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承蒙 Jorge Otero-Millan 提供

编者注:本文的部分内容首次出现在一篇新闻稿中,该新闻稿是关于我们来自 Barrow 神经病学研究所的研究文章。

我位于 Barrow 神经病学研究所的实验室最近发表了一项新研究,题为“从探索到注视的眼动连续统一体”,该研究已发表在《美国国家科学院院报》第 110 卷第 15 期中,现在可以在线查看和打印。

这项研究表明,我们探索世界的方式与之前认为的不同,它增进了我们对如何与周围环境互动并从中获取关键信息的理解。 该研究是与 Jorge Otero-Millan、Rachel Langston 和 Stephen Macknik(也在 Barrow)合作进行的。

以前,科学家们认为我们以两种主要不同的模式从世界中采样视觉信息:探索和注视。 也就是说,我们过去认为我们会进行大的眼球运动来搜索感兴趣的物体,然后固定视线以高细节地观察它们,但我们现在知道这不太正确。

事实是,即使在视觉注视期间,我们也会使用眼球运动来扫描视觉细节——就像我们使用大的眼球运动来探索视觉场景一样,只是规模不同。 这意味着探索和注视是眼动扫描连续统一体的两个端点。

探索和注视是眼球运动连续统一体的两个极端,它取决于图像大小,这个概念在此处用相同自然图像的缩小尺寸来说明,这些图像共享一个共同的眼球扫描路径。 蝴蝶图像来自麦吉尔校准色彩图像数据库。 构图由 Jorge Otero-Millan 提供。

当研究人员使用高速眼动追踪技术测量受试者的眼球运动时,他们观看了自然图像。 图像的大小范围可以从巨大的——在 Barrow 神经病学研究所 Eller 远程呈现套件中独特的 4 米宽视频监视器阵列上呈现,通常用于 Barrow 的外科医生协作进行世界各地其他地点的脑外科手术时——到微小的——只有您拇指指甲宽度的一半(在手臂伸直的长度处)。 在所有情况下,研究人员都发现受试者的眼睛以相同的总体策略扫描场景,沿着动态变化的平滑连续统一体进行。

无论视觉场景是巨大还是微小,甚至当受试者固定视线时,眼球运动的特征都没有突变。 这意味着当我们探索和注视时,大脑以相同的方式控制眼球运动。

科学家们研究大脑如何控制眼球运动已超过 100 年,而我们的研究挑战的观点——即注视和探索从根本上是不同的行为——一直是该领域的核心。 我们希望我们的发现能够影响未来的研究,并将重点放在影响眼动行为的神经系统疾病的研究上。

Jorge Otero-Millan、Stephen L. Macknik、Rachel E. Langston 和 Susana Martinez-Conde。 从探索到注视的眼动连续统一体。《美国国家科学院院报》 2013 年;提前印刷于 2013 年 3 月 26 日发布,doi:10.1073/pnas.1222715110

 

Susana Martinez-Conde is a professor of ophthalmology, neurology, and physiology and pharmacology at SUNY Downstate Health Sciences University in Brooklyn, N.Y. She is author of the Prisma Prize–winning Sleights of Mind, along with Stephen Macknik and Sandra Blakeslee, and of Champions of Illusion, along with Stephen Macknik.

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