与“旋转射线”动错觉相关的一个高级运动脑区

发布时间:2019-09-23 17:34

1 文献综述


   错觉(illusion)是知觉的一种特殊形式,指在特定条件下对事物必然会产生的某种固有倾向的歪曲知觉,它是在一定条件下必然产生的。在各种感知觉中都存在着错觉现象,主要有视错觉、形重错觉、时间错觉等。视错觉是指单凭眼睛所见而形成的失真或扭曲的知觉经验,作为一种奇妙硕士生毕业论文格式的视觉现象,被心理学家、生理学家等广泛研究。正如所说的那样"我们眼挣睁地看着双眼如何"欺骗"我们的大脑,也永远有解不尽的背后谜题等待被探索"。


    1.1 早期认知心理学角度的错觉理论
  我们在知觉几何图形时,眼睛总在沿着图形的轮廓或线条作有规律的扫描运动。当人们扫视图形的某些部分时,由于周围轮廓的影响,改变了眼动的方向和范围,造成取样的误差,因而产生各种知觉的错误。这是从神经生理学水平解释错觉的一种理论,认为:当两个轮廓彼此接近时,网膜内的侧抑制过程改硕士研究生毕业论文格式变了由轮廓所刺激的细胞活动,因而使神经兴奋分布的中心发生变化,结果引起几何形状和方向的错觉。(该理论忽略了错觉现象和神经中枢的融合机制的关系)。错觉具有认知方面的根源,人们在知觉三维空间物体的大小时,总把距离估计在内,这是保持物体大小恒常性的重要条件。当人们把知觉三维世界的这一特点,自觉、不自觉地应用于知觉平面物体时,就会引起错觉。可以说错觉是知觉恒常性的一种例外。例如对经典轮廓错觉的一种(Kanizsa三角错觉)经常运用该理论加以解释:过去经验使人形成"主观轮廓",个人知觉产生了"完整化"倾向,因此知觉到一种并不存在的三角形。(张厚粲等2008)早期的认知心理学强调用整体的心理调节过程(比如"自上而下&硕士论文发表格式quot;加工)来说明错觉的产生受过去经验影响而形成"主观轮廓",当经验与知觉矛盾时,由思维推理达到"问题解决",或者以高级心理过程还原为低级心理过程(比如"自下而上"加工)的理论模型来解读。心理的整体结构解释心理的具体现象的理论系统,可以推测认识过程如何受心智的内在影响,但是在寻找心智的客观来源方面,特别在错觉形成的因果性机制上,缺乏足够的深入,其解释带有很大的主观推理成分。也就是说,传统的认知理论还不能提供外在刺激如何转化为内在心理表征的具体证据(李小健等2008)。


    1.2 认知神经科学对错觉的解释
   认知神经科学将行为认知实验与神经科学实验结合起来,寻找认硕士论文提纲格式知因素的神经关联,对认知过程进行相应神经活动过程的分解和整合,建立认知神经科学的模型。认知心理学是把复杂、高级的心智现象分解为简单、初级的心理过程,而没有具体追究心智的大脑活动基础。尽管认知研究的结论也经常提到大脑机制,但其解释多是研究者主观的逻辑合理性联想和类比推理。例如,对轮廓错觉的认知还原使用了 "主观轮廓"、"知觉完整化倾向"、"思维推理"等说法,都缺乏具体神经过程的证据(李小健等2008)。UngeRAeider和Mishkin (1982)根据视觉加工的功能特点和一系列猴脑单细胞记录的实验结果提出的视觉加工的两通道理论。(1)枕颞通道,由于其位于大脑的腹侧,又叫腹侧束(ventral stream),对物体简单表征的加工开始于初级视皮质VI,到次级视皮质V2、 VP,再到高级视皮质V4,达腹侧枕颞皮层。其功能主要是识别客观物体的表征,负责对其形状、结构和颜色等的辨认,因此也被称为What通道。(2)枕顶通道,由于其位于大脑的背侧,又叫背侧束(dorsal stream),开始于VI,经过V2,然后经V3、 MT区(也叫V5区),到达背侧枕顶皮层。其功能主要与空间关系和空间运动有关,被称为Where通道或How通道。该通道中的V5区(middle/medial temporal),负责加工处理复杂的视觉运动刺激,是由许多对复杂视觉刺激特点的运动(路线终点,拐角)有选择性的神经元组成的,V5能把局部的视觉信号整合到物体复杂的整体运动中去(周扬等2006)。对视动错觉的研究主要集中在Enigma和两个来举例,Kumar等人(2006)发现,当人们观察Enigma形状时,总是知觉到并不真实的错觉旋转。经过对人的心理物理测试,这种似动现象的旋转错觉与真实按一定速率旋转该形状时的感觉一样。功能磁共振脑成像发现,该错觉激活了运动知觉关联的V5区,同时有研究发现错觉产生的同时激活了 V5区,而初级视皮层VI区未激活,证明了 V5区是旋转错觉发生的关联脑区(Gazzaniga等2002)。


