视觉表象可视化：基于个体脑激活模式重建视觉表象形象

Visualization of visual imagery refers to object imagery reconstruction from brain activity pattern during visual process by Beyasian decoder. Based on the approach of visual imagery reconstruction, this current project will detect the possibility of realization of mental imagery reconstruction by building the relationship between mental imgery and visual process. In a series of five experiments, we will firstly re-test the modulation of shape-specific cortex (lateral occipital complex, LOC) on the neural activity in early retinotopic cortex during visual process in the term of neural activity pattern. Then, we will apply the decoding model and pattern similary analysis method to analyze the relationship between mental imagery and visual representation in LOC cortex, which will be the basis of the building the correspondence relationship between the mental imagery representation in LOC and the visual object properties pattern with the help of the neural activity pattern of early retiotopic cortex during visual process by encoding model. Finally, we will combine the Beyasian model with the encoding model to detect the approach of mental imagery reconstruction from the relationship between the mental imagery pattern and the object visual properties. The success of this project will contribute to improve the studies of essence of mental imagery, and also to help realize the true "mind reading".

"知觉形象可视化"是指借助贝叶斯解码器通过大脑激活模式重建知觉物体的形象。本项目在以往"知觉形象可视化"的基础上通过分析视觉表象与视知觉之间的关系来探讨"视觉表象可视化"的可能途径。我们在5个系列实验中系统分析了实现"视觉表象可视化"的途径。首先，本项目从激活模式的角度借助编码模型探讨大脑形状特异性脑区在调控初级视觉皮层中的作用；继而通过解码模型与模式相似性分析方法论证视觉表象激活模式在调控大脑形状特异性脑区知觉表征模式中的作用；在此基础上，我们再次通过编码模型尝试以初级视觉皮层的知觉表征模式为中介建立大脑形状特异性脑区激活模式与视觉刺激特征模式之间的函数关系；最后，我们结合编码模型与贝叶斯模型探讨分析实现"视觉表象可视化"的可行性途径。本项目将有利于进一步促进表象实质与功能的研究，亦将推动认知神经科学实现真正意义上的"读心术"。

近年来，大量研究发现大脑认知能力根植于感觉运动能力，其中视觉表象涉及一种特殊的信息表征在大脑功能中发挥重要作用，然而，其背后的具体神经机制尚不清楚。本项目从视觉表象与知觉的关系入手，借助功能磁共振的多变量模式分析方法，借助两者在大脑初级视觉皮层的神经表征模式的相似性，实现表象类似知觉的可视化研究，以此探讨视觉表象的功能实质问题。我们在研究中发现视觉表象与视知觉在腹侧视觉通路共享的是视觉特征模式的表征模式，这一共享模式为视觉表象可视化提供了根本操作途径，也为视觉表象涉及具体的形象性格式的信息表征提供了实验证据。并在此基础上，我们在研究中发现视觉表象能力存在显著的个体差异，这一个体差异与被试固有的自发波动属性相关，并且表象任务可以有效调节大脑静息态自发波动属性，其对应的大脑自发波动属性与视觉能力显著相关，而大脑自发波动属性又与视觉表象创造能力的个体行为表现密切相关。这一系列相关研究结果表明表象属性是大脑高级脑功能的重要组成部分，视觉可视化检测的表象表征的个体差异不仅是检测高级脑功能的有效途径也可能作为一种有效干预脑功能状态的方式在临床与教育教学中加以使用。