从不平衡的视觉输入到不平衡的视觉注意：探寻短时程眼优势可塑性的神经机制

在个体视觉系统的发展过程中,视觉系统的结构与功能会受到视觉经验和内外部环境的影响而发生改变,这被称为视觉可塑性。视觉可塑性在出生后的发育关键期内达到峰值。虽然成年期视皮层神经环路的结构功能趋于稳定,但有越来越多的研究表明成年人视皮层中仍保留着一定程度的可塑性,其中的典型代表就是眼优势的可塑性。最近十几年的研究发现,短时程操控成年人的各种视觉输入信息,乃至调节两眼间注意资源的分配,都可以引起成年人眼优势发生偏移。然而,两者调节眼优势的神经机制可能并不相同。视觉输入对成年人眼优势的调节可能主要反映了视觉皮层的稳态可塑性机制;而注意对眼优势的影响则是一种高级加工对初级视觉皮层的反馈调节,目前可以用拮抗神经元的适应机制来作解释。未来研究可以寻找更加直接的证据来支持这一解释,此外也应重点关注注意与视觉输入之间会如何交互影响成年人眼优势。     

视觉工作记忆中的加工与存储机制:回顾与思考

在视觉工作记忆的研究中,是否可能划分出视觉空间工作记忆和视觉物体工作记忆两个子系统还没有定论.子系统划分成立的基本前提是以特征为存储单位.当前关于存储单位的理论有特征理论、客体理论和双重存储等不同观点,多数视觉信息加工与存储机制的研究支持双重存储说.注意与视觉信息的加工和存储相互影响,因此,加工及存储机制的研究就要在具体的注意水平上进行.     

丘脑枕核参与情绪信息加工的多条通路

丘脑枕核参与多条加工情绪信息的神经通路因而在情绪信息加工中具有重要作用。第一：丘脑枕核参与到上丘-丘脑枕核-杏仁核通路。该通路可以在没有初级视觉皮层参与情况下对情绪信息进行快速加工; 第二：丘脑枕核以皮层-丘脑枕核-皮层环路和上丘-丘脑枕核-皮层通路两种形式参与到丘脑枕核-皮层通路。该通路通过控制皮层间同步化水平促进信息传递的效率; 同时通过整合皮层和皮层下情绪信号扩大其在行为输出方面的影响力。     

情绪自动化加工的证据与争议

情绪信息对人类的生存非常重要, 研究者一直在探讨情绪产生的本质问题：情绪的产生是“自动”的吗？已有的大量实验证据表明, 情绪可以被快速识别, 甚至在非注意条件下或者无意识条件下, 情绪信息也可以被大脑(尤其是杏仁核)识别。大量实验结果分析了情绪自动化加工的表现, 并探讨了情绪自动化加工的大脑机制：皮层下通路。视觉信息在视网膜接受后, 经上丘脑与枕核传递至杏仁核, 这条通路被称为皮层下通路, 负责情绪信息的快速化加工。但是新的研究对已有的实验范式与技术手段进行了质疑, 反驳情绪的自动化加工, 并质疑皮层下通路存在的可能性。为了进一步理清情绪加工的本质与大脑机制, 今后的研究应当采用更为严格地控制意识、注意资源的实验范式, 以及采用更精确、更高时间与空间分辨率的技术手段。     

厌恶情绪加工特点的事件相关电位研究

厌恶作为一种威胁相关情绪有着帮助人们躲避有害刺激的进化意义。近年来的研究表明, 厌恶加工能拥有独特的神经机制, 主要表现为在感觉刺激输入早期起抑制作用。本研究使用高时间分辨率的事件相关电位技术(event-related potential, ERP)作为研究手段, 探究正常被试观看厌恶图片时脑电活动变化。采用视觉搜索范式作为实验任务, 考察不同加工阶段注意资源消耗特点。脑电结果表明, 厌恶加工确实存在独特的加工机制, 表现为皮层活动先抑制后增强。行为结果呈显著交互作用：情绪图呈现时间较短时(0/300 ms), 被试任务表现受负性情绪加工干扰; 情绪图呈现时间较长时(600/900 ms), 被试任务表现不受负性情绪干扰。研究结果支持负性情绪两阶段加工模型, 即厌恶加工也存在先自动化后控制化的两个阶段, 并且在自动化加工完全消失之前存在两种加工进程并存的过度阶段。     

