对称性视知觉在斜对称条件下的加工过程：关于SPN成分的ERP研究

发布时间：2017-05-12 10:26

  本文关键词：对称性视知觉在斜对称条件下的加工过程：关于SPN成分的ERP研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：视觉图像是指视觉系统观测客观世界而获得的,可以直接或间接作用与人眼而产生视知觉的实体。人类视觉系统对图像中的对称性尤其是两侧对称性高度敏感,认知心理学研究者对此开展了广泛而深入的研究。有研究发现对称性知觉在汉字识别、形状知觉等认知过程中都能发挥重要作用。而对称性知觉本身也具有许多吸引人的特性。例如,研究者发现人类对垂直对称(两侧对称)敏感性大于水平对称,而对后者的敏感性大于其他形式的对称。作为视觉认知的对象,图像的对称性并不与物体的对称性一一对应。当3维物体投影到视网膜形成视觉时,只有对称物体的对称平面与视线平行时,才能在视网膜上形成对称图像。对于对称物体在视网膜上形成的非对称性图像,我们称之为斜对称。而对于斜对称这一更一般的视觉经验却很少受到研究者的关注。目前,针对3维形状知觉中斜对称的加工过程,有两种对立的假说:一是视网膜结构假设,即对称性知觉过程发生在对视网膜映射图像的加工阶段,这一假设被van der Vloed等人的研究结果所支持;而后是视角标准化假设,即对称性知觉过程发生在视觉系统利用深度等线索恢复以物体为中心的3维形状表征之后,该假设被Szlyk等人的研究所支持。本研究借助ERP技术在时间分辨率上的优势来考察斜对称条件下人类视觉系统在3维形状知觉过程中对称性知觉的时间进程。为与以往研究保持一致,实验任务采用与对称性无关的物体图片分类任务以及要求对对称性进行充分加工的对称性知觉判断任务,来研究对称性知觉在不同注意条件下的加工机制的差别。各实验中均给被试呈现对称物体与非对称物体在倾斜视角下的图片,要求被试在不同任务下执行按键反应,记录被试在图片呈现时间后的EEG信号。相关ERP研究发现,大脑后部电极会对对称性视觉信息做出特异反应,具体表现为从刺激呈现后250 ms左右开始,在大脑后部电极中对称性图片比随机图片的ERP更负,研究者将这一后期成分命名为SPN成分(Sustained Posterior Negativity,后部持续性负波)。因此,本研究将SPN成分作为实验因变量来考证对称性知觉在3维形状知觉加工中的时间进程。实验一使用物体分类判断任务来考察在物体识别过程中,对称性加工是否参与早期视觉加工过程,即对称性是否在视网膜图像水平上就进行了自动化加工。实验中要求被试对呈现图片作自然物/人工物的分类判断反应,同时记录被试的反应时与正确率以及刺激呈现的EEG数据。实验二使用对称性知觉判断过程中来考察在对三维物体形状进行对称性判断过程中,对称性加工是否会促进前期视觉加工以及后期视觉信息的整合。实验中要求被试对呈现图片中的物体是否对称作是/否的判断反应,同时记录被试的反应时与正确率以及刺激呈现的EEG数据。结果显示,在物体分类判断任务中,斜对称下对称物体图片较非对称物体图片引发更负的SPN成分,但统计结果边缘显著,调整时间窗口再进行统计分析发现,SPN在250—650ms时间窗口差异显著,而在650—1000ms时间窗口下差异消失;而在对称性知觉判断任务中,斜对称下对称物体图片较非对称物体图片引发更负的SPN成分,调整时间窗口再进行统计分析发现,SPN在250—650ms时间窗口差异显著,而在650—1000ms时间窗口下差异消失;但在650—1000ms时间窗口下右脑ERP波形比左脑ERP波形更偏负,即出现右脑偏侧化。根据实验结果,可得出以下结论:1)对称性知觉发生在3维形状知觉的视觉加工早期,意味着本研究支持对称性知觉的视网膜结构假设;2)在3维物体识别过程中,对称性知觉参与早期视觉加工,但是会在视觉加工后期即视觉建立3维物体表征过程中被其它诸如深度等线索所支配而衰退;3)在对称性知觉判断中,SPN晚期会出现右脑偏侧化,意味着SPN反映的对称性知觉加工过程有不同加工阶段,在进行基于视网膜映射图像的视觉加工后,右脑会对整合信息进行优势加工;4)事件相关去同步化(ERD)在斜对称条件下并不发生偏侧化,因此与对称性知觉关联的ERD偏侧化可能与外源性注意网络的激活有关。由此,本研究从更具实际意义的角度揭示了对称性知觉在3维立体视觉下的认知加工过程,为有关对称性知觉加工阶段的时间上的分歧提供了理论解释与实证证据,为正逐步成为研究焦点的3维立体视觉模型提供依据。研究中发现的与以往研究结果不一致之处,更说明了对称性知觉在人类大脑视觉系统中的复杂机制,并对解释多维度视觉信息在对称性知觉以及其他视觉加工过程之间的动态交互过程的认知模型提出了迫切要求。
【关键词】：对称性知觉 斜对称 视网膜结构假设 视角标准化假设 SPN成分
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：B842.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 1 前言10-12
• 2 研究综述12-25
• 2.1 对称性与视觉认知12-16
• 2.2 对称性知觉的影响因素16-18
• 2.3 对称性知觉的理论模型18-21
• 2.4 对称性知觉的ERP研究21-23
• 2.5 对称性知觉的脑成像研究23-25
• 3 问题的提出25-27
• 3.1 以往研究的不足25
• 3.2 问题的提出25-27
• 4 实验一27-34
• 4.1 实验目的与设计27
• 4.2 刺激材料及被试27
• 4.3 实验设备与程序27-28
• 4.4 脑电数据采集与处理28-29
• 4.5 EOG处理29-30
• 4.6 结果30-32
• 4.7 讨论32-34
• 5 实验二34-41
• 5.1 实验目的与设计34
• 5.2 刺激材料及被试34
• 5.3 实验设备与程序34-35
• 5.4 脑电数据采集与处理35
• 5.5 EOG数据35-36
• 5.6 结果36-39
• 5.7 讨论39-41
• 6 总讨论41-45
• 6.1 SPN与斜对称41-42
• 6.2 对称性知觉与右脑偏侧化42-43
• 6.3 斜对称与立体视觉43-45
• 7 结论45-46
• 参考文献46-59
• 致谢59-60
• 在校期间所发表的论文60

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1 李健;对称性视知觉在斜对称条件下的加工过程：关于SPN成分的ERP研究[D];西南大学;2016年

2 王伟平;基于SPN的安全联锁系统可靠性定量计算模型研究[D];浙江工业大学;2010年

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本文编号：359548