刺激前alpha振荡对视知觉的影响
发布时间：2021-09-07 16:19
人类对感觉阈限附近的视觉刺激的知觉不总是一致的。为探究这种视知觉不一致的现象及其神经机制,一些研究者关注刺激前脑内自发alpha神经振荡（8～13Hz）对视知觉的影响。近年来的研究发现,刺激前alpha振荡能量的降低能提高被试的探测击中率,但不能提高知觉精确度;而刺激前alpha振荡的相位能预测被试能否成功探测刺激。刺激前alpha能量被认为调控了视皮层的基础活动强度;alpha能量的降低反映了皮层基础活动的增强,进而提高了对较弱刺激的探测率。刺激前alpha相位则被认为调控了皮层兴奋和抑制的时间;大脑在刺激呈现时的不同状态（兴奋/抑制）决定了最终的知觉结果。
【文章来源】：心理科学进展. 2020,28(06)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
余弦曲线的一个周期及余弦振荡的相位与圆周运动的关系
要区分―视知觉精确程度提高‖和―反应偏好变化‖这两种解释,有两种方法。第一种方法是在探测任务中综合考虑击中率和虚报率,例如使用辨别力(d’)作为指标(图2A)。若刺激前alpha振荡能量的降低会导致被试的知觉精确程度提高,那么在击中率提高的同时,虚报率降低或没有明显的变化,从而导致辨别力提高(图2B上);若刺激前alpha振荡能量的降低导致被试更偏好于做出―是‖反应,那么在击中率提高的同时,虚报率也会提高,辨别力不会发生明显的变化(图2B下)。另一种方法则是使用辨别任务,要求被试报告呈现的刺激具体是哪一个。若刺激前alpha振荡能量与被试的知觉精确程度有关,那么在刺激前alpha振荡能量较低时,辨别任务正确率应该更高;若刺激前alpha振荡能量影响的是反应偏好,则无论刺激前alpha振荡能量如何变化,辨别任务的总体正确率不会发生显著改变。刺激前alpha振荡能量与被试在辨别任务中表现的关系,可以提供证据支持或质疑―知觉精确程度提高‖的解释。近年来的研究证据基本上不支持―刺激前alpha振荡能量与视知觉精确程度有关‖的解释。例如,在Limbach和Corballis(2016)的研究中,被试需要按不同的按键分别报告是否看到一个短暂呈现的菱形图案;研究者同时考虑被试的击中率、虚报率、辨别力、与刺激前alpha振荡能量的关系,发现刺激前较低的alpha振荡能量与较高的击中率有关,但也与较高的虚报率有关,而被试的辨别力在刺激前alpha振荡能量较高和较低的试次中没有显著差异。在Iemi等(2017)的研究中,被试或完成一个光栅探测任务(通过按不同按键报告是否探测到一个微弱的光栅刺激),或先后完成光栅位置分辨任务和光栅朝向分辨任务(通过按不同按键报告光栅呈现的位置或朝向);研究者在光栅探测、光栅位置分辨和光栅朝向分辨三种不同的知觉任务中探究刺激前alpha振荡能量与视知觉能力的关系,发现刺激前alpha振荡能量的变化虽然与探测任务中的击中率有关,但与探测任务中的辨别力无关,也与辨别任务中的辨别正确率无关。其他一些使用辨别任务的研究也得到类似的结果,即刺激前alpha振荡能量不影响被试的辨别正确率(如Benwell et al.,2017;Samaha,Iemi,&Postle,2017)。此外,通过拟合被试在刺激前不同alpha振荡能量水平下的心理物理曲线,Chaumon与Busch(2014)发现,刺激前alpha振荡能量的变化对被试心理物理曲线的影响更符合反应偏好变化的模型所预测,而与辨别力变化的模型所预测的不符。
这些研究结果除了提供了质疑―刺激前alpha振荡能量与视知觉能力有关‖的证据外,也带来的一个新的问题,即刺激前alpha振荡能量的变化究竟反映了怎样的生理心理变化。上述研究认为,在探测任务中,alpha振荡能量的降低与被试更偏好于报告探测到刺激有关。Witt,Taylor,Sugovic和Wixted(2015)的研究指出,这种探测任务中反应偏好的改变有两种可能的机制：决策偏差(decision bias)和知觉偏差(perceptual bias)。