视觉分类决策过程中不确定性的神经机制

本项目将根据之前的研究成果，将心理物理和功能性磁共振成像的实验手段结合起来，并辅以计算理论模型，系统地探讨视觉分类决策过程中不确定性的神经机制，从而为探索更具普遍性的认知决策机制提供重要依据。本项目的研究包括四个方面的内容：1）视觉分类决策中内在与外在两种不确定性的神经机制；2）学习对视觉分类决策不确定性的影响；3）复杂自然图片分类决策中的不确定性的神经机制；4）视觉分类决策不确定性的计算理论模型。

结合心理物理学与功能性脑成像技术，本项目对视觉分类决策中不确定性的神经机制进行了系统的研究。研究发现（1）不确定性的调节作用具有任务依赖的特性。在基于标准比较的任务中，不确定性表征与决策和工作记忆相关的前额叶皮层活动相关，而基于信号探测任务中的不确定性表征与视觉加工相关的高级视觉皮层相关。大脑在知觉决策的过程中根据任务的需要对相同的视觉输入采取不同的加工策略，从而产生基于任务的最优化表征。（2）学习效果在内在的基于标准比较的不确定性与外在的基于信号探测的不确定性之间可以相互迁移，但内在学习效应向外在效应的迁移量更大。脑成像研究结果表明对外在不确定性任务的学习同时对早期知觉整合加工以及晚期知觉决策执行的通路产生了影响。因此学习对不确定性的调节具有任务依赖时程特性。（3）自然图片分类中不同空间频率的整合与早期前额叶N1成分相关，表明早期语义相关成分是考察不确定性表征的一个重要指标。（4）计算模型的研究结果表明决策标准的分布方差对内在不确定性具有表征作用，而视觉刺激知觉分布的方差可以表征外在不确定性。同时，对学习前后行为数据的建模揭示了学习如何通过调节不同类别的不确定性来提高知觉任务的能力。在本项目的资助下，课题组已发表（包括已接受）科研论文5篇，其中SCI论文4篇，包括Journal of Neuroscience，Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance等重要的神经科学与心理学期刊。