"大范围首先"拓扑视知觉加工的神经通路研究
视觉从哪里开始?不同于传统的"由局部到整体"理论,"大范围首先"理论提出视知觉是从整体到局部.克莱因的爱耳浪根纲领提出各种形状性质可以由不同层次的几何学,即由欧几里得几何学、仿射几何学、射影几何学和拓扑学来加以描述.根据几何不变性,最为稳定和大范围的是拓扑性质.在视知觉同样有一个与其十分相吻合的知觉功能层次,其中拓扑性质知觉较之其它局部几何性质知觉,是最基本,最早期的知觉,知觉物体是从抽提拓扑性质开始的.然而对于拓扑性质知觉加工的神经通路的研究还不够完善.目前的脑成像研究发现拓扑性质知觉的神经表达位于前颞叶,但是在经典的视觉通路中,前颞叶位于视觉腹侧通路的最末端,是物体识别加工的高级区域.然而大量的行为实验均表明被加工于前颞叶的拓扑性质知觉是视知觉的最初期阶段,其敏感性和反应时上均优先于局部性质,这似乎是矛盾的.那么对于拓扑性质知觉的加工,是否不通过传统的经典视觉通路,而是经由其他的通路加工呢?本文就这个问题展开研究.
有研究表明除了经典的视觉通路,还有一条"古老"的皮层下通路主要负责快速加工和情绪相关的信息.这条通路绕开初级视觉皮层,由上丘,枕核和杏仁核组成.如果拓扑性质知觉也通过这条通路加工,那么情绪的加工应该会干扰拓扑性质知觉加工.我们的研究表明,不管是意识上,还是意识下的恐惧情绪都可以稳定的干扰拓扑性质知觉,但是对于其他局部几何性质知觉却没有影响.进一步的脑成像实验表明,杏仁核确实参与了拓扑性质知觉的加工.
洞的个数是拓扑不变量之一.洞可以作为一种整体性质被抽提出来.我们的实验发现:相对于非洞的图形,有洞的图形更容易突破双眼竞争中产生的抑制,到达意识上而被知觉到.采用经颅磁刺激技术抑制初级视觉皮层的功能,实验结果发现非洞图形的辨认会受到影响,但是有洞图形的辨认不会受到干扰,从而说明了洞的加工是不主要依赖于初级视觉皮层的.
本文的实验结果都一致支持拓扑性质知觉的加工不依赖于初级视觉皮层,但是要直接证明拓扑性质知觉的加工是通过皮层下通路,还需要更多的实验验证.
- 作者：
- 孟千力
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 神经生物学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 马原野
- 关键词：
- 爱耳浪根纲领；拓扑性质；双眼竞争；经颅磁刺激；神经通路
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