多物体跟踪现象中的物体知觉连续性及其神经机制

人类的视觉系统能够同时跟踪和注意多个运动物体（多物体跟踪现象).多物体跟踪现象的本质就是视觉系统对物体进行连续性知觉的过程。目前关于物体知觉连续性的研究尚未形成统一的理论解释，相关神经机制的研究也不够深入。本项目拟在已有工作的基础（Zhou et al., PNAS, 2010）上，从大范围不变性知觉的角度，利用各种实验心理学与脑成像技术手段，开展一系列的行为和脑成像研究，系统的探讨基于空间和基于时间组织的大范围不变性质在物体知觉连续性过程中的作用，并揭示多物体跟踪现象的认知加工机制及其神经基础。本项目的实施将有助于深入了解注意加工的认知机理，同时也在计算机视觉以及多种与注意缺陷相关的临床脑系科精神疾病的诊疗中具有潜在的应用价值。

每时每刻，我们的大脑都要接受外界海量的视觉信息输入。尽管外界的场景是动态的和不断变化的，但我们知觉到的却是一个稳定的外部世界。目前研究者们认为，物体连续性知觉保证了我们对外界信息的稳定持续的加工。但大脑是如何实现该操作的？在以往研究的基础之上，我们利用多种研究手段（包括实验心理学，脑成像等），系统考察大范围不变性质在物体知觉连续性中的作用，及其内在的神经表征。在项目执行期间，我们发现：.（1）大范围不变性质（如连通性，内外关系等）决定了物体知觉的连续性，并且具有意识下的优选加工；.（2）初生婴儿具有大范围不变性质的知觉能力，并且这种能力不随发育的发展而变化；.（3）高分辨率和高信噪比的的7T磁共振成像研究发现，枕核参与了大范围不变性质的加工；.（4）注意对多个物体的操作可能是通过时空上的交替采样实现的；.（5）间歇性外斜视病例和弱视病例表现出多物体注意跟踪能力的下降。.上述成果一方面验证了大范围不变性质在物体连续性知觉中的决定性作用，另一方面也提示，皮层下通路核团可能参与了大范围不变性质的加工。其中的部分成果发表在包括Journal of neuroscience在内的专业杂志上。