近日，北京大學心理與認知科學學院、麥戈文腦科學研究所羅歡課題組在PLoS Biology上發(fā)表研究論文“Sequential sampling of visual object during sustained attention”(Jia et al., 2017)。PLoS Biology以Primer形式對該工作進行了特別評論介紹 (Jensen & Vissers, 2017)。該研究采用腦電圖結合認知行為實驗發(fā)現(xiàn)了視覺注意對多個物體的序列采樣機制。論文通訊作者是羅歡研究員，第一作者是生命科學聯(lián)合中心博士生賈建榮。研究合作者包括北京大學心理與認知科學學院和麥戈文腦研究所的方方教授和劉玲博士。
視覺系統(tǒng)在每時每刻都會收到大量信息，注意過程需要選擇重要的信息來進行優(yōu)化加工（“選擇性注意”）。以往大量研究都集中在對一個物體的選擇性注意方面（注意一個而抑制其他）。然而，自然視覺場景往往包含多個物體，大腦是如何在時間空間上靈活的分配注意資源來達到對多個物體的采樣呢？
本研究中，羅歡課題組采用了視覺注意范式結合時間響應函數(shù)(temporal response function) 的方法從人類大腦的整體腦電活動中分離出多個物體各自的神經(jīng)響應活動（圖1）。實驗發(fā)現(xiàn)即使當前任務只要求注意一個視覺物體時，注意采樣卻仍然以大約200-300 毫秒的節(jié)奏在兩個物體間進行切換，即反映出一種序列加工模式；這一序列加工過程是通過對alpha頻段（~10 Hz）的神經(jīng)活動進行時空上的調控來實現(xiàn)的；這種序列加工模式會隨當前任務所要求的注意分配而進行相應改變，當任務要求在多個物體上的注意分配更均勻時，序列采樣模式變得更為明顯。
這些結果，結合羅歡課題組以往的“行為振蕩”發(fā)現(xiàn) (Song et al., 2014; Huang et al., 2015), 支持了注意的動態(tài)性和離散性，提示了注意過程可能是由一系列基本的注意時間組塊（attentional temporal chunks）聯(lián)結而成，各個物體的加工被分配在不同的注意時間組塊中（圖2），同時當前的任務也會對組塊的資源分配進行靈活調控。這一成果揭示了多物體注意的動態(tài)新機制，開辟了新的基礎研究方向，也對注意障礙相關的疾病有所啟示。
該研究由國家自然科學基金優(yōu)秀青年項目和面上項目資助完成。
圖1 視覺注意范式結合時間響應函數(shù)來分離多物體各自的神經(jīng)響應活動
圖2 結果總結&注意時間組塊概念示意
論文鏈接：http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2001903
相關Primer鏈接：http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2003230
參考文獻：
1. Jia, J., Liu, L., Fang, F., & Luo, H. (2017). Sequential sampling of visual objects during sustained attention. PLOS Biology, 15(6), e2001903.
2. Jensen, O. & Vissers, M. (2017). Multiple visual objects are sampled sequentially. PLoS Biology, 15(7), e2003230. (Primer for Jia et al.)
3. Huang, Y., Chen, L., & Luo, H. (2015). Behavioral Oscillation in Priming: Competing Perceptual Predictions Conveyed in Alternating Theta-Band Rhythms. Journal of Neuroscience, 35(6), 2830–2837.
4. Song, K., Meng, M., Chen, L., Zhou, K., & Luo, H. (2014). Behavioral Oscillations in Attention: Rhythmic α Pulses Mediated through θ Band. Journal of Neuroscience, 34(14), 4837–4844.
2017-08-06