執(zhí)行功能眼動測量任務(wù)的應(yīng)用

楊麗珠， 王素霞， 王美娥

(遼寧師范大學(xué) 心理學(xué)院， 遼寧 大連 116029)

執(zhí)行功能眼動測量任務(wù)的應(yīng)用

楊麗珠， 王素霞， 王美娥

(遼寧師范大學(xué) 心理學(xué)院， 遼寧 大連 116029)

執(zhí)行功能一直受到研究者的廣泛關(guān)注，現(xiàn)已積累了適合于不同年齡階段的測量任務(wù)，這些任務(wù)多采用手動反應(yīng)的形式，如針對任務(wù)的不同要求，一個(gè)鍵對應(yīng)一種特性，進(jìn)行按鍵反應(yīng)，最后通過按鍵速度和反應(yīng)的正確率評價(jià)被試的執(zhí)行功能水平。近些年來，隨著眼動追蹤技術(shù)的發(fā)展和認(rèn)知心理學(xué)研究的深入，眼動研究不再僅限于閱讀研究之中，研究者設(shè)計(jì)了一些眼動任務(wù)用于測量執(zhí)行功能，如正向眼跳、反向眼跳和撤銷眼跳任務(wù)等，成果明顯。本文主要對這些適用于執(zhí)行功能測量的眼動任務(wù)及其應(yīng)用進(jìn)行了介紹，為執(zhí)行功能的發(fā)展、跨文化比較以及特殊群體執(zhí)行功能缺陷研究的開展提供更豐富的測量工具。

執(zhí)行功能；手動任務(wù)；眼動任務(wù)；正向眼跳；反向眼跳；撤銷眼跳

一、執(zhí)行功能的內(nèi)涵

(一)執(zhí)行功能的概念

就個(gè)體而言，繼續(xù)進(jìn)行當(dāng)前正在進(jìn)行的任務(wù)要比改變?nèi)蝿?wù)容易；沉溺于自己的欲望當(dāng)中要比抵制它容易；開啟“自動化模式”要比思考下一步應(yīng)該怎么做容易。然而，對于學(xué)生來說，為了更好地獲得文化知識，需要排除來自周邊環(huán)境的干擾，集中注意力認(rèn)真聽講；為了建立良好的師生關(guān)系和同伴關(guān)系，需要抑制不必要的、沖動的反應(yīng)，以產(chǎn)生協(xié)調(diào)有序的動作和行為；為了擁有健康的體魄，即使不喜歡運(yùn)動，也需要積極參與學(xué)校組織的體育活動，堅(jiān)持鍛煉身體……而這些都與執(zhí)行功能息息相關(guān)。從廣義上說，執(zhí)行功能是指當(dāng)個(gè)體利用自動化的行為或者依賴本能、直覺等不能勝任某種任務(wù)，但又必須集中注意而完成任務(wù)時(shí)，所需要的一系列自上而下的心理控制過程*DIAMOND A. Executive functions[J]. Annual review of psychology，2013，64：135-168.。高水平的執(zhí)行功能對生理和心理健康、學(xué)業(yè)和生活順利、認(rèn)知和社會性發(fā)展至關(guān)重要*CRESCIONI A W，EHRLINGER J，ALQUISTL J L，et al. High trait self-control predicts positive health behaviors and success in weight loss[J]. Health psychology，2011，16(5)：750-759.MILLER H V，BARNES J C，BEAVER K M. Self-control and health outcomes in a nationally representative sample[J]. American journal health behavior，2011，35(1)：15-27.。但是，執(zhí)行功能也是最容易受到傷害的。以往研究發(fā)現(xiàn)，許多精神障礙患者的執(zhí)行功能都出現(xiàn)了不同程度的受損，例如抑郁癥、注意缺陷多動障礙(ADHD)患者*DIAMOND A. Attention-deficit disorder (attention-deficit/hyperactivity disorder without hyperactivity): a neurobiologically and behaviorally distinct disorder from attention-deficit/hyperactivity disorder (with hyperactivity)[J]. Development and psychopathology， 2005，17(3)：807-825. ②TAYLOR-TAVARES J V，CLARK L，CANNON D M，et al. Distinct profiles of neurocognitive function in unmedicated unipolar depression and bipolar II depression[J]. Biological psychiatry，2007，62(8)：917-924.*CRESCIONI A W，EHRLINGER J，ALQUISTL J L，et al. High trait self-control predicts positive health behaviors and success in weight loss[J]. Health psychology，2011，16(5)：750-759.。對于正常群體而言，不良情緒和不良的生活方式也會對執(zhí)行功能產(chǎn)生危害。例如，壓力、悲傷、睡眠不足等，這些會使一個(gè)正常人表現(xiàn)出類似ADHD患者的執(zhí)行功能缺陷*LISTON C，MCEWEN B S，CASEY B J. Psychosocial stress reversibly disrupts prefrontal processing and attentional control[J]. Proceeding of the national academy of sciences of the USA，2009，106(3)：912-917. ④HIRT E R，DEVERS E E，MCCREA S M. I want to be creative: exploring the role of hedonic contingency theory in the positive mood-cognitive flexibility link[J]. Journal of personality and social psychology，2008，94(2)：214-230. ⑤宋國萍，張侃，苗丹民，等. 不同時(shí)間的睡眠剝奪對執(zhí)行功能的影響[J]. 心理科學(xué)，2008，31(1)：32-34.④⑤。

