识别电位认知本质和神经定位研究

The recognition potential (RP), an electrical brain response peaking around 200–300 milliseconds, is typically observed when participants view visually recognizable stimuli. Previous studies suggest that RP is an important biomarker of human visual recognition. However, its cognitive mechanism and neural source location are still unclear. RP might be affected by two cognitive activities critical for visual recognition: extraction and grouping of visual features; and matching a stimulus with stored memory representations. However, previous studies have left unclear the relative contribution of these two activities to generation of the RP. In order to determine the exact contribution of feature grouping and stimulus matching to the RP, the first part of the current project will combine psychophysical methods with single trial EEG analysis to parametrically measure these two activities. They will be quantified as efficiency of feature grouping and memory representation strength. These two quantified measurements will then be modelled against EEG amplitudes in order to separate out their individual contributions to the RP. The second part of the project will then use simultaneous EEG-fMRI techniques to locate the neural generators of the RP. This localisation information will compliment the findings of part one of the project by matching regional function to cognitive processes. The findings of this project will for the first time employ these methods to determine the cognitive processes involved in the generation of the RP and identify the locations in the brain from which it arises. This knowledge will provide essential background for RP research and will represent a significant contribution to our understanding of vision in general.

识别电位（recognition potential，RP）是由可识别的视觉刺激所诱发的、在刺激出现后200－300 ms达到峰值的脑电反应。先前研究表明，RP可能是人类视觉识别的脑电指标。但是，目前尚不清楚RP所反映的认知机制及其皮层发生源。RP可能受到视觉识别中的两个关键认知活动的影响：视觉特征的提取和整合以及刺激与记忆表征的匹配。先前的研究无法说明二者对RP的影响。因此，项目的第一个目标是考查两个认知活动对RP的贡献大小。项目拟结合心理物理法和单试次EEG分析技术来量化这两个认知活动，再将二者的行为量化观测值与个体的ERP观测值进行回归分析。项目的第二个目标是拟采用同步EEG-fMRI技术对RP进行神经源定位。项目首次结合这些方法来探讨RP的认知机制和其神经发生源。项目的研究结果将为RP研究提供重要的实证依据和理论参考，对深入理解视觉系统的工作原理有重要的意义。

研究表明，RP 是反映人类视觉识别的一个重要脑电指标。基于对已有研究的了解，我们认为RP的研究还存在两个根本性的问题：（1）尚未澄清 RP 的认知和神经本质是什么；（2）RP 究竟源自哪个/哪些脑结构。本项目采用行为、脑电、核磁成像技术，结合心理物理学研究方法和单试次EEG分析方法，对以上两个问题展开研究。. 首先，项目采用边缘视野识别技术首先在行为上分离特征加工和记忆表征对识别的影响。研究发现，汉字识别效率均随着偏离中央位置增大而下降，倒立汉字的下降幅度显著快于正立汉字；当偏离达到18度以上时，正立和倒立汉字间没有显著差异，但是两个认知水平分离的位置有较大的个体差异。其次，我们研究了诱发识别电位的快速刺激流范式（Rapid Stream Stimulation，RSS）的效度问题。研究发现，刺激在RSS和普通范式下的ERP的脑电图谱具有高度的相似性；与普通范式相比，在RSS范式下的ERP汉字倒置效应更大，而面孔倒置效应没有显著差异；正字法不同水平的汉字间ERP差异只在RSS范式下可观察到，主要表现在假字和非字间ERP波幅差异显著。再次，我们研究了识别电位与N170成分的异同问题。研究发现，当掩蔽和目标间的间隔逐渐增大，N1潜伏期逐渐变短；目标刺激诱发的N1与时间间隔之间呈指数衰减关系；单个试次的N1变异越大，N1潜伏期越长；N170与RP和不同间隔条件下N1的全脑地形图间具有高相似性。最后，项目研究了识别电位的神经定位问题。研究发现，不同正字法水平的汉字在RSS和普通范式下均激活了双侧枕中回，真字和假字分别在普通和RSS范式下激活了左侧额中回。研究结果揭示，RP的定位源与N170可能均来源于左侧枕中回。研究结果从识别不同层面揭示了RP的认知和神经本质及发生源问题。. 在本项目资助下，共发表 SCI/SSCI 论文共 2篇，CSSCI论文2篇，EI论文1篇，在审英文论文共2篇，项目负责人均为通讯作者。我们完成了立项时设定的研究目标：在国内外较高水平的学术期刊发表学术论文5篇；在国际知名学术会议上汇报研究成果2次；已指导3名完成硕士毕业论文。