眼動技術在心理學的應用

發布時間： 2024-01-08　　點擊次數： 1269次

人類獲取信息很大程度上依賴于人眼感知的視覺信息，眼睛是心靈的窗戶，透過眼睛，我們可以觀察到人的情緒、注意和思維過程。因此，眼動跟蹤在基礎和應用研究中具有重要的意義。隨著科技的進步，眼動技術作為一種非侵入性的方法，在心理學研究中發揮著重要的作用。

眼動技術的原理

眼動技術通過測量眼睛的注視點位置或者眼球相對頭部的運動而實現對眼球運動的追蹤，人眼在觀察過程中會產生快速而微小的運動，眼動儀能夠準確記錄這些運動軌跡和注視點，進而提供視覺行為的定量數據。

眼動記錄的常用指標

注視

注視是指當眼睛在某一個點上維持凝視。人眼的解剖學結構決定了只有物體位于中間凹時，才能進行注視。中間凹位于視網膜黃斑的中心，有著最清晰的視敏度。近年來，隨著眼動技術的不斷發展，注視相關的指標逐漸多樣化，常用的有：注視點個數，注視時間，凝視時間，總注視時間，注視點密度，重復注視次數等。不同的指標反映了不同階段的加工過程，研究者可以靈活運用這些指標，來推測行為背后的認知機制。

眼跳

眼跳是指從一個中間凹注視點到下一個中間凹注視點的眼球運動。眼跳的幅度可以非常小：例如在閱讀中，可能只有幾度的視角；也可以相對較大：例如在觀景時，從一個地方到周圍景物的注視點轉移。通常來說，眼跳會以每秒2到3次的頻率出現。常用的眼跳指標有：眼跳次數、幅度、頻率和距離等。在閱讀中，眼跳距離大，說明讀者在眼跳前的注視中所獲得的信息相對較多，閱讀速度較快。

微眼跳

微眼跳是眼球運動中的一種，是在注視中發生的不自主地小幅度眼跳，同時伴有震顫和漂移。當微眼跳消失后，人類的視覺感知會由于視覺神經系統的適應而在極短的時間內變得模糊直至消失。同時，微眼跳也在高精度的視覺加工中起到精確控制注視位置的作用。

瞳孔直徑

瞳孔直徑反映了自主神經非自愿活動，與情緒、認知或性喚起有關。但瞳孔直徑容易受到光照等外界環境的影響，因此很多研究并不將其作為主要的參考指標。

眨眼

眨眼是眼瞼快速閉合和重新張開的半自愿行為。眨眼頻率受環境因素（濕度、溫度、亮度）和體力活動的影響。此外，研究證據表明，眨眼率可能與情緒和認知加工有關，尤其是注意力投入和心理資源投入超負荷時。

心理學研究中的眼動

視覺注意：

視覺注意是指人們從感知到的所有信息中選擇特定的內容或元素以進一步加工的過程。眼動技術在研究視覺注意研究中發揮著重要作用。通過記錄被試者在不同任務中的眼動行為，研究人員可以了解他們對不同刺激的關注程度、注意力持續時間以及在任務中的分心情況。

眼動也是識別和診斷障礙人群的重要指標，如注意力缺陷多動障礙兒童，在進行視覺搜索任務時的效率顯著低于正常兒童，表現為眼動各項指標更慢，且注視點個數更多，更容易被無關刺激干擾。

語言認知：

眼動技術也為科學家們理解人類的語言加工規律作出了很大的貢獻。閱讀的本質是對視覺信息的加工，通過分析讀者的眼動模式，研究人員可以了解到語言加工背后的過程。

例如，讀者對于高頻出現的詞，注視時間明顯短于低頻出現的詞語，而且詞的字數/字母越長，注視時間也越長。在閱讀研究中，研究者將讀者在一次注視時所獲取的有效信息的范圍稱為知覺廣度，中文熟練讀者的知覺廣度為4至6個漢字，英文熟練讀者的知覺廣度為18至20個字母。知覺廣度包括中間凹加工與副中間凹加工（如下圖），中間凹的信息非常清晰，而副中間凹的信息比較模糊。利用眼動技術，研究者發現讀者還能夠加工位于副中間凹的詞語信息。