(二)執(zhí)行功能的核心成分

目前，研究者們普遍認(rèn)為執(zhí)行功能包含三個(gè)核心成分——抑制控制、工作記憶和認(rèn)知靈活性，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了更高階的功能，如推理、問題解決和計(jì)劃*MIYAKE A，F(xiàn)RIEDMAN N P，EMERSON M J，et al. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex “frontal lobe” tasks: a latent variable analysis[J]. Cognitive psychology，2000，41(1)：49-100.。

1.抑制控制。抑制控制是指能夠控制個(gè)體的注意、行為、思想和情感，不顧個(gè)體強(qiáng)烈的內(nèi)在傾向或者抵制外在的誘惑而執(zhí)行更恰當(dāng)?shù)幕蚋枰男袨?DIAMOND A. Executive functions[J]. Annual review of psychology，2013，64：135-168.。換言之，抑制控制是幫助我們處理沖突的重要功能。沖突可以出現(xiàn)在刺激呈現(xiàn)之上，也可以出現(xiàn)在做出反應(yīng)之時(shí)，即刺激水平的沖突和反應(yīng)水平的沖突*岳珍珠，張德玄，王巖. 沖突控制的神經(jīng)機(jī)制[J]. 心理科學(xué)進(jìn)展，2004，12(5)：651-660.。針對這兩類沖突，抑制控制可以分為干擾抑制和反應(yīng)抑制。

2.工作記憶。執(zhí)行功能的另一個(gè)成分是工作記憶，它是個(gè)體存儲信息和加工信息的平臺，主要涉及信息暫時(shí)保持與操作*BADDELEY A. Working memory: looking back and looking forward[J]. Nature reviews neuroscience，2003，4(10)：829-839.。在Baddeley和Hitch的工作記憶模型中，工作記憶主要包含三個(gè)成分——中央執(zhí)行、語音環(huán)路和視空間模板。不同成分具有不同的職責(zé)和功能。其中，語音環(huán)路主要負(fù)責(zé)加工聽覺和言語信息；視空間模板加工的則是視覺和空間信息；而中央執(zhí)行系統(tǒng)則負(fù)責(zé)將來自于感覺輸入的信息進(jìn)行整合，對各子系統(tǒng)進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)，是工作記憶的核心成分。根據(jù)工作記憶加工的內(nèi)容，我們可以將工作記憶分為兩類：一種稱為言語工作記憶，即負(fù)責(zé)聽覺和語言信息的存儲和加工；另一種稱為非言語(視覺空間)工作記憶，即負(fù)責(zé)視覺和空間信息的存儲和加工*BADDELEY A D，HITCH G. Working memory[J]. Psychology of learning and motivation，1974，8：47-89.。

3.認(rèn)知靈活性。認(rèn)知靈活性是執(zhí)行功能的第三個(gè)核心成分，是指當(dāng)可以適當(dāng)?shù)胤磻?yīng)變化以符合新情境的要求時(shí)，保持反應(yīng)定勢的思想和動作的靈活性*李美華，白學(xué)軍. 執(zhí)行功能中認(rèn)知靈活性發(fā)展的研究進(jìn)展[J]. 心理學(xué)探新，2005，25(2)：35-38.。與認(rèn)知靈活性相對應(yīng)的是心理定式，表現(xiàn)出持續(xù)性錯誤，即持續(xù)重復(fù)不符合當(dāng)前規(guī)則的強(qiáng)勢反應(yīng)*李紅，王乃戈. 論執(zhí)行功能及其發(fā)展研究[J]. 心理科學(xué)，2004，27(2)：426-430.*李紅，王永枝. 幼兒認(rèn)知靈活性的發(fā)展及其與言語能力的關(guān)系[J]. 心理科學(xué)，2006，29(6)：1306-1311.。

認(rèn)知靈活性建立在另兩個(gè)成分的基礎(chǔ)之上，其發(fā)展也晚于另兩個(gè)成分*DAVIDSON M C，AMSO D，ANDERSON L C，et al.Development of cognitive control and executive functions from 4～13 years: evidence from manipulations of memory, inhibition, and task switching[J]. Neuropsychologia，2006，44(20)：37-78.。認(rèn)知靈活性可以幫助我們根據(jù)外界環(huán)境，靈活地運(yùn)用、調(diào)整存儲于工作記憶之中的信息?；蛘?，幫助我們抑制(或停用)以往的觀點(diǎn)，并且輸入工作記憶(激活)一個(gè)新的觀點(diǎn)。從這一方面來說，完善的認(rèn)知靈活性是需要抑制控制和工作記憶的參與的，是屬于工作記憶和抑制控制混合的執(zhí)行功能*CARLSON S M，MOSES L J，BRETON C. How specific is the relation between executive function and theory of mind? Contributions of inhibitory control and working memory[J]. Infant and child development，2002，11(2)：73- 92.。

二、測量執(zhí)行功能的眼動任務(wù)

(一)測量抑制控制的眼動任務(wù)

1.正向眼跳任務(wù)。正向眼跳任務(wù)要求被試注視突然出現(xiàn)的刺激，它主要反映的是反射性眼跳，通常作為一個(gè)控制任務(wù)來評估潛在的基本感覺運(yùn)動功能。在標(biāo)準(zhǔn)的正向眼跳任務(wù)中，首先在屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)灰色的“十”字(注視點(diǎn))，被試需一直注視著該“十”字，隨后，中央注視點(diǎn)消失，在注視點(diǎn)周圍出現(xiàn)一個(gè)視覺刺激，被試此時(shí)需快速將目光從中央注視點(diǎn)轉(zhuǎn)向目標(biāo)刺激*CHAN F，ARMSTRONG I T，PARI G，et al. Deficits in saccadic eye-movement control in parkinson’s disease[J]. Neuropsychologia， 2005，43(5)：784-796.。

