老年人可能保留了早年习得的视觉策略，但眼球运动一致性的下降可能使这些常规更难执行，这有助于解释为什么随着年龄增长，识别熟悉面孔变得更为困难。
研究：《眼球运动一致性在与年龄相关的面部识别能力下降中的作用》。图片来源：CGN089/Shutterstock.com
近日发表在《npj学习科学》期刊上的一项研究发现，年龄增长与面部观察过程中眼球运动一致性降低相关，而这与面部识别表现随年龄下降有关。
面部识别如何随年龄变化
随着全球人口的迅速老龄化，理解认知老化已成为一项重要的公共卫生优先事项，因为与年龄相关的认知能力下降会降低老年人的生活质量。这种下降的一个重要方面是面部识别能力受损，这会使日常社交互动变得更加困难，因此已成为干预的重要目标。
面部识别能力在人的一生中逐渐发展。在儿童时期，个体学会越来越一致的视觉常规来扫描面孔，而到成年早期，则会形成更加个性化或特异性的眼球运动模式。在成年人中，更加以眼睛为中心的扫描模式与更好的面部识别能力相关，作者认为这反映了眼睛区域所包含信息的高诊断价值。然而，这种关系在儿童中并未观察到，很可能是因为他们尚未学会有效地从面部这一部分提取信息。
随着这些视觉常规在青年时期变得稳固，眼球运动一致性上的差异对于预测面部识别能力的个体差异变得不那么有信息量，而个体扫描模式则变得更加重要。相比之下，先前的研究表明，老年人在面部识别任务上的表现通常较差，辨别准确率较低，反应时间较慢。
早期研究还表明，与年轻人相比，老年人往往在面部特征之间进行更多转换，并采用较少以眼睛为中心的扫描策略。然而，老龄化是否也与眼球运动一致性下降相关，以及这是否独立于与年龄相关的认知能力下降而导致面部识别能力变差，仍不清楚。
研究调查认知、眼球运动和识别
像工作记忆、执行功能和视觉注意力这样的认知能力似乎与眼球运动模式和一致性相关。这些认知能力与年龄相关的下降可能构成了影响面部识别的眼球运动不一致性和眼球运动模式变化的基础。相反，其他研究表明，这些参数本身可能独立于认知障碍而导致面部识别能力下降。
因此，作者在一项横断面研究中，使用Dalhousie计算机化注意力电池（DalCAB）测试了301名40-81岁亚洲成年人的认知能力，同时结合眼球追踪和面部识别，使用眼球隐马尔可夫模型（EMHMM）。研究目的是评估每个组成部分的相对作用。
先前的研究已将更大的眼球运动熵与儿童和成人的较差面部识别能力联系起来，也与使用脑电图（EEG）测量的面部神经处理效率较低相关。基于这些发现，作者假设年龄增长将与较差的面部识别能力、较少以眼睛为中心的扫描策略以及不太一致的眼球运动相关。
为了测量这种一致性，他们评估了整体眼球运动熵（反映眼球运动的整体变异性）和C3熵（测量在观察面部时眼睛从第二次注视到第三次注视的移动一致性）。
主要发现
年龄增长与较差的面部识别能力相关
研究人员首先使用Dalhousie计算机化注意力电池（DalCAB）检查了老龄化如何影响认知表现。年龄增长始终与所有认知任务中较慢的反应时间相关，表明普遍的心理运动减慢，以及抑制控制和言语工作记忆的变化。研究结果还暗示了空间工作记忆和空间定向能力可能的下降，这与先前的研究一致。
这些与年龄相关的变化反映在面部识别表现上。年长的参与者在区分先前见过的面孔和新面孔方面表现较差，产生更多的错误识别，并且反应时间更长。然而，在考虑了测量的认知能力后，年龄仍然与较差的辨别能力和较高的错误警报率相关，这表明仅认知能力下降并不能完全解释面部识别表现的降低。
年龄增长与较低的眼球运动一致性相关
