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拥挤效应的认知神经机制研究

彭春花  
【摘要】:人类每天都会接触到大量的视觉信息,个体如何识别这些大量的信息,并从若干无关干扰信息中抽取出对自己有用的信息,是视觉研究领域致力于解决的重要问题。拥挤效应(crowding effect)是指,对外周视野内目标刺激的识别受到该刺激周围无关刺激干扰的现象。该效应是视知觉研究领域的一个重要现象,反映了个体从杂乱刺激中识别客体的能力。对拥挤效应的研究有助于探明视觉系统如何从大量无关刺激的中识别目标客体。 拥挤效应是如何产生的,至该效应提出以来,研究者就开始探讨该问题。大量研究采用行为研究技术和功能性磁共振技术(fMRI)考察拥挤效应的产生机制,得出了丰富的研究结果,并提出众多理论假设试图阐明拥挤效应的机制,如特征加工机制(包括错误整合模型、重心模型、强制平均模型、量化模型等),以及位置不确定假设和注意假设等等。然而,这些理论模型均只能对部分研究结果作出解释,并且大部分理论模型还缺乏直接的证据支持。 拥挤效应的特征加工机制提出,被拥挤刺激的特征与干扰刺激的特征发生过度整合,导致该刺激不能被正确知觉。然而,根据注意假设和位置不确定假设,被拥挤刺激能够被知觉成一个正确的客体,但注意不能准确获取被拥挤刺激的空间位置(位置不确定假设)或者不能将该刺激与干扰刺激进行有效分离(注意假设)。结合前人研究结果,本研究假设具有多特征的刺激在被干扰刺激拥挤时,仍然能够被整合成一个正确的客体,但是该刺激不能进入个体的知觉意识,因此不能被准确报告。 研究采用ERP技术,系统探讨了拥挤效应的认知机制。研究一通过实验1至实验3考察被拥挤的多特征汉字刺激是否能够获得正确的知觉整合。实验1考察了被拥挤刺激在外周视野位置能否被正确检测到,为后续研究提供合理的参数;实验2采用语义启动范式,对启动刺激进行拥挤干扰,考察被拥挤的启动刺激能否产生语义启动效应(以N400成分为指标)。实验3对目标刺激进行拥挤干扰,而不干扰启动刺激,进一步考察被拥挤的目标刺激能否获得正确的知觉加工。研究二通过实验4至实验5考察被拥挤的刺激为什么不能够被有效报告。实验4采用跨通路延迟反应实验模式,考察被拥挤刺激的心理加工过程,以及被拥挤的刺激能否进入个体的知觉意识。实验5采用Oddball实验范式,考察被拥挤刺激能否诱发P3成分,为拥挤刺激能否进入知觉意识提供进一步的实验证据。研究发现: (1)拥挤条件下,与单特征刺激相同,具有多个特征的刺激(如汉字等)能够被知觉整合为一个正确的客体,其语义信息能够获得提取加工,并诱发显著的语义启动效应。 (2)识别拥挤和非拥挤条件下的目标刺激时,均能够诱发显著的P2成分。然而,对非拥挤条件下的刺激进行识别时诱发的P2成分主要分布在头皮前部,激活的脑区包括左侧枕叶、顶叶和额叶区域,而识别拥挤条件下的刺激时诱发的P2成分则主要分布在头皮后部,主要激活的脑区为左侧枕叶,表明被拥挤的刺激不能到达知觉意识层面。 (3)非拥挤条件下的小概率刺激能够诱发显著的P3成分,而拥挤条件下的小概率刺激不能够诱发P3成分,表明被拥挤的刺激不能被个体知觉意识到。 结合前人研究以及本研究结果提出,拥挤效应中,被拥挤刺激的多个特征能够被正确整合,但干扰刺激作为背景噪音刺激,降低了个体对目标刺激的知觉可见性,可能降低了刺激整体的可见性,也可能降低了刺激的部分特征的可见性,从而导致被拥挤的目标刺激不能够到达意识层面,不能够被有意识的报告。 本研究首次采用具有高时间分辨率的事件相关电位技术(ERP),结合已有的成熟范式来探讨拥挤效应的认知机制,发现被拥挤的多特征刺激能够被有效整合,但是不能进入知觉意识,这对基于特征的加工机制提出了质疑,并为注意假设提供了支持性证据。但目前的研究只揭示了拥挤效应机制的冰山一角,还存在大量的问题有待进一步的研究探讨。


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