俗话说，“眼睛是心灵的窗户”，但新的研究表明，它们也可能是大脑的窗户。
我们的瞳孔不仅仅对光线做出反应。它们表明了兴奋、兴趣或精神疲惫。联邦调查局甚至使用瞳孔放大来检测欺骗行为。现在，我们在佐治亚理工学院实验室进行的工作表明，基线瞳孔大小与智力的个体差异密切相关。瞳孔越大，通过推理、注意力和记忆力测试测量的智力就越高。事实上，在三项研究中，我们发现认知测试得分最高的人和得分最低的人之间的基线瞳孔大小差异足够大，肉眼即可察觉。
我们在研究人们完成记忆任务时使用的脑力差异时，首次发现了这种令人惊讶的关系。我们使用瞳孔放大作为努力程度的指标，这是心理学家丹尼尔·卡尼曼在 1960 年代和 1970 年代推广的一种技术。当我们发现基线瞳孔大小与智力之间存在关系时，我们不确定这是真的还是意味着什么。
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出于好奇，我们进行了几项大规模研究，招募了 500 多名来自亚特兰大社区的 18 至 35 岁的人。我们使用眼动追踪仪测量参与者的瞳孔大小，这是一种使用高功率相机和计算机捕捉瞳孔和角膜反射光的设备。我们测量了参与者在休息时盯着空白电脑屏幕长达四分钟的瞳孔。在此期间，眼动追踪仪一直在记录。然后，我们使用追踪仪计算出每位参与者的平均瞳孔大小。
需要明确的是，瞳孔大小是指眼睛中心黑色圆形孔径的直径。它的范围可以从大约两毫米到八毫米。瞳孔周围是称为虹膜的彩色区域，虹膜负责控制瞳孔的大小。瞳孔会因强光等因素而收缩，因此我们让所有参与者的实验室都保持昏暗。
在实验的下一部分，参与者完成了一系列旨在测量“流体智力”（推理新问题的能力）、“工作记忆容量”（在一段时间内记住信息的能力）和“注意力控制”（在分心和干扰中集中注意力的能力）的认知测试。
作为一个注意力控制测试的例子，参与者必须抵制看向电脑屏幕一侧粗体闪烁的星号，而是迅速看向相反的方向以识别一个字母。字母会在瞬间消失，因此即使是短暂地看向闪烁的星号也可能导致错过字母。人类天生就对通过周边视觉的物体做出反应——这曾经让我们能够发现捕食者或猎物——但这项任务要求参与者将注意力从闪烁的星号转移到字母上。
我们发现，较大的基线瞳孔大小与更高的流体智力、注意力控制以及较小程度的工作记忆容量相关——这表明大脑和眼睛之间存在着迷人的关系。有趣的是，瞳孔大小与年龄呈负相关：年龄较大的参与者往往瞳孔较小、收缩较明显。然而，一旦按年龄标准化，瞳孔大小与认知能力之间的关系仍然存在。
但是，为什么瞳孔大小与智力相关呢？要回答这个问题，我们需要了解大脑中发生了什么。瞳孔大小与蓝斑的活动有关，蓝斑是位于上脑干的核团，与大脑的其余部分有广泛的神经连接。蓝斑释放去甲肾上腺素，去甲肾上腺素在大脑和身体中既充当神经递质又充当激素，它调节诸如感知、注意力、学习和记忆等过程。它还有助于维持大脑活动的健康组织，以便遥远的大脑区域可以协同工作以完成具有挑战性的任务和目标。蓝斑功能障碍以及由此导致的组织化大脑活动的崩溃与多种疾病有关，包括阿尔茨海默病和注意力缺陷多动障碍。事实上，活动的组织性非常重要，以至于大脑将其大部分能量用于维持它，即使在我们什么都不做的时候——例如当我们盯着空白电脑屏幕数分钟时。
一种假设是，静息状态下瞳孔较大的人对蓝斑活动的调节能力更强，这有益于认知表现和静息状态下的脑功能。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更高的流体智力和注意力控制有关。但很明显，这里发生的事情比眼睛看到的要多得多。