本文關(guān)鍵詞：面孔相關(guān)的雙穩(wěn)態(tài)知覺的腦結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ)

  更多相關(guān)文章： 雙穩(wěn)態(tài)知覺 魯賓面孔-花瓶 VBM GCA MVPA

【摘要】：當面對一種模棱兩可的感覺刺激輸入時,個體會對其有不同的解釋,導致主觀知覺會在幾種狀態(tài)下進行一種自發(fā)的和不可預測的循環(huán)往復的轉(zhuǎn)換,這種現(xiàn)象叫做雙穩(wěn)態(tài)知覺或多穩(wěn)態(tài)知覺。每個個體的轉(zhuǎn)換速率是存在個體差異的,也就是說個體對于穩(wěn)態(tài)維持的能力是不盡相同的。雙穩(wěn)態(tài)知覺為我們研究意識的視覺加工過程提供了可行的途徑,因為當個體知覺體驗在不斷變化的時候,視覺輸入的物理刺激是保持恒定不變的。到目前為止,雙(多)穩(wěn)態(tài)知覺的大腦神經(jīng)基礎(chǔ)仍是許多視知覺研究人員爭論不休的話題,越來越多的研究者對其大腦機制進行了不同方面的探索。近年來,許多研究使用了功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技術(shù)探索了雙穩(wěn)態(tài)知覺大腦初級視皮層激活模式的神經(jīng)機制,然而雙穩(wěn)態(tài)知覺自發(fā)轉(zhuǎn)換的速率個體間差異的神經(jīng)結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ)還未明確,特別是同時考慮感覺皮層的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)以及高級腦區(qū)自上而下的調(diào)控作用。此外,是否初級視覺皮層的知覺表征包含著面孔、花瓶這些高級內(nèi)容信息,哪些神經(jīng)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活決定了不同個體雙穩(wěn)態(tài)知覺的轉(zhuǎn)換模式,到目前為止,還未有研究給出明確的答案。本研究從個體差異的神經(jīng)基礎(chǔ)和任務(wù)態(tài)fMRI神經(jīng)激活兩方面出發(fā),考察了雙穩(wěn)態(tài)知覺個體差異形成的腦結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ),以及個體在進行雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換時大腦的實時活動狀態(tài)及神經(jīng)表征差異,為闡明雙(多)穩(wěn)態(tài)知覺形成的大腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)提供了有價值的腦影像學方面的研究依據(jù)。實驗一:首先,我們使用了基于體素的形態(tài)測量學(voxel-based morphometry,VBM)的研究方法對魯賓面孔-花瓶錯覺圖形的轉(zhuǎn)換速率與感覺皮層的灰白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)關(guān)系進行了測量。實驗發(fā)現(xiàn),左側(cè)梭狀回面孔區(qū)(fusiform face area,FFA)的局部灰質(zhì)體積/密度和轉(zhuǎn)換速率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。然后,基于腦結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果,我們又使用了格蘭杰因果分析的方法對靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)進行了分析,探索了從高級認知加工腦區(qū)到感覺皮層的自上而下的調(diào)節(jié)機制對雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換速率的影響。知覺轉(zhuǎn)換速率和格蘭杰因果相關(guān)分析的結(jié)果顯示,頂上小葉(superior parietal lobule,SPL)和大腦后部扣帶皮層(posterior cingulate cortex,PCC)這兩個高級認知腦區(qū)對左側(cè)FFA的自上而下的因果調(diào)節(jié)和知覺轉(zhuǎn)換速率呈顯著的正相關(guān)。這些結(jié)果說明了左側(cè)FFA作為視知覺加工的關(guān)鍵腦區(qū),與魯賓面孔-花瓶圖形的雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換有著密切的關(guān)系。實驗二:基于實驗一的結(jié)果,以及以往雙穩(wěn)態(tài)知覺研究的基礎(chǔ),我們設(shè)計了任務(wù)相關(guān)的fMRI實驗,并預先定義好了包括雙側(cè)FFA在內(nèi)的14個視知覺加工腦區(qū),通過單變量激活強度以及多變量激活模式分析(multivariate pattern analysis,MVPA)的研究方法探索了雙穩(wěn)態(tài)知覺的大腦神經(jīng)機制。激活強度分析的結(jié)果顯示,在雙穩(wěn)態(tài)(魯賓面孔-花瓶圖片)知覺材料和非雙穩(wěn)態(tài)(真實面孔、花瓶圖片)知覺材料兩種條件下,梭狀回面孔區(qū)的神經(jīng)激活與兩種條件下的面孔穩(wěn)態(tài)有顯著的相關(guān)關(guān)系。說明梭狀回面孔區(qū)在雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換過程中,對魯賓面孔-花瓶雙穩(wěn)態(tài)知覺的知覺轉(zhuǎn)換也起著決定性的作用。此外,fMRI激活模式分析的區(qū)分指標的結(jié)果顯示,雙穩(wěn)態(tài)知覺狀態(tài)能夠改變從初級視知覺皮層(V1到V4)到包括雙側(cè)外側(cè)枕葉(LO)、左側(cè)梭狀回面孔區(qū)(lFFA)以及雙側(cè)顳上溝(STS)在內(nèi)的高級視知覺皮層的神經(jīng)表征。