中國造最高精度眼動儀助力SCIENCE意識研究論文發(fā)表
探究人類意識的生物學基礎是現(xiàn)代科學中最前沿和最重要的問題之一。4月4日，國際頂級學術期刊《科學》（Science）在線發(fā)布了北京師范大學和中國人民解放軍總醫(yī)院等單位科研人員的研究成果，揭示了傳統(tǒng)上被認為只是“二傳手”的丘腦，實則在人類意識體驗中扮演了“門控”等關鍵作用。該成果被《科學》雜志文章審稿人稱贊為“里程碑式的”、“令人激動的發(fā)現(xiàn)”。
《科學》雜志網(wǎng)站截圖
值得關注的是，本次使用了成都集思鳴智科技有限公司自主研發(fā)的“EM2000C”系列高精度眼動追蹤系統(tǒng)，據(jù)悉該款眼動儀采樣率超過了1000HZ，為國際先進水平，打破了國外壟斷，首次出現(xiàn)在CNS頂級期刊論文。試驗中受試者觀看經(jīng)過特殊處理的“雙眼競爭”圖像：左眼接收動態(tài)變化的幾何圖案；右眼呈現(xiàn)持續(xù)閃爍的棋盤格，要求實時報告意識主導的圖像類型，這種設計能分離客觀視覺輸入與主觀意識體驗，堪稱意識研究的“黃金標準”，而在此項研究中，需要實時監(jiān)測眼球位置，進行校準和注意力監(jiān)測，排除因眼球移動導致視覺信息錯位和識別微小的注視點變化，僅在穩(wěn)定注視時觸發(fā)腦電信號，有效避免了數(shù)據(jù)污染。對于需要視覺輸入輸出信號的意識相關研究，高精度眼動儀是非常必要的基礎設施。
“EM2000C”系列高精度眼動追蹤系統(tǒng)
該論文通訊作者、北京師范大學，同時也是集思鳴智創(chuàng)始人，首席科學家張鳴沙教授介紹，當前，在意識的生物學基礎研究中，主流理論通常假定大腦皮層為產生意識體驗最重要的區(qū)域，而丘腦等腦深部的皮層下結構，并不直接貢獻于特定的意識體驗。這一觀點受到來自解剖學和神經(jīng)影像學研究的挑戰(zhàn)，然而，由于研究技術限制一直未得到有效驗證。
為解決之前的研究瓶頸，張鳴沙及合作者設計了一種新的視覺意識任務范式。在遵守倫理規(guī)范的前提下，團隊將5名因臨床治療需要已在腦內植入電極的患者作為被試。研究中，將某種圖像信號的刺激強度調試在被試的視覺感知閾值附近，同一被試者面對同樣的視覺刺激，有可能看得見，也有可能看不見，當被試報告看到時，則可認為意識參與其中。在此范式下，研究者發(fā)現(xiàn)人類大腦中丘腦高級核團，在意識體驗的形成中起重要的“門控”作用。張鳴沙表示，“該成果有望助力臨床上意識障礙患者的干預治療，還能為類腦AI研發(fā)提供新思路。”
使用“EM2000C”系列高精度眼動追蹤系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)
“中國造”高精度眼動追蹤系統(tǒng)在該研究中通過毫秒級行為捕捉、多模態(tài)數(shù)據(jù)融合等發(fā)揮關鍵作用。“這套設備的性能指標達到國際領先水平，采樣率達到1000Hz，空間分辨率≤0.025°，可捕捉傳統(tǒng)設備難以檢測的亞毫米級眼動變化，據(jù)我們了解，國內目前沒有其他團隊的高精度眼動儀能夠做到這個水平。”成都集思鳴智科技有限公司總經(jīng)理鄧甜介紹，該產品已助力眾多科研機構在《科學》《自然·神經(jīng)科學》《eLife》等國際學術期刊發(fā)表10余項科研成果，同時這些成果很多也已經(jīng)轉化落地，比如基于眼動的認知障礙，帕金森，抑郁癥，ADHD等的篩查和輔助診斷，團隊目前也積累了國內最大規(guī)模的，最高水平的眼動數(shù)據(jù)庫，未來必將產生更多的科研成果和產業(yè)轉化。
（成都集思鳴智供圖）
