视听信息流中的时间组织及其基于脑内生振荡相位调制的神经机制

我们生活在一个动态世界里，所有的外界信息都是在时间上展开的，因此研究时间组织在视听觉以及多模态融合过程中的基本作用及其相关神经机制是一个非常基本和重要的认知科学和神经科学的问题。我们以往的工作系统地揭示了大脑内生振荡相位能够稳定地跟踪复杂听觉流(Luo et al.,Journal of Neurophysiology,2006,2007)，自然语音流(Luo&Poeppel,Neuron,2007)，以及自然视听觉电影流(Luo et al.,PLoS Biology,2010)。本项目拟建立在我们已有神经科学工作基础上，揭示这种振荡相位调制机制的心理意义- - 它反映的是大脑对于外界动态信息在时间上的组织整合和分割，类似于把连续的外界信息流在时间上进行划分(parsing)建立单元的过程。本项目将建立研究时间组织的行为范式，并和各种脑成像技术结合起来，同时开展行为和神经机制上的系统研究。

我们生活在一个动态世界里，所有外界信息都是在时间上展开的。大脑如何从这些“不稳定”的动态视听觉流中抽提和建立一个相对稳定但同时又能保持对外界新颖信息的更新的表征是一个极为重要的问题。本项目的重点就是集中探索时间组织在视听觉以及多模态融合过程中的基本作用和相关神经振荡机制。在我们已有工作基础上，本项目采用脑磁图成像技术结合高时间采样的认知行为范式，在如下五方面取得了突出成果：（1）多时间尺度的时间分割神经机制（拓展了以往单时间尺度发现），发表在Frontiers in Psychology（2012）上；（2）发现人脑对于没有意义的白噪声也能建立记忆学习，并且这种记忆的存储并不是连续的，而是在时间上进行分段来存储的；（3）随着一个新的声音被学习而建立记忆，大脑听觉皮层的时间分割模式逐渐建立和稳定化，发表在Current Biology（2013）上；（4）发现视觉空间注意行为中上的振荡现象（行为振荡，behavioral oscillation），表明注意是通过时间上来回节奏性切换的采样来达到多空间位置注意的，发表在Journal of Neuroscience（2014）上；（5）发现同一空间位置的两个特征也是通过交替节奏性切换来被注意采样的，发表在Journal of Neuroscience（2015）上。这些研究给视听觉认知的多个方面（包括知觉、注意、记忆等）的动态神经机制提供了新结果和新思路，也支持了神经振荡机制在认知过程中的重要作用。