    1.3 早期研究的回顾
  1981年,Fraser和Wilcox发现了一种由静态图形所引起的错动觉,该种视错动觉是一种特别的周边漂移错觉(peripheral drift illusion),由静态重覆不对称图案2(repeated asymmetric patterns, RAPs)所引起。RAPs造成人的视觉系统在没有运动的图案上出现似动现象(丁晓攀等2008)。 Kitaoka和AsWda (2003)对这些图形进行归纳,认为亮度渐进、线段边缘断层是其形成似动错觉的两个基本因素,并根据所得的这个基本规则设计制作出一系列似动错觉图形。但是Akiyoshi Kitaoka等仅通过行为研究揭示了这种周边漂移错觉现象学上的或者是设计的规则,并没有找到形成这种动觉模型的脑神经机制。Backus和Om9 (2005)认为这些错觉主要起因于对比或亮度的神经细胞随着时间而发生的变化。在高对比条件下,神经元反应时相对短暂提前驱使RAPs提早、快速运动。Conway等(2005)通过对旋转蛇的研究,认为不同对比度元素所产生的时间差异有可能是导致错动觉的重要原因。这些方向信号来自于VI区方向性选择神经元。有关"转动蛇"错觉的一些研究采用了心理物理学和成像技术来提供证据。例如,的研究指出这种"转动蛇"的动错觉效应受到剌激材料的亮度(即整体对比度)影响所致,这种亮度对比不受刺激材料是彩色或者非彩色的限制的(Backusand Oru9 2005; Conway, Kitaoka et al. 2005)。有研究表明,在这种动错觉效应中,只有当MT complex被激活的情况下,眼动才是一个不可或缺的条件(Murakami,Kitaoka et al. 2006; Kuriki, Ashida et al. 2008)。 此外,在给被试呈现每两个对比的元素时,记录了来自VI和MT区的神经活动,结果表明对视错动觉刺激敏感的信号一部分是来自于VI和MT区,但并不是全部(Conway, Kitaoka etal. 2005)。为了找出负责这种("转动蛇")错觉的相关脑区,大量的研究主要集中于运用视网膜代表图技术针对初级视皮层(VI)和hMT+的分析中。然而,另外一项错觉研究(Enigma)采用了正电子发射成像技术(PET)记录相关脑区血流量变化(rCBF),通过比较这种Enigma错觉和无运动的Enigma刺激变体、客观运动刺激,传统中的运动错觉区并未出现(Vl, V2甚至V5),相反地,视皮层外却出现了显著差异的脑区(Zeki, Watson etal. 1993)。既然视错动觉受到注意力集中性的影响(Kuriki, Ashida etal. 2008),那么必定存在一种视觉皮层内与外的动态连接,即所谓的"注意链条";这种链条决定了知觉刺激所需要的注意程度(Corbetta,Miezin et al. 1991; Zeki, Watson etal. 1993)。在我们的研究中采用了事件相关电位技术(ERPs)和功能性核磁共振技术(fMRI),结合它们的时空优势探讨动错觉信息如何在视皮层外(或内)进行整合的。


2 问题提出与研究框架 .............................................................11-13
    2.1 问题提出 .............................................................11
    2.2 研究框架 .............................................................11-13
3 实验一 .............................................................13-17
    3.1 实验目的 .............................................................13
    3.2 实验方法 .............................................................13-15
    3.3 结果 .............................................................15-16
    3.4 讨论 .............................................................16-17
4 实验二 .............................................................17-22
    4.1 实验目的 .............................................................17
    4.2 实验方法 .............................................................17-18
    4.3 结果 .............................................................18-20
    4.4 讨论 .............................................................20-22


5 结论


   由于视觉信息的加工过程需要注意的参与,而这种过程又是前反馈和负反馈过程不断协调和相互影响的(Moran and Desimone 1985)。因此可以很有可能性地认为,对每个视错觉来说各自的运动加工机制都是独特的,不可类推的。虽然在该研究中没有出现经典的运动区(V5)的激活,但是距它前方的很近的内侧颞叶(ITG:x=-44, y=-10, z=-26)出现了 ( Martin, Haxby et al. 1995)。材料中,由于被试的不同反应,通过RR-错觉条件的对比,他们激活了不同的脑区:内侧颞回(ITG)和内侧颞叶(IPL)。在RC-无错觉条件下的同样的对比(RR-错觉比RC-无错觉),显著激活的脑区位于右侧颞上回(STG ),而没有内侧颞叶(IPL)。这也许证明了腹侧通道和when通道的功能性连接作用。我们这样来理解:对于大量的物体信息,如形状、颜色和排列,对此处理的优先权首先在颞上和颞下的区域;如果信息内容里有运动信息的整合,如深度和排列,排列和对比度等等,这时就交诸于顶叶处理。

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