面孔相關(guān)的雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的腦結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ).pdf

1、當(dāng)面對(duì)一種模棱兩可的感覺(jué)刺激輸入時(shí)，個(gè)體會(huì)對(duì)其有不同的解釋，導(dǎo)致主觀知覺(jué)會(huì)在幾種狀態(tài)下進(jìn)行一種自發(fā)的和不可預(yù)測(cè)的循環(huán)往復(fù)的轉(zhuǎn)換，這種現(xiàn)象叫做雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)或多穩(wěn)態(tài)知覺(jué)。每個(gè)個(gè)體的轉(zhuǎn)換速率是存在個(gè)體差異的，也就是說(shuō)個(gè)體對(duì)于穩(wěn)態(tài)維持的能力是不盡相同的。雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)為我們研究意識(shí)的視覺(jué)加工過(guò)程提供了可行的途徑，因?yàn)楫?dāng)個(gè)體知覺(jué)體驗(yàn)在不斷變化的時(shí)候，視覺(jué)輸入的物理刺激是保持恒定不變的。到目前為止，雙（多）穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的大腦神經(jīng)基礎(chǔ)仍是許多視知覺(jué)研究人員爭(zhēng)論

2、不休的話題，越來(lái)越多的研究者對(duì)其大腦機(jī)制進(jìn)行了不同方面的探索。近年來(lái)，許多研究使用了功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技術(shù)探索了雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)大腦初級(jí)視皮層激活模式的神經(jīng)機(jī)制，然而雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)自發(fā)轉(zhuǎn)換的速率個(gè)體間差異的神經(jīng)結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ)還未明確，特別是同時(shí)考慮感覺(jué)皮層的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)以及高級(jí)腦區(qū)自上而下的調(diào)控作用。此外，是否初級(jí)視覺(jué)皮層的知覺(jué)表征包含著面孔、花瓶這些高級(jí)內(nèi)容信息，

3、哪些神經(jīng)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活決定了不同個(gè)體雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的轉(zhuǎn)換模式，到目前為止，還未有研究給出明確的答案。本研究從個(gè)體差異的神經(jīng)基礎(chǔ)和任務(wù)態(tài)fMRI神經(jīng)激活兩方面出發(fā)，考察了雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)個(gè)體差異形成的腦結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ)，以及個(gè)體在進(jìn)行雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)換時(shí)大腦的實(shí)時(shí)活動(dòng)狀態(tài)及神經(jīng)表征差異，為闡明雙（多）穩(wěn)態(tài)知覺(jué)形成的大腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)提供了有價(jià)值的腦影像學(xué)方面的研究依據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)一：首先，我們使用了基于體素的形態(tài)測(cè)量學(xué)（voxel-based m

4、orphometry。VBM）的研究方法對(duì)魯賓面孔-花瓶錯(cuò)覺(jué)圖形的轉(zhuǎn)換速率與感覺(jué)皮層的灰白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，左側(cè)梭狀回面孔區(qū)（fusiform face area，F(xiàn)FA）的局部灰質(zhì)體積/密度和轉(zhuǎn)換速率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。然后，基于腦結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果，我們又使用了格蘭杰因果分析的方法對(duì)靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，探索了從高級(jí)認(rèn)知加工腦區(qū)到感覺(jué)皮層的自上而下的調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)換速率的影響。知覺(jué)轉(zhuǎn)換速率和格蘭杰因果

5、相關(guān)分析的結(jié)果顯示，頂上小葉（superior parietal lobule，SPL）和大腦后部扣帶皮層（posterior cingulate cortex，PCC）這兩個(gè)高級(jí)認(rèn)知腦區(qū)對(duì)左側(cè)FFA的自上而下的因果調(diào)節(jié)和知覺(jué)轉(zhuǎn)換速率呈顯著的正相關(guān)。這些結(jié)果說(shuō)明了左側(cè)FFA作為視知覺(jué)加工的關(guān)鍵腦區(qū)，與魯賓面孔-花瓶圖形的雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)換有著密切的關(guān)系。
　　實(shí)驗(yàn)二：基于實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果，以及以往雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)研究的基礎(chǔ)，我們?cè)O(shè)計(jì)了任務(wù)相關(guān)的

