《Neuropsychologia》：Pupil Changes to Voluntary and Involuntary Visual Imagery: A Unified Paradigm with Implications for Aphantasia Research
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本研究针对视觉心理意象（Visual Mental Imagery）主观报告易产生偏倚的问题，开发了一种结合瞳孔光反应（PLR）的统一实验范式，以客观评估自主与非自主视觉意象。研究人员通过让50名典型视觉意象能力的参与者分别完成词汇分类任务（诱发非自主意象）和场景想象任务（诱发自主意象），并同步记录其瞳孔大小变化。结果发现，在群体水平上，亮度相关刺激比暗度相关刺激引发更强的瞳孔收缩，成功复现了前人研究。然而，个体间变异巨大，且瞳孔反应差异与主观生动性评分无显著相关，表明当前范式在个体层面的敏感性仍有局限。该研究为开发客观、生理性的视觉意象评估工具提供了重要步骤，并强调未来研究需结合个体水平分析，以推动对典型及非典型意象（如心盲症，Aphantasia）的深入理解。
当我们闭上眼睛，试图在脑海中勾勒一幅日出海滩的景象时，大多数人能够“看到”某种程度的光影和色彩。这种在缺乏外部视觉输入时产生视觉体验的能力，被称为视觉心理意象（Visual Mental Imagery）。长期以来，研究者们认为这种能力在一个连续谱上变化，其核心维度是意象的生动性（Vividness）。然而，另一个同样重要但关注较少的维度是意象的意图控制，即自主（Voluntary）意象与非自主（Involuntary）意象的区别。这种区分具有重要的理论和临床意义，尤其体现在一种名为心盲症（Aphantasia）的认知特质上。心盲症个体报告称自己无法主动地、有意识地产生视觉心理意象，但许多人仍能在梦境或半睡半醒状态中体验到非自主的视觉意象。这一现象支持了自主与非自主视觉意象可能依赖于部分可分离的认知机制的假说。
然而，对视觉意象的研究长期依赖于参与者的内省报告，这些主观测量容易受到个体解释偏差的影响。为了弥补这一局限，近年来研究者开始寻求结合行为、生理和神经影像学等客观方法。其中，瞳孔光反应（Pupillary Light Response, PLR）作为一种生理指标显示出巨大潜力。瞳孔会自发地对感知到或想象到的亮度变化产生反应（想象亮物时瞳孔收缩，想象暗物时瞳孔相对扩张），并且这种反应在很大程度上不受意志控制，因此不易产生反应偏差。先前研究已证实，不仅在主动想象明亮或黑暗场景时瞳孔大小会发生变化，甚至在阅读与亮度相关的词汇时（即使没有明确的意象指令），瞳孔也会产生相应反应，这提示了非自主或自动化意象过程的存在。
尽管PLR已被证明是视觉心理意象的可靠生理相关物，但自主和非自主这两种类型的视觉意象尚未在同一批参与者中使用统一的实验范式进行系统性的比较。此外，PLR作为个体层面意象能力的客观指标的敏感性和可靠性仍有待深入探究，特别是在将其应用于心盲症等非典型人群之前。为了解决这些空白，由Claire Vanbuckhave等人组成的研究团队在《Neuropsychologia》上发表了一项研究，他们开发了一个统一的实验范式，旨在同时评估自主和非自主视觉意象，并探讨瞳孔反应与主观生动性报告在个体层面的关系。
