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是心灵之窗,也是脑力之窗?
送交者:  2021年11月13日08:38:30 于 [世界时事论坛] 发送悄悄话

柳浪美

人人都知道,眼睛是心灵之窗。然而,有一项新研究揭示,眼睛也是脑力之窗。

以往,通常用IQ (智力商数) 来衡量一个人智商高低。现在,无需测试IQ,只要观察眼睛就能判断聪明与否。因为乔治亚大学理工学院在《Cognitive》报道的一项新研究指出,人的瞳孔大小与其认知能力有着密切关系,即瞳孔越大的人,大脑就越敏锐,越聪明,越会透出智慧的光芒。

对此新观点,大家是不是很好奇?

其实早在上世纪60年代,技术心理学家丹尼尔·卡尼曼 (Daniel Kahneman) 在研究中就明显发现,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。他的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。他发现,大脑越是努力地工作,瞳孔越是扩张得厉害。 以至于FBI常用瞳孔扩大来判断对方有没有撒谎。

瞳孔,是人类眼睛里虹膜中心的小圆孔,它是光线进入眼睛的通道。瞳孔括约肌和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。青年时的瞳孔比中年时的大 ,到老年时又再缩小。也就是说,瞳孔大小与年龄呈负相关,年龄较大者的瞳孔较小,反之亦然。

佐治亚理工学院的研究人员发现,瞳孔的大小还可能与大脑的敏锐程度有着某种联系。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。

研究人员开展了更大规模的实验。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、注意力和记忆力方面的测试,同时用眼动仪监测参与者的瞳孔大小。这是一种利用高性能相机和电脑捕捉瞳孔和角膜光反射的设备。受试者盯着空白电脑屏幕4分钟,然后研究人员测量他们静止时的瞳孔,全程用眼动追踪仪记录。然后他们用眼动追踪仪计算每个受试者的平均瞳孔大小。

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结果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),基线瞳孔越大的人呈越高流体智力。

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、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。

然后,让参与者完成一系列认知测试,旨在测量流体智力 (推理新问题的能力),工作记忆能力 (一段时间内记忆信息的能力),以及注意力控制 (在分心和干扰情况下中集中注意力的能力)。

结果发现,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。也就是说,基线瞳孔越大的人,流体智力越高。瞳孔越大的人在解决新问题和控制注意力这两项能力越强,也意味着他们的大脑反应越敏锐。并且,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。

目前研究人员还不清楚这其中的作用机制,但是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。

蓝斑是位于脑干上部的一个神经核团,它在中枢神经系统内的投射很广。其目标区包括脊髓,小脑,下丘脑,丘脑的中继核团,杏仁核,端脑基底部,以及大脑皮质,有着广泛的神经联系。其功能与应激反应有关,参与唤醒与警戒。

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不仅如此,蓝斑位于第四脑室底,脑桥前背部,是脑中合成去甲肾上腺素的主要部位。蓝斑会增强去甲肾上腺素的合成与分泌,后者在大脑和身体中起着神经递质和激素的作用。因而会增强前额叶的认知功能,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。蓝斑还有助于维持大脑活动的健康组织性,以便大脑的不同区域共同完成具有挑战性的任务和目标。

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。不过,蓝斑功能障碍及由此产生的有组织大脑活动的故障与多种疾病有关,包括阿尔茨海默症和注意力缺陷多动障碍 (多动症)。

综上所述,这项研究得出的结论是,瞳孔大的人,大脑的蓝斑区域有更好的调节能力,有利于认知表现和大脑的运作能力。

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。

多年来,Tsukahara等人一直在跟踪这项研究,并反复重复了这项实验。研究人员表示,需要更多的研究来进一步探索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相关。显然,其内在的作用机制与关联因素远比我们想象的要复杂得多。

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

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