情緒變化對瞳孔大小的影響

摘要：通過對12名志愿者在平靜狀態以及進行刺激游戲后的眼睛進行拍照，然后使用Photoshop軟件對瞳孔直徑大小進行提取，并且運用統計學中t檢驗的方法對其進行分析，本論文得到了不同情緒與瞳孔大小間的關系。實驗結果顯示，外界刺激所引起的情緒變化能夠引起瞳孔大小的改變。實驗結論是瞳孔可以作為反映人體情緒變化的指標，在醫學上進行相關檢測。

關鍵詞：瞳孔 情緒 刺激游戲 虹膜

中圖分類號: B845 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

1 生理基礎與相關研究

1.1 生理基礎

副交感神經主管瞳孔的收縮以及調節。它起源于第Ⅲ對顱神經的縮瞳核，由此核發出的副交感神經纖維依次經過大腦腳底動眼神經溝、天幕裂孔、中顱窩穿海綿竇、眶上裂，最后進入睫狀神經節交換神經元，通過睫狀短神經來控制括約肌以及睫狀肌，實現瞳孔的收縮和調節。

交感神經主管瞳孔的擴大。它起源于廣泛腦皮質，并依次經過內囊、丘腦下部、中腦、脊髓睫狀中樞、交感神經干、頸下神經節、頸中神經節至頸上神經節交換神經元，然后從此神經節發出纖維經過、顱腔，沿三叉神經眼支，再經過眶上裂、睫狀神經節到達鼻睫神經和睫狀長神經，這些神經分布于瞳孔開大肌、上瞼平滑?。ú€板?。┘把劭羝交∩峡刂仆椎臄U大。

這些生理基礎構成以生理變化作為情緒的客觀指標的依據[1]。

1.2 相關研究

從17世紀開始，有關情緒的研究和相關理論就已經展開，因此有諸多關于情緒的理論。

詹姆士、蘭格分別于1884年和1885年提出了內容大致相同的理論：情緒刺激與身體的生理反應可以相互激發。美國心理學家阿諾德在20世紀50年代提出了“情緒的評定—興奮說”； 20世紀60年代，美國心理學家沙赫特和辛格提出另外一種理論：特定的情緒由個體所體驗到的喚醒水平和個體對生理狀態變化所進行的喚醒決定。20世紀70年代，Carroll E.Izard提出了動機—分化理論：情緒是在生命進程中分化發展起來的[2]。

至今為止，國內外學者有關情緒的研究依舊是一個熱點。很多測量指標，諸如心率、皮膚電阻等都用于情緒研究[3]。但是有關情緒與瞳孔大小的研究卻不多。在外界其他影響因素相同的情況下，情緒因素對瞳孔大小變化是否產生直接影響尚待研究[4]，并且這一研究具有十分重要的意義。

2實驗過程及方法

2.1 實驗時間地點：在晴朗（天氣狀況穩定）的一天，選擇一處大型游樂場所（本實驗是在××市國色天香游樂場進行）中大家公認的刺激游戲處。

2.2實驗步驟：(1) 向準備進行刺激游戲的游客說明實驗目的并從中選擇本次實驗的志愿者（身體健康，視力、色覺正常，無角膜炎、沙眼等眼疾，年齡為13歲到25歲不等），共12名。(2) 為了后面實驗秩序，將選出的12名志愿者進行編號；(3) 選擇合適的拍照地點及拍照方位。進行刺激游戲前，先用單反相機對每位志愿者的眼睛進行定點拍照，采集實驗數據；(4) 實驗志愿者進行刺激游戲，約用時5分鐘；(5) 游戲結束后，用同一個單反相機在相同位置對志愿者立即進行眼睛照片的拍攝。

3數據處理與結果分析

3.1數據處理方法

統計學方法：t檢驗。

t檢驗主要用于樣本含量較小（例如n<50），總體標準差σ未知的正態分布資料。并且已有理論表明，虹膜的大小是相對穩定的。為了減小實驗誤差，本實驗以變量“A=虹膜直徑/瞳孔直徑”作為實驗變量，以該比值在實驗前后的變化來探究瞳孔是否受到情緒變化的影響。

實驗利用Photoshop軟件的標尺工具對采集的照片進行信息提取，對得到12組有效A值進行t檢驗，觀察其是否有統計學意義。

實驗數據如表1：

2數據處理結果如下所示：

（1）建立假設，確定檢驗水準α。

H0:玩刺激游戲前后虹膜與瞳孔的直徑比例相等。

H1:玩刺激游戲前后虹膜與瞳孔的直徑比例不等。

α=0.05

（2）計算統計量：t=4.2785

因為t>t0.05/2，11，所以P<0.05;按a=0.05水準，拒絕H0，接受H1，差別有統計學差異，玩刺激游戲后瞳孔直徑變小。

3、結論：

根據統計學的科學分析，人在進行刺激體驗后瞳孔會變小。這也直接證明了瞳孔的大小會受到情緒的影響。

5 結束語

本實驗可進一步進行更大樣本量、更多情緒間瞳孔差別對比的研究，如果實驗結果能在此基礎上再次得到驗證，那么利用瞳孔信息作為指標便可反映人的喜怒哀樂，這樣即使人與人相聚遙遠，只要能接收到對方的瞳孔信息，便可感知對方的喜怒哀樂。本實驗的理念只是拋磚引玉，期待更多研究對此課題進行深入探討。

參考文獻：

[1] 沈政，林庶芝.生理心理學.北京大學出版社.2001，236-237.

[2] Izard，C.E.Human emotions.New York:Plenum.1977.