基于贝叶斯理论的感知运动控制的不确定性研究

本项目研究信息的不确定性在感知运动控制中的影响。感知运动过程的各个环节，包括感知反馈、运动结果预测以及这两者的融合，都有其内在的不确定性。本项目利用当今感知运动控制的前沿研究理论贝叶斯理论，借助心理物理试验（特别是虚拟现实）和数学建模，系统地研究各种信息的不确定性对感知运动控制各个环节的影响。研究问题包括运动适应、感知运动控制中的因果推理和与动作相关的时间感知。研究结果将完善我们对感知运动控制中人对不确定信息的处理机制的认识。

本项目主要借助心理物理学的实验手段，系统研究信息处理的不确定性对感知运动控制中的影响。项目中包括利用行为实验和数学建模的基础研究，也包括利用基础理论来指导运动康复的临床研究。通过这些研究发现1）感知信息和人脑本身对外界的不确定性共同决定了运动学习的快慢； 2）视觉信息的不确定性影响了人的站立姿势； 3）多种学习混合时对干扰的不确定性影响了运动学习；4）反馈信息的不确定性影响人对动作的强化学习；5）对运动任务本身熟悉性调控了运动学习的泛化，长时间使用电脑甚至改变了人脑中对运动泛化的表征。这些基础研究说明信息不确定性影响了感知运动控制的各个阶段（包括学习和泛化等）和各个方面，而且所有的发现都符合贝叶斯理论的预测，因此本项目为研究人脑如何感知世界、进而控制运动行为提供系统的理论和行为学支持。同时，我们把相关理论应用到运动损伤的临床研究中（包括脑卒中和截肢患者等），6）利用了感知运动的闭环控制，帮助其康复，7）并开发相关临床设备。项目共发表（含接受）科研论文12篇，其中SCI论文11篇，及国家发明专利一项。论文分别发表在Current Biology, Journal of Vision, Journal of Neurophysiology等杂志上。