奖赏学习对视觉注意的调控

经过学习获得的奖赏预测性可以改变相关刺激的显著性,进而影响个体对该刺激的知觉加工与注意选择。探究奖赏学习在注意调节中的神经机制有利于理解人类的适应性行为。近期研究发现,大脑不仅可以增强具有奖赏显著性刺激所在空间位置或相应特征的表征,还可以通过注意抑制机制减弱具有奖赏显著性的刺激在初级视觉皮层的神经表征,从而减少对它的注意分配。这些研究提示奖赏信号在调节认知控制、优化行为过程中的重要作用。     

积极情绪对视觉注意的调节及其机制

在积极心理学思潮的推动下, 已有研究不但发现积极情绪扩展了空间和时间注意范围、增加了注意灵活性, 而且发现在积极情绪下个体对积极刺激表现出了注意偏向。对这些现象, 先前研究主要以积极情绪的扩展与建构理论、情绪信息等价说等理论来加以解释。但这些理论主要从宏观上强调情绪信息对注意加工的启动或积极情绪对注意资源分布的调节, 并不能清楚地揭示积极情绪对注意调节的内在机制。神经生化机制研究发现, 这些现象可能与多巴胺系统对注意控制能力的调节以及积极情绪对初级视觉皮层编码的调节有关。将来研究者可以基于不同的种类的注意选择和注意模型来进一步拓展积极情绪对注意调节的研究, 同时注重对其机制的探讨和理论的整合与创新。     

振动触觉频率信息的工作记忆容量及存储机制

工作记忆可以同时保存多个信息并且容量有限, 这一内在机制是工作记忆研究的重点问题。视觉和言语等研究领域都发现工作记忆能够存储多个信息单元, 但对振动触觉工作记忆是否能存储多个频率信息目前尚无相关研究。由于振动触觉频率刺激和视觉刺激具有不同的神经编码机制, 以及振动频率信息是通过躯体感觉产生的模拟的、单维的、参数化信息, 振动触觉工作记忆容量及其加工存储机制的研究也必不可少。首先, 本项目将采用新的实验范式, 探究不同的刺激呈现方式以及不同反应报告方式下, 振动触觉工作记忆的容量及其认知机制。其次, 本项目也将同时运用功能磁共振成像(fMRI)技术, 来阐述振动触觉工作记忆加工存储的神经机制。探究基于触觉频率信息的参数工作记忆容量及其神经机制是完善工作记忆模型的重要补充, 将有助于提高我们对工作记忆系统的理解, 并为视觉、听觉、触觉多模态感知觉信息的跨通道研究奠定基础。     

从维度权值看自上而下和自下而上的控制

Mnller提出维度权值概念（Dimensinal weighting）来解释注意选择,他认为在视觉搜索过程中,来自自上而下和自下而上的信息会根据任务的需求联合起来,对注意进行动态性调整。维度权值理论对选择注意的解释得到了行为、脑成像及脑损伤研究的支持,目前它已经成为解释两种控制加工关系的重要理论。     

多目标视觉追踪的现象、规律和认知加工机制

传统注意研究多基于单个注意焦点和采用静态视觉信息。由Pylyshyn(1988)提出的多目标追踪范式则基于动态场景,是研究同时追踪多个目标的容量有限的注意机制比较常用的范式。在多目标追踪基础上发展起来的多身份追踪范式中的对象带有身份信息,涉及到较复杂的认知机制,如注意、视觉工作记忆等。探讨以上两种视觉追踪的认知加工机制对真实或模拟情境中动态信息的认知加工活动有重要的理论价值和实践指导意义。     