前者认为,反应偏好的变化来自于反应标准(c)的改变,如果反应标准降低,那么被试进行―是‖判断时的神经活动强度需要超过的阈限更小,导致被试作出―是‖判断的频率将会提高(图3A);后者认为,反应偏好的变化来自噪音和信号诱发的神经活动强度发生同样的变化,如果噪音和信号诱发的神经活动被同等增强,那么神经活动高于反应标准的可能性将提高,导致被试将做出更多的―是‖判断(图3B)。Witt等人同时指出,使用常规的探测任务和辨别任务均无法对这两种机制进行区分。在Limbach和Corballis的研究中(Limbach&Corballis,2016),虽然研究者更支持决策偏差假说,但同时也认为,他们使用的探测任务无法有效区分这两种解释。类似的,虽然Iemi等人(2017)认为知觉偏差假说能够同时解释其研究中探测任务和辨别任务的结果,但他们的研究也无法区分知觉偏差和决策偏差这两种假说。最近的一项研究中,Iemi与Busch(2018)尝试对知觉偏差和决策偏差这两种解释进行区分。研究者采用了新的探测任务范式,即―两区间迫选‖(two-interval forced choice)的探测任务：在一个试次中存在一前一后两个时间区间,两个时间区间中只有一个时间区间有目标刺激呈现,另一个时间区间则不呈现任何刺激,被试需要通过按不同的按键判断目标刺激出现在哪一个时间区间内。在这种范式中,大脑需要对比两个区间内的神经活动强弱来确定目标出现在哪个区间。其研究逻辑是：若刺激前alpha振荡能量与视皮层的基础活动强度有关,那么被试在―两区间迫选‖探测任务中的表现将会受到两个区间前的alpha振荡能量的大小关系的影响;若刺激前振荡能量与被试的反应标准有关,那么被试的行为表现不会受到两个区间前的alpha振荡能量的大小关系的影响(图4)。结果显示,被试反应正确的试次中,目标出现的时间区间前的alpha振荡能量低于无目标出现的时间区间前的alpha振荡能量,而在反应错误的试次中则刚好相反,即无目标出现的时间区间前的alpha振荡能量更低。也就是说,被试在有无目标呈现的区间前的alpha振荡能量的大小关系与被试反应正确的可能性有关。这一研究结果更支持知觉偏差假说,即alpha振荡能量的改变影响了视皮层的基础活动强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用时频分析研究非相位锁定脑电活动[J]. 武侠,钟楚鹏,丁玉珑,曲折. 心理科学进展. 2018(08)
本文编号：3389863
【文章来源】：心理科学进展. 2020,28(06)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
余弦曲线的一个周期及余弦振荡的相位与圆周运动的关系
要区分―视知觉精确程度提高‖和―反应偏好变化‖这两种解释,有两种方法。第一种方法是在探测任务中综合考虑击中率和虚报率,例如使用辨别力(d’)作为指标(图2A)。若刺激前alpha振荡能量的降低会导致被试的知觉精确程度提高,那么在击中率提高的同时,虚报率降低或没有明显的变化,从而导致辨别力提高(图2B上);若刺激前alpha振荡能量的降低导致被试更偏好于做出―是‖反应,那么在击中率提高的同时,虚报率也会提高,辨别力不会发生明显的变化(图2B下)。另一种方法则是使用辨别任务,要求被试报告呈现的刺激具体是哪一个。若刺激前alpha振荡能量与被试的知觉精确程度有关,那么在刺激前alpha振荡能量较低时,辨别任务正确率应该更高;若刺激前alpha振荡能量影响的是反应偏好,则无论刺激前alpha振荡能量如何变化,辨别任务的总体正确率不会发生显著改变。刺激前alpha振荡能量与被试在辨别任务中表现的关系,可以提供证据支持或质疑―知觉精确程度提高‖的解释。近年来的研究证据基本上不支持―刺激前alpha振荡能量与视知觉精确程度有关‖的解释。例如,在Limbach和Corballis(2016)的研究中,被试需要按不同的按键分别报告是否看到一个短暂呈现的菱形图案;研究者同时考虑被试的击中率、虚报率、辨别力、与刺激前alpha振荡能量的关系,发现刺激前较低的alpha振荡能量与较高的击中率有关,但也与较高的虚报率有关,而被试的辨别力在刺激前alpha振荡能量较高和较低的试次中没有显著差异。