腦中默數真的比較「平靜」嗎？瞳孔如何看見內言與出聲說話的差異

在日常生活與大眾心理學的常見想像中，人們往往直覺地認為「在腦海中默默數數或自言自語」，必然比「開口大聲說話」來得更加放鬆、內斂且平靜。許多冥想引導、情緒管理與課堂專注訓練，也經常建議學員在情緒激動或焦慮時透過「心中默數」來穩定心神。然而，從現代認知神經科學與自主神經生理學的角度審視，這種將「沉默」等同於「神經平靜」的樸素假設，是否真有客觀的生理量測數據支持？由日本筑波大學體育系與認知神經科學團隊、立命館大學及京都大學等學者聯手完成、最新發表於國際綜合科學期刊《iScience》的前沿研究，利用高精度瞳孔測量技術（Pupillometry），為這個看似日常的心理現象提供了令人耳目一新的實證解答。

實驗設計與核心發現：瞳孔直徑如何捕捉認知負荷的瞬時變化

依據 筑波大學認知神經科學研究成果新聞 所發布之研究總結，由桑水流太（Ryuta Kuwamizu）助理教授與渡邊諒一（Ryoichi Watanabe）助理教授領導的跨校聯合研究團隊，針對人類在執行「內在言語（Inner Speech，即腦中默語或無聲自語）」與「外在言語（Overt Speech，即出聲說話）」時的自主神經系統動態，展開了三項層層遞進、高度受控的獨立實驗。該研究共招募了三批受試者，經嚴格數據清洗與偽影排除後，最終納入統計分析的有效樣本分別為 23 名、27 名與 30 名健康年輕成年人。

這項研究的核心量測工具是紅外線眼動儀所記錄的「瞳孔動態變化（Pupillary Dynamics）」。在人體神經生理學中，瞳孔直徑的大小不僅受到外界光線強弱的被動調控（即瞳孔對光反射），更受到大腦深層藍斑核—正腎上腺素系統（LC-NE System）與副交感神經中樞的直接支配。當個體面臨認知負荷增加、專注力高度集中、心智計算或情緒喚起時，交感神經張力上升、副交感神經受到抑制，瞳孔便會產生微小但具統計顯著性的擴張反應。

研究團隊設計了一套簡潔而嚴密的實驗範式：受試者在固定的均勻灰階螢幕背景前注視中央十字標記，在嚴格維持環境照度恆定的暗室中，分別執行「安靜注視基線（Quiet Baseline）」、「依固定節拍大聲朗讀/數數（Overt Counting）」以及「依相同節拍在腦中無聲默數（Covert/Inner Counting）」。依據 立命館大學認知科學研究公開報告 所詳細記載的實驗數據，當受試者由安靜基線轉入心中默數時，其瞳孔直徑相較於靜止狀態出現了清晰且持續的擴張，這直接推翻了「心中默想等於大腦平靜」的直覺謬誤，證實即便沒有任何發音器官的物理運動，單純的內部心智運作與內言生成，本身便伴隨著顯著的自主神經系統激發與認知資源消耗。

更耐人尋味的是，當研究進一步對比「出聲說話」與「腦中默數」時，瞳孔數據展現出兩者在神經喚起機制上的本質分歧。出聲說話因為涉及肺部呼吸節律的調控、聲帶振動與口腔咽喉運動肌肉群的複雜神經協同，伴隨著明顯的交感神經高爆發激發；而心中默數雖然缺少了運動周邊反饋，但為了在工作記憶（Working Memory）中持續維持語音表徵並抑制發音衝動，大腦前額葉皮質（Prefrontal Cortex）必須投入高度的自上而下（Top-down）認知控制，從而在瞳孔上烙下了獨特的時間動態波形。

學術脈絡與感質結構：內心體驗的生理錨定

這項研究之所以獲得日本學術振興會（JSPS）科研費學術變革領域 A「感質結構（Qualia Structure）」計畫的重點資助，其深層科學意義在於它嘗試為人類最私密、主觀的「主觀意識體驗（Qualia）」尋找客觀可量測的生理錨定點。依據 日本學術振興會感質結構學術領域成果公報 的學術成果公報，內在言語是人類意識、自我反思與抽象思考的最基層載體，但由於它缺乏外顯的聲音或肢體動作，過去的認知心理學往往只能依賴受試者的事後主觀問卷報告，極容易受到記憶遺忘、社會期望偏誤或主觀詮釋差異的干擾。

透過瞳孔測量技術，研究人員成功建立了一種非侵入性、高時間解析度且不受主觀報告污染的客觀窗口。筑波大學團隊在第三項實驗中進一步操縱了默數的複雜度與節奏變化，結果發現瞳孔的擴張幅度與受試者心智表徵的負荷呈現高度的線性相關。這表明，人類在腦海中默默構築語言時，主觀感受到的「費力感」或「心智專注」，並非單純的心理幻覺，而是具有清晰自律神經與大腦皮質神經元放電支持的生理實體。

