圖片來源：Pexels

原作 Jason S. Tsukahara, Alexander P. Burgoyne, Randall W. Engle

翻譯 許楚楚

編輯 魏瀟

我們(men) 的瞳孔不僅(jin) 僅(jin) 會(hui) 對光線有所反應，它們(men) 還能體(ti) 現一個(ge) 人的喚起（arousal）、興(xing) 趣（interest）或精神耗竭（mental exhaustion）等狀態。美國聯邦調查局（Federal Bureau of Investigation，FBI）甚至使用瞳孔擴張程度來探測一個(ge) 人是否存在欺騙行為(wei) 。如今，我們(men) 在美國佐治亞(ya) 理工學院（Georgia Institute of Technology）的實驗室所進行的研究表明，瞳孔基線大小（baseline pupil size）與(yu) 個(ge) 體(ti) 智力的差異密切相關(guan) 。從(cong) 有關(guan) 推理、注意力和記憶力的測試來看，一個(ge) 人的瞳孔處於(yu) 基線狀態時的直徑越大，他的智商就越高。事實上，通過這三項研究，我們(men) 還發現，在認知測試中得分最高和最低的被試之間，其瞳孔的基線尺寸差異竟大到可以直接通過肉眼觀察到。

這種令人驚訝的聯係，是我們(men) 在研究人們(men) 在記憶任務中所需腦力存在差異性時被發現的。以往，我們(men) 通常用瞳孔的擴張程度來衡量一個(ge) 人在腦力勞動中的努力程度，這一觀點由心理學家 Daniel Kahneman 在 20 世紀 60-70 年代推廣普及。因此，當我們(men) 發現瞳孔基線大小與(yu) 智力之間存在一定關(guan) 係時，我們(men) 其實並不確定它的真實性，或是這一現象到底意味著什麽(me) 。

出於(yu) 好奇，我們(men) 從(cong) 美國亞(ya) 特蘭(lan) 大市（Atlanta）招募了 500 多名年齡 18 到 35 歲的誌願者，展開了幾項規模更大的研究。我們(men) 用眼動儀(yi) 測量了這些被試的瞳孔大小，這種設備可以利用高性能相機和電腦捕捉瞳孔和角膜反射光線，從(cong) 而獲得相關(guan) 數據。我們(men) 測量了參與(yu) 者在休息時注視空白電腦屏幕長達 4 分鍾的瞳孔尺寸。在此期間，眼動儀(yi) 一直在記錄著數據，這讓我們(men) 可以計算出每個(ge) 參與(yu) 者的平均瞳孔大小。

需要明確的一點是，瞳孔大小指的是眼睛中央黑色圓孔的直徑，它的範圍從(cong) 2 毫米到 8 毫米不等。瞳孔被稱為(wei) 虹膜（iris）的彩色區域包圍著，其中，虹膜負責控製瞳孔的縮放。除此之外，由於(yu) 明亮的光線會(hui) 使瞳孔收縮，因此我們(men) 讓所有被試所在的實驗室都保持在一個(ge) 昏暗的狀態。

接下來，被試們(men) 完成了一係列認知測試，這些測試旨在衡量其“流體(ti) 智力”（fluid intelligence，即通過推理解決(jue) 新問題的能力），“工作記憶能力”（working memory capacity，即在短時間內(nei) 記住信息的能力），和“注意力控製”（attention control，即在被幹擾和被幹涉的環境中集中注意力的能力）。

舉(ju) 例來說，在注意力控製的測試環節中，被試必須忍住不去看電腦屏幕一側(ce) 閃爍的加粗星號，而是迅速向相反的方向看，去識別一個(ge) 英文字母。由於(yu) 這個(ge) 字母會(hui) 在瞬間消失，所以即使參與(yu) 者僅(jin) 僅(jin) 是對著閃爍的星號做一個(ge) 短時間的掃視，也極有可能因此錯過這個(ge) 字母。雖然人類已學會(hui) 利用周邊視覺（peripheral vision）對看到的物體(ti) 做出反應，且這項技能曾讓我們(men) 能夠有效發現捕食者或獵物，但此次任務卻是要求參與(yu) 者將注意力從(cong) 閃爍的星號轉移到字母上。

我們(men) 發現，更大的瞳孔基線尺寸與(yu) 更高的流體(ti) 智力、注意力控製能力有關(guan) （也與(yu) 工作記憶能力有輕微的相關(guan) 性），這表明大腦和眼睛之間存在著一種奇妙的關(guan) 聯。有趣的是，瞳孔大小與(yu) 年齡呈負相關(guan) ：年齡較大的參與(yu) 者，其瞳孔往往更小、更狹窄。不過，對年齡進行標準化後，上述瞳孔大小和認知能力之間的關(guan) 聯仍然存在。

但為(wei) 什麽(me) 瞳孔大小會(hui) 和智力有關(guan) 呢？在回答這個(ge) 問題之前，我們(men) 需要了解我們(men) 的大腦中到底發生了什麽(me) 。首先，瞳孔的大小與(yu) 藍斑（locus coeruleus）的活動有關(guan) 。藍斑是位於(yu) 腦幹（brain stem）上部的一個(ge) 神經核團，其與(yu) 大腦的其他部分有著影響深遠的神經連接。其次，藍斑會(hui) 釋放去甲腎上腺素（norepinephrine）。去甲腎上腺素在大腦和身體(ti) 中既是一種神經遞質，也是一種激素，它能夠調節諸如感知、注意力、學習(xi) 和記憶等過程。此外，藍斑還有助於(yu) 使大腦活動維持在一種井然有序的狀態下，使大腦的不同區域可以協同工作，以完成具有挑戰性的任務和目標。藍斑的功能障礙以及由此導致的係統性大腦活動的崩潰，與(yu) 多種疾病有關(guan) ，其中包括阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease）和注意缺陷多動障礙（attention deficit hyperactivity disorder）。事實上，這種對大腦活動的組織安排功能非常重要，以至於(yu) 大腦會(hui) 消耗大部分的能量用於(yu) 維持其正常運行，哪怕在此期間我們(men) 什麽(me) 都不做，譬如僅(jin) 僅(jin) 隻是連續盯著空白的電腦屏幕看個(ge) 幾分鍾，也是如此。

另外，還有這樣一種假說：在休息時瞳孔更大的人，藍斑對其大腦活動的調節能力也更強，這對認知功能和休息狀態下的大腦功能而言是件好事。當然，還需要進一步的研究來探索這種可能性，並確定為(wei) 什麽(me) 較大的瞳孔與(yu) 更高的流體(ti) 智力和注意力控製有關(guan) 。但很明顯的是，事情遠不止我們(men) 眼前所見。

原文鏈接：

https://www.scientificamerican.com/article/pupil-size-is-a-marker-of-intelligence/


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情