瞳孔歧管和眼动追踪

Blini、Arrighi和Anobile的研究论文“瞳孔流形：揭示瞳孔大小相位变化背后的潜在几何结构”考察了控制瞳孔大小变化的潜在生理结构。

一般来说，瞳孔流形是指捕捉瞳孔在各种认知和生理条件下如何快速变化大小的潜在几何结构，称为相位变化。瞳孔歧管被认为是一种低维表示，就像一张简化的地图一样，无论特定的任务或刺激如何，它都能揭示瞳孔反应的一致模式。请注意，“瞳孔”与瞳孔及其行为有关，而“流形”是一个数学术语，用于描述平滑的、通常是弯曲的表面，它将复杂的高维数据简化为更易于管理的形式。

Blini、Arrighi和Anobile研究中的核心研究问题围绕着功能上不同的瞳孔特征是否可以映射到低维空间，以及这个空间是否反映了特定任务的功能，或者更确切地说是非特定的生理约束。这项研究解决了当前瞳孔测量研究中的两个重大局限性：缺乏分析共识，以及从综合瞳孔测量读数中辨别观察到的效果的不同来源的挑战。

瞳孔测量眼动追踪方法

作者利用降维技术，主要是主成分分析（PCA）和promax旋转PCA（rPCA），来揭示这些潜在过程。他们进行了三个实验：映射瞳孔对亮度变化的反应（瞳孔光反射-PLR），映射对不同工作记忆负荷（WML）的反应，以及操纵亮度和记忆负荷的组合任务。

该研究采用了一种远程红外眼动仪，SR ResearchEyeLink 1000眼动仪，作为数据收集的关键工具。EyeLink 1000被设置为以500 Hz的采样率连续监测参与者的瞳孔大小，确保高保真数据采集。这种精度对于捕捉构成研究基础的瞳孔大小的微妙动态变化至关重要。此外，该系统允许研究人员在眨眼和扫视时识别和丢弃瞳孔大小测量值。

瞳孔大小的阶段性变化是低维的

关键的发现是，瞳孔大小的相位变化本质上是低维的，其模式在性质非常不同的行为任务中高度一致。这表明这些变化发生在“瞳孔歧管”上，这些歧管受到潜在生理结构的高度限制，例如交感神经和副交感神经活动之间的相对平衡，而不是特定功能。 

使用promax旋转PCA，在所有三个任务中都恢复了三个非常相似的成分，占总相位瞳孔动力学的87%以上。关键的是，这些组件被发现可以跟踪光反射和精神努力，表明了一个共同的潜在结构。一个成分（RC3）是特定于亮度变化的，但不是认知负荷，在最早的时间点上加载，可能反映了副交感神经成分。这些潜在结构在不同任务中的一致性表明了塑造瞳孔反应的基本生理约束。

 EyeLink系统提供的稳健准确的瞳孔测量数据对于研究人员有效应用复杂的降维技术至关重要，最终揭示了低维瞳孔歧管，并加深了对瞳孔大小如何反映生理和认知过程的理解。 

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！