重新检视工作记忆在视觉搜索中的作用

视觉搜索是人类从作用于视觉系统的大量信息中选择相关信息进入信息加工系统的一种认知功能, 同时也是研究选择性注意的一种常用范式。工作记忆作为一种服务于当前任务信息的存储与加工的认知系统, 在视觉搜索过程中扮演着关键角色。为了深入了解工作记忆在视觉搜索过程中的作用机制, 在梳理已有成果的基础上, 分别从工作记忆对靶子模板的储存、视觉搜索项目与靶子模板在工作记忆中的匹配及工作记忆对已检测过搜索项目的记忆三个方面进行综述。最后结论表明工作记忆确实在视觉搜索过程中起作用, 但其作用机制仍存在较多争议。     

反应抑制的心理加工模型与神经机制

反应抑制是指抑制不符合当前需要的或不恰当行为反应的能力, 也是执行控制加工的重要成分。解释反应抑制的心理加工模型有两种: 反应与抑制相互独立的赛马模型和交互作用的赛马模型。近年来对反应抑制神经机制的研究表明: 额叶－基底神经节系统内的超直接通路和间接通路可能共同负责对优势反应的抑制, 而额下回、辅助运动区/辅助运动前区和前部扣带回皮层等脑区可能是抑制控制的关键脑区; 反应抑制与反应选择、工作记忆和注意的神经加工之间存在密切联系, 它们的激活脑区既相互重叠, 又相互区别; 右背外侧前额皮层的激活可能反映与抑制任务相关的注意和工作记忆的加工。未来的研究需要将脑损伤、神经功能成像和经颅磁刺激等多种技术结合起来, 进一步阐明上述脑区在反应抑制中的相互作用机制。     

负性偏向的神经机制

负性偏向是指负性信息比其他信息得到优先的注意和加工。在负性偏向中注意偏向既是一种自动化的过程也是一种受控制的过程, 杏仁核和眶额皮层在这过程中起着重要作用, 杏仁核调节早期的自动化注意偏向而眶额皮层则控制着自上而下的注意偏向; 负性记忆偏向不仅表现在负性信息得到更深的编码, 还表现在负性信息的再认标准降低。未来应开展负性偏向的皮层?皮层连接、基因、负性偏向的拓展以及负性偏向的干预研究。     

不同注意形式调节听感觉门控的神经机制

前脉冲抑制(prepulse inhibition, PPI)是听感觉门控的测量模型, 反映了听觉系统的早期信息选择功能。尽管PPI的主要神经环路位于脑干, 研究发现PPI可以被注意自上而下调节。然而, 已有研究并未区分不同注意(特征注意和空间注意)对PPI的特异性调节, 并且神经机制方面的研究集中于听皮层区域, 仍缺乏对皮层下机制的探讨。在以往研究的成果基础之上, 借助听觉信息加工的双通路模型, 采用行为测量、脑电和脑成像技术, 揭示特征和空间两种注意调节PPI的神经活动在听觉系统中的层次性神经表达。包括1)建立特征注意和空间注意调节PPI的统一行为模型, 考察两种注意调节PPI的时间动态性异同; 2)两种注意调节PPI的脑干分离机制, 即前脉冲刺激包络和精细结构成分加工在注意调节PPI中的作用差异; 3)两种注意调节PPI的关键脑区和脑网络差异。     

语言系统对不同数量系统的影响机制

已有研究较一致地发现语言加工系统对不同的数量加工系统起到不同作用, 表现为语言不影响概略数量和小数加工系统, 主要影响大数的精确加工系统。然而, 其影响机制并不明确。新近几年采用跟踪测验、语言转换、同语言内语音长度操控、双任务等范式来探索数量加工对语言依赖性的行为和脑机制研究。但结论不完全一致。通过记忆中介的视角可以为这些不一致提供新的解释。未来相关研究的思路应包括跟踪语言关键期幼儿的数量系统发展轨迹, 注意区分在记忆不同层面(长时/短时)中介下语言系统对数量系统的影响, 关注语义句法等对数量系统的作用, 以及深入了解基础四则运算的认知神经机制。     

