神经科学家研究微小的眼球运动如何帮助控制大脑的视觉输入

在我们没有意识到的情况下，我们的眼睛不断地对观察方向进行微小的修正。直到最近，这些修正的目的还没有得到很好的理解。Werner Reichardt综合神经科学中心(CIN)和Hertie临床脑研究所(HIH)的一组宾根研究人员现在已经解决了这个问题。他们发现了微小的眼球运动与感知视觉环境所需的注意力集中之间的直接联系。

我们的感觉器官不断地接收到大量的信息，我们的大脑不断地在这些信息的风暴中进行分类感官刺激无论是欣赏一幅画，听到一声警告，在房间里导航，还是塑造一罐粘土。这在我们的视觉上最为明显。在我们的视野中，只有很小的一块区域能被清晰地感知和聚焦。因此，眼部肌肉的快速运动——被称为扫视——周期性地将观察角度导向任何看起来有趣的点。大脑把这些点放在一起，构建一个完整的图像。扫视每秒发生3-5次，比我们的心跳要快得多。例如，当我们看一张脸的时候，我们的目光会迅速掠过眼睛、鼻子、嘴巴、下巴和前额，从而在我们的脑海中形成整张脸。

然而，有时我们会把注意力集中在一个地方，比如穿针引线。这需要眼睛高度集中在针的“眼”上。但即使在高度专注于空间中如此小的一点时，大脑仍然保持对周边的意识，因此我们可以对更广阔视野中发生的任何事情做出反应。由Ziad Hafed博士(CIN)领导的宾根研究人员现在分析了与Peter Thier博士(HIH)教授团队合作收集的数据，以揭示这种外围意识是如何起作用的:而不是完全消除所有眼球运动当注意力集中在针上时，大脑反而利用微小的、几乎难以察觉的眼球运动——仅仅是一度大小的一小部分。哈菲德和他的团队发现，这些微小的眼球运动在“突出”我们周围的感官信息方面发挥了重要作用，而我们甚至没有意识到它们。

这些非常小的眼球运动被称为微眼跳。正常的扫视会让我们在视野中看到一个新物体或它的一部分，而微扫视只会导致乍一看可以忽略不计的调整。然而，在他们的调查中，Hafed博士和他的团队能够在每次微跳发生之前立即检测到神经元活动的增加——这是注意力增强和视觉场景突出的证据。微眼跳遵循一种可识别的快速节奏，每秒波动几次。当微扫视增加注意力时，即使远离眼睛焦点的点也会被“突出”。这种机制使我们的大脑即使在我们的眼睛很忙的时候也能“保持警惕”，密切关注环境，警告危险，从而使我们的主动感知迅速重新集中在任何可能发生的事情上。

Hafed和他的团队的研究结果可能为未来的工程应用打开了大门。例如，如果计算机界面用摄像头跟踪计算机用户的微跳，计算机就可以预测用户的大脑何时对新的刺激或多或少敏感。这样的“智能”用户界面可以在毫秒的基础上优化何时何地向用户提供视觉反馈，以最大限度地提高工作效率。