拥挤效应的神经机制研究

The term "crowding" refers to impaired peripheral object identification due to the presence of nearby objects. The crowding effect has been extensively studied for many decades yet despite this the precise mechanisms underlying the effect remain unclear. On the basis of the preliminary experimental data, the neural mechanism of crowding effect will be explored by employing the behavior experiment, the event-related potentials and the functional magnetic resonance imaging technologies. This project include three studies, the study of neural correlates of featural detection of crowded stimuli,the neural correlates of featural integration of crowded stimuli and the neural correlates of consciousness processing of crowded stimuli.The research results will help to identify the debate on generation mechanism of crowding effect, and hlep to clarify the cause of crowding effect. This project could provide new way to reveal the origin of consciousness, and establish the foundation for related areas of unconscious stimuli processing.

拥挤效应是指对目标刺激的识别受该刺激周围干扰刺激的损害。拥挤效应的认知神经机制是当前视知觉研究领域关注的焦点。当前已有的拥挤效应研究还无法对该效应的神经机制作出定论。在预实验基础上，本项目结合事件相关电位技术和功能性磁共振成像技术，采用三个研究对拥挤效应的神经机制进行考察，包括拥挤刺激特征加工的神经基础、拥挤刺激特征整合的神经基础以及拥挤效应知觉意识加工的神经基础，系统探讨拥挤刺激被加工过程中的时程特点，以及拥挤刺激加工时激活的神经结构。本项目研究结果有助于探明拥挤效应中刺激加工的程度以及拥挤效应产生的原因，为拥挤效应的神经机制的理论构建提供丰富的认知神经科学方面的证据，同时本项目结果还有助于澄清大脑不同的功能区域在意识加工中的作用。

拥挤效应是指目标刺激被其他无关刺激围绕时，该刺激无法被有效识别。该效应通常发生在外周视野。拥挤效应发生于特征整合过程还是发生在特征整合之后、意识在拥挤效应中的作用，是当前该领域研究存在的主要争议。. 我们结合注意研究领域的跨通路延迟反应实验范式和ERP技术，从时程上对拥挤刺激的加工过程进行考察。实验结果表明，注意比非注意条件诱发了显著的N1、P2波，其中N1波主要反应注意调节，P2波与刺激的拥挤程度有关。对拥挤条件和非拥挤条件下的刺激，当刺激被注意时诱发的P2波显著大于非注意时诱发的P2波，但拥挤条件下P2波的这种差异主要表现在大脑后部皮层区域，非拥挤条件下的差异则表现在前部和后部皮层区域。对差异波的源定位结果显示，拥挤条件主要激活枕颞区、后扣带回区域，而非拥挤条件主要激活枕颞区、额顶区和前扣带回区域。后续实验采用经典的注意范式，即注意左、右和红、绿范式，得到了类似的研究结果。我们进一步结合注意范式和fMRI技术，考察了拥挤和非拥挤条件下注意与非注意刺激激活脑区的差异，结果重复了ERP技术下的源定位实验结果。以上几项研究结果均表明，拥挤效应发生于较晚的加工阶段，可能是由于被拥挤刺激无法到达意识层面而无法被报告。采用oddball范式，结果也表明，与大概率刺激相比，拥挤条件下的小概率刺激不能诱发显著的P3波，这也进一步证实被拥挤刺激不能获得意识加工。. 本项目主要采用脑电和核磁技术，从时间和空间两个角度探讨了拥挤刺激加工的神经基础，为“拥挤效应发生于特征整合之后，由于刺激无法到达意识层面而无法获得意识加工，因此不能被报告”观点提出了直接的实验证据。