意识下注视方向对注意的影响及其在皮层下加工的神经机制

Our brain processes a large amount of information behind the scene without our awareness. However, the functional significance and neural mechanisms of such processing are far from understood. We will take the processing of eye gaze direction as an exemplar system to investigate how our brain processes visual information unconsciously. Early research has shown that gaze direction could be processed without awareness, and possibly could influence the observers' attention. This project will use psychophysical and neuroimaging methods to investigate the spatiotemporal properties of the gaze information processing and the corresponding neural mechanisms, with particular emphasis on the role of the subcortical pathways as well as the interaction between the subcortical nuclei and the cortical areas involved in gaze processing and attention control. We expect that the results from this study will provide a comprehensive understanding of the spatiotemporal properties of unconscious gaze information processing, and the dynamic relationships between awareness and attention, which will contribute to the long-term goal of discovering the neural correlates of visual consciousness.

大脑在无意识条件下可以加工大量的信息，但其功能意义和神经机制尚不清楚。本项目以意识下对眼睛注视信息的处理为例，来研究意识下信息如何影响注意的功能特性和神经机制。前期实验显示注视方向在意识下即可被加工，且似可影响空间注意。 本项目将进一步通过心理物理实验，探测意识下注视方向对空间注意的影响及其时空特性；并以此为基础，通过功能磁共振成像手段，重点检测皮层下通路神经活动模式，考察在加工不同注视方向时皮层下核团与皮层上若干和注视方向及注意相关脑区的功能连接，从而阐明"意识下注视方向影响空间注意的神经机制"这一核心科学问题。本研究将获得意识下注视信息影响空间注意的行为学描述，以及通过脑功能成像数据对其神经机制提供解释。研究结果将有助于理解注意和视觉意识相互作用的神经机制，深化我们对视觉系统如何在意识下进行信息加工的理解，并为寻找视觉意识的神经表达提供依据。

大脑在无意识条件下可以加工大量的信息，但其功能意义和神经机制尚不清楚。本项目以意识下对眼睛注视信息的处理为例，来研究意识下信息如何影响注意的功能特性和神经机制。前期实验显示注视方向在意识下即可被加工，且似可影响空间注意。 本项目进一步通过心理物理实验，探测意识下注视方向对空间注意的影响及其时空特性；并以此为基础，通过功能磁共振成像手段，重点检测大脑皮层和皮层下通路神经活动模式，考察在加工不同注视方向时皮层下核团与皮层上若干和注视方向及注意相关脑区的活动，从而阐明“意识下注视方向影响空间注意的神经机制”这一核心科学问题。心理物理实验结果提示，面孔信息在意识上/意识下呈现时，注视信息对空间注意的影响表现出不同时间特性，功能磁共振成像(fMRI)结果发现，意识上和意识下面孔和注视信息加工相关脑区STS，FFA，OFA等相对激活强度不同。在意识下呈现面孔时,目标脑区整体反应强度较弱，但是对直视面孔的激活强度相对更弱。同时还发现了皮层下核团杏仁核对不可见面孔的激活。这些结果说明无意识的注视方向信息加工并不是简单的意识上加工的缩减。这种意识上和意识下加工的分离可能源于皮层和皮层下结构在这两 种加工过程中对信息的不同处理。 这一研究结果为意识下注视信息加工的神经基础提供了直接证据。