聋人唇读的大脑机制研究

特定区域整合模型与信息传输接替模型提供了聋人唇读不同的大脑机制,前者认为聋人唇读是由特定大脑皮层(如TSS．后扣带回等)加工的结果,听觉皮层并未参与视觉语言认知加工;后者认为聋人唇读的大脑机制与正常人无声唇读的大脑机制基本相似,是通过皮层下的连接区域(如屏状核)激活了视觉皮层、听觉皮层等。但更多的证据支持信息传输接替模型。聋人的听觉皮层具有可塑性,早期的语言经验对言语加工神经通路的建立具有很大的影响。     

视觉搜索中基于工作记忆内容的注意捕获与抑制

注意是对有关信息的选择及对无关信息的抑制, 工作记忆是对有关信息的保持以及对无关信息的抑制, 两者在一定程度上都体现了选择性地指向与当前任务有关的刺激并同时抑制无关刺激。在系统地回顾已有研究的基础上结合新近的ERP研究, 从视觉搜索中基于工作记忆内容的注意捕获与注意抑制两个角度综述了视觉工作记忆与视觉选择性注意的相关研究。研究者们主要从两方面对该领域的问题进行了探讨：(1)视觉工作记忆内容对视觉选择性注意的导向作用; (2)视觉工作记忆内容对视觉选择性注意产生导向作用的条件。文章对以往的研究进行了总结, 指出了无论保持在视觉工作记忆的内容是捕获注意还是受到抑制, 都存在着自上而下和自下而上两种加工机制。     

多感觉整合中的声音诱发闪光错觉效应

声音诱发闪光错觉效应是典型的视听整合错觉现象, 是指当视觉闪光刺激与间隔100 ms内的听觉声音刺激不等数量呈现时, 被试知觉视觉闪光的数量与听觉声音的数量相等。声音诱发闪光错觉的影响因素既包括自下而上和自上而下的被试内差异因素, 也包括视听刺激依赖程度、视听整合的发展和视听刺激知觉敏感性等被试间差异因素。该效应的产生在时程上主要体现在早期加工阶段, 在脑区上主要涉及多处皮层及皮层下相关脑区。未来研究应进一步考察注意、奖赏和视听整合方式等认知加工对声音诱发闪光错觉的影响, 同时也应该关注声音诱发闪光错觉对记忆和学习的影响以及结合计算模型和神经科学的手段进一步探讨其认知神经机制。     

中央执行注意资源在消极和积极特征捆绑中的作用

鉴于以往研究未明确视觉工作记忆中特征捆绑是否需要注意资源,以及未考察积极加工条件下的特征捆绑等问题,本研究运用双任务干扰范式,通过两个实验分别在消极加工和积极加工条件下考察了联结客体的特征加工和特征捆绑,以及中央执行注意资源在特征捆绑中的作用。结果表明：联结客体的特征加工不但存在双重存储机制,还存在双重操作机制,这一结果拓展了Wheeler和Treisman（2002）的特征捆绑理论;联结客体的特征捆绑可分为消极特征捆绑和积极特征捆绑两种类型,消极特征捆绑不需要中央执行注意资源的参与,而积极特征捆绑则需要中央执行注意资源的参与。     

注意控制和短时存储对音位流畅性和语义流畅性的影响

工作记忆的中央执行系统具有注意控制和短时存储的功能。采用双任务范式,探讨了中央执行系统的注意控制和短时存储对言语流畅性的影响。实验1考察了中央执行系统的转换和抑制功能对音位流畅性和语义言语流畅性的影响。结果表明,中央执行系统的转换和抑制功能对两种言语流畅性的影响相当。实验2考察了中央执行系统的注意控制资源和短时存储资源对两种言语流畅性的影响。结果表明,语义流畅性更依赖于短时存储资源,音位流畅性更依赖于注意控制资源。研究还发现,被试完成语义流畅性任务的策略更易受概念系统的特性影响,完成音位流畅性任务的策略更易受语言的特点影响。在实验研究的基础上,作者提出了工作记忆影响言语流畅性的理论模型