在Iemi等(2017)的研究中,被试或完成一个光栅探测任务(通过按不同按键报告是否探测到一个微弱的光栅刺激),或先后完成光栅位置分辨任务和光栅朝向分辨任务(通过按不同按键报告光栅呈现的位置或朝向);研究者在光栅探测、光栅位置分辨和光栅朝向分辨三种不同的知觉任务中探究刺激前alpha振荡能量与视知觉能力的关系,发现刺激前alpha振荡能量的变化虽然与探测任务中的击中率有关,但与探测任务中的辨别力无关,也与辨别任务中的辨别正确率无关。其他一些使用辨别任务的研究也得到类似的结果,即刺激前alpha振荡能量不影响被试的辨别正确率(如Benwell et al.,2017;Samaha,Iemi,&Postle,2017)。此外,通过拟合被试在刺激前不同alpha振荡能量水平下的心理物理曲线,Chaumon与Busch(2014)发现,刺激前alpha振荡能量的变化对被试心理物理曲线的影响更符合反应偏好变化的模型所预测,而与辨别力变化的模型所预测的不符。
这些研究结果除了提供了质疑―刺激前alpha振荡能量与视知觉能力有关‖的证据外,也带来的一个新的问题,即刺激前alpha振荡能量的变化究竟反映了怎样的生理心理变化。上述研究认为,在探测任务中,alpha振荡能量的降低与被试更偏好于报告探测到刺激有关。Witt,Taylor,Sugovic和Wixted(2015)的研究指出,这种探测任务中反应偏好的改变有两种可能的机制：决策偏差(decision bias)和知觉偏差(perceptual bias)。前者认为,反应偏好的变化来自于反应标准(c)的改变,如果反应标准降低,那么被试进行―是‖判断时的神经活动强度需要超过的阈限更小,导致被试作出―是‖判断的频率将会提高(图3A);后者认为,反应偏好的变化来自噪音和信号诱发的神经活动强度发生同样的变化,如果噪音和信号诱发的神经活动被同等增强,那么神经活动高于反应标准的可能性将提高,导致被试将做出更多的―是‖判断(图3B)。Witt等人同时指出,使用常规的探测任务和辨别任务均无法对这两种机制进行区分。在Limbach和Corballis的研究中(Limbach&Corballis,2016),虽然研究者更支持决策偏差假说,但同时也认为,他们使用的探测任务无法有效区分这两种解释。类似的,虽然Iemi等人(2017)认为知觉偏差假说能够同时解释其研究中探测任务和辨别任务的结果,但他们的研究也无法区分知觉偏差和决策偏差这两种假说。最近的一项研究中,Iemi与Busch(2018)尝试对知觉偏差和决策偏差这两种解释进行区分。研究者采用了新的探测任务范式,即―两区间迫选‖(two-interval forced choice)的探测任务：在一个试次中存在一前一后两个时间区间,两个时间区间中只有一个时间区间有目标刺激呈现,另一个时间区间则不呈现任何刺激,被试需要通过按不同的按键判断目标刺激出现在哪一个时间区间内。在这种范式中,大脑需要对比两个区间内的神经活动强弱来确定目标出现在哪个区间。其研究逻辑是：若刺激前alpha振荡能量与视皮层的基础活动强度有关,那么被试在―两区间迫选‖探测任务中的表现将会受到两个区间前的alpha振荡能量的大小关系的影响;若刺激前振荡能量与被试的反应标准有关,那么被试的行为表现不会受到两个区间前的alpha振荡能量的大小关系的影响(图4)。结果显示,被试反应正确的试次中,目标出现的时间区间前的alpha振荡能量低于无目标出现的时间区间前的alpha振荡能量,而在反应错误的试次中则刚好相反,即无目标出现的时间区间前的alpha振荡能量更低。也就是说,被试在有无目标呈现的区间前的alpha振荡能量的大小关系与被试反应正确的可能性有关。这一研究结果更支持知觉偏差假说,即alpha振荡能量的改变影响了视皮层的基础活动强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用时频分析研究非相位锁定脑电活动[J]. 武侠,钟楚鹏,丁玉珑,曲折. 心理科学进展. 2018(08)
本文编号：3389863
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