三维空间中基于位置的返回抑制的机制

发布时间：2017-12-30 21:17

本文关键词：三维空间中基于位置的返回抑制的机制　出处：《东北师范大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：人类每天都是生活在一个三维的真实世界里,所处的空间是具有深度线索的三维空间。因此,如果需要安定和谐地生存在这个三维世界中,人们需要专注于三维空间内与当前目标相关的信息,以及遇到新异刺激或者潜在威胁时迅速做出反应。因此,注意在三维空间不同深度位置的定向/重定向能力与人们的生活息息相关,也是与生活环境之间存在交互关系的能力,同时也是人类的基本认知能力。因此,了解和掌握注意在三维空间中远处空间和近处空间进行定向/重定向的机制则是重要而突出的问题。本研究采用三个研究考察注意在三维空间定向/重定向产生的返回抑制效应,以及远近空间不同的加工方式对返回抑制效应的影响。研究一考察三维空间深度位置上是否存在基于空间的返回抑制。采用虚拟现实技术,将Posner经典的线索化范式应用到三维空间内,在原有Theeuwes等人(2003)研究范式的基础上进行改进,操纵了注意沿着直线路径进行转移。结果发现,当注意在三维空间深度位置间沿着直线方式进行定向/重定向时可以产生基于空间的返回抑制,并且这种返回抑制效应无论在中央视野还是在偏外周视野条件下均存在。但目标出现在远处空间时的返回抑制量小于目标出现在近处空间。因此可以证实,返回抑制并不是完全的“深度盲”,同时也反驳了Theeuwes等人的研究认为返回抑制不敏感于深度线索的观点。研究二在研究一的基础上操纵不同的注意转移方向,考察注意沿三维空间不同方向进行转移时返回抑制效应的空间分布。结果发现,注意沿着深度方向(z轴)进行定向/重定向的过程中,目标在远近空间下的返回抑制效应存在分离。当目标出现在近处空间时出现了返回抑制效应,而当目标出现在远处空间时则不存在返回抑制效应。同时也发现,注意在近处空间的二维平面内(x轴)转移时的返回抑制量减小。为了证实研究结果的可靠性以及进一步揭示造成这样的原因,在原有实验设计的基础上加入了中性线索条件,结果重复出了实验结果,从而也明确了造成目标出现在远处空间时不存在返回抑制的原因是由于非线索化条件下的反应时减慢导致的,而不是由于线索化条件下反应时加快导致的。此外,也说明了三维空间中远近空间的加工方式会影响三维空间的返回抑制效应。研究三针对研究一和研究二出现的远近空间加工方式会影响三维空间中不同深度上的返回抑制效应,采用功能性磁共振成像技术考察三维空间中远近空间视觉加工的认知神经机制。研究中控制了远近空间刺激大小的匹配方式(视网膜大小匹配vs.知觉大小匹配),要求被试分别在近处空间和远处空间完成手动反应任务。由于研究主要关注空间主导性(近处空间 vs.远处空间)的主效应。因此,在数据分析中,将视网膜大小匹配条件和知觉大小匹配条件下的空间主导效应分别通过一般线性模型(GLM)进行建模。结果发现,视网膜大小匹配条件下,"NearFar”条件显著地激活了双侧上枕叶和顶枕联合区,而反过来的"FarNear"条件则未发现任何脑区存在显著地激活。知觉大小匹配条件下,"NearFar"条件显著地激活了视觉皮层(舌回和左侧距状裂)以及双侧上枕叶和顶枕联合区。反过来的"FarNear"条件则显著地激活了双侧下枕叶。随后,将两种刺激大小匹配方式在"NearFar"条件下显著激活的脑区进行联合分析,结果得到了双侧上枕叶和顶枕联合区。因此可以说明,三维空间的视觉加工中存在近处空间加工的优先性,并且双侧上枕叶和顶枕联合区是负责这一优先性加工的特异性脑区。此外,被试对远处空间出现的刺激进行手动按键反应时,背侧通路和腹侧通路之间的信息需要进行交互以顺利完成这一行为动作,所以,远处空间条件下的反应时会长于近处空间条件下的反应时。因此,在GLM结果的基础上,将‘'NearFar"条件作为心理变量,双侧上枕叶和顶枕联合区分别作为生理变量(种子点)与全脑进行功能连通性的分析,考察被试在三维空间内完成手动判断任务时,大脑中背侧通路和腹侧通路存在冲突时负责两个通路间信息交换的场所。结果发现,无论是在视网膜大小匹配条件下还是在知觉大小匹配条件下,顶枕联合区与大脑中的背侧通路和腹侧通路都存在着较高的功能连通性。研究结果说明了,顶枕联合区是大脑中背侧通路和腹侧通路中的信息进行交换的场所。本研究通过3个研究12个实验考察了三维空间中基于空间的返回抑制效应以及远近空间的加工方式对三维空间基于空间返回抑制效应的影响。结果表明：(1)注意在三维空间深度位置上进行定向／重定向时会产生基于空间的返回抑制效应,即返回抑制效应并不是完全的“深度盲”；(2)返回抑制在三维空间中不同注意转移方向下存在空间分布上的差异；(3)三维空间中存在近处空间加工的优先性,上顶枕联合区特异性地负责近处空间优先性加工,并且顶枕联合区被认为是背侧视觉加工通路中的信息与腹侧视觉加工通路中的信息进行交换的场所。未来的研究可以从多个角度开展三维空间中返回抑制效应机制的探索,不但可以从“相关性”的角度上,采用脑电和功能性磁共振成像技术来考察三维空间深度位置上返回抑制的神经机制,而且可以从“必要性”的角度上,采用虚拟损伤的经颅直流电刺激技术和真实损伤的脑损伤病人来考察三维空间深度位置上返回抑制的神经机制。
[Abstract]:It is found that the return inhibition effect based on spatial orientation / redirection in three - dimensional space is less than that of people ' s life . The results show that the space - based return inhibition effect in three - dimensional space is the priority of spatial processing in three - dimensional space .

【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：B842

【参考文献】