案例研究：在引导视觉搜索中揭示全脑因果关系网络
在我们的日常生活中，眼球运动是我们如何从环境中主动采样视觉信息的基础。然而，理解目标导向行为如何影响潜在的大脑机制仍然是一个重大挑战。Kiefer等人（2022）最近的一项研究，“在引导视觉搜索过程中揭示全脑因果关系网络，”通过将脑磁图（MEG）与眼动追踪技术相结合，研究两种主动视觉形式下区域间脑相互作用的变化来解决这一问题：自由观看自然图像和进行引导视觉搜索。该案例研究强调了眼动追踪在实现对动态视觉输入的大脑活动的精确时空分析方面的关键作用。
该研究旨在揭示自然视觉刺激的目标导向处理如何在主动视觉期间影响功能性大脑网络。虽然之前的研究利用了fMRI和EEG，但这些方法在捕捉与注视相关的快速过程（平均220毫秒）时，分别在时间和空间分辨率方面存在局限性。为了克服这一点，Kiefer等人采用了MEG，因为与EEG相比，MEG具有较高的时间分辨率和改进的空间分辨率。
眼动追踪与MEG方法的整合
一项关键的方法创新是将眼动追踪与MEG相结合。参与者（31名健康个体，14名女性，年龄在18-40岁之间）从事视觉任务，同时他们的眼球运动被远程SR研究精确记录。EyeLink 1000 眼动仪。这使研究人员能够精确地确定注视开始的确切时刻，这是分析大脑中注视相关诱发活动（FRA）的关键时间锁定事件。该研究侧重于两个主要条件：“自由观看”（FV），参与者自由探索自然图像，以及“视觉搜索”（VS），他们在图像中搜索特定的目标对象。
眼动追踪在该研究创造“注视相关诱发场（FRF）时代”的能力中发挥了关键作用。通过准确检测扫视和注视，EyeLink 1000系统提供了参与者注视时间和地点的精确时间。这允许提取与在给定时刻处理的视觉输入直接相关的神经反应。研究人员使用注视时间来创建时间0对应注视开始的时期。这允许对传感器时间过程进行基线校正和归一化，从而使用时空聚类置换测试（SCPT）识别具有显著FRA的感兴趣区域（ROI）。
眼动追踪提供视觉参与的精确时间标记
眼动追踪与MEG记录的整合揭示了几个重要发现：
- 识别ROI：眼动追踪允许在自由观察和引导视觉搜索期间精确识别具有显著活动的ROI。这些包括颞顶丛（后岛叶、横颞回、颞上回和边缘上回）和背丛。
- 与行为表现的相关性：眼动追踪数据有助于分析注视搜索目标时FRA振幅与响应时间之间的相关性。在右侧边缘上回（SMG）中发现了显著的负相关，表明在靶点固定期间该区域的较高活动与较短的反应时间相关。这突显了SMG在整合视觉输入以进行物体识别和引导注意力方面的参与，以及至关重要的是，它在实现更快的目标识别方面的作用。
- 揭示因果相互作用：眼动追踪的准确注视起始数据对于使用广义部分有向相干（GPDC）计算全脑有效连接网络至关重要。这一分析表明，虽然相似的ROI参与了这两项任务，但这些ROI的相互作用方式存在显著差异。值得注意的是，在视觉搜索过程中，右侧SMG作为中心节点出现，表现出最高程度的因果互动。
- 特定网络连接：眼动追踪使我们能够在视觉搜索过程中观察到一种独特的因果相互作用：从右侧SMG到右侧中央旁小叶（ParaCeL）的连接，即补充视野（SEF）的位置。在低频段观察到的这种联系表明，右SMG为右SEF提供信息，以更新扫视引导的搜索优先级图，直接将视觉处理与眼球运动控制联系起来。
Kiefer等人的研究表明了眼动追踪在神经科学研究中不可或缺的作用，特别是在主动视觉的背景下。通过提供视觉参与的精确时间标记，眼动追踪允许在自由观看和引导视觉搜索期间详细调查与注视相关的大脑活动以及大脑网络内复杂的因果相互作用。这些发现强调了右SMG等区域在物体识别、注意力转移和眼球运动动态引导中的重要性，为日常视觉行为背后的神经机制提供了有价值的见解。这项研究展示了如何将高分辨率神经成像技术与精确的行为跟踪相结合，从而更深入地了解大脑功能。
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