方方课题组在《Cerebral Cortex》发文揭示分别呈现在双眼中的不同视觉刺激在人类大脑中的表征演变过程
2022/6/21 10:04:30 阅读：268 发布者：
方方课题组在《Cerebral Cortex》发文揭示分别呈现在双眼中的不同视觉刺激在人类大脑中的表征演变过程2022年6月，北京大学IDG麦戈文脑科学研究所、心理与认知科学学院、北大-清华生命科学联合中心方方课题组，在国际知名学术期刊《Cerebral Cortex》上在线发表题为“Neural representations of competing stimuli along the dorsal and ventral visual pathways during binocular rivalry”的研究论文，首次揭示了分别呈现在双眼中的不同视觉刺激在人类大脑中的表征演变过程。
当观察者的双眼分别接受不同的视觉图像时，其中一只眼睛所接受的刺激图像会占据个体视觉意识（优势眼），而另一只眼睛的图像则完全无法被觉察（抑制眼）。一段时间后，优势眼和抑制眼会逐渐发生交换，从而使个体的视觉意识内容会在刺激不变的情况下持续发生交替变化。这一现象称为双眼竞争（binocular rivalry）。由于在双眼竞争的过程中，个体主观觉知的切换是在视觉刺激没有发生变化的情况下进行的。因此，其内在神经机制就成为了科学家们探索视觉意识形成奥秘的关键。然而，针对这一问题的过往研究却得出了看似矛盾的结果：一方面，纹外视觉皮层中受到双眼竞争影响的神经元比例远高于初级视觉皮层；另一方面，初级视觉皮层以及外侧膝状体中编码单眼信息的神经活动却随着观察者的主观意识内容的交替而发生相应变化。因此，双眼竞争发生于视觉信息加工的哪个环节，其内部机理又是什么，仍然是困扰着视觉科学家们的重大问题。探究这一问题的关键在于考察双眼竞争过程中，双眼的刺激信息表征在视觉信息通路的演变过程。为此，研究人员分别在被试的左右眼呈现两个正交朝向的光栅刺激及两个沿相反方向运动的随机点阵，引发两者之间的竞争（双眼竞争条件），并要求被试实时报告其主观觉知的变化。随后，研究人员根据被试的报告复现了被试的知觉交替过程（知觉回放条件）。在此过程中，研究人员采用基于功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）数据的逆向编码模型（Inverted Encoding Model，IEM），在视觉信息通路的各个关键节点分别重构了双眼各自对应刺激信息的表征，并进行了系统比较。https://www.psy.pku.edu.cn/szdw/qzjy/jsyjy/ffjs/index.htmhttp://www.psy.pku.edu.cn/kxyj/kysys/238242.htm方方教授领导的视觉与脑成像实验室主要研究视知觉、意识、注意和它们的认知神经机制。我们密切结合认知科学、信息科学和神经科学的方法和理论，试图去理解人类认知过程中的一个核心问题 – 视觉系统是如何从双眼视网膜上的二维图像构建出对三维世界的表征，并识别出其中的物体。研究方向包括视皮层的可塑性、视觉注意的认知神经机制、物体识别与表征的认知神经机制、无意识视觉信息处理及其神经机制。1. Mo C., Lu J., Wu B., Jia J., Luo H.* and Fang F.* (2019) Competing rhythmic neural representations of orientations during concurrent attention to multiple orientation features. Nature Communications. 10: 5264. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13282-32. Zhang Y.#*, Zhang Y.#, Cai P., Luo H. and Fang F.* (2019) The causal role of alpha oscillations in feature binding. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (34), 17023-17028. (# co-first authors)3. He D., Wang Y. and Fang F.* (2019) The critical role of V2 population receptive fields in visual orientation crowding. Current Biology. 29 (13), 2229-2236.4. Chen N., Cai P., Zhou T., Thompson B. and Fang F.* (2016) Perceptual learning modifies the functional specializations of visual cortical areas. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (20), 5724-5729.5. Yu Q., Zhang P., Qiu J. and Fang F.* (2016) Perceptual learning of contrast detection in the human lateral geniculate nucleus. Current Biology. 26 (23), 3176-3182.6. Bi T.#, Chen J.#, Zhou T., He Y. and Fang F.* (2014) Function and structure of human left fusiform cortex are closely associated with perceptual learning of faces. Current Biology. 24 (2), 222-227.(# co-first authors)7. Zhang X., Zhaoping L., Zhou T. and Fang F.* (2012) Neural activities in V1 create a bottom-up saliency map. Neuron. 73 (1), 183-192.8. Fang F., Boyaci H., Kersten D. and Murray S.O.* (2008) Attention-dependent representation of a size illusion in human V1. Current Biology. 18 (21), 1707-1712.9. Fang F. and He S.* (2005) Cortical responses to invisible objects in human dorsal and ventral pathways. Nature Neuroscience. 8 (10), 1380-1385.10. Fang F. and He S.* (2005) Viewer-centered object representation in the human visual system revealed by viewpoint aftereffects. Neuron. 45 (5), 793-800.
如有侵权，请联系本站删除！
