神經和精神疾病領域的眼動追蹤研究有很長的歷史。該領域的研究工作加深了我們對腦損傷、精神分裂、帕金森、半邊忽視和失認癥等精神和神經疾病的理解。對于無法完成神經心理測驗的病人，眼動數據也能幫助檢測輕度認知和神經損傷。
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眼動追蹤技術被廣泛應用于嬰幼兒、兒童、成年及老化人群的認知、社會性和語言的研究。早期的研究工作主語依賴于錄像和人工數據編碼來確定被試的注視位置，近年來，眼動追蹤已經成為該領域的主流技術。
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越來越多的研究者開始認識到同步記錄眼動和EEG和fNIRS等影像數據的重要性。眼動數據可以用以監控被試的任務卷入程度、監控可能的干擾因素（如眼跳和眨眼）。眼動追蹤也讓注視關聯的刺激呈現成為可能，極大地擴展了研究者可以探討的知覺和認知過程。
論文列表越來越多的研究者意識到同步記錄眼動和fMRI/MEG數據的重要性。眼動追蹤能夠監控被試在掃描過程中的任務卷入程度、監控可能的干擾因素（如眼跳和眨眼），并進行高級的數據分析，如注視鎖時(FIRE)的fMRI。眼動追蹤也讓注視關聯的刺激呈現成為可能，極大地擴展了研究者可探討的知覺和認知過程。
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