眼球运动可以被客观地测量，并且已经在包括人类和非人类灵长类动物在内的各种物种中进行了研究。对非人灵长类动物的研究已经发现了很多关于眼球运动的神经生物学基础，但即使是现在，这仍是一个需要深入研究的领域，而且仍有新的发现。对人类的研究可以在更复杂的情况下进行，而对非人类的灵长类动物的研究，如打乒乓球或看图片则是用不同的任务指令。

精神疾病患者的眼动特征也被研究，目的是揭示这些疾病的神经生物学基础。1908年，首次报道了平顺的追踪患有“早发性痴呆”(目前的精神分裂症)和“双相情感障碍”的眼球运动特征。从那时起，眼球运动的各种特征被揭示出来，眼球运动作为精神分裂症的神经生理生物标志物的作用也被提出。

近年来，以眼动特征作为精神分裂症生物标志物的研究备受关注。本文综述了精神分裂症眼动控制的神经生理学基础和眼动特点。

精神病学领域对眼球运动的现代研究始于对精神分裂症患者平顺追踪眼球运动特征的重新发现。随着研究的进展，还发现了其他特征，如眼跳控制和探索性眼球运动(对一系列眼跳的随意控制)。因此，精神分裂症患者的眼球运动特征从简单的潜意识层面(如平滑追踪)到更复杂的认知层面(如视觉搜索)不等。

当观察一个移动的物体时，眼球会有平滑的运动，这使得物体的图像稳定在中央窝上。平滑追踪眼球运动功能，消除视觉运动，避免视网膜对运动目标的模糊，实现对感兴趣对象的良好观察。大脑皮层在控制平滑的眼球运动中起着重要的作用。对猴子的研究表明，当颞中区(MT)和颞上沟(MST)受损时，平滑的追踪眼球运动受到阻碍。这些区域包括许多对视觉运动作出反应的神经元。额叶视野(FEF)在产生平滑的视觉追求过程中也起着重要的作用。这个区域的电刺激触发了全面平滑的眼球运动。该区域的病变导致平滑追踪眼球运动的减少和受损。此外，研究结果表明，FEF控制增加(即眼球速度与目标速度之比)并预测物体的运动。来自这些大脑皮质的信号被传输到脑干和小脑，在那里产生平滑的眼球运动。

精神分裂症患者的平滑追踪眼球运动受损。当进行平滑追踪眼动任务时，要求参与者用眼睛跟踪一个移动的目标。在平滑追踪过程中眼睛位置的示例图中，健康的参与者平稳地跟随视觉目标(图1A)。然而，在精神分裂症患者中，眼睛的位置往往落后于目标(尤其是水平方向)，因为眼睛的运动速度往往跟不上移动的视觉目标的速度，追踪扫视随后立即出现(图1B)。研究还表明，遗传因素可能与精神分裂症患者平顺的眼球运动特征有关。

扫视是快速的眼球运动，将感兴趣的物体的图像带到中央窝。扫视可以是对突然出现的物体的不自主反射，也可以是改变注视方向的随意运动。上丘(SC)是控制眼跳的脑干中心，它接收来自大脑皮层的输入，包括侧顶叶区(LIP)和FEF。特别是，FEF与眼跳的执行控制密切相关，与背外侧前额叶皮层(DLPFC)和辅助视野(SEF)密切相关。

FEF与SC之间存在两种信号传导通路，一种是FEF直接向SC的兴奋性通路，另一种是通过基底神经节的间接通路，黑质通过基底神经节释放对SC活性的抑制。

在精神分裂症眼动研究中常用的一项任务是反扫视任务。在这个任务中，当一个“干扰物”线索出现时，参与者被指示看这个线索的相反方向。一般来说，一个突然出现在场景中的视觉刺激会吸引观察者的注意力，观察者倾向于对这个干扰线索做出扫视。因此，为了完成这一任务，观察者需要抑制对视觉线索的反射性扫视，并向相反方向做一个主动的扫视。对人类来说，反扫视任务中的错误经常出现在额叶疾病的参与者中(特别是那些DLPFC损伤的参与者)。研究者们首先证明了精神分裂症患者的抗扫视任务表现(准确性和潜伏期)低于健康患者。对精神分裂症患者进行的功能性核磁共振神经成像研究也表明，额叶病变(如DLPFC)的激活变化与反扫视任务中错误的增加有关。

研究表明，与健康人群相比，精神分裂症患者的抗眼跳特征的效应值高达1.0。在与精神分裂症患者相关的家庭成员中，抗扫视任务的表现也具有显著的遗传性，并且已经确定了候选基因。反应抑制的能力,这需要正确的人群表现,也是衡量一个固定稳定的任务被本森et al.41在这个任务中,参与者被要求保持固定在注视点而忽略的错误选择线索似乎在注视点的左边或右边。

为了成功完成这项任务，参与者必须适当地抑制对干扰线索的反射性扫视。精神分裂症患者在抑制对干扰线索的反射性扫视方面表现出更多的困难，这导致了比健康的参与者更短的注视时间。

最近的研究也集中在精神分裂症患者的探索性眼球运动。探索性眼球运动的特征与个体的认知过程密切相关，精神分裂症患者已知存在视觉认知障碍。研究者们对精神分裂症患者的探索性眼球运动进行了一个值得注意的研究。：首先，向参与者展示一个S形的图形，然后，展示一个稍微不同的目标图形。参与者被要求报告两个目标之间的差异，在答案被揭示之后，他们再次被要求寻找任何其他的差异。对后一个问题的探索性眼球运动进行了5秒钟的监测。目标数据被划分为七个区域，并根据之前的响应访问了多少个区域来计算“响应搜索得分”。精神分裂症患者的反应性搜索得分较低，与此相关的后续研究也有很多。例如，已知精神分裂症患者的健康兄弟姐妹的得分明显低于健康患者，这表明精神分裂症的遗传方面与响应搜索得分之间存在联系。

由于各种眼动异常已经在精神分裂症中被发现，一些研究试图利用眼动特征来开发精神分裂症的生物标志物。通过研究响应搜索得分可以建立的分析器使精神分裂症患者可以从非精神分裂症患者中识别出来，敏感性为89%，特异性为86.7%。此外，还开发了一种用于测量探索性眼球运动的原始诊断仪器，并在日本进行了一项大规模的多机构研究。超过500名参与者参与了研究，包括健康的参与者、精神分裂症的参与者、心境障碍的参与者、神经质和压力相关障碍的参与者，结果表明，他们能够区分精神分裂症的参与者，敏感性为73.3%，特异性为79.2%。这都说明眼球运动是精神分裂症的生物标记。

医博士编译自：Morita K, Miura K, Kasai K, et al. Eye movement characteristics in schizophrenia: A recent update with clinical implications. Neuropsychopharmacology Reports. 2019; doi:10.1002/npr2.12087. [Epub ahead of print]
参考链接： https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31774633/