人类视觉系统对生物运动信息的加工特性及其机制

知觉并理解其他生物体的行为是人类赖以生存和生活的重要技能。以往的大量研究表明生物运动作为一种具有特殊进化意义的刺激，具有不同于一般运动和静态生物刺激的认知神经机制。然而，对生物运动具体的视觉加工特性及相关机制仍缺乏系统的研究。本项目拟采用心理物理学的范式，结合事件相关电位和脑成像技术，对生物运动的视觉加工过程进行考查。研究拟分三部分开展：1）人类视觉系统对生物运动固有的知觉偏向性；2）生物运动不同属性（性别、运动方向等）在知觉过程中的相互作用；3）生物运动信息的跨通道整合。这些研究将在理论上拓展我们对人类视觉系统基本功能和工作机理的认识，促进对人类行为和交互方式的理解，并将为特定人群的评估和筛查以及生物运动知觉的感觉补偿等实际应用提供重要的理论依据。项目申请人及所在课题组在人类视知觉、生物运动加工、认知神经方法学等方面有丰富的积累，项目提出的部分研究方案已得到预实验结果的支持。

知觉和理解生物运动对人类的生存和生活都尤为重要。人类视觉系统对生物运动信息具有特殊的敏感性，但具体的加工机制尚不清楚。本项目采用心理物理学、行为遗传学方法以及脑成像技术，对生物运动信息的视知觉加工特性进行研究，并试图揭示其背后的认知神经机制。研究主要从以下三个方面展开：1）人类视觉系统对生物运动固有的知觉偏向性；2）生物运动不同属性（整体形状、行走方向等）在知觉过程中的整合性加工；3）生物运动信息的跨通道整合。第一部分的研究发现人对生物运动的三维朝向（面朝自己或背对自己）存在着固有的知觉偏向性，这种偏向性具有很大的个体差异并且受遗传因素调控。有意思的是，对同样为人们所熟悉、但不具有生物社会意义的运动（如球体旋转），观测到的知觉偏向性的个体差异则完全由环境决定。上述结果表明，特异性地引导生物运动知觉的先验信息很大程度上已经通过基因编码在了我们的大脑中。第二部分研究发现由双眼视差提供的生物运动三维朝向信息可以在无法被主观辨别的情况下自动调控生物运动的二维运动方向和整体形状知觉，说明生物运动的不同属性在知觉加工中相互整合，而且这种整合可以独立于生物运动刺激所引起的意识层面的视觉表征而发生。第三部分研究发现长期失重或模拟失重会削弱生物运动知觉的倒置效应，并引起生物运动特异性的加工脑区——pSTS神经活动的改变，以及pSTS区和前庭皮层之间功能联结的特异性改变，说明生物运动信息的知觉加工过程可能自动整合了来自视觉和前庭觉的重力信息。综上，上述研究从不同方面拓展了我们对生物运动视知觉加工特性及其神经机制的认识。部分成果已发表于具有高国际影响力的期刊《Psychological Science》及《PLoS ONE》。