但是,類別信息指標的結(jié)果顯示,只有面孔特異性的高級視知覺腦區(qū)包含著面孔內(nèi)容這一高級視知覺信息,這些腦區(qū)包括右側(cè)枕葉面孔區(qū)(rOFA)、雙側(cè)梭狀回面孔區(qū)(FFA)以及雙側(cè)顳上溝(STS)腦區(qū)。本研究首次結(jié)合了基于體素的形態(tài)學分析以及靜息態(tài)格蘭杰因果分析的方法在大學生樣本上來共同探討雙穩(wěn)態(tài)知覺的個體差異的神經(jīng)基礎(chǔ)。在一定程度上,我們的實驗是首個嘗試使用格蘭杰因果分析方法探索雙穩(wěn)態(tài)知覺中不同水平的腦區(qū)因果角色的研究,能夠幫助我們直接的發(fā)現(xiàn),在影響雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換速率的關(guān)系中,高級認知腦區(qū)對于感覺皮層自上而下的控制作用。隨后,基于實驗一的結(jié)果以及前人研究,我們又設(shè)計了以魯賓面孔-花瓶圖形和真實面孔、花瓶圖片為材料的fMRI任務(wù)態(tài)的實驗,并采用了激活強度分析和激活模式分析的方法探究個體在執(zhí)行雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換任務(wù)時大腦的實時活動狀態(tài),發(fā)現(xiàn)了人類初級到高級視知覺皮層對雙穩(wěn)態(tài)知覺的表征差異及各自的特點。綜合實驗一與實驗二的結(jié)果,我們認為:(1)FFA的解剖學結(jié)構(gòu)在一定程度上可能決定了魯賓面孔-花瓶的雙穩(wěn)態(tài)知覺的個體知覺轉(zhuǎn)換特征,這個過程可能是受SPL和PCC這些高級認知加工腦區(qū)相關(guān)的注意功能所控制調(diào)節(jié)的。(2)FFA在雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)化過程中,對魯賓面孔-花瓶雙穩(wěn)態(tài)知覺的知覺轉(zhuǎn)換也起著決定性的作用。(3)我們的實驗還發(fā)現(xiàn)了意識信息可以改變初級到高級視知覺皮層的神經(jīng)表征,但是只有高級視知覺皮層包含著意識信息的內(nèi)容。綜上所述,本研究通過使用不同的分析方法較為全面地闡釋了大腦結(jié)構(gòu)和功能差異對雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換的影響,從而為揭示雙穩(wěn)態(tài)知覺產(chǎn)生的生理和心理機制提供重要的實驗依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：雙穩(wěn)態(tài)知覺 魯賓面孔-花瓶 VBM GCA MVPA
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：B842.2
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 1 文獻綜述10-16
• 1.1 雙穩(wěn)態(tài)知覺的定義及其理論10-12
• 1.2 相關(guān)行為研究綜述12-14
• 1.3 認知神經(jīng)方面的研究14-16
• 2 問題提出與研究方案16-18
• 2.1 問題提出16
• 2.2 研究目標和思路16-18
• 3 實驗一雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換個體差異的腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)18-25
• 3.1 實驗?zāi)康?/span>18
• 3.2 實驗方法18-22
• 3.2.1 被試18
• 3.2.2 實驗材料18-19
• 3.2.3 磁共振掃描參數(shù)設(shè)置19
• 3.2.4 基于體素的形態(tài)學分析19-21
• 3.2.5 格蘭杰因果分析21-22
• 3.3 實驗結(jié)果22-24
• 3.3.1 行為實驗結(jié)果22
• 3.3.2 局部灰質(zhì)體積/密度和知覺轉(zhuǎn)換速率的相關(guān)關(guān)系22-23
• 3.3.3 高級腦區(qū)對低級腦區(qū)的調(diào)控作用對知覺轉(zhuǎn)換的影響23-24
• 3.4 討論24-25
• 4 實驗二：雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換的大腦神經(jīng)機制25-32
• 4.1 實驗?zāi)康?/span>25
• 4.2 實驗方法25-29
• 4.2.1 被試25
• 4.2.2 實驗材料25-26
• 4.2.3 磁共振掃描參數(shù)26-27
• 4.2.4 感興趣區(qū)的定義27
• 4.2.5 fMRI數(shù)據(jù)分析27
• 4.2.6 激活強度分析27-28
• 4.2.7 激活模式分析28-29
• 4.3 實驗結(jié)果29-31
• 4.3.1 行為實驗結(jié)果29
• 4.3.2 激活強度分析結(jié)果29-30
• 4.3.3 神經(jīng)激活和知覺轉(zhuǎn)換率相關(guān)分析的結(jié)果30
• 4.3.4 激活模式分析結(jié)果30-31
• 4.4 討論31-32
• 5 總的討論與結(jié)論32-36
• 5.1 總的討論32-35
• 5.1.1 雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換個體差異的腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)32
• 5.1.2 雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換個體差異的功能基礎(chǔ)32-33
• 5.1.3 雙穩(wěn)態(tài)知覺轉(zhuǎn)換的神經(jīng)激活機制33-35
• 5.2 結(jié)論35-36
• 6 研究不足與未來展望36-37
• 參考文獻37-43
• 致謝43-45
• 碩士期間研究成果45

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