選擇性視覺注意中神經反饋連線的作用及調控機制

《選擇性視覺注意中神經反饋連線的作用及調控機制》是依託上海交通大學，由陳垚擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：選擇性視覺注意中神經反饋連線的作用及調控機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳垚
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

大腦神經網路是所有大腦功能活動，包括學習、記憶、思維、意識等高級功能的物質基礎。研究大腦神經連線，特別是神經反饋連線的作用及其調控機制，對大腦認知研究有重要的科學意義。本項目擬針對神經反饋連線在選擇性視覺注意中的作用及調控機制這一關鍵科學問題，從神經元、不同腦區之間和大腦半球之間三個層次開展研究。在視覺信息傳入大腦皮層的第一站-初級視皮層V1區，比較分別由前向及反饋神經連線介導的兩類視覺注意類型對神經元對比度反應的調製作用；比較V1和MT兩個腦區神經元電活動的特性，研究腦區之間神經元網路的連線及視覺注意對神經網路通路的影響；設計心理物理學實驗，研究不同任務難度的內源性視覺注意對完成不同左右半腦協作方式空間感知任務的影響。研究成果有助於明晰基於視覺注意的大腦高效認知機理及這一過程中神經反饋的作用機制,為注意力障礙治療提供指導，具有重要的理論和套用價值。

結題摘要

人類大腦能夠選擇性地優先處理行為相關信息而忽略其它次要信息，從而高效利用其有限的處理能力。這種選擇性注意的大腦調控機制一直是認知神經科學的重點研究課題。本課題針對選擇性視覺注意的作用及調控機制，在神經元、神經迴路和大腦半球之間三個層次開展研究。首先採用心理物理學研究手段，圍繞著空間注意範圍調製和選擇性特徵注意機制展開研究。視覺空間注意範圍的大小能夠影響視覺感知及相關行為表現，確定空間注意範圍的影響因素並對其進行有效調控非常必要。我們創新性地將改變預提示線索大小與改變視覺目標呈現空間不確定性這兩種調控空間注意範圍的方式整合在一起，並對這兩種方式調製空間注意範圍的效果進行直接而系統地比較與分析。我們發現改變目標呈現的空間不確定性比改變預提示線索大小更能有效地調控空間注意範圍。我們進一步探究了目標呈現空間不確定性對空間注意範圍調製的時程。我們發現不論是中央還是外周預提示線索誘導，目標呈現的空間不確定性對視覺空間注意範圍的調製效果均能維持到任務完成；兩種視覺注意誘導方式的調製時程不同，為可能涉及的不同調控機制提供了新的實驗證據。在此基礎上，我們開展了視皮層成對神經元在不同視覺注意焦點及任務難度下，神經元反應特性及反應相關性的清醒動物電生理研究，有望揭示視覺注意在腦區神經迴路水平的調製機制。對大腦兩半球間不對稱合作，視覺空間注意很可能有重要的調控作用。由於左右側視野信息分別投射到對側腦初級視皮層，視覺空間感知過程中必然存在大腦兩半球的合作。研究表明自我坐標位置信息會影響到基於物體坐標位置判斷的反應時間，並且這種影響在左右視野中是不對稱的。我們發現在有視覺注意調節的情況下這種不對稱性消失，即視覺注意消除了原本左半視野的空間感知弱勢，這表明視覺注意可以調製左右腦的信息交流。我們的研究不僅深化與擴展了人們對選擇性視覺注意機制的理解，也為後續的相關研究奠定了理論與實驗基礎。 在基金項目資助下，目前已培養博士研究生2名，發表國際SCI論文8篇，參加國內國際學術會議9次，會議論文6篇。