根據(jù)中央注視點(diǎn)是否消失和消失的間隔，衍生出一些變式，如空白范式、重疊范式和零范式*陳玉英，隋光遠(yuǎn)，瞿彬. 自主控制眼跳：實(shí)驗(yàn)范式、神經(jīng)機(jī)制和應(yīng)用[J]. 心理科學(xué)進(jìn)展，2008，16(1)：154-162.?？瞻追妒绞侵福辉囎⒁暤摹笆弊謺认?，之后間隔一段時(shí)間后(此時(shí)屏幕上不存在視覺刺激，為空屏)再出現(xiàn)目標(biāo)刺激。重疊范式是指，目標(biāo)刺激出現(xiàn)的時(shí)候，中央注視點(diǎn)不消失，被試在目標(biāo)刺激出現(xiàn)后快速將目光轉(zhuǎn)向目標(biāo)刺激，目標(biāo)刺激消失后，被試?yán)^續(xù)注視屏幕中央的“十”字。零范式也叫標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)，是指中央注視點(diǎn)消失后，立即出現(xiàn)目標(biāo)刺激。

為了消除期待效應(yīng)和練習(xí)效應(yīng)，還有一些研究改變了被試注視中央注視點(diǎn)的時(shí)長，使其從短到長不斷變化，這種變式稱為變化線索和目標(biāo)間隔的正向眼跳任務(wù)，用以測量個(gè)體的激活水平*SERGEANT J A. Modeling attention-deficit/hyperactivity disorder: a critical appraisal of the cognitive-energetic model[J]. Biological psychiatry，2005，57(11)：1248-1255.。ADHD兒童缺乏維持一組任務(wù)的能力(如做好進(jìn)行反應(yīng)的準(zhǔn)備)或者長時(shí)間維持準(zhǔn)備好的反應(yīng)，表現(xiàn)衰退經(jīng)常發(fā)生在極短的或相對較長的延遲條件下，而在正常的呈現(xiàn)速度上并沒有差異*SERGEANT J A. Modeling attention-deficit/hyperactivity disorder: a critical appraisal of the cognitive-energetic model[J]. Biological psychiatry，2005，57(11)：1248-1255.。

2.反向眼跳任務(wù)。反向眼跳任務(wù)要求被試抑制反射性反應(yīng)(看突然出現(xiàn)的刺激)而自主看刺激的鏡面位置。該任務(wù)用來評估自主的反應(yīng)抑制和準(zhǔn)備、執(zhí)行正確的自主反應(yīng)的能力*MUNOZ D P，EVERLING S. Look away: the anti-saccade task and the voluntary control of eye movement[J]. Nature reviews neuroscience，2004，5(3)：218-228.。在標(biāo)準(zhǔn)的反向眼跳任務(wù)中，屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)灰色的“十”字(注視點(diǎn))，被試需一直注視著該“十”字，隨后，中央注視點(diǎn)消失，在注視點(diǎn)周圍出現(xiàn)一個(gè)視覺刺激，被試此時(shí)需快速將目光從中央注視點(diǎn)轉(zhuǎn)向目標(biāo)刺激的鏡面位置*FUKUSHIMA J，TANAKA S，WILLIAMS J，et al. Voluntary control of saccadic and smooth-pursuit eye movements in children with learning disorders[J]. Brain and development，2005，27(8)：579-588.。和正向眼跳任務(wù)相同，反向眼跳也有空白范式、重疊范式和零范式。正向眼跳任務(wù)一般都與反向眼跳任務(wù)的表現(xiàn)進(jìn)行比較。與正向眼跳相比，反向眼跳潛伏期更長，而且會產(chǎn)生不正確的眼跳方向，也被稱作方向錯誤。這是因?yàn)?，目?biāo)刺激出現(xiàn)后會首先引發(fā)被試進(jìn)行朝向眼跳計(jì)劃，這是自發(fā)的、本能的行為，這時(shí)就需要內(nèi)源性因素加以抑制，這個(gè)過程會消耗大量的時(shí)間。但是，當(dāng)被試未能取消所產(chǎn)生的朝向眼跳計(jì)劃時(shí)，眼跳的方向錯誤就產(chǎn)生了，也就意味著此次抑制失敗了*熊建萍，李悅. 任務(wù)指導(dǎo)語及實(shí)驗(yàn)范式對朝向和反向眼跳的影響[J]. 心理與行為研究，2013，11(1)：49-54.。

3.撤銷眼跳任務(wù)。在撤銷眼跳任務(wù)中，在所呈現(xiàn)的大多數(shù)試次中(約2/3)，被試需要對偏離中心的目標(biāo)刺激進(jìn)行眼跳反應(yīng)。但是，在1/3的試次中，在“開始”信號出現(xiàn)后會出現(xiàn)一個(gè)“停止”信號，此時(shí)被試則不能產(chǎn)生眼跳反應(yīng)，必須繼續(xù)盯著屏幕中間的注視點(diǎn)*HANISCH C，RADACH R，HOLTKAMP K，et al. Oculomotor inhibition in children with and without attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD)[J].Journal of neural transmission，2006，113(5)：671-684.。在基本撤銷眼跳任務(wù)中，屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)灰色的“十”字(注視點(diǎn))，要求被試一直注視著“十”字。之后，“十”字的顏色會發(fā)生變化，變成綠色時(shí)要求被試做出隨后靶刺激出現(xiàn)位置的朝向眼跳，變成紅色時(shí)則要求被試不做任何眼跳，依然注視屏幕中央的注視點(diǎn)。停止信號在目標(biāo)信號出現(xiàn)后會有不等時(shí)長的延遲。如果目標(biāo)和停止信號之間的延遲時(shí)間變長的話，那么被試抑制一個(gè)正在進(jìn)行中的反應(yīng)的能力就會被測量。