为开展此项研究，研究人员招募了50名具有典型视觉意象能力的参与者。研究采用了两种关键的任务范式：其一是非自主意象任务，改编自Math?t等人的研究，参与者需对呈现的词汇进行动物名词判断，同时记录其瞳孔大小，这些词汇中包含与亮度（如“太阳”）和暗度（如“夜晚”）相关的词，旨在诱发自动化的意象过程；其二是自主意象任务，基于Laeng和Sulutvedt的范式，要求参与者有意识地想象熟悉的明亮或黑暗场景（如“仰望夜空”或“仰望晴朗的天空”）并持续7秒，同时记录瞳孔变化。所有实验在光线昏暗的室内进行，使用EyeLink 1000 Plus眼动仪以1000 Hz的采样率单眼（右眼）记录瞳孔直径。数据预处理遵循Math?t和Vilotijevi?推荐的指南，包括使用三次样条插值重建因眨眼等导致的数据丢失，并将信号降采样至100 Hz进行分析。统计分析采用混合线性模型（Mixed Linear Model）考察亮度条件对平均瞳孔大小的影响，并使用斯皮尔曼秩相关（Spearman’s rank correlation）探究瞳孔反应差异与主观问卷得分（如《意象问卷QMI》的视觉子量表评分）之间的关系。
3.1. 任务1：非自主意象
研究人员首先分析了在词汇判断任务中，亮度相关词和暗度相关词对瞳孔大小的影响。结果发现，在词汇呈现后1000至1500毫秒的时间窗口内，亮度相关词比暗度相关词引发了显著更强的瞳孔收缩。这一效应在控制了可能的混淆因素（如心理努力、情绪效价和心理疲劳）后依然存在。情绪分析显示，亮度词本身带有更积极的情感色彩，但这反而可能削弱而非增强观察到的瞳孔差异。此外，心理疲劳会随着实验进程减弱而非放大亮度条件间的瞳孔大小差异。这些结果表明，观察到的瞳孔调制确实与非自主视觉意象过程相关，而非由一般认知负荷或情绪 arousal 所驱动。
3.2. 任务2：自主意象
在自主意象任务中，参与者被明确要求想象明亮或黑暗的场景。对整个7秒意象阶段的平均瞳孔大小分析显示，想象明亮场景时瞳孔显著小于想象黑暗场景时。这种差异在参与者开始阅读场景描述后不久即出现，并贯穿整个意象阶段。进一步分析表明，该效应不能由参与者自我报告的想象所需努力程度、场景的情绪效价或实验过程中的疲劳所解释。这强有力地支持了自主视觉意象能够调节瞳孔光反应的观点。
3.3. 个体间变异性
尽管在群体水平上取得了显著效应，但研究发现了巨大的个体间变异性。在非自主任务中，仅60%的参与者表现出预期的瞳孔收缩差异（对亮词收缩更强）；在自主任务中，这一比例为74%。只有44%的参与者在两个任务中均表现出预期的效应。值得注意的是，部分参与者甚至表现出与预期相反方向的瞳孔大小变化。
3.4. 与主观报告的相关性
研究人员进一步探究了瞳孔反应差异与主观意象生动性评分之间的关系。虽然《意象问卷（QMI）》的视觉子量表评分与参与者对非自主意象（如梦中意象）的生动性评分呈正相关，并与自主意象任务中的努力程度评分呈负相关，但无论是非自主还是自主任务中诱发的瞳孔大小差异，均未与相应的主观生动性评分显示出显著的相关性。
本研究成功地在典型视觉意象人群中使用统一的瞳孔测量范式，复现了自主和非自主视觉意象均可调节瞳孔光反应的发现。这支持了视觉心理意象作为一种“弱感知”形式的理论，即意象过程在生理层面模拟了实际的视觉处理。
然而，研究结果也揭示了当前范式的局限性。最关键的是，在个体层面，瞳孔反应差异与主观生动性报告之间缺乏显著相关。这可能源于几个方面：首先，常用的主观问卷（如QMI）可能无法完美捕捉纯粹的视觉意象生动性个体差异。其次，瞳孔大小本身受多种认知和生理过程（如注意力、唤醒度、认知负荷）影响，其作为个体层面意象强度指标的敏感性和可靠性可能有限。本研究中观察到的高个体变异性也印证了这一点。
这些发现对心盲症研究具有重要意义。开发能够客观、可靠地在个体水平评估视觉意象的工具，对于理解心盲症的本质至关重要。目前基于主观报告判断心盲症可能存在偏差，而瞳孔测量等生理指标或许能揭示那些个体本身无法意识到的、潜意识的意象加工过程。然而，在将此类范式应用于心盲症群体之前，必须首先在典型人群中进行优化和验证，确保其具有足够的个体水平敏感性。
综上所述，这项研究强调了在视觉意象研究中结合客观生理测量和个体水平分析的重要性。它为推动开发更敏感的评估工具迈出了关键一步，为未来深入探索自主与非自主意象的认知神经机制，特别是心盲症中可能存在的意象能力分离现象，奠定了方法学基础。未来的研究需要继续优化范式，并谨慎地将这些工具应用于非典型人群，以期获得对人类视觉意象更全面、更精确的理解。
