心理科学oumalofPsychobgicalScience2015,38(1):93-97 93 大脑视知觉调控的神经机制* 黄璜'张得龙2梁碧珊！黄瑞旺1刘鸣 (华南师范大学心理学院心理应用研究中心，广州，510631) (2广东省中医院放射科，广州，510120) 摘要大脑的知觉加工并非单纯由外部刺激驱动，而是存在自上而下的知觉调控。尽管这一现象被大量实验研究证实，但其神经 机制仍然是认知神经科学研究的重要问题。本文系统介绍了知觉调控的神经基础、实现形式、研究范式，梳理了当前的理论模型， 分析指出了当前研究面临的主要问题，并对未来的研究进行了展望，以期促进知觉调控研究的进一步开展。 关键词视觉自上而下调控神经机制知觉调控模型 知觉学习并非完全由外界刺激驱动，而是可以 知觉调控的实现可能通过四种认知功能表现出 主动根据具体任务进行自上而下的知觉调控（宋艳， 来：(1)选择性注意使得被试对刺激不同特征的注意 2006)。这种自上而下调控是高级皮层对低级皮层的 分配不同(O'Craven,.Downing,&Kanwisher,.1999): 神经活动产生影响实现的(Gilbert&Sigman,2007)。 (2)先前经验作为已有的表征模板对当前刺激知觉加 随着MRI技术被广泛应用于认知神经科学研究的 工产生影响(Gauthier,,Skudlarski,Gore,&Anderson, 各个领域，研究者对大脑视知觉加工过程中调控机 2000):(3)心理表象可以改变个体对事物的感知，其 制的功能及作用方式进行了系统探讨，并从不同角 清晰度能够反映大脑知觉调控的效用shai,Haxby, 度提出了一系列理论模型。本文对知觉调控的研究 &Ungerleider,2002;O'Craven Kanwisher,2000): 现状进行梳理，并指出存在的问题与未来的研究方 (4)情绪情感可以影响刺激的加工处理，不同效价的 向，以期促进该问题的探讨。 信息认知加工的权重存在差异(Vuilleumier,Armony,. 1大脑知觉调控 Driver,Dolan,2001). 知觉调控与外界刺激的前馈信息密切相关，但 视觉系统主要包括前馈系统、侧通路和反馈系 研究者需要在一定程度上将调控信息与前馈的刺激 统组成(Felleman&Van Essen,.199I)。高级皮层将 信息进行分离，从而实现对知觉调控功能属性的探 信号进行处理后，逆着前馈系统的传导方向将信号 讨。目前，知觉调控研究具有代表性的研究范式有： 返回V1构成视知觉的反馈环路，对初级皮层的表 (1)图形-背景分离范式。与背景的特征相比，图形 征进行调控。这种调控是高级皮层的信号向低级皮 是所要感知的对象（目标），特征较为突显，注意 层逐层传递实现的。研究发现，具有自上而下调控 程度往往较高。由于目标和背景在自下而上的信息 作用的高级皮层主要集中在非视觉感受野、多感觉 输入和相应的知觉调控上都有所区别，因此研究者 区和皮下区域，调控的反馈信息主要发源于前额 可以通过改变目标与背景的关系来探讨知觉调控的 叶和顶叶(Grossberg,2013)。大脑腹侧视觉通路的 功能。(2)模糊刺激知觉范式。让被试先后两次对同 形状特异性脑区外侧枕叶复合体(Lateral Occipital 一模糊化处理后的刺激进行知觉加工，但在第二次 Complex,LOC)在高级皮层调控初级皮层的过程 加工模糊刺激之前给被试呈现模糊图片对应的清晰 中发挥关键作用(Diekhof et al,.201l;Hsieh,Vul,& 图片，如穆尼图片(Mooney Images)范式。这一范 Kanwisher,2010). *本研究得到因家自然科学基金项目(31371049)、国家社科基金“十二五”规划2011年度教育学一般课题(BBA110411)、省部共建 人文社科重点研究基地项目(11D190003)和广东省哲学社会科学“十二五”规划2013度学科共建项目(GD13XXL06)资助。 林通讯作者：刘鸣。