自發(fā)性眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)和注視位置的影響

高 鑫 楊開富 顏紅梅 堯德中 李永杰

(電子科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 成都 610054)

自發(fā)性眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)和注視位置的影響

高 鑫 楊開富 顏紅梅 堯德中#李永杰*

(電子科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 成都 610054)

瞳孔反應(yīng)和注視位置是眼動(dòng)研究中重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，但在實(shí)驗(yàn)過程中，常常會(huì)受到自發(fā)性眨眼的干擾。目前，多數(shù)研究者只關(guān)注到眨眼過程中短暫的數(shù)據(jù)丟失和波動(dòng)，而忽略了眨眼對(duì)這些變量更廣泛的影響。因此本文系統(tǒng)地分析了眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)和注視位置的影響。本研究采用簡(jiǎn)單的長(zhǎng)時(shí)間注視任務(wù)，使用光學(xué)眼動(dòng)儀記錄22個(gè)人類被試的瞳孔和注視位置的數(shù)據(jù)并在其中精確地提取眨眼。瞳孔反應(yīng)和注視位置的時(shí)間序列以眨眼開始和結(jié)束對(duì)齊。結(jié)果表明，在眨眼結(jié)束后，瞳孔反應(yīng)發(fā)生長(zhǎng)達(dá)4 s的大幅度波動(dòng)(約12%)，其中在300～1 700 ms間，瞳孔值顯著地低于基線水平(P

眨眼； 注視誤差； 瞳孔；注視位置

引言

隨著光學(xué)眼動(dòng)儀(video eye tracker)的普及，越來越多的研究者通過記錄瞳孔反應(yīng)和注視位置來探究人的心理活動(dòng)。瞳孔是人眼內(nèi)虹膜中心的孔狀結(jié)構(gòu)，是光進(jìn)入人眼的門戶。瞳孔除了對(duì)進(jìn)入人眼內(nèi)的光線反應(yīng)，還可以反映人類的心理活動(dòng)。早期研究發(fā)現(xiàn)，瞳孔的大小可以反映出人類的喚起水平以及認(rèn)知負(fù)荷[1]。但對(duì)瞳孔反應(yīng)的研究隨著腦電等技術(shù)的興起而逐漸沒落。近年來，由于瞳孔大小的數(shù)據(jù)可以很容易地通過眼動(dòng)儀獲取到，因此越來越多的研究者重新轉(zhuǎn)向了瞳孔反應(yīng)在認(rèn)知活動(dòng)中的研究，例如，近年來研究者發(fā)現(xiàn)，瞳孔的變化和人的預(yù)測(cè)、推理、決策以及知覺切換等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)有關(guān)[2-4]。注視位置也是反應(yīng)心理活動(dòng)的重要指標(biāo)。由于注視位置和視覺注意緊密相連[5-6]，通過記錄人的注視位置，可以推測(cè)出當(dāng)前的注意目標(biāo)。但在這些研究過程中，瞳孔和眼動(dòng)數(shù)據(jù)常常會(huì)受到自發(fā)眨眼的干擾。雖然眨眼有很重要的生理功能，例如保持眼內(nèi)的濕潤(rùn)、防止異物進(jìn)入眼睛等。但它發(fā)生的頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它在生理功能上的需要。有研究者指出，人處于眨眼的時(shí)間可以達(dá)到人類清醒時(shí)間的10%左右[7]。因此，頻繁的眨眼會(huì)阻斷視覺輸入，并造成瞳孔和眼動(dòng)位置數(shù)據(jù)的丟失和波動(dòng)。

