上丘（superior colliculus）是中脑的一个重要结构，不仅可以调控空间注意以及眼睛的扫视运动，其中层部分还可以改变瞳孔的大小。由于上丘的中层及深层部分也具有整合不同通路信息的功能，相比于单通道刺激，视听双通道刺激应当也能够显著地改变瞳孔大小。
脑与认知科学国家重点实验室蒋毅研究组的科研人员利用瞳孔光反射来系统地研究视听整合对瞳孔的调节机制。瞳孔光反射是指当遇到强光时，瞳孔快速收缩的反应。研究者利用瞳孔振荡的范式，首先以固定频率交替呈现明暗变化的刺激（图1a），从而诱发瞳孔大小的节律性变化（如图2a和图2b所示），然后利用快速傅立叶变换提取这种周期性的瞳孔振荡在该频率上的振幅，并使用这个振幅反映瞳孔光反射的强度（图2c）。然后，研究通过在视觉刺激更亮或更暗的时刻同步呈现一个听觉刺激（图1b,1c），来探讨视听刺激如何影响光反射诱发的瞳孔振荡。
图1. 实验流程示意图
实验1发现，当听觉刺激与更亮的刺激同时呈现时，瞳孔振荡的幅度显著小于只有视觉刺激呈现时（图2c和图2d红色线所示），表明瞳孔光反射受到了视听整合的抑制。实验2换用不同的刺激呈现方式验证了实验1的结果。同时，实验3和实验4分别证明这种视听整合对瞳孔光反射的抑制只有当视觉刺激出现在中央视野时才会发生，并且即使被试在做一个无关任务时，这种抑制效应也仍然存在。研究结果系统地表明视听整合在何种条件下会选择性地改变瞳孔光反射，也为进一步解决多感觉整合作用于瞳孔的神经通路（如通过上丘调节与瞳孔大小相关的交感或副交感通路）提供了新的线索和范式。
图2. 实验1结果
该研究获得国家自然科学基金、心理所青年人才科研启动项目、中国科学院先导专项、前沿科学重点研究项目等的支持。
相关文章已在线发表于Psychophysiology。
论文信息：
Yuan, X., Cheng, Y., & Jiang, Y. Multisensory signals inhibit pupillary light reflex: Evidence from pupil oscillation. Psychophysiology, e13848. doi: https://doi.org/10.1111/psyp.13848
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