閱讀過程中首輪平均注視時間的個體差異與靜息態功能連接有關

【資料簡介】

 

 

眼動（eye movement）是閱讀中重要的行為之一。研究表明，人們在閱讀中的眼動存在個體差異，但學界尚不清楚其神經關聯。中國行為科學重點實驗室研究員李興珊課題組針對該問題進行了研究，利用眼動追蹤和靜息態磁共振成像技術，探究個體在篇章閱讀中的首輪平均注視時間與個體靜息態功能連接間的關聯。

首輪平均注視時間（first-pass fixation duration）是指讀者在首輪閱讀中所有注視的平均時長，是反映個體閱讀中眼動差異的重要指標。已有研究發現，首輪注視至少與四個認知成分有關，包括早期視覺加工（early visual processing）、詞匯識別（word identification）、注意轉移（attention shifts）和眼球運動控制（oculomotor control）。靜息態功能連接（resting-state functional connectivity）是指在無任務狀態下不同腦區間血氧信號變化的相關。已有研究表明，靜息態功能連接的個體差異與任務狀態下的腦及行為指標的個體差異均存在較強關聯。

研究人員收集了49名被試的靜息態功能磁共振（resting-state fMRI）數據，并記錄了他們在一個語篇閱讀任務中的眼動。基于現有的閱讀眼動模型（如CRM模型）及認知神經科學領域的已有研究，研究人員將初級視覺皮層（early visual network）、視覺詞形區（visual word form area）和眼動控制網絡/背側注意網絡（包括雙側額葉眼動區、雙側頂下溝及輔助眼動區）定義為興趣區，進而考察靜息態功能連接與首輪平均注視時間的關系。研究發現，三個興趣區兩兩之間的靜息態功能連接均與首輪平均注視時間正相關；三個興趣區間的靜息態功能連接總體上能夠解釋首輪平均注視時間個體差異的約四分之一的變異，提示二者間存在較強

研究人員認為，上述結果提示了注視時長可能對相關腦區的靜息態功能連接具有一定的塑造作用。具體來說，這主要與兩類已知的機制有關：閱讀和眼動控制的相關腦區普遍存在time-on-task效應，即對于一次注視，注視時間越長，其所誘發的腦激活越強；腦區間的同步激活可通過赫布學習機制對靜息態功能連接產生長時影響，即若在一項任務中多個腦區同時得到激活，則該任務的重復執行會提高相關腦區間的靜息態功能連接。研究人員據此推測，較長的首輪平均注視時間在相關腦區誘發的腦激活更強，通過赫布學習對靜息態功能連接的影響也更強，從而導致在個體上二者的正相關關系。