案例研究：双任务眼动追踪中的前额叶皮层活动和功能组织
将眼动追踪与其他生物特征记录同步是一种越来越受欢迎的研究策略。Borot、Ogden和Bennett（2024）在他们最近的论文“双任务眼动追踪中的前额叶皮层活动和功能组织受到同时上肢运动的影响”中，将眼动追踪与fNIRS相结合，研究了眼动追踪、认知负荷和前额叶皮层（PFC）参与之间的复杂关系。中心研究问题探讨了在双任务眼动追踪协议中，并发上肢运动如何影响前额叶皮层活动和功能组织，特别是当参与者同时执行预测运动任务和变化检测任务时。
fNIRS和眼动追踪双任务眼动追踪方法
该研究采用了一种新的双任务追踪方案，将用于眼动追踪的视频眼动仪与功能性近红外光谱（fNIRS）相结合，以测量前额叶皮层活动。参与者的任务是追踪一个经过一段时间遮挡的运动物体，同时执行二次变化检测任务（视觉空间或颜色工作记忆）。用SR Research记录眼球运动EyeLink 1000眼动仪
一个关键的操作是追踪条件：参与者要么单独用眼睛追踪物体（眼部状况，OC），要么用眼睛同时进行右上肢运动（眼手状况，OM）。这种设计使研究人员能够检查上肢运动产生的额外传入和传出信号对行为测量（判断准确性、反应时间、眼球速度）和神经影像测量（PFC活动和网络组织）的影响。使用fNIRS可以测量氧合血红蛋白（O₂Hb）和脱氧血红蛋白（HHb）在背外侧前额叶皮层（DLPFC）和内侧前额叶皮质（MPFC）中的变化，为局部大脑活动提供了见解。
认知需求的增加会影响前额叶皮层的活动
该研究得出了几个重要发现：
- 行为测量：
- 对照刺激阵列的变化检测精度最高，形状和颜色变化的检测精度较低。
- 正如预期的那样，在物体遮挡期间，眼睛速度会降低。
- Oculo手动跟踪显示，Form刺激阵列对眼球速度有促进作用，但对平稳眼球运动的总体促进作用不如预期明显。
- 在眼部和眼部手动跟踪条件下，主要或次要任务的判断准确性没有显著差异。
- 神经影像学测量：
- 左DLPFC活性（平均O₂Hb）较高，表明对工作记忆的需求增加。
- 左MPFC显示较低的平均值O₂Hb在眼手动比眼动追踪条件下，表明来自上肢的视网膜外信号可能会降低MPFC的认知成本。
- 发现PFC网络组织（全局和局部效率）在眼手动跟踪条件下更有效。
研究结果强调，在双任务眼动追踪过程中，前额叶皮层活动及其功能组织受到认知需求增加的显著影响。该研究表明，同时进行上肢运动虽然并不总是能明显提高两项任务的判断准确性，但确实会影响潜在的神经过程，特别是在左MPFC和整体PFC网络效率方面。眼手动跟踪效率的提高表明，当同时处理多个信息源和任务时，即使行为输出并不总是立即反映这一点，大脑功能也会得到更优化。
对眼睛速度和凝视行为的精确测量是了解参与者如何与移动刺激互动以及他们的眼睛反应在不同认知负荷和条件下如何变化的基础。眼动追踪数据与fNIRS相结合，提供了对认知和神经机制的全面了解，揭示了运动信号对大脑活动的微妙影响，而这些影响可能仅从行为数据中不明显。
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