4.眼跳捕捉任務(wù)。我們對事物的注意，有時(shí)是自然而然發(fā)生的，不需要任何努力；有時(shí)是有目的的，需要意志控制來維持。無論我們想或不想，突出的刺激，必然會吸引我們的注意。眼跳捕捉指的就是我們對無關(guān)的刺激所產(chǎn)生的眼動*儲衡清，周曉林. 注意捕獲與自上而下的加工過程[J]. 心理科學(xué)進(jìn)展，2004，12(5)：680-687.。

在眼跳捕捉任務(wù)中，會在屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)灰色的“十”字(注視點(diǎn))，在“十”字的上、下、左、右分別有一個(gè)灰色的圓點(diǎn)，要求被試一直盯著中間的“十”字直到它變成數(shù)字3、6、9或12，這時(shí)要求被試快速看注視點(diǎn)四周的灰色圓點(diǎn)，數(shù)字所對應(yīng)的灰色原點(diǎn)位置與表盤上相似，即當(dāng)中間的數(shù)字是3時(shí)，快速看注視點(diǎn)右面的灰色圓點(diǎn)；數(shù)字為6時(shí)，看注視點(diǎn)下面的圓點(diǎn)；數(shù)字為9時(shí)，看左面的圓點(diǎn)；數(shù)字為12時(shí)，看上面的圓點(diǎn)。在這個(gè)過程中，50%的試次會在左上、左下、右上和右下出現(xiàn)一個(gè)紅色的干擾目標(biāo)，被試需要忽視干擾目標(biāo)，看正確的位置。為了完成該任務(wù)，被試必須保持警覺狀態(tài)，過濾不相關(guān)的信息，迅速將眼睛移動到數(shù)字對應(yīng)的位置上。成功完成該任務(wù)需要去確定掃視目標(biāo)。

(二)測量工作記憶的眼動任務(wù)

關(guān)于工作記憶，研究者一般采用延遲眼跳任務(wù)去測量空間工作記憶。延遲眼跳任務(wù)也被稱為記憶導(dǎo)向眼動任務(wù)，在一段時(shí)間間隔后要求被試看先前出現(xiàn)的視覺目標(biāo)的位置，用以評估空間工作記憶的維持*LOE I M，LUNA B，BLEDSOE I O，et al. Oculomotor assessments of executive function in preterm children[J]. The journal of pediatrics，2012，161(3)：427-433.。詳細(xì)來說，在屏幕上首先呈現(xiàn)一個(gè)注視點(diǎn)，要求被試一直注視該注視點(diǎn)，期間在注視點(diǎn)周圍會閃現(xiàn)一個(gè)刺激(如，一個(gè)笑臉)，但是此時(shí)要求被試不可以看這個(gè)刺激，直到中央注視點(diǎn)消失后，方能產(chǎn)生眼跳，即憑著記憶去看剛剛出現(xiàn)的目標(biāo)刺激(此時(shí)目標(biāo)刺激已不顯示在屏幕上)的位置。延遲眼跳任務(wù)對被試提出了兩種要求：一是抑制自己直接看目標(biāo)刺激的本能反應(yīng)，如果中央注視點(diǎn)沒消失就看目標(biāo)刺激，稱為過早眼跳；另一個(gè)是需要記住目標(biāo)刺激出現(xiàn)的位置。因此，該任務(wù)有一個(gè)明顯的優(yōu)勢就是可以將抑制能力和工作記憶很好地分離開來。過早的眼跳體現(xiàn)出抑制能力不足，而正確眼跳位置的精確性則可體現(xiàn)工作記憶*卜曉艷，田學(xué)紅，劉運(yùn)芳. 注意缺陷多動障礙兒童執(zhí)行功能的延遲眼跳研究[J]. 中國特殊教育，2010(1)：40-47.。

(三)測量認(rèn)知靈活性的眼動任務(wù)

傳統(tǒng)的認(rèn)知靈活性心理測試往往使用任務(wù)切換的形式，大多數(shù)的任務(wù)轉(zhuǎn)換范式涉及兩類任務(wù)。這些任務(wù)可能是：(1)一個(gè)元音或者輔音字母；(2)一個(gè)偶數(shù)或者奇數(shù)；(3)刺激的位置，左或右、上或下；(4)一個(gè)刺激是一種顏色或另一種顏色，一種形狀或另一種形狀。大多數(shù)的任務(wù)轉(zhuǎn)換涉及按左鍵或右鍵，一個(gè)鍵對應(yīng)一種特性，要求被試在兩種反應(yīng)間靈活切換。

