三维空间注意的认知神经机制

在视空间注意研究领域内，三个最经典的空间注意模型是聚光灯模型，变焦镜模型和梯度分布模型。然而，它们共同忽略了现实视觉环境中的一个十分重要的问题：深度（depth）。人类所有的行为都是在三维视觉世界中进行的。因此，我们的注意系统，不仅能够在二维平面上工作，更应该能够在三维的深度维度上进行操作。在本研究中，我们将结合功能性核磁共振脑成像技术和虚拟现实技术，通过控制双眼视差，开创性地在核磁共振仪内为被试创造一个三维立体的视觉环境。通过这两种技术的结合，我们将首次，在空间注意领域内，探讨以下两个核心问题：（1）人脑如何从二维的视网膜图像中提取得三维的深度信息，从而在这不同深度的视觉刺激之间进行空间注意定向和重定向？这个问题基于注意的聚光灯模型。（2）人脑如何在深度维度上，从远往近或从近往远地来逐步变化注意焦点的大小？这个问题基于注意的变焦镜模型。

在视空间注意研究领域内，三个最经典的空间注意模型是聚光灯模型，变焦镜模型和梯度分布模型。然而，它们共同忽略了现实视觉环境中的一个十分重要的问题：深度（depth）。人类所有的行为都是在三维视觉世界中进行的。因此，我们的注意系统，不仅能够在二维平面上工作，更应该能够在三维的深度维度上进行操作。在本研究中，我们结合功能性核磁共振脑成像技术和不受磁场干扰的立体眼镜，通过虚拟现实技术来控制双眼视差，从而开创性地在核磁共振仪内为被试创造一个三维立体的视觉环境。通过这两种技术的结合，我们将首次，在空间注意领域内，探讨了以下两个十分重要的问题：（1）人脑是如何从二维的视网膜图像中提取深度信息，从而在这不同深度的视觉刺激之间进行注意定向和重定向的？这个问题基于注意的聚光灯模型。（2）人脑如何在深度维度上，从远往近或从近往远地来逐步变化注意焦点的大小？这个问题基于注意的变焦镜模型。我们实验一的结果表明，三维空间中的注意重新定向由三个互相独立的脑网络共同负责：右侧颞顶联合网络负责将注意转移到新的空间位置上，不管这个新的空间位置在同一深度平面内还是在不同的深度平面内；双侧前运动皮层负责将注意特异性的在不同深度平面之间重新定向；人脑内的默认网络负责将注意特异性地重新定向到近空间中突然出现的客体。我们的实验二进一步表明，右侧下额叶负责将注意焦点逐渐放大；而左侧顶叶负责将注意焦点逐渐缩小。