科普 | 眼动技术在心理学的应用
人类获取信息很大程度上依赖于人眼感知的视觉信息,眼睛是心灵的窗户,透过眼睛,我们可以观察到人的情绪、注意和思维过程。因此,眼动跟踪在基础和应用研究中具有重要的意义。随着科技的进步,眼动技术作为一种非侵入性的方法,在心理学研究中发挥着重要的作用。
眼动技术通过测量眼睛的注视点位置或者眼球相对头部的运动而实现对眼球运动的追踪,人眼在观察过程中会产生快速而微小的运动,眼动仪能够准确记录这些运动轨迹和注视点,进而提供视觉行为的定量数据。
注视是指当眼睛在某一个点上维持凝视。人眼的解剖学结构决定了只有物体位于中央凹时,才能进行注视。中央凹位于视网膜黄斑的中心,有着最清晰的视敏度。近年来,随着眼动技术的不断发展,注视相关的指标逐渐多样化,常用的有:注视点个数,首次注视时间,凝视时间,总注视时间,注视点密度,重复注视次数等。不同的指标反映了不同阶段的加工过程,研究者可以灵活运用这些指标,来推测行为背后的认知机制。
眼跳是指从一个中央凹注视点到下一个中央凹注视点的眼球运动。眼跳的幅度可以非常小:例如在阅读中,可能只有几度的视角;也可以相对较大:例如在观景时,从一个地方到周围景物的注视点转移。通常来说,眼跳会以每秒2到3次的频率出现。常用的眼跳指标有:眼跳次数、幅度、频率和距离等。在阅读中,眼跳距离大,说明读者在眼跳前的注视中所获得的信息相对较多,阅读速度较快。
微眼跳是眼球运动中的一种,是在注视中发生的不自主地小幅度眼跳,同时伴有震颤和漂移。当微眼跳消失后,人类的视觉感知会由于视觉神经系统的适应而在极短的时间内变得模糊直至消失。同时,微眼跳也在高精度的视觉加工中起到精确控制注视位置的作用。
瞳孔直径反映了自主神经非自愿活动,与情绪、认知或性唤起有关。但瞳孔直径容易受到光照等外界环境的影响,因此很多研究并不将其作为主要的参考指标。
眨眼是眼睑快速闭合和重新张开的半自愿行为。眨眼频率受环境因素(湿度、温度、亮度)和体力活动的影响。此外,研究证据表明,眨眼率可能与情绪和认知加工有关,尤其是注意力投入和心理资源投入超负荷时。
眼动技术作为一种非侵入性的方法,为心理学研究提供了独特的视角。通过记录和分析眼动行为,我们可以深入了解人们的注意力、思维过程和情绪反应。随着技术的不断进步,眼动技术在心理学领域的应用将会更加广泛和深入,帮助我们揭开心灵的秘密,极大地推动心理学的发展。
闫国利,熊建萍,臧传丽,余莉莉,崔磊 & 白学军.(2013).阅读研究中的主要眼动指标评述. 心理科学进展(04),589-605.
Cesana-Arlotti, N., Martín, A., Téglás, E., Vorobyova, L., Cetnarski, R., & Bonatti, L. L. (2018). Precursors of logical reasoning in preverbal human infants. Science, 359(6381), 1263-1266.
Gamer, M., & Büchel, C. (2009). Amygdala activation predicts gaze toward fearful eyes. Journal of Neuroscience, 29(28), 9123-9126.
Pelphrey, K. A., Sasson, N. J., Reznick, J. S., Paul, G., Goldman, B. D., & Piven, J. (2002). Visual scanning of faces in autism. Journal of Autism and Developmental Disorders, 32, 249-261.
Rayner, K. (1998). Eye movements in reading and information processing: 20 years of research. Psychological Bulletin, 124(3), 372.
Rayner, K., Slattery, T. J., & Bélanger, N. N. (2010). Eye movements, the perceptual span, and reading speed. Psychonomic Bulletin & Review, 17(6), 834-839.
Skaramagkas, V., Giannakakis, G., Ktistakis, E., Manousos, D., Karatzanis, I., Tachos, N. S., ... & Tsiknakis, M. (2021). Review of eye tracking metrics involved in emotional and cognitive processes. IEEE Reviews in Biomedical Engineering, 16, 260-277.