然而，目前的研究者都只關(guān)注到眨眼過程中短暫的數(shù)據(jù)丟失和波動(dòng)，而忽略了眨眼可能產(chǎn)生的持續(xù)影響。例如，眨眼會(huì)引起進(jìn)入眼內(nèi)的光線變化，這可能會(huì)使對(duì)光強(qiáng)度敏感的瞳孔產(chǎn)生持續(xù)的反應(yīng)。眨眼還會(huì)造成視覺目標(biāo)的短暫丟失；并且眨眼本身會(huì)伴隨著眼動(dòng)[8-9]，這也可能造成眨眼后注視位置的偏移。但目前針對(duì)眨眼對(duì)瞳孔和注視位置影響的研究卻很少，并且研究結(jié)果相互矛盾。例如，F(xiàn)ukuda[10]和Hupé[11]在認(rèn)知加工任務(wù)中測(cè)量了眨眼后的瞳孔反應(yīng)，前者發(fā)現(xiàn)了小幅度的瞳孔擴(kuò)大，而后者則觀察到了大幅度的瞳孔收縮。由于以往的眾多研究表明瞳孔和眨眼反應(yīng)都和認(rèn)知活動(dòng)緊密相關(guān)[1, 12]，因此，在認(rèn)知加工任務(wù)中去考察眨眼后的瞳孔反應(yīng)會(huì)造成結(jié)果的混淆。同樣的，對(duì)于眨眼對(duì)注視位置影響，之前只在動(dòng)物研究中(猴子)測(cè)量過[13]，目前還沒有針對(duì)人類的精確測(cè)量。因此，本研究使用更為單一的注視任務(wù)，以排除認(rèn)知加工因素對(duì)瞳孔反應(yīng)和注視位置的影響。同時(shí)，通過對(duì)眨眼前后的瞳孔反應(yīng)和注視位置的時(shí)間序列的精確分析，發(fā)現(xiàn)眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生持續(xù)約4 s、最大幅度約為12%的波動(dòng)。同時(shí)，眨眼會(huì)造成持續(xù)時(shí)間約200 ms、幅度約為1°的注視位置的偏移。此外，眨眼后瞳孔變化也會(huì)引起由光學(xué)眼動(dòng)儀記錄到的注視位置的變化，其最大幅度為0.26°。

1 研究方法

1.1實(shí)驗(yàn)被試和實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)被試共有22名在校大學(xué)生，其中男13名，女9名。被試的年齡為22～26歲。實(shí)驗(yàn)采用Eyelink 2000型眼動(dòng)儀(SR Research Ltd.，加拿大)記錄被試雙眼的瞳孔面積和注視位置。數(shù)據(jù)采樣頻率為1 000 Hz。顯示器的分辨率為1 024像素×768像素。實(shí)驗(yàn)過程中，被試眼睛正對(duì)屏幕中心，離屏幕的距離為71 cm。為減少頭動(dòng)引起的記錄誤差，被試的下顎和前額放在特制的支架上。實(shí)驗(yàn)的刺激程序由Matlab的心理學(xué)工具箱編寫(Psychotoolbox)[14-15]。

1.2試驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)采用簡(jiǎn)單的注視任務(wù)。在每次測(cè)試中，被試需要注視屏幕中心的注視點(diǎn)(黑色、0.4°)45 s。在下一次測(cè)試之前，被試有8 s的休息時(shí)間，期間呈現(xiàn)空白灰屏。每個(gè)被試需要做50次實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)分成5組，每組10次，每做完一組實(shí)驗(yàn)，被試可以根據(jù)自身狀態(tài)自由休息。

1.3數(shù)據(jù)分析

1.3.1數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)通過眼動(dòng)儀自帶軟件導(dǎo)出(DataView)。其導(dǎo)出的數(shù)據(jù)包括：雙眼在每一時(shí)間點(diǎn)上(每毫秒)注視位置的水平和垂直坐標(biāo)，以及雙眼在每一時(shí)間點(diǎn)上(每毫秒)的瞳孔面積。

1.3.2注視誤差

使用注視誤差的大小來表示眨眼對(duì)注視位置的影響。注視誤差定義為：當(dāng)前注視點(diǎn)相對(duì)于注視目標(biāo)的歐氏距離。

1.3.3基線選取

采用眨眼前2 000 ms的瞳孔反應(yīng)以及注視誤差的平均值作為基線水平，并以此作為基準(zhǔn)值和眨眼后的相應(yīng)指標(biāo)做對(duì)比(圖2和圖3)。

1.3.5誤差范圍

使用標(biāo)準(zhǔn)誤來表示平均數(shù)的誤差范圍，即平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤。在繪制瞳孔反應(yīng)及注視誤差的時(shí)間過程中，也在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的被試間平均數(shù)(n=22)的上下標(biāo)記出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誤的誤差范圍，所有時(shí)間點(diǎn)的誤差值連接起來形成了標(biāo)準(zhǔn)誤包絡(luò)線。其中，標(biāo)準(zhǔn)誤表示為

(1)

