俗話說，“眼睛是心靈的窗戶”，但新的研究表明，它們也可能是大腦的窗戶。
我們的瞳孔不僅僅對光線做出反應。它們表明了興奮、興趣或精神疲憊。聯邦調查局甚至使用瞳孔放大來檢測欺騙行為。現在，我們在佐治亞理工學院實驗室進行的工作表明，基線瞳孔大小與智力的個體差異密切相關。瞳孔越大，透過推理、注意力和記憶力測試測量的智力就越高。事實上，在三項研究中，我們發現認知測試得分最高的人和得分最低的人之間的基線瞳孔大小差異足夠大，肉眼即可察覺。
我們在研究人們完成記憶任務時使用的腦力差異時，首次發現了這種令人驚訝的關係。我們使用瞳孔放大作為努力程度的指標，這是心理學家丹尼爾·卡尼曼在 1960 年代和 1970 年代推廣的一種技術。當我們發現基線瞳孔大小與智力之間存在關係時，我們不確定這是真的還是意味著什麼。
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
出於好奇，我們進行了幾項大規模研究，招募了 500 多名來自亞特蘭大社群的 18 至 35 歲的人。我們使用眼動追蹤儀測量參與者的瞳孔大小，這是一種使用高功率相機和計算機捕捉瞳孔和角膜反射光的裝置。我們測量了參與者在休息時盯著空白電腦螢幕長達四分鐘的瞳孔。在此期間，眼動追蹤儀一直在記錄。然後，我們使用追蹤儀計算出每位參與者的平均瞳孔大小。
需要明確的是，瞳孔大小是指眼睛中心黑色圓形孔徑的直徑。它的範圍可以從大約兩毫米到八毫米。瞳孔周圍是稱為虹膜的彩色區域，虹膜負責控制瞳孔的大小。瞳孔會因強光等因素而收縮，因此我們讓所有參與者的實驗室都保持昏暗。
在實驗的下一部分，參與者完成了一系列旨在測量“流體智力”（推理新問題的能力）、“工作記憶容量”（在一段時間內記住資訊的能力）和“注意力控制”（在分心和干擾中集中注意力的能力）的認知測試。
作為一個注意力控制測試的例子，參與者必須抵制看向電腦螢幕一側粗體閃爍的星號，而是迅速看向相反的方向以識別一個字母。字母會在瞬間消失，因此即使是短暫地看向閃爍的星號也可能導致錯過字母。人類天生就對透過周邊視覺的物體做出反應——這曾經讓我們能夠發現捕食者或獵物——但這項任務要求參與者將注意力從閃爍的星號轉移到字母上。
我們發現，較大的基線瞳孔大小與更高的流體智力、注意力控制以及較小程度的工作記憶容量相關——這表明大腦和眼睛之間存在著迷人的關係。有趣的是，瞳孔大小與年齡呈負相關：年齡較大的參與者往往瞳孔較小、收縮較明顯。然而，一旦按年齡標準化，瞳孔大小與認知能力之間的關係仍然存在。
但是，為什麼瞳孔大小與智力相關呢？要回答這個問題，我們需要了解大腦中發生了什麼。瞳孔大小與藍斑的活動有關，藍斑是位於上腦幹的核團，與大腦的其餘部分有廣泛的神經連線。藍斑釋放去甲腎上腺素，去甲腎上腺素在大腦和身體中既充當神經遞質又充當激素，它調節諸如感知、注意力、學習和記憶等過程。它還有助於維持大腦活動的健康組織，以便遙遠的大腦區域可以協同工作以完成具有挑戰性的任務和目標。藍斑功能障礙以及由此導致的組織化大腦活動的崩潰與多種疾病有關，包括阿爾茨海默病和注意力缺陷多動障礙。事實上，活動的組織性非常重要，以至於大腦將其大部分能量用於維持它，即使在我們什麼都不做的時候——例如當我們盯著空白電腦螢幕數分鐘時。
一種假設是，靜息狀態下瞳孔較大的人對藍斑活動的調節能力更強，這有益於認知表現和靜息狀態下的腦功能。還需要更多的研究來探索這種可能性，並確定為什麼較大的瞳孔與更高的流體智力和注意力控制有關。但很明顯，這裡發生的事情比眼睛看到的要多得多。