心理学院陈娟教授在《Current Biology》上发表神经科学领域高水平原创研究论文

2019-07-03 15:29:33
科学研究

6月27日,华南师范大学心理学院陈娟教授在Current Biology杂志(5年影响因子:10.09)发表论文“Changing the real viewing distance reveals the temporal evolution of size constancy in visual cortex”。该研究首次揭示了真实的距离信息影响物体大小表征的时间进程。陈娟教授为该论文的第一作者和共同通讯作者。

大小是物体最基本的视觉特征。我们对物体大小的知觉,不仅取决于物体投射到视网膜上图像的大小,还取决于物体离我们之间的距离。例如,下图中虽然两个怪物的物理大小是一致的,我们却会觉得右上方的怪物比较大。这是因为会聚的平行线使我们觉得右上方的怪物离我们较远,因此在判断大小时,我们的视觉系统根据距离远近对物体大小进行了自动补偿。

事实上,在一定的范围内,即使物体逐渐远离我们,其投射到视网膜上的图像逐渐变小,我们也不会觉得是物体本身在缩小,而是觉得物体大小不变,只是距离改变了而已。这种对物体大小的知觉不随距离变化而变化的特性,叫做大小恒常性。虽然大小恒常性是普遍存在的现象,但是其神经机制还不清楚。现有的实验室关于大小知觉的研究,多选择在固定位置的显示器上呈现有一定新万博manbetx公告线索的图片刺激。在这种情况下,视觉线索较弱,缺乏视动线索(oculomotor cues,如调节和双眼幅合)且线索之间存在冲突。这和我们日常生活中的大小恒常性发生的条件有很大差别(新万博manbetx公告线索丰富且一致有效,电生理研究表明真实的距离线索可以更早影响视觉信号加工甚至影响外侧膝状体的视觉加工)。然而由于操纵观察者或者显示器的位置可能会引起更多的混淆因素,因此目前很少有脑电图或者脑成像研究真正去改变物体或者显示器的真实位置,来考察真实距离对大小表征的影响。

陈娟教授的研究大胆地操纵了显示器的距离,通过巧妙的实验设计和精细的数据分析回避或排除了可能出现的一系列混淆因素,首次揭示了真实场景下操控物体距离对物体大小表征的影响及其发生的时间进程。以往使用视错觉图片为实验刺激的研究发现,初级视皮层可以表征知觉到的大小。而陈娟教授的研究发现知觉到的大小并不是一开始就能在初级视皮层观察到,而是需要一定时间(大约150ms)。由于在真实场景中新万博manbetx公告线索全面且完全一致,因此该研究说明即使在日常生活中视觉线索完全一致的条件下,大小恒常性也至少需要150 毫秒才能完成,这可能反映了高级皮层的反馈或者相邻的低级皮层之间信号间的整合。需要注意的是,在知觉整合这个领域,有很多研究关注颜色和运动,以及朝向、形状等信息的整合,但很少有关注真实距离和视网膜大小、形状、运动等信息的整合,这可能是因为在以往的视觉研究中很少直接操控物体所处的位置的缘故。

本研究受到华南师范大学科研启动基金,国家自然科学基金委青年基金项目和加拿大科学基金委项目支持。

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.05.069

论文链接: https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)30683-9

作者/通讯员:陈娟 | 来源:心理学院 | 编辑:杨柳青