身為自然科學教育工作者，筆者認為這項成果在科學方法論上展現了極高的教學示範價值。科學探究的核心，正是如何將「看不見、摸不著」的主觀心理狀態，轉化為「可操作定義、可精確量測、可重複驗證」的客觀物理數據。日本團隊透過嚴謹消除環境光線干擾、精確同步微秒級眼動儀取樣、以及利用重複測量變異數分析排除個體基線差異，展現了當代認知神經科學在追求客觀性上的卓越工藝。

批判性檢視：研究限制與防止偽科學誇大

然而，在推介前沿科研發現的同時，我們必須保持嚴格的批判性自省，清楚劃定該項研究的邊界與限制，堅決防範科普傳播中常見的「讀心術神話」或過度商業化炒作。

首先，在樣本代表性方面，本研究所納入的三個實驗群體（23、27、30 人）皆為健康的大學或研究所年輕成年人。這個樣本規模在實驗認知心理學中雖足以支持統計檢定力，但其外部效度（External Validity）仍具侷限。研究結果是否能直接外推至大腦前額葉尚未發育完全的兒童、患有注意力缺陷過動症（ADHD）的學童、長期處於慢性焦慮或憂鬱狀態的患者、乃至認知功能退化的高齡長輩，目前尚缺乏直接的實證數據。

其次，也是最核心的科學警示：瞳孔直徑的擴張與收縮，是交感與副交感神經張力平衡的「宏觀整合性反應」，它絕非「讀心術（Mind Reading）」，更無法用來解碼個體內心正在思考的具體語義內容。我們絕對不能因為受試者在默數時瞳孔放大，就妄稱眼動儀能「看穿一個人腦中的秘密想法」。此外，瞳孔擴張同樣會受到瞬間的光線折射、情緒驚嚇、疲憊睏倦或心智走神的多重干擾；若有任何教育科技公司或商業機構宣稱能透過簡易鏡頭「監測學生瞳孔以精準評估課堂專注度或學習成效」，這在目前的科學證據水準下，純屬毫無根據的過度推論與偽科學行銷。

自然科學教育與心理健康照護的跨域借鏡

儘管存在上述嚴格邊界，這項基礎神經科學研究對臺灣的自然科學教育以及校園心理健康實務，依然帶來了極富啟發性的對照與反思。

在學校科學教育層面，臺灣長期的生物與神經系統教學，往往停留在死記「交感神經促進心跳、副交感神經促進消化」等刻板條目，學生難以體會神經系統如何瞬時回應心智挑戰。若能將筑波大學的這套實驗邏輯引進探究與實作課堂，指導學生利用智慧型手機或開源攝影模組，設計簡易的瞳孔對光反應與專注力實驗，讓學生親手控制光線變因、記錄數據分布並分析實驗限制，這將是破除偽科學迷思、厚植實證探究素養的最佳教學素材。

在心理健康與情緒教育實務上，這項發現打破了「靜坐默想必定讓人平靜」的單一化偏見。輔導老師與心理健康工作者應當理解，當引導焦慮的學生在腦中默默覆誦「放鬆」或進行心智倒數時，對於某些大腦處於過度反芻（Rumination）狀態的個體而言，這種密集的內言生成反而可能持續拉高交感神經張力與認知負荷，導致身體更加緊繃。相反地，有時適度引導學生將內在感受透過平緩出聲的言語向外表達、配合深沉緩慢的腹式呼吸吐氣、或是進行肢體伸展，反而能更有效地啟動迷走神經（Vagus Nerve）的副交感制動機制，達成身心的實質放鬆。

結論與未來研究展望：在實證邊界內深化對意識的理解

筑波大學與合作團隊關於內言與瞳孔動態的開創性研究，為人類探索內在心智的生理機制翻開了精采的新頁。它證明了「沉默的心靈」絕非靜止的湖水，而是一座充滿自律神經激發與神經計算的動態工坊。

未來的認知科學研究，應當在嚴格保護受試者隱私與資料倫理的前提下，進一步結合功能性近紅外光譜（fNIRS）或腦電波（EEG）技術，同時觀測前額葉大腦皮質血氧變化與瞳孔微動波形，釐清內言生成在不同年齡層與神經多樣性（Neurodiversity）群體中的精細分化。唯有始終堅守實證科學的嚴謹邊界，不誇大技術能力、不盲從未經驗證的商業噱頭，我們才能在尊重個體心理複雜性的同時，善用科學量測的洞見，為教育現場與身心照護帶來真正扎實而持久的公共益處。

資料來源與延伸閱讀

• 筑波大學認知神經科學研究成果新聞
• 立命館大學認知科學研究公開報告
• 日本學術振興會感質結構學術領域成果公報