多目标视觉追踪中注意分配的认知神经机制研究

Based on reviews on recently studies of MOT at home and abroad, the research aimed to investigate the cognitive mechanism of attention distribution to target objects and non-target objects; and the research would further the research of cognitive-neural mechanism of attention distribution in MOT by combination of cognitive methods and ERP. There are three parts: (1) to demonstrate the temporal course and cognitive-neural mechanism and factors influenced the inhibition of non-target objects by combining MOT and dot probe task, such as objects moving pattern, changes of eye movement, attentional capacity etc. (2) using simulated three-dimension MOT task, which gets rid of the limits of two-dimension space to probe into the distribution processes of attentional resources in MOT task. (3) by designing well-controlled higher-lower performance participants groups to investigate the differences of the distribution processes of attentional resources and cognitive-neural mechanism between two groups; and using self-controlling training program to find out the difference of the lower performance groups' distribution processes of attentional resources between before training and after training, which would further demonstrate the distribution processes and neural mechanism of MOT.

本研究基于国内外多目标追踪的最新研究进展，系统探讨多目标追踪中目标和非目标上注意分配的认知机制，并将认知行为实验技术与事件相关电位技术（ERP）相结合，探讨多目标追踪中注意分配的认知与认知神经机制。主要研究内容包括：（1）采用多目标追踪与点探测任务相结合的双任务实验范式，探讨多目标追踪中非目标抑制机制发生的时间进程、认知神经机制及其影响因素（如物体运动形式、眼动变化、追踪对象是否超出注意容量等）；（2）采用3D编程技术模拟三维立体多目标追踪任务，突破二维平面空间的限制，探讨三维空间立体物体多目标追踪中注意资源分配的加工机制；（3）关注多目标追踪表现的个体差异，通过设计精细的高低表现组的对照实验，探讨多目标追踪任务中高表现者和低表现者注意资源分配的认知机制与认知神经机制上的差异；并通过自适应训练研究，探讨低表现者训练前后在注意分配的神经机制上的差异，以揭示多目标追踪的注意加工及其神经机制。

该项目在国内外多目标动态信息加工前沿研究基础上，采用基于行为、事件诱发电位（ERP）和功能磁共振成像（fMRI）技术，主要探讨如下方面问题：（1）多目标视觉动态信息追踪中目标促进和非目标抑制机制；（2）多目标视觉动态信息加工中脑电活动及注意资源分配的神经机制；（3）采用行为和ERP技术探讨多目标视觉动态信息加工能力的可溯性及神经机制；（4）探讨低表现群体、特殊职业群体追踪能力的表现；（5）采用的功能磁共振成像技术探讨多目标视觉动态信息追踪过程中位置与身份信息、对称性与表面特征、身份分类等对追踪表现影响的脑功能区。.研究得出了如下结果：（1）在多目标追踪任务中，存在目标促进和非目标抑制机制，并受到任务难度、情绪、训练等因素的影响；（2）情绪刺激诱发的N2和P300成分在控制注意资源分配和维持追踪过程中起着重要作用； 训练任务中发现P170成分起着一定调控作用；（3）行为训练和ERP的前后测结果表明，多目标追踪能力具有较好的可塑性；（4）自闭症个体追踪容量保持在1左右，追踪正确率较低；而特殊职业群体表现出较好的追踪成绩；（5）fMRI研究表明，除前后顶内沟(AIPS & PIPS)、额部眼区(FEF)、顶上小叶(SPL)和运动区（MT+）外，梭状回(fusiform gyrus)、额上回(IFG)、扣带回(ACC)、舌回( lingual)等脑区对追踪过程的控制和身份识别起着重要作用；（6）几何对称性与表面特征的研究发现，对称性和表面信息对追踪成绩有显著的叠加促进作用；同时影像学的研究表明，空间对称性和表面特征激活了不同的脑功能区，而形状和颜色激活的脑区是重叠的。. 研究成果对认识视觉动态信息加工的认知神经机制，不同群体差异有一定的理论贡献，为特殊群体的复杂视觉动态加工能力训练提供了理论基础。对模拟环境和虚拟环境下视觉信息加工能力训练系统开发与评价等具有一定的实践意义与应用价值。