知觉自主运动方向时整合运动和形状线索的脑机制研究

发布时间：2020-07-19 17:27

【摘要】：知觉自我运动方向是日常生活中不可或缺的能力,光流(optic flow)是这一知觉的重要视觉线索。已有研究发现光流中包含运动和形状两种线索,一般情况下这两种线索不可分离且都指向同一个扩张焦点(focus of expansion,FOE),该FOE即为自我运动的方向。当运动和形状FOE不一致时,通过整合会知觉到自我运动方向在这两个FOE之间。虽然已有研究发现存加工光流的脑区(MST,VIP,CSv),但对于整合的脑机制还知之甚少。在本实验中将利用运动FOE和形状FOE可以相互分离的刺激来研究大脑整合运动和形状的脑区。在实验一中固定了运动FOE位置,只改变形状FOE的位置。从而找出能够表征形状FOE变化的脑区;在实验二中运动FOE和形状FOE在一致的情况下同时位于屏幕的左侧或右侧,在不一致的情况下一个位于左侧,另一个位于右侧。在两种情况下运动或形状FOE分别有在左侧或右侧的条件,但是一致条件知觉到的自我运动方向改变了,而不一致条件则没变。对于整合了两种线索的脑区而言,对一致刺激的分类应该高于对不一致刺激的分类。利用多体素模式分析法(multiple voxel pattern analysis,MVPA)发现V1、V2、V3、V3a和V3b/KO既可以表征形状FOE也可以表征运动FOE的变化。此外V3b/KO对一致条件的分类高于不一致的,这表示该区域在加工光流的过程中起到整合的作用。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：B842.2
【图文】：

光流,周围环境,运动方向,知觉

早期的研究发现人们会利用视觉信息中被称为光流的信息来知觉自我运动的方向。光流(Optical flow 或者 Optic flow)在我们的日常生活中随处可见，并且提供了丰富的信息，比如自我运动方向，场景的三维空间结构。或许由于很多其他的信息也能提供自我运动方向的信息，所以很容易忽略光流在知觉自我运动方向上的作用。这也使得学者们在 19 世纪就开始注意到光流的这种现象，却没有发现可用此来知觉自我运动方向。要解释光流是什么，最常举的例子就是在坐火车时会看到道路两旁的树，从近到远以不同的速度在倒退，在疾速状态下甚至形成放射状运动的连续的彩色条纹。光流就是指这种特殊的相对运动模式。也就是说当观察者看着移动方向移动时，看到的周围环境的移动模式。这种运动模式虽然只在极其快速的运动中才能明确感知，但即使在走路时也是存在的，如图 1.1 左侧图所示即为极速状态下感知到的光流。

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en1988 年实验用到刺激的示意图。刺激是只出现在屏幕下部分，以光图中的线段表示该位置处的速度矢量。位于中心位置的垂直线段是被提示方位。被试的任务就是判断感知到的自我运动方向是在该提示方图来自 Warren& Hannon, 1988[17].结果表明，根据光流刺激知觉到的自我运动方向精确度可以这样的误差就可以满足 Cutting 提出的知觉自我运动方向的多的行为实验开始研究光流中的不同因素与知觉自我运动rren[18]在 1998 年的《高级运动处理》中对此做了总结。先来看一下在实验中用到的光流刺激都包含哪些形式。由于动模式，用来研究光流的实验中的用到的都是整体相关运动刺激，如图 1.3 表示了相关度不同的整体相关运动。

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图 1.2 Warren1988 年实验用到刺激的示意图。刺激是只出现在屏幕下部分，以光流场的方式运动的点。图中的线段表示该位置处的速度矢量。位于中心位置的垂直线段是被试用来评估运动方向的提示方位。被试的任务就是判断感知到的自我运动方向是在该提示方向的左侧还是右侧。该图来自 Warren& Hannon, 1988[17].实验结果表明，根据光流刺激知觉到的自我运动方向精确度可以达到 1°视角左右。这样的误差就可以满足 Cutting 提出的知觉自我运动方向的精度了。此后有了更多的行为实验开始研究光流中的不同因素与知觉自我运动方向之间的关系。Warren[18]在 1998 年的《高级运动处理》中对此做了总结。在此先来看一下在实验中用到的光流刺激都包含哪些形式。由于光流是一种整体的运动模式，用来研究光流的实验中的用到的都是整体相关运动 (coherentmotion)的刺激，如图 1.3 表示了相关度不同的整体相关运动。

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