瞳孔越大,智力越高:眼睛与大脑的关系比你想象中复杂

作者: 科研圈

来源: 科研圈

发布日期: 2021-06-12

一项新研究表明,一个人的瞳孔处于基线状态时的直径越大,他的智商就越高。这可能与我们的大脑中控制瞳孔活动的区域有关。研究还发现,更大的瞳孔基线尺寸与更高的流体智力、注意力控制能力有关,这表明大脑和眼睛之间存在着一种奇妙的关联。

一项新研究表明,一个人的瞳孔处于基线状态时的直径越大,他的智商就越高。这可能与我们的大脑中控制瞳孔活动的区域有关。我们的瞳孔不仅仅会对光线有所反应,它们还能体现一个人的唤起、兴趣或精神耗竭等状态。美国联邦调查局甚至使用瞳孔扩张程度来探测一个人是否存在欺骗行为。如今,我们在美国佐治亚理工学院的实验室所进行的研究表明,瞳孔基线大小与个体智力的差异密切相关。

从有关推理、注意力和记忆力的测试来看,一个人的瞳孔处于基线状态时的直径越大,他的智商就越高。事实上,通过这三项研究,我们还发现,在认知测试中得分最高和最低的被试之间,其瞳孔的基线尺寸差异竟大到可以直接通过肉眼观察到。这种令人惊讶的联系,是我们在研究人们在记忆任务中所需脑力存在差异性时被发现的。

以往,我们通常用瞳孔的扩张程度来衡量一个人在脑力劳动中的努力程度,这一观点由心理学家 Daniel Kahneman 在 20 世纪 60-70 年代推广普及。因此,当我们发现瞳孔基线大小与智力之间存在一定关系时,我们其实并不确定它的真实性,或是一现象到底意味着什么。出于好奇,我们从美国亚特兰大市招募了 500 多名年龄 18 到 35 岁的志愿者,展开了几项规模更大的研究。

我们用眼动仪测量了这些被试的瞳孔大小,这种设备可以利用高性能相机和电脑捕捉瞳孔和角膜反射光线,从而获得相关数据。我们测量了参与者在休息时注视空白电脑屏幕长达 4 分钟的瞳孔尺寸。在此期间,眼动仪一直在记录着数据,这让我们可以计算出每个参与者的平均瞳孔大小。需要明确的一点是,瞳孔大小指的是眼睛中央黑色圆孔的直径,它的范围从 2 毫米到 8 毫米不等。

瞳孔被称为虹膜的彩色区域包围着,其中,虹膜负责控制瞳孔的缩放。除此之外,由于明亮的光线会使瞳孔收缩,因此我们让所有被试所在的实验室都保持在一个昏暗的状态。接下来,被试们完成了一系列认知测试,这些测试旨在衡量其“流体智力”、“工作记忆能力”和“注意力控制”。我们发现,更大的瞳孔基线尺寸与更高的流体智力、注意力控制能力有关(也与工作记忆能力有轻微的相关性),这表明大脑和眼睛之间存在着一种奇妙的关联。

有趣的是,瞳孔大小与年龄呈负相关:年龄较大的参与者,其瞳孔往往更小、更狭窄。不过,对年龄进行标准化后,上述瞳孔大小和认知能力之间的关联仍然存在。但为什么瞳孔大小会和智力有关呢?在回答这个问题之前,我们需要了解我们的大脑中到底发生了什么。首先,瞳孔的大小与蓝斑的活动有关。蓝斑是位于脑干上部的一个神经核团,其与大脑的其他部分有着影响深远的神经连接。其次,蓝斑会释放去甲肾上腺素。

去甲肾上腺素在大脑和身体中既是一种神经递质,也是一种激素,它能够调节诸如感知、注意力、学习和记忆等过程。此外,蓝斑还有助于使大脑活动维持在一种井然有序的状态下,使大脑的不同区域可以协同工作,以完成具有挑战性的任务和目标。蓝斑的功能障碍以及由此导致的系统性大脑活动的崩溃,与多种疾病有关,其中包括阿尔茨海默病和注意缺陷多动障碍。

事实上,这种对大脑活动的组织安排功能非常重要,以至于大脑会消耗大部分的能量用于维持其正常运行,哪怕在此期间我们什么都不做,譬如仅仅只是连续盯着空白的电脑屏幕看个几分钟,也是如此。另外,还有这样一种假说:在休息时瞳孔更大的人,蓝斑对其大脑活动的调节能力也更强,这对认知功能和休息状态下的大脑功能而言是件好事。

当然,还需要进一步的研究来探索这种可能性,并确定为什么较大的瞳孔与更高的流体智力和注意力控制有关。但很明显的是,事情远不止我们眼前所见。

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