認(rèn)知靈活性的眼動任務(wù)也采用了這種切換模式，如轉(zhuǎn)換眼跳任務(wù)。該任務(wù)是在正向眼跳和反向眼跳任務(wù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的*IRVING E L，TAJIK-PARVINCHI D J，LILLAKAS L，et al. Mixed pro and antisaccade performance in children and adults[J]. Brain research，2009，1255：67-74.。被試需要根據(jù)提示信號，來判斷當(dāng)前應(yīng)采取何種反應(yīng)。提示信號可能是中央注視點(diǎn)的顏色，如果注視點(diǎn)為綠色，要求被試直接看目標(biāo)刺激(即正向眼跳)，如果注視點(diǎn)變?yōu)榧t色，則要求被試看目標(biāo)刺激的相反方向(即反向眼跳)，這就需要被試在兩種任務(wù)中不斷切換*齊冰，白學(xué)軍，宋耀武. 眼跳任務(wù)轉(zhuǎn)換中的反應(yīng)系統(tǒng)可塑性[J]. 天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，17(1)：67-70.*卜曉艷，田學(xué)紅，劉運(yùn)芳. 眼跳任務(wù)：執(zhí)行功能研究的良好方式[J]. 教育研究與實(shí)驗(yàn)，2009(5)：86-91.。

三、執(zhí)行功能眼動任務(wù)的應(yīng)用研究

(一)執(zhí)行功能眼動任務(wù)的分析指標(biāo)

研究者用不同的參數(shù)來分析眼跳。一般而言，分析的主要指標(biāo)有：(1)眼跳正確率是指正確眼跳次數(shù)的比例，用以判斷眼跳方向是否正確。(2)眼跳潛伏期，也就是反應(yīng)時(shí)，指目標(biāo)刺激出現(xiàn)到被試第一次眼跳開始的時(shí)間差，是規(guī)劃和發(fā)起眼跳的一段時(shí)間。成人的眼跳潛伏期大概在180～220 ms之間，嬰兒的眼跳潛伏期會更長，大概在500 ms左右，并且隨著年齡的增長而逐漸縮短*GAGNON D，O’DRISCOLL G A，PETRIDES M，et al. The effect of spatial and temporal information on saccades and neural activity in oculomotor structures[J]. Brain，2002，125(1)：123-139.。(3)眼跳幅度收益是指眼跳幅度與目標(biāo)幅度的比。小嬰兒的眼跳收益低至0.5，往往需要三四次眼跳才能將視覺目標(biāo)放入中央凹。在一歲左右，眼跳收益持續(xù)增長，并接近成人水平*BABU R J，LILLAKAS L，WAREHAM J，et al. Changes in saccadic velocity across the human lifespan[J]. Investigative ophthalmology and visual science，2003，44：1971.。 (4)眼跳精確性是指正確眼跳落點(diǎn)的準(zhǔn)確性，該指標(biāo)一般用實(shí)際眼跳幅度與應(yīng)該達(dá)到的眼跳幅度的角度差距來衡量*卜曉艷，田學(xué)紅，劉運(yùn)芳. 眼跳任務(wù)：執(zhí)行功能研究的良好方式[J]. 教育研究與實(shí)驗(yàn)，2009(5)：86-91.。(5)眼跳峰速度是指眼跳的最快速度。有研究顯示，兒童的眼跳峰速度要高于成人，但是這種結(jié)果也是存在爭議的*SALMAN M S，SHARPE J A，EIZENMAN M，et al. Saccades in children[J]. Vision research，2006，46(8)：1432-1439.。(6)快速眼跳是指潛伏期在80～130 ms之間的眼跳，而大于130 ms的眼跳被稱為常規(guī)眼跳*FISCHER B，WEBER H. Express saccades and visual attention[J]. Behavioral and brain sciences，1993，16(3)：553-610.。(7)多步眼跳是指通過多次眼跳將目光移動至外周刺激，即個(gè)體為了將目標(biāo)轉(zhuǎn)至目標(biāo)刺激而進(jìn)行的多次眼跳，其眼跳幅度較低*LITVINOVA A S，RATMANOVA P O，EVINA E I，et al. Age-related changes in saccadic eye movements in healthy subjects and patients with parkinson’s disease[J]. Human physiology，2011，37(2)：161-167.。

以上提到的指標(biāo)大多是對正確的首次眼跳進(jìn)行分析。其中，眼跳反應(yīng)時(shí)、眼跳幅度和眼跳正確率是最常見和研究者最感興趣的測量指標(biāo)。除了正確眼跳外，一些任務(wù)中的錯誤眼跳也具有重要的分析價(jià)值。在延遲眼跳任務(wù)中，被試可能未等到“開始”信號出現(xiàn)就產(chǎn)生了朝向目標(biāo)刺激的眼跳，即過早眼跳，這自然是錯誤的反應(yīng)，但這卻是反映抑制控制的重要指標(biāo)*卜曉艷，田學(xué)紅，劉運(yùn)芳. 眼跳任務(wù)：執(zhí)行功能研究的良好方式[J]. 教育研究與實(shí)驗(yàn)，2009(5)：86-91.。在反向任務(wù)中，被試經(jīng)常會產(chǎn)生朝向目標(biāo)刺激的正向眼跳，但是很多情況下被試會很快發(fā)現(xiàn)該錯誤，緊接著產(chǎn)生修正性眼跳，那么此時(shí)的第二次眼跳也有一定的分析價(jià)值，特殊兒童這種糾正行為較少*KLEIN C H，RASCHKE A，BRANDENBUSCH A.Development of pro-and antisaccades in children with attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) and healthy controls[J]. Psychophysiology，2003，40(1)：17-28.*卜曉艷，田學(xué)紅，劉運(yùn)芳. 眼跳任務(wù)：執(zhí)行功能研究的良好方式[J].教育研究與實(shí)驗(yàn)，2009(5)：86-91.。

