视觉搜索中的fMRI和眼动追踪

本案例研究探讨了眼动追踪在最近一项名为“在视觉搜索中固定目标：背侧和腹侧注意力网络在处理相关性和稀有性中的作用”。该研究旨在解开视觉搜索过程中与任务相关性和项目稀有性相关的神经过程，这是一种常见的日常活动，从在书架上找到一本特定的书到在人群中找到一个朋友。通过将眼动追踪与fMRI相结合，研究人员精确地了解了参与者注视不同类型视觉刺激时的大脑活动。

这项研究的核心目的是在连续视觉搜索过程中，确定负责处理任务相关性的大脑区域，与物品稀有性不同。传统的fMRI研究往往难以在视觉搜索等连续认知任务中分离出大脑对特定事件的反应。Ischebeck等人通过采用基于注视的分析方法来应对这一挑战。参与者参与了一项多目标搜索任务，报告了常见和罕见干扰因素中的目标数量。重要的是，所有项目都有相似的视觉特征，只能通过直接的中心凹来识别，从而阻止了周边视觉引导搜索。

眼动追踪是这种方法不可或缺的。长期SR研究Eyelink 1000眼动仪记录了参与者在fMRI扫描仪中执行视觉搜索任务时500 Hz的眼球运动。这使研究人员能够精确地确定视觉搜索阵列中每个项目的注视时刻。然后，这些实时、高分辨率的眼球运动数据与fMRI记录同步，使研究人员可以将特定的大脑激活与个体对目标、罕见干扰物和常见干扰物的注视联系起来。

视觉搜索的fMRI和眼动追踪方法

眼动追踪的整合提供了几个关键的见解：

• 精确的事件定义：对特定项目的关注是fMRI分析的“感兴趣事件”。这允许进行高度精确的事件相关fMRI分析，超越了传统的块设计，即在更长的时间内平均大脑活动。
• 解开相关性和稀有性：通过记录精确的注视点，研究人员可以比较参与者注视任务相关目标与罕见但无关的分心物时的大脑活动。这种区别是他们目标的核心。
• 注视测量：眼动追踪数据提供了超越手动反应时间的宝贵指标，包括注视持续时间和扫视幅度。研究发现，目标注视比其他注视类型持续时间更长，罕见的干扰物注视也比普通干扰物凝视持续时间更长。这些眼球运动模式补充了fMRI的发现，表明了分配给处理不同项目类型的认知资源。
• 控制混淆：根据不同条件下的连续位置（注视等级）匹配注视的能力至关重要。通过详细的眼动追踪数据，这种“注视等级匹配”程序有助于控制搜索条件之间的一般差异或搜索过程中的可变性可能引起的潜在混淆。

目标和罕见的干扰因素比普通干扰因素更能激活视觉皮层和背部注意力

该研究表明，虽然目标和罕见的干扰物都比普通干扰物更强烈地激活了视觉皮层和背侧注意力网络，但与罕见干扰物相比，左侧顶内沟（IPS）和左侧岛叶显示出更强的目标激活。此外，利用fMRI数据的精细空间信息的多体素模式分析（MVPA）表明，双侧颞顶叶交界处（TPJ）的激活模式可以区分目标和罕见的干扰物固定。这些发现表明，IPS、岛叶和TPJ在处理任务相关性方面起着至关重要的作用，而不仅仅是物品的稀有性。

这项研究的成功突显了眼动追踪如何在复杂的认知任务中，在可观察的行为和潜在的神经过程之间架起一座宝贵的桥梁。这项研究强调了将先进的神经成像技术与详细的动眼神经记录相结合的力量，以揭示人类注意力和认知的复杂性。

有关眼动追踪如何帮助您的研究的信息，请查看我们的解决方案和产品页面或联系我们。我们很乐意为您提供帮助！