虛幻面孔加工對初級視覺皮層神經(jīng)活動的影響——基于多體素模式分析的功能核磁共振研究.pdf

1、面孔識別在人們的日常交往中具有重要的作用，人們從幼兒開始就自動地接受面孔加工的訓(xùn)練，到成人時(shí)積累了大量的面孔加工專門化的經(jīng)驗(yàn)。憑借這些專家知識，人們不僅能輕而易舉地識別成百上千張面孔，而且即使在面孔圖像殘缺不全或者極端模糊的情況下，也能憑借視覺和記憶信息識別出該張面孔。這種依靠低級視覺信息處理與高級認(rèn)知加工（如:記憶的提取、注意力的轉(zhuǎn)移和先驗(yàn)知識的獲取）相結(jié)合的面孔識別方式被稱為“自上而下(top-down)”的加工。
　　近年來

2、，隨著功能核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術(shù)的成熟，越來越多的研究者將其應(yīng)用于對面孔加工神經(jīng)機(jī)制的研究。目前對于top-down面孔加工的fMRI研究主要集中于探討來自于前額葉高級認(rèn)知皮層的信號對位于枕顳結(jié)合部腹側(cè)的傳統(tǒng)面孔加工腦區(qū)（梭狀回面孔區(qū)）神經(jīng)活動的影響。但是對于這種top-down信號是如何調(diào)制初級視覺皮層的神經(jīng)反應(yīng)的，目前尚不清楚。
　　為了對這一問

3、題進(jìn)行較為深入的探討，本研究對虛幻面孔感知的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行研究。同以往的研究方法相比，該研究在多個方面進(jìn)行了較大的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn):第一，在刺激物的選取上，采用漢字作為面孔研究的對照條件。這一改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)在于人們對于面孔和漢字都具有豐富的專門化加工經(jīng)驗(yàn)，而且對于它們都是在個體水平上進(jìn)行識別;第二，采用“倒相關(guān)”的實(shí)驗(yàn)范式對虛幻面孔感知的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行研究。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求受試者根據(jù)預(yù)先的期望（面孔或者漢字）從沒有任何實(shí)際信息的純噪聲圖片

4、中分別“探測”面孔和漢字。這一改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)在于，由于純噪聲圖片中沒有任何面孔或者漢字信息，這樣在后續(xù)的面孔與漢字激活對比中就大大減少了bottom-up信息對top-down加工的影響;第三，在算法方面，本研究采用多體素模式分析(multivariate pattern analysis，MVPA)方法分析實(shí)驗(yàn)任務(wù)與被試大腦激活模式的關(guān)系，并改進(jìn)了一種測試分類器各個輸入維度對分類影響程度的方法，用于生成敏感性圖，其目的是判斷大腦中的體素對

5、當(dāng)前任務(wù)分類的重要性。這一改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)在于，對視覺皮層不同條件下引起的反應(yīng)模式進(jìn)行分析，而不是像傳統(tǒng)方法（廣義線性模型）那樣只對個別感興趣腦區(qū)的激活強(qiáng)度進(jìn)行對比。
　　通過這些方法，我們有以下發(fā)現(xiàn):(1) top-down信號不但能調(diào)節(jié)高級視覺腦區(qū)的活動，而且還能影響初級視覺皮層的神經(jīng)活動，且隨著初級視覺神經(jīng)區(qū)等級的提升，初級視覺神經(jīng)區(qū)受top-down信號調(diào)制的程度也在不斷提升。這一發(fā)現(xiàn)與以前研究提出的在視覺皮層存在面孔和漢字加工