微眼动方向与速率在注意调控和运动规划中的差异性表征机制研究

本研究通过高精度眼动追踪技术，首次揭示微眼动(microsaccades)在空间隐蔽注意(covert attention)与运动规划(motor planning)任务中呈现差异化调制模式：注意任务中微眼动方向偏向注意位置且速率与检测反应时(RT)相关，而运动规划阶段无方向性偏转且速率恒定。该发现为注意与运动系统的神经机制分离提供了新证据，发表于《Scientific Reports》。

　　

在视觉认知领域，一个长期存在的核心争议是：空间注意的调控机制与运动规划系统究竟是共享神经基础还是独立运作？传统"前运动理论"认为两者不可分割，但近年神经科学研究却提出质疑。这一争论不仅涉及基础神经科学问题，更对理解人类如何协调感知与行动具有深远意义。意大利博洛尼亚大学与美国罗切斯特大学的研究团队另辟蹊径，选择微眼动(microsaccades)——这种常在注视期间发生的、幅度小于0.5°的微小眼跳作为观测窗口，通过精巧设计的双实验范式，首次系统比较了隐蔽注意与运动规划对微眼动的差异化调控模式。相关成果发表在《Scientific Reports》上，为解析注意与运动系统的功能独立性提供了全新行为证据。

研究采用数字双浦肯野像(dDPI)眼动追踪技术(分辨率达1弧分)监测14名健康受试者的眼球运动。实验1为知觉检测任务(80%有效线索)，要求被试在保持注视时通过中央颜色线索转移隐蔽注意至外周目标；实验2采用相同时空线索但100%有效性，增加运动规划阶段(听觉提示计划伸手或眼跳动作)。通过时间分辨的微眼动方向分类与速率分析，结合统计参数映射(SPM)方法，揭示了两种认知状态下微眼动动力学的本质差异。

【微眼动速率在运动规划期间保持恒定】结果显示，知觉检测任务中微眼动速率呈现典型波动：刺激出现后150ms抑制→200ms峰值→线索末期逐渐抑制。而在运动规划实验，尽管前两阶段相同，线索末期的抑制显著减弱(SPM方差分析F>18.069,p<0.001)，速率稳定在1次/秒。特别值得注意的是，无论是伸手还是眼跳规划，微眼动速率均无差异(F<1.76,p>0.05)，表明运动预期类型不影响微眼动生成。

【注意相关的微眼动方向偏转在运动规划中消失】将微眼动按方向分为"朝向线索"(Toward)、"背离线索"(Away)和"垂直"(Other)三类后发现：注意任务中在线索呈现后240-340ms出现显著朝向偏转(朝向vs背离F>11.927,p=0.009)；而运动规划实验虽出现更早的偏转(160-260ms)，但在实际运动规划阶段(无论伸手或眼跳)，朝向偏转完全消失(F<8.99,p>0.05)。这种分离现象强烈提示，运动规划阶段的注意参与(若存在)并不驱动微眼动方向重组。

【微眼动方向-反应时关系存在任务特异性】知觉任务中，当微眼动方向与目标一致时，检测反应时显著缩短(385.39±76.81ms vs 397.11±80.98ms,p=0.029)；而运动规划任务中，微眼动方向与运动反应时无显著关联。更引人注目的是，跨被试分析显示仅注意任务的方向线索期存在微眼动速率与反应时的强负相关(R²
=0.68,p=0.022)，说明微眼动速率可作为注意调控效能的特异性指标。

这项研究通过微眼动这一独特行为标记，为注意与运动系统的功能分离提供了创新性证据。其核心发现在于：当认知系统处理纯空间注意任务时，微眼动表现出明确的方向偏转和速率调制，且与行为表现相关；而一旦转为运动规划模式，尽管空间信息相同，这些特征性模式立即消失。这种"认知状态依赖的微眼动解耦"现象，有力支持了注意调控与运动规划可能存在独立神经机制的观点。研究团队特别指出，线索有效性(80% vs 100%)可能导致偏转时程差异，但无法解释运动规划阶段方向偏转的完全缺失。技术层面，采用听觉提示规避视觉干扰、通过dDPI实现亚像素级眼动追踪等方法，确保了数据可靠性。

该成果对理解神经退行性疾病(如帕金森病)中的注意-运动分离现象、开发新型眼动诊断标记具有潜在价值。未来研究可拓展至自然视觉场景，并结合神经调控技术进一步验证微眼动与不同认知状态的因果关联。正如研究者强调的，微眼动或许更多反映"空间坐标编码"而非注意本身，这一见解为重新审视半个世纪来的注意理论提供了全新视角。