式中，s代表被試間標(biāo)準(zhǔn)差，n代表樣本數(shù)量，本研究中n=22。

1.3.6檢測(cè)眨眼

光學(xué)眼動(dòng)儀(video eye tracker)是通過計(jì)算瞳孔的中心和角膜反射位置的差值來確定注視的位置。在眨眼過程中，由于眼瞼遮擋了瞳孔，會(huì)造成瞳孔數(shù)據(jù)的丟失，因此，目前的研究都是通過檢測(cè)瞳孔的丟失值來確定眨眼。這種方法雖然能檢測(cè)出眨眼的發(fā)生，但并不精確。因?yàn)橥讈G失的部分只代表眼瞼閉合(eye closure)時(shí)的狀態(tài)。一次完整的眨眼還包括眼瞼向下和向上運(yùn)動(dòng)的過程。這一過程會(huì)造成很大的數(shù)據(jù)波動(dòng)(見圖1)，但由于瞳孔沒有完全被遮擋，因此不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的丟失，進(jìn)而無(wú)法被常規(guī)的方法檢測(cè)到。本研究將結(jié)合瞳孔變化速度和瞳孔丟失值來近似地檢測(cè)眨眼的完整過程，進(jìn)而更加精確計(jì)算眨眼對(duì)瞳孔和注視位置影響的時(shí)間過程。具體方法如下(見圖1)。首先檢測(cè)出瞳孔丟失值的區(qū)間(灰色部分)。為了減小記錄噪聲，用Savitzky-Golay數(shù)據(jù)平滑方法(Matlab函數(shù)：sgolayfilt)[16]對(duì)丟失瞳孔之前和之后200 ms的數(shù)據(jù)做平滑處理，其中階數(shù)為1，帶寬為41個(gè)采樣點(diǎn)，并計(jì)算其瞳孔變化速度(求導(dǎo)數(shù))。最后，在得到的速度曲線中，最小值之前最后一個(gè)趨近于0(±0.5之間)和最大值后第一個(gè)趨近0(±0.5之間)的采樣點(diǎn)被定義為眨眼的開始和結(jié)束。需要說明的是， 在圖1中，眨眼過程中記錄到的瞳孔面積和注視位置的快速變化主要是由于眼瞼運(yùn)動(dòng)引起的，例如眼瞼對(duì)瞳孔的遮擋，并不必然意味著真正的瞳孔和注視位置的變化。

圖1 定義眨眼的開始和結(jié)束(灰色部分代表瞳孔數(shù)據(jù)丟失的區(qū)間。從上至下分別為瞳孔變化速度、瞳孔面積、垂直注視位置和水平注視位置)Fig.1 The definition of blink onset and blink end (The light grey area represents the period where the pupil information is missing; panels from top to bottom denote the pupil changing velocity, the pupil area, vertical eye position and horizontal eye position, respectively)

1.4數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

由于本研究記錄被試雙眼的瞳孔面積以及注視位置，以下的關(guān)于瞳孔面積及注視位置分析均為雙眼平均的結(jié)果。眨眼開始前2 s和眨眼結(jié)束后4 s的瞳孔反應(yīng)和注視誤差數(shù)據(jù)分別以眨眼開始和結(jié)束點(diǎn)對(duì)齊，如果在這期間有其它的眨眼發(fā)生，或出現(xiàn)注視誤差超過3°的數(shù)據(jù)點(diǎn)，那么這次眨眼的數(shù)據(jù)將被剔除。在參加實(shí)驗(yàn)的所有被試中(n=22)共檢測(cè)出10 705(486.59±100.40)次眨眼，根據(jù)此數(shù)據(jù)剔除標(biāo)準(zhǔn)，有2 478(112.64±14.13)次眨眼的數(shù)據(jù)保留到后續(xù)的眨眼和注視位置的分析中。括號(hào)內(nèi)為被試間均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，下文相同。為了檢測(cè)每一時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)與基線水平的差異是否達(dá)到顯著性水平，對(duì)每一時(shí)間點(diǎn)(n=6 000)的數(shù)據(jù)(瞳孔大小和注視誤差)與基線水平做t檢驗(yàn)。由于這樣在同一分析中多次使用t檢驗(yàn)(多重比較，multi-comparison)可能會(huì)造成一定程度的虛假檢測(cè)，即把原本不顯著的結(jié)果錯(cuò)誤地判定為顯著,因此為消除由多重比較產(chǎn)生的虛假檢測(cè)率(false discovery rate，F(xiàn)DR)，對(duì)t檢驗(yàn)的顯著閾值在0.05水平上進(jìn)行了校正(FDR0.05)，即只有當(dāng)某一時(shí)間點(diǎn)上t檢驗(yàn)得到的P值小于矯正后的閾值時(shí)(P

