不稳定的注视对阅读和物体追踪的影响及其在阅读困难诊断中的意义

本研究聚焦于不稳定注视对阅读和物体追踪的影响，揭示了慢速阅读者在注视稳定性上的缺陷，并探讨其在阅读困难诊断和干预中的潜在应用。

　　阅读是一项需要高度精准注视控制的视觉任务，不稳定的注视会导致频繁的眼动，从而影响阅读流畅性和物体追踪能力。目前，关于不稳定的注视是否会影响慢速阅读者对移动目标的追踪尚不清楚。为此，瑞士弗里堡大学神经与运动科学系的研究人员开展了一项研究，通过虚拟现实环境中的阅读和物体追踪任务，分析了大量不同阅读速度的参与者的眼动模式。研究发现，慢速阅读者在阅读时表现出更多侵入性的固定眼动，其空间和时间变异性更大，并且在追踪移动目标时效率更低。此外，物体追踪中的追赶眼跳（Catch-up saccades）率和空间变异性与阅读中的固定眼动率和空间变异性相关。该研究结果表明，慢速阅读者的注视稳定性差不仅影响阅读，还会影响其他眼动活动，如物体追踪。这一发现为理解阅读困难的潜在机制提供了新的视角，并为开发基于眼动控制的阅读干预方法提供了理论依据。该研究发表在《Scientific Reports》上。

为了开展这项研究，研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：

1. 虚拟现实（VR）技术：通过虚拟现实头戴式显示器（HMD）收集眼动数据，为参与者提供沉浸式的阅读和物体追踪任务环境。
2. 眼动追踪技术：利用集成在VR设备中的眼动追踪系统，以250Hz的采样率记录参与者的眼动数据。
3. 数据分析方法：运用MATLAB和R软件进行数据预处理和分析，包括眼动信号的平滑处理、微眼跳和追赶眼跳的检测、空间和时间熵的计算等。

研究背景与问题

阅读是人类获取信息的重要方式之一，而注视稳定性对于阅读的流畅性至关重要。不稳定的注视会导致频繁的眼动，从而影响阅读速度和效率。然而，目前尚不清楚这种注视不稳定性是否会影响慢速阅读者对移动目标的追踪能力。此外，阅读困难的诊断和干预一直是教育和医学领域的研究热点，探索注视稳定性与阅读能力之间的关系对于早期发现和干预阅读困难具有重要意义。

研究方法与实验设计

瑞士弗里堡大学的研究人员利用虚拟现实技术，设计了一项包含阅读和物体追踪任务的实验。实验对象为407名美国得克萨斯州立大学的大学生，他们在虚拟环境中完成阅读和追踪移动目标的任务。研究人员通过眼动追踪技术记录了参与者的眼动数据，并分析了其在阅读和追踪任务中的眼动模式。实验中，阅读任务要求参与者阅读约820字符的文本，而追踪任务则要求参与者追踪一个以不同速度水平移动的黑色球体。

研究结果

慢速阅读者的注视不稳定性

研究发现，慢速阅读者在阅读时表现出更多的固定眼动，其空间和时间变异性更大。具体表现为微眼跳率更高，空间熵和时间熵更大，这表明其眼动模式更加复杂且不可预测。此外，慢速阅读者的前向眼跳幅度较小，而回退眼跳比例更高，这进一步影响了阅读效率。

追踪移动目标的能力

在追踪移动目标的任务中，慢速阅读者表现出更高的追赶眼跳率，这表明他们在追踪移动目标时需要更多的矫正性眼跳来维持注视。追赶眼跳的空间变异性也与阅读中的微眼跳空间变异性相关，这一结果表明，慢速阅读者的注视不稳定性不仅影响阅读，还会影响其他需要精确眼动控制的任务。

阅读与追踪任务的关联

研究人员通过主成分分析（PCA）和回归模型进一步探讨了阅读和追踪任务之间的关系。结果显示，阅读中的微眼跳率和空间熵与追踪任务中的追赶眼跳率和空间熵存在显著相关性。这表明，阅读和追踪移动目标可能共享相同的神经控制机制。

研究结论与讨论

本研究揭示了慢速阅读者在阅读和追踪移动目标任务中表现出的共同注视不稳定性特征。这些发现为理解阅读困难的潜在机制提供了新的视角，强调了注视稳定性在阅读和视觉追踪中的重要作用。此外，研究结果还为开发基于眼动控制的阅读干预方法提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索注视稳定性与阅读能力之间的神经机制，以及如何通过改善注视稳定性来提高阅读效率。该研究不仅为阅读困难的诊断和干预提供了新的思路，也为理解人类视觉系统的功能和机制提供了重要的科学依据。