汉字与字母识别中的视觉拥挤效应研究

Letter recognition is one of the most important human daily acticivities, and the research on this topic is one of the important areas of brain and cognitive sciences. Our long-term goal is to study letter and Chinese character recognition in normal and low vision population using strict psychophysical measurements, so as to provide guidance for clinical diagnosis and inhabitation, educational evaluation, and industrial design. On the basis of our previous work, the proposed research will focus on the psychophysical mechanisms of visual crowding in Chinese character and letter recognition. Specifically, the proposal consists of 1) the comparison of feature integration theory and attention resolution theory of visual crowding using perceptual learning methods; 2)the change of crowding identity and position errors with perceptual learning; 3) a quantitative comparison among various crowding mechanisms with experimental and modeling methods; 4) the impact of the grouping effects on crowding on Chinese reading; 5) visual crowding in Chinese reading children, escepially in those with developmental dyslexia, and perceptual learning training to reduce crowding and improve reading.

字符识别是人类最重要的日常活动，也是脑与认知科学研究的重要领域之一。我们在此领域的长期目标是运用严格的心理物理学方法，系统、全面地了解中国人正常视力和低视力人群汉字识别以及具有普遍意义的字符识别的视觉心理物理学特征，为临床诊断、教育评价、工业设计等方面提供参考。本项目拟在申请人已有工作的基础上，对字符识别的视觉拥挤效应的心理物理学机制做进一步的研究，内容包括：1）运用我们实验室擅长的知觉学习方法比较视觉拥挤效应的错误特征整合和低注意分辨率两类理论；2）研究视觉拥挤效应知觉学习中的刺激身份错误和位置错误变化；3）结合实验和建模对不同的拥挤效应机制进行量化比较; 4）研究视觉拥挤的分组效应对中文阅读的影响；5）在应用方面，研究视觉拥挤效应在中文阅读儿童及阅读障碍儿童中的表现，以及通过知觉训练改善拥挤效应的可能性。

视觉拥挤效应和视知觉学习是脑与认知神经科学的重要研究领域。项目负责人在前期工作的基础上，对字符识别的视觉拥挤效应和知觉学习的心理物理学机制进一步深入研究，同时与临床基础研究和康复治疗相结合。主要内容包括：（1）视觉拥挤效应及其机制研究：运用我们实验室擅长的知觉学习方法发现学习降低了视觉拥挤效应中的身份错误，但是位置错误或者旁侧刺激替换错误并没有减少；对视觉拥挤效应中的内外不对称性的研究揭示了不同拥挤机制的作用可能是造成内外旁侧刺激不对称拥挤效应的原因，这一重要结果可能成为最终理解视觉拥挤效应的突破口；（2）知觉学习机制研究：在我们先前提出的基于规则的知觉学习理论基础上，最近我们发现知觉学习可以在不同物理刺激之间完全迁移，进一步表明知觉学习不是发生在人类认知加工的低级感觉阶段，而是一个非常高级的概念学习过程。此外，我们还将TPE范式扩展到运动方向学习、任务间迁移、不同位置之间的迁移，进一步完善了基于规则的知觉学习理论；（3）视觉拥挤效应和知觉学习的临床基础和应用研究：我们设计了新颖的双眼训练范式，证明双眼训练不仅可以改善拥挤效应，还可以进一步改善成人弱视的立体视觉；此外，弱视的双眼知觉学习更有可能是一种高级认知补偿过程，而不是弱视视觉皮层眼间抑制减少所导致。这一系列研究结果加深了我们对于视觉拥挤效应和知觉学习的心理物理学机制的了解，同时对临床治疗和康复等方面具有重要的应用价值。