国内研究团队利用EyeLink眼动仪揭示精神分裂症患者自发性注视扫视的时空异常及其与阳性症状和认知症状的相关性

本文介绍来自上海市精神卫生中心研究团队利用EyeLink眼动仪发表在国际知名期刊《Schizophrenia Bulletin 》，5年影响因子：9.128分，精神分裂症患者自发性注视扫视的时空异常及其与阳性症状和认知症状的相关性。

背景与假设

视觉注视是一个动态的过程，伴随着微扫视和自然扫视的过程。这些注视性扫视对皮层下-小脑回路的结构和功能改变较敏感。鉴于功能障碍的皮层-皮层下-小脑回路有助于精神分裂症的认知和行为障碍，我们假设精神分裂症患者会表现出异常的注视扫视，这些异常将与临床表现相关。

实验设计

在10个独立的6秒稳定注视实验中，记录了140名进行初步治疗首次发作精神分裂症患者和160名年龄匹配的健康对照者的扫视。使用阳性和阴性症状量表（PANSS）评估阳性和阴性症状。认知能力采用精神分裂症共识认知成套测验（MCCB）中提高认知能力的测量和治疗研究进行评估。

在临床评估后1天内，通过使用高分辨率视频眼动仪（EyeLink 1000，SR Research，Canada）以1000Hz的采样率记录每名被试的眼动。被试坐在距离LCD屏幕57cm处，头部支撑在下巴托上。在均匀的灰色背景上呈现0.5°的白色中心圆形目标。当被试注视目标1秒时，实验试次自动开始，之后注视目标5秒。如果在第一个1秒期间发生眨眼或眼睛位置超过注视目标的0.75°的圆形半径，则目标消失并且该试次重新开始。被试可以在每试次前休息眼睛。在第一次试次之前以及当被试在试验开始之前不能长时间注视目标时进行校准。注视是在双眼观察条件下进行的，并且记录每名被试的优势眼的位置数据（表1）。最后5秒的数据用于进一步分析。每个被试进行了10次试验。我们确定了数据丢失的眨眼时间段，并在每次眨眼的之前和之后200ms移除数据，以避免眨眼引起的噪声。

通过使用Engbert等人提出的算法检测注视扫视。在该方法中，首先利用

12-sample窗口从原始位置数据计算眼睛速度。然后，λ = 5用于速度阈值检测，并且使用8 ms的最小扫视持续时间来检测扫视。

因此我们将注视扫视分为水平（角度≤ 45°）或垂直（角度> 45°），以研究精神分裂症是否以及如何不同地影响水平和垂直扫视。

图.注视性扫视在FEP中比在HC中更垂直

数据结果

精神分裂症患者比对照组表现出更多的垂直注视扫视，这反映在患者中更多的垂直扫视（角度约为90°）和水平扫视（角度约为0°）的更大垂直移位。患者的注视扫视，尤其是水平扫视，表现出更长的持续时间，更快的峰值速度和更大的振幅。此外，水平扫视的更大的垂直移位与患者的PANSS总分和阳性症状评分较高相关，水平扫视的持续时间较长与MCCB神经认知综合评分、注意力/警惕性和处理速度评分较低相关。最后，仅基于这些注视眼球运动，K-nearest neighbors模型以85%的准确度对患者进行分类。

结论：我们的研究结果揭示了空间和时间异常的注视扫视，并建议将注视扫视作为一个有前途的生物标志物的认知和阳性症状和精神分裂症的诊断。