一岁儿童的经典短延迟瞬目条件反射实验

本实验的总体目标是通过眼睑条件反射来评估一岁儿童的联想学习能力。眼睑条件反射范式有助于检测某些类型的学习与记忆缺陷。例如，患有胎儿酒精谱系障碍的成人和儿童在眼睑条件反射方面存在缺陷。

这是由于小脑神经回路受到破坏所致。眨眼条件反射是指声音刺激与作用于角膜以引发眨眼的气流刺激之间形成的习得性关联。通过两种刺激的反复配对，儿童可能会学会在听到声音时预判气流刺激的到来而提前眨眼。

该方法可用于研究神经发育缺陷。尽管在幼儿中实施具有挑战性，但越早发现并治疗这些儿童，他们获得最佳预后的可能性就越大。眼睑条件反射装置可从商业途径获得，也可定制。

实验装置需要以下设备：一个能够通过带有压力调节器的空气压缩机向角膜直接输送气流的喷气装置。该装置应连接到一个可调节的头带或帽子上，以便婴儿佩戴。两个带有可调节音量设置的便携式音频扬声器。

使用帧率至少为60赫兹的摄像机来记录眨眼反应。通过计算机控制设备，以实现声音和气流刺激的自动施加，并精确控制时序和不同间隔。此处描述的眼睑条件刺激由一个持续750毫秒的声音组成，该声音与一个持续100毫秒的气流刺激重叠，并与其同时结束。

为观察随时间变化的联想学习情况，将试验分为5个区组，每组10次，共50次试验。在每个区组中，包含一次仅呈现声音而不给予气流刺激的试验，以便直接评估联想学习效果。

在每个区块中，还需包含一次不播放提示音的气流刺激试验。这将有助于确认气流刺激装置的位置是否正确，并验证婴儿是否对气流刺激有反应。在婴儿两侧各放置一个便携式扬声器。

将婴儿置于看护人的膝上。一名研究人员吸引婴儿注意力的同时，另一名研究人员可将头带戴在婴儿头上，并调整至合适大小。调整固定气流喷嘴和红外传感器的软管位置，使二者距离儿童眼睛约一至三厘米。

开始实验前，需检查气流刺激装置是否处于正确位置。可通过向婴儿眼睛给予一次测试性气流刺激，并观察是否出现眨眼反应来确认。必要时可对头带进行适当调整。

商业设备中附带的自动眨眼检测方法在检测婴幼儿眨眼时通常不可靠，因为很难将传感器保持在足够靠近眼睛的位置以检测到眨眼。相反，应采用逐帧视频摄像分析来检测婴幼儿的眨眼反应。为此，在实验过程中应使用手持式摄像机手动追踪婴儿的视线。

使用简单的视频编辑软件即可轻松实现对视频录像的逐帧分析。通过音频波形来检测声音或气流刺激的起始时间。为记录眨眼起始时间，需查找眼睛开始闭合的第一个视频帧。

研究人员还应注意眨眼的峰值，即眼睛完全闭合的时刻。根据相机的帧率，计算中间帧的数量，并将此反应时间转换为毫秒。条件化反应是指在气流刺激呈现之前即已开始的眨眼。

非条件反应是指在声音开始后超过650毫秒出现的、由气流刺激引发的反射性眨眼。此外还会观察到其他类型的反应。例如，惊吓反应是指在声音开始后的前200毫秒内发生的眨眼，代表对听觉声音的反射性反应，或与刺激同时发生的偶然性眨眼。

最后，无反应是指在气流刺激后未检测到眨眼的情况。这可能表明气流未能到达眼睛。尽管逐帧视频分析需要一定的主观判断，但该方法可用于可靠地测量从刺激开始到眼睑闭合的潜伏期。

我们对94次眨眼反应的比较显示，两名观察者之间具有非常高的吻合度，其差异在250毫秒的同意限范围内。这种变异程度足够低，能够区分条件反应与非条件反应。对于差异显著的反应，应由两名观察者重新评估。

不同婴儿之间的反应可能存在显著差异。已建立条件反射的儿童会在气流刺激呈现之前就产生反应。他们也可能在仅呈现声音刺激而未给予气流刺激时眨眼，如红方块所示。

然而，部分婴儿在实验过程中未表现出任何条件反射形成的迹象。此处的眼睑闭合反应发生在气流刺激开始之后，表明这些反应属于反射性眨眼。此外，当单独呈现声音刺激时，婴儿并不会预判气流刺激的到来。

条件反射最好被描述为在多次试验或多个实验过程中，条件反应次数的变化。获得可靠结果的最重要步骤是在整个实验过程中保持气流装置的正确位置。婴儿应对大多数气流刺激试验产生眨眼反应。

在此示例中，随着实验的进行，婴儿对气流刺激的眼睑闭合反应逐渐减弱，表明气流刺激装置未保持在正确位置。如果婴儿无法感知角膜上的气流刺激，则无法实现眼睑条件反射。眼睑条件反射是评估儿童神经发育的一种有效范式。

我们发现，在对幼儿使用该技术时，录像并进行后续离线分析是一种更为可靠的方法。