眼动监测记忆

摘要

眼动监测（或称眼动追踪）能够揭示眼睛在空间中的注视位置、注视时间以及持续时长。在此，我们演示如何利用眼动追踪技术，在无需言语或其他明确报告的情况下，研究多种受试人群的记忆完整性。

摘要

明确的（通常是口头的）报告通常被用于研究记忆（例如：“请告诉我你对昨天在银行看到的那个人还记得些什么。”），然而这类报告往往不可靠，或容易受到反应偏差的影响。¹，且在某些受试者群体中可能无法获取。此外，显式报告仅能揭示信息何时进入意识状态，而无法说明在信息处理过程中记忆何时被提取，无论该信息后续是否以意识方式被访问。眼动监测（眼动追踪）提供了一种工具，可在不要求受试者对其记忆内容进行主观陈述的情况下探测记忆，并能够在线揭示此类记忆的提取过程^2,3. 基于视频的眼动仪（头戴式或远程式）利用摄像头和红外标记系统，在受试者观看显示器时检测其双眼的瞳孔及角膜反射。对于头戴式眼动仪，红外标记还可用于确定头部位置，从而允许头部移动并更精确地定位眼动位置。本文演示了使用头戴式眼动追踪系统来研究神经系统完整与神经系统受损成人的记忆表现。眼动监测流程首先将眼动仪佩戴在受试者身上，并设置头戴和眼动摄像头。随后进行校准和验证程序，以确保眼动位置记录的准确性。显示器上X、Y坐标位置的实时记录被转换后，用于描述眼睛静止（即注视）与运动（即扫视）的时间段。注视和扫视与视觉刺激的呈现/消失或其他外部事件（例如按键）在时间上同步锁定。通过设计实验操控，考察不同类型先前经验如何以及何时改变注视和扫视的模式。记忆的影响体现在：对新图像的扫描模式与对先前学习过的图像的扫描模式之间的差异程度。^{2, 4-5}记忆的特异性也可以被检测；例如，面对先前学习过的图像的相同版本和修改版本，眼动模式的差异可以揭示记忆中存储了被修改的细节信息^{2-3, 6-8}这些记忆指标可以在不同参与者群体之间进行比较，从而为研究健康个体记忆的组织方式，以及神经系统受损或衰退时记忆发生的具体变化提供了一种强有力的工具。^{2-3, 8-10}.

方案

数据采集过程中使用的设备

眼动仪

本方案中使用的眼动仪为 EyeLink II 系统（SR Research Ltd；Mississauga, Ontario, Canada）。该头戴式视频眼动仪以每秒 500 或 250 次的采样率，在 X、Y 坐标系中记录眼动位置，空间分辨率为 < 0.1°。一个摄像头通过将红外标记发送至参与者所观看显示器四角的传感器，以监测头部位置。另外两个摄像头安装在头带下方，分别位于每只眼睛的下方，同时使用红外照明器记录瞳孔和角膜反射。眼动位置的计算可基于瞳孔与角膜反射，也可仅基于瞳孔。眼动仪的衬垫头带可在两个平面上调节，以舒适地适配成年参与者的头型。大多数眼镜和隐形眼镜均可兼容该眼动仪。

计算机

使用两台计算机支持眼动记录。其中一台计算机作为显示计算机，向参与者呈现校准界面、必要的任务说明以及实验范式中使用的图像。显示计算机设定数据采集参数，这些参数由第二台主机计算机控制。主机计算机计算实时注视位置，记录眼动数据以供后续分析，同时记录参与者按下的任何按钮或键盘反应。参与者设置和眼动仪的操作均通过主机计算机进行。

软件

在本实验方案中，实验刺激呈现给受试者的时间和顺序，以及主机PC采集眼动位置数....

讨论

眼动监测是一种高效且实用的工具，可用于评估多种人群的记忆功能。本方案描述了使用头戴式基于视频的眼动仪的方法，但该方案也可轻松适用于远程眼动设备；由于远程眼动仪无需调整头盔，且能简化摄像头的调节过程，因而使用更为方便。然而，使用远程眼动仪时必须限制头部运动，以保持眼动记录的准确性。准确的眼动校准对于获取有效且可解释的数据至关重要。

通过眼动监测获得的记忆指标无需获取明确的（即言语的）记忆报告，这在快速研究沟通能力受损人群的记忆时具有优势。眼动追踪还可与明确报告结合使用，以确定是否存在保留在记忆中但无法被意识内省所获取的信息。此外，可通过分析眼动模式来判断记忆的影响何时导致这些模式发生变化。总体而言，与明确报告相比，从眼动监测中得出的测量指标能够更全面地揭示记忆中保留的内容以及记忆被提取的时间^2-3。

比较不同人群群体的眼动模式，有助于了解记忆功能的完整性如何随年龄变化，和/或受神经心理学状态改变的影响。通过研究脑部特定区域受损个体的记忆眼动指标，可以揭示对形成和维持特定类型信息至关重要的神经区域.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
眼动仪	SR Research Ltd.	Eyelink II
实验控制软件	SR Research Ltd.	Experiment Builder
眼动分析程序	SR Research Ltd.	Data Viewer