空间和运动知觉学习的机制

Both spatial and motion perception are fundamentally important visual functions. Perceptual learning can improve the functions of spatial and motion perception, but the mechanisms underlying these improvements are still unclear. The current research proposed to use psychophysical, behavioral, acute electrophysiological and morphological methods, at behavioral, cortical and cellular levels respectively, to systematically investigate the psychological and neuronal mechanisms underlying the improvement after perceptual learning in spatial and motion perception. Here, we also propose to analyze the effect of perceptual learning on spatial and motion information processing pathways and explore the physical site of perceptual learning, especially, the role of the primary visual cortex in perceptual learning. This work will expand our understanding about physical sites, psychological and neural mechanisms underlying spatial and motion perceptual learning. The current research findings can be used to guide the corresponding perceptual learning paradigms to improve the spatial and motion perceptual functions. Additionally, the relevant results also can be expected to guide the recovery of spatial and motion functions in ophthalmic diseases such as amblyopia.

空间和运动知觉是两个基本的视知觉功能。知觉学习可以改善空间和运动知觉功能，但其相关机制尚不清楚，现有研究结果存在诸多分歧。本课题拟综合运用心理物理学、动物行为学、急性电生理学和形态学等技术方法，分别从行为学、脑区功能和细胞水平系统研究知觉学习提高空间和运动知觉功能的心理物理机制和神经机制，分析知觉学习影响空间和运动信息处理通路的方式，探索知觉学习发生的生理学位点，重点关注初级视皮层在视知觉学习中的作用。本工作将加深我们对空间知觉学习和运动知觉学习的发生位点、心理物理机制和神经机制的了解，相关研究成果可用于指导相应的知觉学习实验以改善空间和运动知觉功能，亦可望进一步应用于指导弱视等眼科疾病空间和运动认知功能的恢复。

空间和运动知觉是两个基本的视知觉功能。知觉学习可以改善空间和运动知觉功能，但其相关机制尚不清楚。本工作综合运用心理物理学、动物行为学、在体电生理学等技术方法研究了空间和运动知觉学习的心理物理机制和神经机制，探索了知觉学习的生理学作用位点。在动物行为学和在体电生理部分，我们以猫视觉系统为模型研究了对比度知觉学习训练提高猫视觉功能的神经机制，发现高空间频率处的对比敏感度训练提高视锐度是由初级视皮层神经元最优空间频率升高以及信噪比的提升综合导致的，而且行为表现的提高程度与神经元反应特性的变化程度是密切相关的。这一结果加深了人们对空间和运动知觉学习神经机制的理解。空间和运动知觉学习的能力也会受到诸多外界因素的干扰，如毒理物质暴露等。我们发现环境中广泛存在的毒理物质双酚A能够明显地改变初级视皮层神经元的方位调谐能力；低剂量的双酚A慢性暴露能够严重地降低猫在知觉任务中的行为学表现，这种损伤与单个神经元反应变异性和信噪比的变化以及群体神经元信息编码能力的改变密切相关。在心理物理学研究方面，我们用更精确的非参贝叶斯估计方法估计被试的对比敏感度函数，可以更加准确地评估知觉学习前后对比敏感度的变化情况。我们研究了功能障碍视觉系统中空间视觉损伤的神经机制，为研究空间和运动知觉学习的心理物理学机制提供了一些证据。我们还利用中心-周边配置的一阶随机点刺激探究了增加周边区域距中心目标的距离和酒精暴露条件下被试运动感知能力的变化。此外，我们对运动知觉学习的特异性和传递性进行了探究，发现特异性仍是知觉学习的固有属性，双训练模式下运动知觉学习的传递效果并没有优于传统单训练模式，该研究能够帮助我们理解运动知觉学习的基本特性。总体来说，我们共发表本基金标注论文8篇，基本完成了预定研究目标，而且在双酚A慢性暴露降低猫视知觉能力及其神经机制方面对原定研究目标有所扩展。