圖2 眨眼前后瞳孔面積的變化(較細(xì)的兩條線表示標(biāo)準(zhǔn)誤形成的包絡(luò)；兩條垂直實(shí)線間表示瞳孔值顯著差別于基線的點(diǎn)(P

2 結(jié)果

2.1眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)的影響

由于瞳孔的絕對(duì)大小存在著很大的個(gè)體差異，以基線為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)瞳孔值做歸一化處理，并對(duì)所有22個(gè)被試在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上(n=6 000)求平均值。

分析發(fā)現(xiàn)，眨眼開始之前，瞳孔處于相對(duì)穩(wěn)定的水平。但在眨眼結(jié)束之后，瞳孔反應(yīng)出現(xiàn)了較大的波動(dòng)。具體表現(xiàn)為: 眨眼結(jié)束后的200 ms內(nèi)，瞳孔出現(xiàn)小幅度的放大(約2%)，但未達(dá)到顯著水平(P>FDR0.05)。在這之后，瞳孔發(fā)生大幅度的收縮，在眨眼結(jié)束后約700 ms達(dá)到最小值，并在眨眼結(jié)束后約4 000 ms恢復(fù)到基線水平，收縮最大幅度約12%。從圖2中可以看出(淺灰色水平虛線)，在眨眼結(jié)束后約300～1 700 ms間，被試間(n=22)的平均瞳孔值顯著低于基線水平(P

2.2眨眼對(duì)注視位置的影響

圖3(a)展示了22個(gè)被試平均注視誤差的時(shí)間過程。在眨眼開始前，注視誤差處于相對(duì)穩(wěn)定的水平。但在臨近眨眼開始前約30 ms內(nèi)，注視誤差快速增加到約0.7°，但未達(dá)到顯著水平(P> FDR0.05)。這可能是有于伴隨眨眼的眼動(dòng)引起的(blink-associated eye movements)，因?yàn)檎Ｑ垩蹌?dòng)會(huì)先于眨眼而發(fā)生[18]。在眨眼結(jié)束后，注視誤差增加到1°左右，且顯著地大于基線(P

圖3 眨眼對(duì)注視位置的影響。(a)眨眼前后被試間(n=22)平均注視誤差變化的時(shí)間過程(水平的虛線代表基線，在粗實(shí)線上下的兩條細(xì)線代表標(biāo)準(zhǔn)誤包絡(luò)，眨眼結(jié)束到垂直細(xì)線之間的區(qū)域代表注視誤差顯著高于基線的點(diǎn)(P

由于光學(xué)眼動(dòng)儀是根據(jù)計(jì)算得到的瞳孔中心和角膜反射的差值來確定注視的位置，因此，存在著一種無(wú)法避免的偽跡，即瞳孔大小的變化會(huì)引起由計(jì)算得到的瞳孔中心位置的改變，進(jìn)而引起記錄到的注視位置的偏移，而這種偏移實(shí)際上并不存在[19-20]。由于本研究發(fā)現(xiàn)在眨眼后瞳孔出現(xiàn)了大幅度的波動(dòng)，因此也對(duì)由眨眼后瞳孔變化引起的注視偏移偽跡做出了詳細(xì)的測(cè)量和分析。由于這種偽跡存在著很大的個(gè)體差異，因此，采用多人平均的分析方法很可能將這種偽跡淹沒(見圖3(a))。為了衡量眨眼后瞳孔變化和注視位置變化的相關(guān)程度，對(duì)每個(gè)被試計(jì)算了眨眼后瞳孔反應(yīng)和注視誤差的相關(guān)系數(shù)(200～4 000 ms)。分析表明，所有被試(n=22)相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值的均值為 0.58±0.06(平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤)，最大相關(guān)系數(shù)和最小相關(guān)系數(shù)(絕對(duì)值)分別為 0.95 和0.08。所有22個(gè)被試中，有19個(gè)(86%)表現(xiàn)為為正相關(guān)，3個(gè)(14%)為負(fù)相關(guān)，這說明眨眼后瞳孔的變化會(huì)引起記錄到的注視位置的偏移，并且偏移的方向和程度因人而異。除了相關(guān)程度，也計(jì)算了注視位置隨瞳孔變化的幅度。為此，對(duì)于眨眼后瞳孔面積和注視誤差相關(guān)系數(shù)大于0.5(絕對(duì)值)的被試(n=15)，計(jì)算了用眨眼后注視誤差的最大值和最小值的差值來表示瞳孔變化對(duì)注視位置影響的幅度。計(jì)算結(jié)果表明，在15個(gè)相關(guān)系數(shù)大于0.5的被試中，這一幅度的均值為0.13°±0.01°，最大幅度和最小幅度分別為0.26°和0.04°。圖3(b)展示了瞳孔變化對(duì)注視位置影響幅度最大的一名被試的結(jié)果，其幅度為0.26°，相關(guān)系數(shù)為0.91(P<0.000 1)。這再次說明，注視位置隨瞳孔大小變化只是由于光學(xué)眼動(dòng)儀在記錄過程中產(chǎn)生的偽跡，并不是真正的注視位置的偏移。