E-ma正im@scnu.edu.cn ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net黄 璜等 : 大脑视知觉调控的神经机制 93 大脑视知觉调控的神经机制 * 黄 璜 1 张得龙 2 梁碧珊 1 黄瑞旺 1 刘 鸣 **1 （1 华南师范大学心理学院心理应用研究中心，广州，510631） （2 广东省中医院放射科，广州，510120） 摘 要 大脑的知觉加工并非单纯由外部刺激驱动，而是存在自上而下的知觉调控。尽管这一现象被大量实验研究证实，但其神经 机制仍然是认知神经科学研究的重要问题。本文系统介绍了知觉调控的神经基础、实现形式、研究范式，梳理了当前的理论模型， 分析指出了当前研究面临的主要问题，并对未来的研究进行了展望，以期促进知觉调控研究的进一步开展。 关键词 视觉 自上而下调控 神经机制 知觉调控模型 * 本研究得到国家自然科学基金项目（31371049）、国家社科基金“十二五”规划 2011 年度教育学一般课题（BBA110411）、省部共建 人文社科重点研究基地项目（11JJD190003）和广东省哲学社会科学“十二五”规划 2013 度学科共建项目（GD13XXL06）资助。 ** 通讯作者：刘鸣。E-mail：lium@scnu.edu.cn 知觉学习并非完全由外界刺激驱动，而是可以 主动根据具体任务进行自上而下的知觉调控 (宋艳， 2006)。这种自上而下调控是高级皮层对低级皮层的 神经活动产生影响实现的 (Gilbert & Sigman, 2007)。 随着 fMRI 技术被广泛应用于认知神经科学研究的 各个领域，研究者对大脑视知觉加工过程中调控机 制的功能及作用方式进行了系统探讨，并从不同角 度提出了一系列理论模型。本文对知觉调控的研究 现状进行梳理，并指出存在的问题与未来的研究方 向，以期促进该问题的探讨。 1 大脑知觉调控 视觉系统主要包括前馈系统、侧通路和反馈系 统组成 (Felleman & Van Essen, 1991)。高级皮层将 信号进行处理后，逆着前馈系统的传导方向将信号 返回 V1 构成视知觉的反馈环路，对初级皮层的表 征进行调控。这种调控是高级皮层的信号向低级皮 层逐层传递实现的。研究发现，具有自上而下调控 作用的高级皮层主要集中在非视觉感受野、多感觉 区和皮下区域，调控的反馈信息主要发源于前额 叶和顶叶 (Grossberg, 2013)。大脑腹侧视觉通路的 形状特异性脑区外侧枕叶复合体（Lateral Occipital Complex，LOC）在高级皮层调控初级皮层的过程 中发挥关键作用 (Diekhof et al., 2011; Hsieh, Vul, & Kanwisher, 2010)。 知觉调控的实现可能通过四种认知功能表现出 来：⑴选择性注意使得被试对刺激不同特征的注意 分配不同 (O'Craven, Downing, & Kanwisher, 1999)； ⑵先前经验作为已有的表征模板对当前刺激知觉加 工产生影响 (Gauthier, Skudlarski, Gore, & Anderson, 2000)；⑶心理表象可以改变个体对事物的感知，其 清晰度能够反映大脑知觉调控的效用 (Ishai, Haxby, & Ungerleider, 2002; O'Craven & Kanwisher, 2000)； ⑷情绪情感可以影响刺激的加工处理，不同效价的 信息认知加工的权重存在差异 (Vuilleumier, Armony, Driver, & Dolan, 2001)。 知觉调控与外界刺激的前馈信息密切相关，但 研究者需要在一定程度上将调控信息与前馈的刺激 信息进行分离，从而实现对知觉调控功能属性的探 讨。目前，知觉调控研究具有代表性的研究范式有： ⑴图形 - 背景分离范式。与背景的特征相比，图形 是所要感知的对象（目标），特征较为突显，注意 程度往往较高。由于目标和背景在自下而上的信息 输入和相应的知觉调控上都有所区别，因此研究者 可以通过改变目标与背景的关系来探讨知觉调控的 功能。⑵模糊刺激知觉范式。让被试先后两次对同 一模糊化处理后的刺激进行知觉加工，但在第二次 加工模糊刺激之前给被试呈现模糊图片对应的清晰 图片，如穆尼图片（Mooney Images）范式。这一范 心理科学 Journal of Psychological Science 2015，38（1）：93-97