆中卸载数字时稳步缩小。
随后的研究发现，与得分较低的参与者相比，更聪明的人（根据他们的学术能力测验分数定义）的瞳孔对认知任务的反应较小，这表明他们更有效地利用了脑力。
此后，科学家们使用瞳孔测量术来评估从嗜睡、内向和性兴趣到种族偏见、精神分裂症、道德判断、自闭症和抑郁症的一切。虽然他们并没有真正地解读人们的想法，但他们已经非常接近了。
沃尔夫冈·艾因豪瑟-特雷尔领导的 2010 年研究得出结论：“瞳孔放大可以在个人公开表达决定之前泄露他们的决定。”参与者被告知在 10 秒间隔内的任何时间点按下按钮，他们的瞳孔大小与他们做出决定的时间相关。瞳孔放大在他们按下按钮前约一秒开始，并在之后一到两秒达到峰值。
但是，瞳孔在实验室外是否也具有信息量？瞳孔大小可以用来“解读”一个人的意图和感受吗？根据男士健康杂志的说法，男人可以通过观察约会对象的瞳孔来判断“何时采取行动”，但这需要持怀疑态度。“我不清楚在完全不受限制的环境中，这种方法可以在多大程度上被利用，”艾因豪瑟-特雷尔在一封电子邮件中写道，他指出光线条件很容易干扰业余爱好者进行人际瞳孔测量法的尝试。
其他利用瞳孔放大进行科学研究以外目的的努力都失败了。在冷战期间，加拿大政府官员试图开发一种名为“水果机”的设备，通过测量公务员的眼睛对女性和男性色情图像的瞳孔反应来检测他们中的同性恋者。这台从未奏效的机器本意是帮助政府清除公务员队伍中的男同性恋者和女同性恋者，从而据称降低受到苏联敲诈勒索的脆弱性。
如同 20 世纪 60 年代一样，针对性取向的瞳孔测试仍然不太可能实现。康奈尔大学的研究人员最近表明，性取向与男性受试者对他们偏爱的性别的色情视频的瞳孔放大呈平均相关性，但仅适用于男性受试者。他们总结说，尽管瞳孔测量术显示出作为一种非侵入性性反应测量方法的希望，“并非每个参与者的性取向都被正确分类”，并且“可观察到的瞳孔放大变异量与参与者的性取向无关。”
埃默里大学营销学教授贾格迪什·谢思说，20 世纪 70 年代，瞳孔测量术在广告行业中也变得流行起来，作为测试消费者对电视广告反应的一种方式。但这种做法最终被放弃。“没有科学的方法来确定它衡量的是兴趣还是焦虑，”谢思说。
匹兹堡大学的斯坦豪尔说，尽管存在这些局限性，但瞳孔测量术仍然是心理学研究的宝贵工具，因为我们的眼睛易于观察，并且可以灵敏地指示认知、情绪和感官反应。“这就像在大脑中永久植入一个电极，”他说。“而我们所能做的就是观察最终的变化。我们无法监控所有输入它的信息。”
本文由纽约大学科学、健康与环境报道项目Scienceline提供。