(二)正常被試的發(fā)展特點(diǎn)研究

目前關(guān)于眼動發(fā)展已經(jīng)開展了大量的研究，尤其是對兒童、青少年正向眼跳和反向眼跳的研究。Munoz等人使用正向和反向眼跳任務(wù)測量了168名5～79歲的被試*MUNOZ D P，BROUGHTON J R，GOLDRING J E，et al. Age-related performance of human subjects on saccadic eye movement tasks[J]. Experimental brain research，1998，121(4)：391-400.。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，眼跳的鋒速度在5～79歲之間保持不變；眼跳的持續(xù)時(shí)間在60歲之前差異不顯著；眼跳幅度在12～79歲之間保持不變；眼跳潛伏期呈現(xiàn)U形發(fā)展趨勢，18～22歲之間的眼跳潛伏期最短；5～8歲之間眼跳潛伏期發(fā)展迅速，在重疊范式下存在更多的快速眼跳，存在更多的反向眼跳錯誤和眼跳不足。這反映出額葉和前額葉的不發(fā)達(dá)，突出了執(zhí)行功能的發(fā)展和眼動之間的關(guān)系。Fischer等人采用正向眼跳重疊范式和反向眼跳空白范式調(diào)查了281名8～70歲被試*FISHER B，BISCALDI M，GEZECK S. On the development of voluntary and reflexive components in human saccade generation[J]. Brain research，1997，754(1)：285-297.。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：正向眼跳潛伏期從8歲到15～20歲一直下降，而30歲之后開始上升；反向眼跳潛伏期在9～15歲之間快速下降，之后繼續(xù)下降，直到25歲，再之后開始上升；反向眼跳錯誤一直下降，到20歲之后開始上升。Ross 等人采用正向眼跳任務(wù)和注視任務(wù)對53名7～15歲的被試進(jìn)行了測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：眼跳潛伏期在該階段呈線性下降的趨勢；在注視任務(wù)(要求被試的目光一直鎖住中央注視點(diǎn)，直至注視點(diǎn)消失，在此期間不能產(chǎn)生眼跳)中產(chǎn)生眼跳的次數(shù)在10歲之前不斷下降。Luna等人采用正向眼跳、反向眼跳和延遲眼跳任務(wù)對245名8～30歲的被試進(jìn)行了測量*LUNA B，GARVER K E，URBAN T A，et al. Maturation of cognitive processes from late childhood to adulthood[J]. Child development，2004，75(5)：1357-1372.。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：反向眼跳錯誤和延遲眼跳錯誤在14歲達(dá)到成人表現(xiàn)；眼跳反應(yīng)時(shí)在14歲達(dá)到成熟；延遲眼跳任務(wù)眼跳落點(diǎn)距離誤差，即眼跳精確性在19歲達(dá)到成熟。正向眼跳峰速度和正向眼跳收益在此期間差異不顯著。Bucci和Seassau采用正向眼跳(重疊范式和空白范式)和反向眼跳(重疊范式和空白范式)對72名6～15歲的兒童進(jìn)行了測量*BUCCI M P，SEASSAU M. Saccadic eye movements in children: a developmental study[J].Experimental brain research，2012，222(1/2)：21-30.。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：眼跳的反應(yīng)時(shí)不受眼跳方向的影響，都隨著年齡的增長而不斷下降；反向眼跳錯誤隨著年齡的增長不斷下降；水平方向的眼跳收益隨著年齡的增長而不斷上升；水平方向的眼跳鋒速度并不存在年齡差異。Paus使用有視覺干擾物的注視任務(wù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8歲、10歲和12歲的兒童與成人相比，表現(xiàn)出更多的注意分散現(xiàn)象*PAUS T. The development of sustained attention in children ought to be related to the maturation of frontal cortical functions[J]. Acta neurobiologiae experimentalis，1989，49(1)：51-55.。

綜上所述，個(gè)體抑制反射性眼跳的能力發(fā)展較早，但產(chǎn)生意志性眼跳的能力則發(fā)展較晚。在眼跳反應(yīng)時(shí)方面，兒童的反應(yīng)時(shí)會隨著年齡的增長而下降。在錯誤率方面，正向眼跳的錯誤率與年齡相關(guān)不大，在反向眼跳任務(wù)中，兒童經(jīng)常會出現(xiàn)反向眼跳錯誤，即先朝向目標(biāo)快速地進(jìn)行一個(gè)錯誤的朝向眼跳，緊跟著產(chǎn)生一個(gè)朝向正確注視位置的反向眼跳，反向眼跳的錯誤率在童年期也會隨著年齡的增長而不斷下降。

(三)特殊被試與正常被試的對比研究

反向眼跳任務(wù)在神經(jīng)病學(xué)、精神病學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)方面應(yīng)用廣泛，并且較為明確。Guitton等人第一個(gè)報(bào)告額葉損傷的病人不能抑制看目標(biāo)的反射性眼跳。某些精神病患者在反向眼跳任務(wù)中也顯示出類似的異常，表明具有大腦額葉功能障礙*GUITTON D，BUCHTEL H A，DOUGLAS R M. Frontal lobe lesions in man cause difficulties in suppressing reflexive glances and in generating goal-directed saccades[J]. Experimental brain research，1985，58(3)：455-472.。