6、fMRI實(shí)驗(yàn)，并預(yù)先定義好了包括雙側(cè)FFA在內(nèi)的14個(gè)視知覺(jué)加工腦區(qū)，通過(guò)單變量激活強(qiáng)度以及多變量激活模式分析（multivariate pattern analysis。MVPA）的研究方法探索了雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的大腦神經(jīng)機(jī)制。激活強(qiáng)度分析的結(jié)果顯示，在雙穩(wěn)態(tài)（魯賓面孔-花瓶圖片）知覺(jué)材料和非雙穩(wěn)態(tài)（真實(shí)面孔、花瓶圖片）知覺(jué)材料兩種條件下，梭狀回面孔區(qū)的神經(jīng)激活與兩種條件下的面孔穩(wěn)態(tài)有顯著的相關(guān)關(guān)系。說(shuō)明梭狀回面孔區(qū)在雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，

7、對(duì)魯賓面孔-花瓶雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的知覺(jué)轉(zhuǎn)換也起著決定性的作用。此外，fMRI激活模式分析的區(qū)分指標(biāo)的結(jié)果顯示，雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)狀態(tài)能夠改變從初級(jí)視知覺(jué)皮層（V1到 V4）到包括雙側(cè)外側(cè)枕葉（LO）、左側(cè)梭狀回面孔區(qū)（lFFA）以及雙側(cè)顳上溝（STS）在內(nèi)的高級(jí)視知覺(jué)皮層的神經(jīng)表征。但是，類別信息指標(biāo)的結(jié)果顯示，只有面孔特異性的高級(jí)視知覺(jué)腦區(qū)包含著面孔內(nèi)容這一高級(jí)視知覺(jué)信息，這些腦區(qū)包括右側(cè)枕葉面孔區(qū)（rOFA）、雙側(cè)梭狀回面孔區(qū)（FFA）以及雙側(cè)顳

8、上溝（STS）腦區(qū)。
　　本研究首次結(jié)合了基于體素的形態(tài)學(xué)分析以及靜息態(tài)格蘭杰因果分析的方法在大學(xué)生樣本上來(lái)共同探討雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的個(gè)體差異的神經(jīng)基礎(chǔ)。在一定程度上，我們的實(shí)驗(yàn)是首個(gè)嘗試使用格蘭杰因果分析方法探索雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)中不同水平的腦區(qū)因果角色的研究，能夠幫助我們直接的發(fā)現(xiàn)，在影響雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)換速率的關(guān)系中，高級(jí)認(rèn)知腦區(qū)對(duì)于感覺(jué)皮層自上而下的控制作用。隨后，基于實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果以及前人研究，我們又設(shè)計(jì)了以魯賓面孔-花瓶圖形和真實(shí)面孔、花

9、瓶圖片為材料的fMRI任務(wù)態(tài)的實(shí)驗(yàn)，并采用了激活強(qiáng)度分析和激活模式分析的方法探究個(gè)體在執(zhí)行雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)換任務(wù)時(shí)大腦的實(shí)時(shí)活動(dòng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)了人類初級(jí)到高級(jí)視知覺(jué)皮層對(duì)雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的表征差異及各自的特點(diǎn)。綜合實(shí)驗(yàn)一與實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果，我們認(rèn)為：（1）FFA的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)在一定程度上可能決定了魯賓面孔-花瓶的雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)的個(gè)體知覺(jué)轉(zhuǎn)換特征，這個(gè)過(guò)程可能是受SPL和PCC這些高級(jí)認(rèn)知加工腦區(qū)相關(guān)的注意功能所控制調(diào)節(jié)的。（2）FFA在雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，對(duì)