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我们的眼睛在不断运动。眼睛落向何处受到内部认知状态的影响,因此,眼球运动成为少数能够无创观察该状态的窗口之一。然而,在自然观看情境下,瞬时眼球运动如何对应于人类神经元群体活动,目前仍缺乏充分刻画。我们分析了一个公开的颅内电生理数据集,其中14名接受神经外科手术的患者在同步进行眼动追踪和神经元活动记录的情况下观看了一部时长8分钟的电影。研究将来自前扣带皮层、辅助运动区前部、杏仁核、海马和腹内侧前额叶皮层的814个神经元的单神经元活动汇集为一个分布式群体,并将其与由瞳孔大小、扫视频率和注视持续时间共同构成的联合眼球运动状态联系起来。通过对群体活动进行交叉验证的多变量分析,我们发现神经元群体与联合眼球运动状态之间存在群体水平的耦合(留出数据上的平均典型相关系数 r = 0.145;单样本 t 检验 p = 0.0003;14名受试者中有9名达到个体显著性)。这种耦合主要由扫视动力学(r = 0.141)和瞳孔大小(r = 0.094)所驱动,而注视持续时间的贡献仅处于边缘水平(r = 0.041)。在单神经元层面,结果则有所不同:与眼球运动耦合的神经元数量多于随机情况下的预期,但这种耦合非常微弱,几乎没有神经元能够在多重比较校正后保持显著。对这些神经元进行联合解码时,同一批弱耦合细胞却整合为一个可靠的群体维度;移除任何单个脑区均未显著削弱该维度。这一模式更符合一种分布式且具有冗余性的组织方式,而非由少数强耦合细胞构成的组织方式。总而言之,眼动追踪为观察人类群体水平神经状态提供了一个无创窗口。
自然主义电影观看过程中人类单神经元记录揭示注意动态的群体编码|bioRxiv
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# 自然主义电影观看过程中人类单神经元记录揭示注意动态的群体编码
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Carlo Cerquetella
,
Salman Ehtesham Qasim
doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.08.748346
Carlo Cerquetella 罗格斯大学
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通讯作者: carlo.cerquetella{at}rutgers.edu
Salman Ehtesham Qasim 罗格斯大学
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## 摘要
我们的眼睛始终处于运动之中。视线落点受到内部认知状态的影响,因此,眼动为观察这一状态提供了一扇罕见且无创的窗口。然而,在自然观看过程中,瞬时眼动如何对应于人类神经群体活动,目前仍缺乏充分表征。我们分析了一个公开的颅内记录数据集,其中14名接受神经外科手术的患者在同步进行眼动追踪和神经元活动记录的情况下观看了一部时长8分钟的电影。我们将来自前扣带皮层、前辅助运动区、杏仁核、海马和腹内侧前额叶皮层的814个神经元的单神经元活动汇聚为一个分布式群体,并将其与一个联合眼动状态联系起来,该状态由瞳孔大小、扫视速率和注视持续时间共同构成。通过对群体活动进行交叉验证的多变量分析,我们发现神经群体与联合眼动状态之间存在组水平耦合(留出数据上的平均典型相关系数 r = 0.145;单样本 t 检验 p = 0.0003;14名受试者中有9名达到个体水平的显著性)。这种耦合主要由扫视动态(r = 0.141)和瞳孔大小(r = 0.094)所承载,而注视持续时间的贡献仅处于边缘水平(r = 0.041)。在单神经元层面,结果则有所不同:与眼动耦合的神经元数量高于随机情况下的预期,但其耦合强度非常微弱,几乎没有神经元能够在多重比较校正后保持显著。对这些神经元进行联合读出时,同一批弱耦合细胞却一致地形成了一个可靠的群体维度;移除任何单个脑区均未使该维度显著减弱。这一模式更符合一种分布式、冗余性的组织结构,而非由少量强耦合细胞构成的组织结构。总而言之,眼动追踪为观察人类群体水平的神经状态提供了一个无创窗口。
## 利益冲突声明
## 脚注
https://dandiarchive.org/dandiset/000623
https://github.com/rutishauserlab/bmovie-release-NWB-BIDS/tree/main
## 资助者信息声明
美国国立卫生研究院共同基金, https://ror.org/001d55x84 ,R00MH132873-04
## 版权
本预印本的。
本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可 公开提供。
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发表于 2026年9月9日。
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