研究人员随后调查了老龄化是否与参与者视觉扫描面孔的方式变化相关。与他们的假设相反，年龄与眼球运动模式的变化（例如参与者是否更多地关注眼睛或鼻子）无关。相反，年龄增长与较低的眼球运动一致性相关，这意味着参与者在观察面孔时遵循的视觉扫描常规可预测性较低。
在考虑了与年龄相关的认知能力下降后，只有C3熵（一种描述基于第二次注视的第三次眼球注视可预测性的测量）仍然与年龄显著相关。探索性分析进一步表明，眼球运动一致性降低与较差的选择性注意力和抑制控制相关，这意味着与年龄相关的这些认知过程的下降可能使一致执行已建立的视觉常规变得更加困难。
眼球运动行为预测面部识别
尽管在该队列中，年龄增长与整体眼球运动模式的变化无关，但采用更以眼睛为中心的扫描模式的参与者获得了更好的面部识别表现，并产生了更少的错误识别。同样，更大的眼球运动一致性与更高的识别准确率、更少的错误警报和更快的识别反应相关。
进一步的分析表明，眼球运动一致性降低可能部分解释了老龄化与较差面部识别之间的关系。具体来说，较低的一致性显著中介了年龄与错误警报率之间的关联，而在对多重比较进行校正后，它对辨别敏感性的影响较弱。
分层回归分析表明，更以鼻子为中心的扫描模式和较低的眼球运动一致性共同解释了面部识别表现较差的额外变异，超出了年龄和测量的认知能力的影响。这些因素也解释了错误警报率的额外变异。
综合来看，这些发现表明眼球运动一致性在人的一生中扮演着不同的角色。在儿童时期，增加的一致性支持面部识别的发展，而在青年时期，高度个性化的扫描常规使一致性成为识别能力的较不有用的预测指标。然而，在成年后期，眼球运动一致性似乎再次变得重要，与扫描模式并列。
这一发现表明，老年人并没有完全忘记他们在早年形成的视觉运动模式/视觉常规。相反，可能是选择性注意力和抑制控制的下降使这些常规的执行变得困难，导致眼球运动一致性下降。
借鉴先前的计算模型研究，作者还提出，老年人中观察到的眼球运动熵增加可能反映了与感觉运动功能下降相关的更大注视噪声，这可能会进一步损害面部识别。
研究结果可能不适用于所有人群
该研究有几个局限性，在解释研究结果时应予以考虑。面部识别任务仅使用了年轻成人的面孔，这意味着尚不清楚当老年人识别接近自己年龄的面孔时，是否会出现相同的关系。此外，该研究仅包括观察亚洲面孔的亚洲参与者。先前的研究表明，面部识别过程中的眼球运动模式在不同文化之间存在差异，因此研究结果可能不适用于其他人群。
该研究也是横断面的，这意味着它无法确定眼球运动一致性降低是否导致面部识别能力下降，或者仅仅是伴随发生。此外，尽管参与者年龄范围在40至81岁之间，但大多数人在50至70岁之间，这可能会限制研究发现在更广泛成人寿命中的普遍性。最后，认知评估主要集中在注意力和执行功能上，而其他可能相关的能力，如长期记忆，并未得到考察。
眼球运动一致性可能有助于保持面部识别能力
研究结果表明，与年龄相关的面部识别能力下降不仅与注意力和执行功能的变化相关，还与人们用于扫描面孔的视觉常规一致性降低相关。虽然老年人似乎保留了早年形成的个性化眼球运动模式，但与年龄相关的选择性注意力和抑制控制下降可能使这些常规更难以一致执行，从而导致较差的识别表现。
尽管横断面设计意味着无法确定因果关系，但结果突显了眼球运动一致性作为未来干预的潜在目标。纵向研究将需要确定这些视觉常规如何随年龄变化，以及旨在加强眼球运动一致性或注意力控制的训练是否有助于在晚年保持面部识别能力。
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