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圖片來(lái)源：Pexels

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

翻譯 許楚楚

編輯 魏瀟

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我們的瞳孔不僅僅會(huì)對(duì)光線有所反應(yīng)，它們還能體現(xiàn)一個(gè)人的喚起（arousal）、興趣（interest）或精神耗竭（mental exhaustion）等狀態(tài)。美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局（Federal Bureau of Investigation，F(xiàn)BI）甚至使用瞳孔擴(kuò)張程度來(lái)探測(cè)一個(gè)人是否存在欺騙行為。如今，我們?cè)诿绹?guó)佐治亞理工學(xué)院（Georgia Institute of Technology）的實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行的研究表明，瞳孔基線大?。╞aseline pupil size）與個(gè)體智力的差異密切相關(guān)。從有關(guān)推理、注意力和記憶力的測(cè)試來(lái)看，一個(gè)人的瞳孔處于基線狀態(tài)時(shí)的直徑越大，他的智商就越高。事實(shí)上，通過(guò)這三項(xiàng)研究，我們還發(fā)現(xiàn)，在認(rèn)知測(cè)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(guò)肉眼觀察到。

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這種令人驚訝的聯(lián)系，是我們?cè)谘芯咳藗冊(cè)谟洃浫蝿?wù)中所需腦力存在差異性時(shí)被發(fā)現(xiàn)的。以往，我們通常用瞳孔的擴(kuò)張程度來(lái)衡量一個(gè)人在腦力勞動(dòng)中的努力程度，這一觀點(diǎn)由心理學(xué)家 Daniel Kahneman 在 20 世紀(jì) 60-70 年代推廣普及。因此，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)瞳孔基線大小與智力之間存在一定關(guān)系時(shí)，我們其實(shí)并不確定它的真實(shí)性，或是這一現(xiàn)象到底意味著什么。

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出于好奇，我們從美國(guó)亞特蘭大市（Atlanta）招募了 500 多名年齡 18 到 35 歲的志愿者，展開了幾項(xiàng)規(guī)模更大的研究。我們用眼動(dòng)儀測(cè)量了這些被試的瞳孔大小，這種設(shè)備可以利用高性能相機(jī)和電腦捕捉瞳孔和角膜反射光線，從而獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。我們測(cè)量了參與者在休息時(shí)注視空白電腦屏幕長(zhǎng)達(dá) 4 分鐘的瞳孔尺寸。在此期間，眼動(dòng)儀一直在記錄著數(shù)據(jù)，這讓我們可以計(jì)算出每個(gè)參與者的平均瞳孔大小。

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需要明確的一點(diǎn)是，瞳孔大小指的是眼睛中央黑色圓孔的直徑，它的范圍從 2 毫米到 8 毫米不等。瞳孔被稱為虹膜（iris）的彩色區(qū)域包圍著，其中，虹膜負(fù)責(zé)控制瞳孔的縮放。除此之外，由于明亮的光線會(huì)使瞳孔收縮，因此我們讓所有被試所在的實(shí)驗(yàn)室都保持在一個(gè)昏暗的狀態(tài)。

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接下來(lái)，被試們完成了一系列認(rèn)知測(cè)試，這些測(cè)試旨在衡量其“流體智力”（fluid intelligence，即通過(guò)推理解決新問(wèn)題的能力），“工作記憶能力”（working memory capacity，即在短時(shí)間內(nèi)記住信息的能力），和“注意力控制”（attention control，即在被干擾和被干涉的環(huán)境中集中注意力的能力）。

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舉例來(lái)說(shuō)，在注意力控制的測(cè)試環(huán)節(jié)中，被試必須忍住不去看電腦屏幕一側(cè)閃爍的加粗星號(hào)，而是迅速向相反的方向看，去識(shí)別一個(gè)英文字母。由于這個(gè)字母會(huì)在瞬間消失，所以即使參與者僅僅是對(duì)著閃爍的星號(hào)做一個(gè)短時(shí)間的掃視，也極有可能因此錯(cuò)過(guò)這個(gè)字母。雖然人類已學(xué)會(huì)利用周邊視覺（peripheral vision）對(duì)看到的物體做出反應(yīng)，且這項(xiàng)技能曾讓我們能夠有效發(fā)現(xiàn)捕食者或獵物，但此次任務(wù)卻是要求參與者將注意力從閃爍的星號(hào)轉(zhuǎn)移到字母上。

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我們發(fā)現(xiàn)，更大的瞳孔基線尺寸與更高的流體智力、注意力控制能力有關(guān)（也與工作記憶能力有輕微的相關(guān)性），這表明大腦和眼睛之間存在著一種奇妙的關(guān)聯(lián)。有趣的是，瞳孔大小與年齡呈負(fù)相關(guān)：年齡較大的參與者，其瞳孔往往更小、更狹窄。不過(guò)，對(duì)年齡進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，上述瞳孔大小和認(rèn)知能力之間的關(guān)聯(lián)仍然存在。

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但為什么瞳孔大小會(huì)和智力有關(guān)呢？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們需要了解我們的大腦中到底發(fā)生了什么。首先，瞳孔的大小與藍(lán)斑（locus coeruleus）的活動(dòng)有關(guān)。藍(lán)斑是位于腦干（brain stem）上部的一個(gè)神經(jīng)核團(tuán)，其與大腦的其他部分有著影響深遠(yuǎn)的神經(jīng)連接。其次，藍(lán)斑會(huì)釋放去甲腎上腺素（norepinephrine）。去甲腎上腺素在大腦和身體中既是一種神經(jīng)遞質(zhì)，也是一種激素，它能夠調(diào)節(jié)諸如感知、注意力、學(xué)習(xí)和記憶等過(guò)程。此外，藍(lán)斑還有助于使大腦活動(dòng)維持在一種井然有序的狀態(tài)下，使大腦的不同區(qū)域可以協(xié)同工作，以完成具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)和目標(biāo)。藍(lán)斑的功能障礙以及由此導(dǎo)致的系統(tǒng)性大腦活動(dòng)的崩潰，與多種疾病有關(guān)，其中包括阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease）和注意缺陷多動(dòng)障礙（attention deficit hyperactivity disorder）。事實(shí)上，這種對(duì)大腦活動(dòng)的組織安排功能非常重要，以至于大腦會(huì)消耗大部分的能量用于維持其正常運(yùn)行，哪怕在此期間我們什么都不做，譬如僅僅只是連續(xù)盯著空白的電腦屏幕看個(gè)幾分鐘，也是如此。

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另外，還有這樣一種假說(shuō)：在休息時(shí)瞳孔更大的人，藍(lán)斑對(duì)其大腦活動(dòng)的調(diào)節(jié)能力也更強(qiáng)，這對(duì)認(rèn)知功能和休息狀態(tài)下的大腦功能而言是件好事。當(dāng)然，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)探索這種可能性，并確定為什么較大的瞳孔與更高的流體智力和注意力控制有關(guān)。但很明顯的是，事情遠(yuǎn)不止我們眼前所見。

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原文鏈接：

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


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