目前，研究較多的是有關(guān)ADHD兒童與正常兒童眼動表現(xiàn)的對比。Hanisch等人首先使用正向眼跳任務(wù)挑選出與22名ADHD兒童的年齡、性別和眼動能力相匹配的正常兒童*HANISCH C，RADACH R，HOLTKAMP K，et al. Oculomotor inhibition in children with and without attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD)[J].Journal of neural transmission，2006，113(5)：671-684.。之后采用注視任務(wù)、反向眼跳任務(wù)和撤銷眼跳任務(wù)對ADHD兒童和正常兒童進(jìn)行測量，獲得兩個(gè)主要結(jié)果：(1)正向眼跳任務(wù)顯示，ADHD兒童與正常兒童的眼跳反應(yīng)準(zhǔn)備和眼跳正確率一致；(2)注視和撤銷眼跳任務(wù)表明，ADHD兒童的眼動抑制較差。ADHD兒童不能很好地抑制優(yōu)勢反應(yīng)。這表明ADHD兒童認(rèn)知控制(與前額葉功能相聯(lián)系)潛在受損。因?yàn)榍翱蹘Щ赝蜂N眼跳任務(wù)相關(guān)。在這個(gè)范式下，研究者們也發(fā)現(xiàn)了顯著的組間差異，這與成像數(shù)據(jù)結(jié)果一致。這表明了在ADHD的病理生理學(xué)中皮質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要性。卜曉艷等人使用延遲眼跳任務(wù)深入探究ADHD兒童的執(zhí)行功能損傷*卜曉艷，田學(xué)紅，劉運(yùn)芳. 注意缺陷多動障礙兒童執(zhí)行功能的延遲眼跳研究[J]. 中國特殊教育，2010(1)：40-47.情況。讓48名兒童完成兩種實(shí)驗(yàn)任務(wù)——正向眼跳和延遲眼跳。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)ADHD兒童存在抑制功能損傷，延遲眼跳中對照組錯誤率的成績優(yōu)勢非常顯著，延遲時(shí)間的加長使ADHD組的錯誤率顯著提高，但不影響對照組錯誤率；(2)ADHD兒童存在一定的空間工作記憶損傷，延遲眼跳中ADHD組有較差的精確性，且延遲時(shí)間越長，組間差異越顯著；(3)ADHD兒童有較長的反應(yīng)時(shí)和較慢的眼跳速度。White等人采用眼動延遲任務(wù)對ADHD兒童和精神障礙(非情感性)兒童進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)只有ADHD兒童出現(xiàn)了與延遲相關(guān)的障礙*WHITE T，MOUS S，KARATEKIN C. Memory-guided saccades in youth-onset psychosis and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD)[J]. Early intervention in psychiatry，2014，8(3)：229-239.。O’Driscoll等人采用反向眼跳和任務(wù)轉(zhuǎn)換眼跳對ADHD亞型之間進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ADHD混合型的眼跳計(jì)劃能力存在缺陷，且抑制損傷最嚴(yán)重，但任務(wù)轉(zhuǎn)換眼跳并無顯著的組間差異*O’DRISCOLL G A，DéPATIE L，HOLAHAN A L V，et al. Executive functions and methylphenidate response in subtypes of attention-deficit/hyperactivity disorder[J]. Biological psychiatry，2005，57(11)：1452-1460.。

由此可見，眼動任務(wù)是區(qū)分正常兒童和ADHD兒童的敏感工具。與正常兒童相比，ADHD兒童的眼跳錯誤率較高，需要更長的反應(yīng)時(shí)和更多的不成熟眼跳，這說明ADHD兒童在抑制控制方面存在缺陷。在延遲眼跳中，ADHD兒童有較差的眼跳精確性，也說明了其在空間工作記憶方面存在缺陷。除了ADHD外，眼動任務(wù)還被應(yīng)用于其他特殊群體，如Goldberg等人運(yùn)用反向眼跳零范式測量了11名高功能孤獨(dú)癥(HFA)青少年和正常青少年，研究發(fā)現(xiàn)在反向眼跳任務(wù)中，HFA青少年與正常青少年相比，具有更多的方向性錯誤，這表明HFA青少年的視覺運(yùn)動功能存在異常*GOLDBERG M C，LASKER A G，ZEE D S，et al. Deficits in the initiation of eye movements in the absence of a visual target in adolescents with high functioning autism[J]. Neuropsychologia，2002，40(12)：2039-2049.。

四、未來研究展望

(一)對不同眼動的發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行更系統(tǒng)的測量

成人擁有了成熟眼動控制系統(tǒng)，這有益于眼動的準(zhǔn)確性；相反，兒童達(dá)不到，或者說至少不能完全達(dá)到。一般而言，調(diào)控正向眼跳(鋒速度和持續(xù)時(shí)間)的基本動力機(jī)制(即皮質(zhì)下區(qū)域)在4～6歲達(dá)到成熟，正向眼跳反應(yīng)時(shí)會一直緩慢下降至少到青春期，而反向眼跳反應(yīng)時(shí)和方向錯誤則會在這個(gè)階段快速下降。但是，關(guān)于正向眼跳和反向眼跳發(fā)展軌跡的形狀以及在哪個(gè)年齡段達(dá)到成熟，不同的研究有所不同*KARATEKIN C. Eye tracking studies of normative and atypical development[J]. Developmental review，2007，27(3)：283-348.。這可能是由于所使用的樣本量、分析的指標(biāo)和所使用的統(tǒng)計(jì)方法不同造成的。