除此之外，閱讀方向也會影響知覺廣度的分布。在閱讀從左向右書寫的文字時，如中文、英文、日文等，讀者右側的知覺廣度大于左側；而在閱讀從右向左書寫的文字，如希伯來語時，則是左側的知覺廣度大于右側。而且對于從上到下書寫的蒙古語來說，也有同樣相似的特性：注視點下方的知覺廣度大于上方。對此，研究者認為這種知覺廣度的不對稱性可能是由于閱讀方向造成的注意偏好導致的。

兒童發展：

研究人員可以利用眼動技術來探索嬰兒的注意，從而推斷出嬰兒的認知活動。Nicoló Cesana-Arlotti等人2018年發表在《science》的研究表明，12到19個月的嬰兒在看需要推理的歧義場景的眼動模式與不需要推理就能識別物體的場景有顯著的差異，說明了在人類在發展的早期（2歲以前）就有邏輯推理能力。

除此之外，眼動技術在障礙兒童的研究中具有重要作用，如自閉癥、發展性閱讀障礙兒童等。了解這些兒童如何分配視覺注意對他們的學習認知發展十分重要。有研究采用眼動追蹤技術，比較了自閉癥兒童、語言障礙兒童和正常兒童在觀看社交場景視頻的眼動模式，發現自閉癥兒童在視頻任務交談時過早地將目光從人物身上移開，看面孔更少，而語言障礙兒童看嘴巴更多，這可能反映了語言障礙兒童對有限語音技能的一種補償。

消費心理：

眼動分析也是廣告設計和企業營銷的重要參考，大量研究致力于探究如何吸引消費者的注意力。有研究使用眼動追蹤技術對網絡橫幅廣告的效果和吸引力進行了評價，發現動態和靜態的廣告對用戶的吸引力沒有差異。

在網頁搜索任務中，年輕參與者的注視持續時間比年齡較大的參與者短，這意味著年輕人加工圖像信息要比年長者更容易。在廣告領域，對于場景感知和視覺搜索的眼動研究處于初步階段，未來，眼動跟蹤技術將在廣告等商業領域發揮更大的作用。

情緒情感：

眼動技術在研究情緒與情感方面也發揮著重要作用，人眼在面對不同情緒刺激時的注視模式也會有所不同，這種差異可以通過眼動技術進行分析。在觀看圖片時，觀察者會將注意更多地放在有情緒意義的部分：例如，當人們觀看恐懼的面孔時，注意更多被集中在眼睛區域；而當人們觀看愉快的面孔時，相對更多的注意被集中在嘴部區域。對人類的神經影像學研究表明，對恐懼面孔中眼睛的掃視顯著地增強了杏仁核的激活。

研究人員可以通過觀察被試者對情緒刺激的注視點和注視時間來推斷他們對不同情感的反應和注意偏好。這對于理解情緒與認知之間的關系以及情緒障礙的研究具有重要意義。例如，研究者采用眼動追蹤技術發現，自閉癥患者在加工情緒面孔時，會更頻繁地注視那些與情緒核心特征無關的面孔區域，表明自閉癥患者在情緒識別方面有缺陷，并且這種缺陷主要表現在對恐懼情緒識別上的不足。

眼動技術作為一種非侵入性的方法，為心理學研究提供了的視角。通過記錄和分析眼動行為，我們可以深入了解人們的注意力、思維過程和情緒反應。隨著技術的不斷進步，眼動技術在心理學領域的應用將會更加廣泛和深入，幫助我們揭開心靈的秘密，極大地推動心理學的發展。

參考資料：

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