3 討論

3.1眨眼后瞳孔反應(yīng)的生理機(jī)制以及在實(shí)驗(yàn)方法中的意義

本研究通過單一的長(zhǎng)注視實(shí)驗(yàn)，排除了認(rèn)知因素對(duì)眨眼和瞳孔反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)可以產(chǎn)生持續(xù)約長(zhǎng)達(dá)4 s的影響，并且眨眼后瞳孔的波動(dòng)幅度高達(dá)12%。不同于以往的結(jié)果[10-11]，發(fā)現(xiàn)了眨眼結(jié)束后小幅度的瞳孔放大，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了大幅度的瞳孔收縮。以往對(duì)瞳孔光反應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)[1]，當(dāng)出現(xiàn)光亮刺激時(shí)，瞳孔會(huì)在刺激發(fā)生后200 ms左右產(chǎn)生收縮反應(yīng)，并在500～1 000 ms達(dá)到最大收縮(瞳孔達(dá)到最小值)。這些研究結(jié)果和本研究發(fā)現(xiàn)的眨眼后的瞳孔反應(yīng)在時(shí)程上十分一致，說明眨眼后的瞳孔收縮反應(yīng)很可能是由于眨眼后瞳孔對(duì)眼內(nèi)進(jìn)光量增加(相對(duì)于眨眼過程中)的反應(yīng)。但對(duì)于眨眼后瞳孔小幅度的擴(kuò)大反應(yīng)(約2%)，其原因還尚不清楚。其中一種可能的解釋是：小幅度的瞳孔擴(kuò)張是眨眼中瞳孔暗反應(yīng)過程的延續(xù)。因?yàn)樵谡Ｑ圻^程中，眼內(nèi)進(jìn)光量會(huì)大幅度減少，這會(huì)引起瞳孔的擴(kuò)大。但發(fā)現(xiàn)眨眼結(jié)束后，瞳孔的面積低于基線水平，并在持續(xù)約200 ms的擴(kuò)張反應(yīng)后達(dá)到基線水平。并且，在眨眼過程中，由于眼瞼對(duì)瞳孔的遮擋，無(wú)法獲取到瞳孔的數(shù)據(jù)，因此，這種瞳孔暗反應(yīng)的解釋并不能被當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)。另一種可能的解釋是：由于在眨眼的眼瞼上升階段(眼睛重新睜開)，眼瞼運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間而降低，因此在臨近眨眼結(jié)束時(shí)，眼瞼運(yùn)動(dòng)的速度是極低的。盡管本研究定義的眨眼結(jié)束時(shí)間點(diǎn)是在眨眼開始后瞳孔變化速度趨近于0的點(diǎn)(±0.5之間)，但在這之后的短時(shí)間內(nèi)，瞳孔反應(yīng)仍然可能會(huì)受到眼瞼運(yùn)動(dòng)的影響。因此，為更清楚地探究本研究發(fā)現(xiàn)的眨眼后短暫的瞳孔放大的機(jī)制，需要后續(xù)研究同時(shí)記錄瞳孔反應(yīng)和眼瞼運(yùn)動(dòng)，并做更加精確的分析。

