虛幻面孔加工對初級視覺皮層神經(jīng)活動的影響——基于多體素模式分析的功能核磁共振研究.pdf

1、面孔識別在人們的日常交往中具有重要的作用，人們從幼兒開始就自動地接受面孔加工的訓練，到成人時積累了大量的面孔加工專門化的經(jīng)驗。憑借這些專家知識，人們不僅能輕而易舉地識別成百上千張面孔，而且即使在面孔圖像殘缺不全或者極端模糊的情況下，也能憑借視覺和記憶信息識別出該張面孔。這種依靠低級視覺信息處理與高級認知加工（如:記憶的提取、注意力的轉移和先驗知識的獲取）相結合的面孔識別方式被稱為“自上而下(top-down)”的加工。
　　近年來

2、，隨著功能核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術的成熟，越來越多的研究者將其應用于對面孔加工神經(jīng)機制的研究。目前對于top-down面孔加工的fMRI研究主要集中于探討來自于前額葉高級認知皮層的信號對位于枕顳結合部腹側的傳統(tǒng)面孔加工腦區(qū)（梭狀回面孔區(qū)）神經(jīng)活動的影響。但是對于這種top-down信號是如何調制初級視覺皮層的神經(jīng)反應的，目前尚不清楚。
　　為了對這一問

3、題進行較為深入的探討，本研究對虛幻面孔感知的神經(jīng)機制進行研究。同以往的研究方法相比，該研究在多個方面進行了較大的改進，主要體現(xiàn)在以下三點:第一，在刺激物的選取上，采用漢字作為面孔研究的對照條件。這一改進的優(yōu)點在于人們對于面孔和漢字都具有豐富的專門化加工經(jīng)驗，而且對于它們都是在個體水平上進行識別;第二，采用“倒相關”的實驗范式對虛幻面孔感知的神經(jīng)機制進行研究。該實驗設計要求受試者根據(jù)預先的期望（面孔或者漢字）從沒有任何實際信息的純噪聲圖片

4、中分別“探測”面孔和漢字。這一改進的優(yōu)點在于，由于純噪聲圖片中沒有任何面孔或者漢字信息，這樣在后續(xù)的面孔與漢字激活對比中就大大減少了bottom-up信息對top-down加工的影響;第三，在算法方面，本研究采用多體素模式分析(multivariate pattern analysis，MVPA)方法分析實驗任務與被試大腦激活模式的關系，并改進了一種測試分類器各個輸入維度對分類影響程度的方法，用于生成敏感性圖，其目的是判斷大腦中的體素對

5、當前任務分類的重要性。這一改進的優(yōu)點在于，對視覺皮層不同條件下引起的反應模式進行分析，而不是像傳統(tǒng)方法（廣義線性模型）那樣只對個別感興趣腦區(qū)的激活強度進行對比。
　　通過這些方法，我們有以下發(fā)現(xiàn):(1) top-down信號不但能調節(jié)高級視覺腦區(qū)的活動，而且還能影響初級視覺皮層的神經(jīng)活動，且隨著初級視覺神經(jīng)區(qū)等級的提升，初級視覺神經(jīng)區(qū)受top-down信號調制的程度也在不斷提升。這一發(fā)現(xiàn)與以前研究提出的在視覺皮層存在面孔和漢字加工