視覺類別信息早期分揀加工機制.pdf

1、日常生活中，人類常常面臨著大量的感覺信息輸入，人類只有對這些刺激進(jìn)行快速區(qū)分、選擇，才能更好地適應(yīng)和改造生存環(huán)境。大量研究證明，在視覺刺激出現(xiàn)后的200ms以內(nèi)，視覺系統(tǒng)已經(jīng)開始了最早的知覺分析和類別區(qū)分。然而，類別信息早期加工是否能夠整合自下而上的刺激信息和自上而下的目標(biāo)導(dǎo)向信息仍然是當(dāng)前認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究中尚待解決的問題。論文分別以文字類別和物體類別作為實驗材料，采用事件相關(guān)電位技術(shù)(Event-RelatedPotentials，E

2、RPs)和核磁共振呈像技術(shù)(FunctionalMagneticResonanceImaging，fMRI)研究了類別信息早期加工的認(rèn)知機制和目標(biāo)導(dǎo)向機制。
　　 論文包括三個部分的研究，共5個實驗。研究一(實驗1和實驗2)選取視覺形式各不相同的文字刺激和隨機幾何圖形作為實驗材料，通過指導(dǎo)語引導(dǎo)被試調(diào)整探測目標(biāo)，記錄并分析不同任務(wù)中不同刺激類別的腦內(nèi)時程變化，旨在探討文字早期加工階段的認(rèn)知機制以及目標(biāo)導(dǎo)向的調(diào)制機制。研究二(實驗

3、3和實驗4)選取面孔、軀體、一般物體等作為刺激材料，通過指導(dǎo)語引導(dǎo)被試進(jìn)行知覺加工或語義分類，記錄并分析刺激在不同任務(wù)下的腦內(nèi)時程變化，旨在調(diào)查類別偏好和目標(biāo)導(dǎo)向?qū)︻悇e加工早期選擇的影響。研究三(實驗5)采用功能核磁共振技術(shù)調(diào)查視覺皮層內(nèi)類別信息加工區(qū)的目標(biāo)選擇機制和類別信息分布特點，通過調(diào)整復(fù)雜刺激中面孔或房屋的清晰度和變化探測目標(biāo)，分析了視皮層類反應(yīng)間相似性和腦內(nèi)其他受到刺激和任務(wù)交互影響的區(qū)域，旨在揭示視覺系統(tǒng)內(nèi)類別早期加工特點和

4、高級皮層的注意調(diào)控機制。
　　 研究一結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在100-200ms時期窗口內(nèi)，漢字、字母、圖形類別在頂枕部電極點和額中部電極點處分別誘發(fā)了波幅較大的N160負(fù)成分和P200正成分，兩個成分的潛伏期間相差約40ms。兩個成分的反應(yīng)變化模式在不同探測任務(wù)中有不同的表現(xiàn)。在N160階段，圖形與漢字誘發(fā)的ERP波幅均較大，字母N160略??；真字N160的任務(wù)效應(yīng)較為顯著。在P200階段，漢字誘發(fā)的ERP成分波幅最為顯著，漢字探測任務(wù)提

5、高了漢字P200反應(yīng)強度，表現(xiàn)為在漢字任務(wù)中漢字與字母P200間差異達(dá)到顯著水平。此外，在300ms左右出現(xiàn)的ERP負(fù)成分對漢字和字母刺激極為敏感，且顯著高于圖形刺激。這說明，漢字和字母類別早期加工在200ms內(nèi)并沒有明顯的優(yōu)勢反應(yīng)。文字的優(yōu)勢反應(yīng)發(fā)生在相對較晚的認(rèn)知階段，約在200-300ms之間。研究結(jié)果說明，N160和P200可能代表了類別的早期知覺分析和評估階段，選擇性注意能夠影響類別早期加工，并能依任務(wù)要求調(diào)節(jié)不同水平的信息加

6、工。
　　 研究二結(jié)果顯示，200ms內(nèi)的知覺早期階段，人類面孔在不同任務(wù)中始終保持著比其他刺激更為顯著的右側(cè)ERP反應(yīng)優(yōu)勢，人類面孔與其他刺激的ERP間差異反應(yīng)模式在不同任務(wù)下相對穩(wěn)定。在頂枕部電極點處，軀體類刺激誘發(fā)了與人類面孔N160相當(dāng)?shù)腅RP反應(yīng)，人類軀體與人類面孔的N160潛伏期相差14ms左右且分布不同；額中部電極點處的正成分P180對人類面孔較為敏感。語義分類任務(wù)導(dǎo)致人類面孔和軀體刺激誘發(fā)的N1/N160反應(yīng)強度

7、衰減。這些結(jié)果表明，早期知覺加工對特定類別刺激具有反應(yīng)偏好或特異性，任務(wù)導(dǎo)向不影響類別特異性但能調(diào)節(jié)類別反應(yīng)強度。
　　 研究三發(fā)現(xiàn)，視覺皮層內(nèi)對不同類別的反應(yīng)在實驗條件影響下表現(xiàn)出不同的反應(yīng)趨勢：右側(cè)面孔信息加工區(qū)對面孔清晰度的變化和任務(wù)導(dǎo)向并不那么敏感，而左側(cè)面孔區(qū)在面孔清晰度較低時其反應(yīng)也隨之降低；雙側(cè)房屋加工區(qū)的反應(yīng)均隨刺激清晰度降低而降低，房屋任務(wù)對房屋類別反應(yīng)有促進(jìn)作用。視覺皮層內(nèi)的類別反應(yīng)是呈簇狀分布的，刺激清晰度

8、變化不影響反應(yīng)分布而只影響類別反應(yīng)間相似性。全腦范圍內(nèi)有23個區(qū)域的血氧反應(yīng)強度受到任務(wù)和刺激清晰度變化的雙重影響，腹側(cè)額葉和頂下葉區(qū)域可能形成有意注意控制網(wǎng)絡(luò)，整合任務(wù)要求和刺激新異性變化。
　　 上述研究結(jié)果說明，視覺系統(tǒng)能迅速地依據(jù)類別特性和視覺偏好對類別輸入做出區(qū)分，在個別類別的早期加工上存在優(yōu)勢選擇。這一階段的加工受到任務(wù)導(dǎo)向的影響，并偏向更多的注意資源支持那些對人類有特殊意義的刺激類別，以提高大腦工作的經(jīng)濟性和適應(yīng)性