另外，更為重要的是，筆者的研究結(jié)果還可以為瞳孔反應(yīng)的相關(guān)研究提供方法上的參考。由于在眨眼結(jié)束后，瞳孔仍然會(huì)發(fā)生持續(xù)的大幅度波動(dòng)，因此在這些研究中，眨眼應(yīng)被當(dāng)做重要的干擾變量加以考慮。以往的大多數(shù)研究?jī)H僅剔除了瞳孔丟失值或用插值的方法補(bǔ)充丟失的瞳孔數(shù)據(jù)，這并不能完全排除眨眼對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的干擾。尤其是當(dāng)眨眼本身與實(shí)驗(yàn)中考察的自變量密切相關(guān)時(shí)，例如在研究瞳孔反應(yīng)與知覺狀態(tài)切換的關(guān)系時(shí)[4, 11]，眨眼可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋造成更大的混淆。

3.2眨眼對(duì)注視位置的影響

在研究中，發(fā)現(xiàn)眨眼會(huì)對(duì)注視位置造成偏差，尤其在很多研究中眨眼僅被定義為瞳孔丟失的區(qū)間時(shí)(圖1中陰影部分，也是大部分眼動(dòng)儀廠商提供的默認(rèn)方法)，這種偏差尤為明顯(見圖1)。即使本文采用了更為合理的眨眼檢測(cè)方法，即以眼瞼不再遮擋瞳孔作為眨眼結(jié)束的標(biāo)記，在眨眼后依然存在1°以內(nèi)、持續(xù)約200 ms的注視誤差。雖然這樣的誤差相對(duì)較小，但對(duì)于一些對(duì)精度要求較高的研究來說，依然可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。此外，在使用光學(xué)眼動(dòng)儀記錄注視位置時(shí)，眨眼后瞳孔的變化會(huì)引起注視位置的小幅度偏移。但這種偏移不只局限于眨眼后，任何可能會(huì)對(duì)瞳孔大小造成影響的因素，例如亮度變化以及認(rèn)知加工負(fù)荷的變化等都會(huì)引起類似的注視位置偏移的偽跡。因此以注視位置為主要因變量的相關(guān)研究，應(yīng)根據(jù)其精度要求來衡量眨眼以及上述其它因素對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

4 結(jié)論

本課題旨在研究眨眼對(duì)瞳孔反應(yīng)和注視位置的精確影響，為相關(guān)研究提供參考。通過記錄并分析22個(gè)被試的瞳孔反應(yīng)和注視位置的數(shù)據(jù)，作者發(fā)現(xiàn)，即使在眨眼結(jié)束后，眨眼對(duì)瞳孔和注視位置仍然存在著不可忽視的影響。眨眼對(duì)可以造成持續(xù)約4 s、最大幅度為12%的波動(dòng)，并且會(huì)造成最大幅度約1°的注視位置的偏移。此外，對(duì)基于光學(xué)眼動(dòng)儀的研究，由眨眼產(chǎn)生的瞳孔變化會(huì)引起記錄到的注視位置的同步偏差，盡管其幅度微小，但仍然會(huì)對(duì)某些高精度的研究造成影響。因此，本研究認(rèn)為，眨眼對(duì)瞳孔和注視位置的影響應(yīng)當(dāng)引起更多研究者的重視，并在結(jié)果解釋中充分考慮到眨眼的影響。

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The Influence of Spontaneous Blinks on the Pupil Response and Fixation Position

Gao Xin Yang Kaifu Yan Hongmei Yao Dezhong#Li Yongjie*

(School of Life Science and Technology, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China)

The pupil response and fixation position are important variables in eye movement researches. However, they are susceptive to the disturbance of eye blinks. While most studies only focus on the data missing and fluctuation during blinks, but neglect the more extensive influence of blinks on pupil response and fixation position. Thus, present study aims to precisely examine the impacts of blink on pupil response and fixation position. We recorded the pupil size and fixation position using a video eye tracker, and indentifying the blinks based on these data in a simple prolonged fixation task. The temporal sequence was relined to the onset and end of the detected blinks. We observed a large fluctuation (approximately 12%) in the pupil response, which last approximately 4 seconds after the ending of eye blink. During this period, the pupil size was significantly smaller than the baseline from 300 to 1700 ms (P

blinks; fixation error; pupil; fixation position

10.3969/j.issn.0258-8021. 2015. 03.005

2014-12-20， 錄用日期:2015-03-21

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2013CB329401)；國(guó)家自然科學(xué)基金(91420105，61375115)

R339.14

A

0258-8021(2015) 03-0290-07

# 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)員(Member, Chinese Society of Biomedical Engineering)

*通信作者(Corresponding author)， E-mail: liyj@uestc.edu.cn