伴隨著社會對于老年人認(rèn)知退化這一現(xiàn)象的關(guān)注，有關(guān)老年人執(zhí)行功能退化的研究也涌現(xiàn)出很多。但是目前針對老年人眼動特點(diǎn)的研究還比較少，一些文獻(xiàn)在測量眼動發(fā)展的研究中選取了較大的年齡范圍，涵蓋了一部分老年人，但是他們僅僅將60歲以上的被試劃為一組，作為成人組的對比對象，說明老年人的眼動反應(yīng)與成年人相比有所下降*LITVINOVA A S，RATMANOVA P O，EVINA E I，et al. Age-related changes in saccadic eye movements in healthy subjects and patients with parkinson’s disease[J]. Human physiology，2011，37(2)：161-167.*MUNOZ D P，BROUGHTON J R，GOLDRING J E，et al. Age-related performance of human subjects on saccadic eye movement tasks[J]. Experimental brain research，1998，121：391-400.。有必要對老年人的眼動特征進(jìn)行更系統(tǒng)的研究，為延緩老年人認(rèn)知退化提供更豐富的參考指標(biāo)。

(二)探討執(zhí)行功能眼動任務(wù)與傳統(tǒng)心理測試之間的關(guān)系

關(guān)于執(zhí)行功能，研究者們往往采用傳統(tǒng)心理測試進(jìn)行測量，如做/不做、自我定序指向和連線任務(wù)等*MACLEOD C M. Half a century of research on the stroop effect: an integrative review[J]. Psychological bulletin，1991，109(2)：163-203.*PETRIDES M，ALIVISATOS B，EVANS A C, et al. Dissociation of human mid-dorsolateral from posterior dorsolateral frontal cortex in memory processing[J]. Proceedings of the national academy of sciences，1993，90(3)：873-877.*KORTTE K B，HORNER M D，WINDHAM W K. The trail making test, part B: cognitive flexibility or ability to maintain set[J].Applied neuropsychology，2002，9(2)：106-109.。這些任務(wù)需要被試記住“刺激—反應(yīng)”連接并進(jìn)行反應(yīng)，記憶負(fù)荷較高。相比之下，眼跳是更為直接、自然的反應(yīng)。Lavasani 和Stagnitti對伊朗55名6～10歲的男孩(正常兒童29名和ADHD兒童26名)的精細(xì)動作(畫線、穿珠等9項(xiàng)測驗(yàn))以及智商進(jìn)行了考察*LAVASANI N M，STAGNITTI K. A study on fine motor skills of Iranian children with attention deficit/hyper activity disorder aged from 6 to 11 years[J]. Occupational therapy international，2011，18(2)：106-114.。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組男孩的智力無差異，但是正常男孩在8項(xiàng)精細(xì)動作測驗(yàn)上優(yōu)于ADHD男孩。這項(xiàng)研究表明，一些任務(wù)本身操作的復(fù)雜性可能會對個(gè)體反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生影響。然而，手動和眼動這兩種反應(yīng)形式之間的關(guān)系如何，是否除了最后的反應(yīng)通路外其余均相同，這也是有待進(jìn)一步分析的內(nèi)容。

(三)探討不同文化背景下執(zhí)行功能眼動任務(wù)的表現(xiàn)

隨著文化心理學(xué)中文化與認(rèn)知研究學(xué)派的興起，越來越多的研究者開始關(guān)注不同文化的人群在認(rèn)知活動上的差異。其中，執(zhí)行功能這種高級認(rèn)知功能的跨文化研究也受到了相當(dāng)?shù)闹匾?LEWIS C，KOYASU M O S，OGAWA A，et al. Culture, executive function, and social understanding[J].New directions for child and adolescent development，2009(123)：69-85.*LAN X，LEGARE C H，PONITZ C C，et al. Investigating the links between the subcomponents of executive function and academic achievement: a cross-cultural analysis of Chinese and American preschoolers[J]. Journal of experimental child psychology，2011， 108(3)：677-692.。但是，這些研究中所涉及的研究的對象多為幼兒，測量方法多采用傳統(tǒng)的心理測驗(yàn)任務(wù)。這些任務(wù)在實(shí)施的過程中可能會受到語言、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等因素的干擾。相對而言，眼動任務(wù)不僅可以提供更為豐富的指標(biāo)，在一定程度上較少地受到這些無關(guān)變量的干擾，并且適用于更廣泛的年齡范圍，是進(jìn)行執(zhí)行功能跨文化研究的良好范式。

〔責(zé)任編輯：張秀紅〕

The application of executive function to oculomotor tasks

Yang Lizhu， Wang Suxia， Wang Meie

(SchoolofPsychologicalScience，LiaoningNormalUniversity，Dalian116029，China)

Executive function has been widely concerned by researchers， and the tasks have been accumulated to measure different age groups. Executive function tasks were normally used by manual reaction; for example， one key corresponds to one condition to reach the different requirement of the task， and the level of executive function can be identified by the speed and accuracy of key-press. Recently， with the development of cognitive psychology and eye tracking technology， eye movement researches are no longer limited to reading study; some eye movement tasks are used for measuring executive function successfully， such as prosaccade task， antisaccade task and countermanding saccade task. The purpose of this study is to introduce the eye movement tasks which are suitable for executive function measurement; and the application to provide more abundant measurement tools for the researches of developmental characters and the comparison between different cultures and executive dysfunction in special groups.

executive function；manual tasks；oculomotor tasks；prosaccade task；antisaccade task；countermanding saccade task

10.16216/j.cnki.lsxbwk.201703003

2017-02-02

國家社會科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“我國兒童青少年人格發(fā)展及其培養(yǎng)”(11AZD089)

楊麗珠(1944- )，女，山東牟平人，遼寧師范大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，主要從事兒童個(gè)性、社會性發(fā)展與教育研究。

B841.7

A

1000-1751(2017)03-0003-08