心理所研究发现基于眼的注意可调节知觉眼优势
加大123+ | 默认大小 | 缩小- 作者:中国科学院行为科学重点实验室 鲍敏研究组 来源:中国科学院心理研究所 发布时间:2022年04月09日 浏览次数:

  日常生活中,我们会接收到海量的信息,但是有限的认知资源使得我们无法同时加工所有的信息。因此,大脑会选择与个体目标最相关的信息进行加工,也就是所谓的选择性注意。选择性注意能实现对输入信息的筛选,增强注意信息的加工,抑制非注意信息的加工。虽然选择性注意对信息加工的这些实时作用已经有了广泛研究,但是持续的选择性注意会引起怎样的知觉后效目前研究很少,且背后的神经机制仍不清楚。

  最近,中国科学院行为科学重点实验室鲍敏研究组结合心理物理法和稳态视觉诱发电位技术对单眼通路的持续注意所引起的眼优势可塑性进行研究。研究者发明了一种离眼倒放视频范式(图A)。在该范式中,给被试的一只眼呈现一段正常播放的视频,而另一只眼则呈现一段在时间上倒放的视频,两段视频内容一致,因此两眼中的视觉输入信息完全相同。由于倒放视频缺乏逻辑、难以理解,被试会更多地关注正放视频画面。因此,相比于呈现倒放视频的眼睛(非注意眼),注意资源会更多地投入到呈现正放视频的眼中(注意眼)。在观看视频前后,被试需要完成双眼竞争任务以测量知觉眼优势。

  研究发现,在观看1小时的这种离眼视频之后,非注意眼在双眼竞争任务中主导意识的时长相较于前测变得更久,即眼优势向非注意眼转移(图B)。为了进一步验证基于眼的注意在眼优势转移中的作用,研究者采用稳态视觉诱发电位技术对两眼输入的视频进行频率标记,以便对两眼各自的输入所引发的神经活动进行测量。

  结果发现,在前额区电极,注意眼的标记频率的脑电活动与枕区电极的注意眼的标记频率的脑电活动存在正功能连接(图C),而与枕区电极的非注意眼的标记频率的脑电活动存在负功能连接。并且,衡量额叶注意能力的神经激活指标与通过行为任务测量的眼优势可塑性指标之间存在显著的正相关(图D),即观看视频时越注意正放视频刺激越能产生更大的眼优势转移效应,这表明基于眼的注意在产生眼优势的转移过程中发挥着重要的作用。

 

图A:离眼倒放视频范式,出于版权考虑,这里以作者自制的图片替代实验时实际用到的影视剧画面,以便演示。图B:双眼竞争任务中每只眼主导意识的时长在后测与前测之间的比值,该值大于1表示该眼的眼优势获得增强,反之则表示其眼优势减弱。Non-dominant和Dominant分别指的是选取优势眼还是非优势眼作为注意眼。图C:额区和枕区感兴趣电极的脑电活动的偏相关分析结果图。颜色代表达到统计显著的相关系数值。AE fron指额区电极注意眼的标记频率;UAE fron指额区电极非注意眼的标记频率;AE occi指枕区电极注意眼的标记频率;UAE occi指枕区电极非注意眼的标记频率。图D:代表额叶注意活动的神经激活指标(NAI Frontal)与眼优势可塑性指标之间(ODPI)的相关关系。

 

  此外,研究还发现双眼竞争机制在基于眼的注意引起眼优势转移的过程中发挥着关键作用,因为当研究者修改刺激范式把播放视频时的眼间竞争的程度最小化之后,眼优势转移的效应便消失了。该现象可以用关于双眼竞争任务的“眼对抗神经元”模型(Said & Heeger, 2013)作出很好的解释,这就提示成年人短时程眼优势可塑性的神经机制与双眼竞争机制可能存在一定的重叠。

  综上所述,研究结果表明,基于眼的注意能够通过双眼竞争机制引起眼优势的转移。以往有关眼优势可塑性的研究大多只关注视觉输入信息的作用,该研究提供了新的角度:除了视觉输入信息在两眼间的不平衡之外,自上而下的注意在两眼分配的不平衡也能够调节眼优势可塑性。

  此论文已在线发表于Cerebral Cortex,第一作者为该研究组博士研究生宋方兴。共同通讯作者吕利利博士从该组毕业后就职于中科院神经所。

  相关论文信息:

  Song F, Lyu L*, Zhao J, Bao M*. (2022). The role of eye-specific attention in ocular dominance plasticity. Cerebral Cortex, doi: 10.1093/cercor/bhac116. Epub 2022 Mar 24.

  https://www.researchgate.net/publication/359448722_The_role_of_eye-specific_attention_in_ocular_dominance_plasticity

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