运动感知与感知完形之间的相互作用

《NeuroImage》：The interplay between motion perception and perceptual completion

　　基于20名健康成人128通道EEG记录，研究探讨运动辨别能力对错觉轮廓（IC）效应的神经影响。结果显示，在240-329ms窗口期，运动辨别能力强组（adept）的IC效应呈现运动与静态条件特异性顶ography差异，而非能力弱组（non-adept）则保持一致。源建模揭示神经活动涉及外侧下顶叶皮质、海马旁回- insula、前中央叶及额叶，表明高级与低级视觉区存在反馈调节。该研究证实运动辨别能力通过动态改变IC效应的神经表征影响视觉完成过程。

　　本研究探讨了视觉感知中运动信号与个体运动辨别能力如何影响幻觉轮廓（Illusory Contour, IC）感知，这一现象通常通过视觉诱发电位（Visual Evoked Potentials, VEPs）中的IC效应来体现。研究团队从20名健康成年人中采集了128通道的VEP数据，并通过行为任务和源定位分析，揭示了个体在运动辨别上的差异如何影响IC感知的神经机制。这些发现不仅加深了我们对视觉感知中感知完成（perceptual completion）与运动处理之间关系的理解，也为未来在视觉康复和训练领域的研究提供了新的视角。

视觉感知完成是指大脑在面对不完整或中断的视觉信息时，通过内部构建来填补缺失的部分。这种过程在自然环境中非常关键，因为我们的视觉系统常常需要依赖大脑的补全机制来理解场景。例如，当一个物体的部分被遮挡时，大脑仍能通过周围的信息推测其完整形态。幻觉轮廓作为一种经典的视觉现象，正是研究这种感知完成机制的重要工具。幻觉轮廓指的是在没有实际物理对比梯度的情况下，大脑感知到的线条、形状或体积。通过分析这些幻觉轮廓的神经反应，研究者可以探索视觉系统如何在缺乏直接视觉输入的情况下，构建完整的感知体验。

本研究中，研究人员设计了一种实验范式，以考察运动信号对幻觉轮廓感知的影响。在实验中，参与者需要判断两个刺激数组中哪一个在移动，而这些刺激数组的运动性是由其大小的线性变化模拟的。为了区分个体的运动辨别能力，研究人员将参与者分为“擅长组”和“不擅长组”，前者在任务中表现出更高的准确性，而后者则相对较低。通过比较这两个组别在面对静态和动态幻觉轮廓刺激时的VEP反应，研究者发现，擅长组在240-329毫秒的时程范围内表现出不同的VEP拓扑结构，而这一结构在不擅长组中则没有显著变化。此外，VEP拓扑结构中与运动相关的特征（如Map1）与个体的运动辨别准确性之间存在显著正相关，这表明运动信号的处理在IC感知中扮演了重要角色。

研究还进一步通过源建模技术，确定了与IC效应相关的神经源。结果显示，这些源涉及大脑的多个区域，包括侧视皮层（lateral inferior occipital cortices）、海马旁回（parahippocampal cortices）及其延伸至岛叶（insula）、中央前回（precentral cortex）和中额叶皮层（middle frontal cortex）。这些发现支持了既有理论，即幻觉轮廓的感知不仅仅依赖于初级视觉皮层（如V1和V2），还涉及更高级的视觉处理区域。这种跨层次的神经活动模式表明，视觉系统在处理幻觉轮廓时，不仅有自下而上的信息流，还存在自上而下的反馈机制。

研究中使用的实验设计特别考虑了运动信号的引入，使得参与者能够独立于幻觉轮廓的存在与否，进行运动辨别任务。这一设计有助于排除任务中可能存在的混淆因素，从而更清晰地揭示运动信号对IC感知的贡献。实验中，每个刺激数组由四个“pacmen”形状构成，这些形状的缺失部分决定了是否形成幻觉轮廓。在动态条件下，这些形状的大小随时间线性增长，从而模拟出接近观察者的运动感。通过这种设计，研究者能够同时考察静态和动态条件下的IC效应，并进一步分析个体差异如何影响这一效应。

在行为分析部分，研究发现参与者在运动辨别任务中的表现存在显著差异。这种差异通过将所有参与者的任务表现进行中位数分割，分为“擅长组”和“不擅长组”。擅长组在辨别运动刺激时表现出更高的准确性，而这一准确性与他们对幻觉轮廓的神经反应之间存在显著的正相关。这一结果表明，个体的运动辨别能力可能影响其对幻觉轮廓的感知，尤其是在动态条件下。然而，在静态条件下，这种影响并不显著，这可能意味着运动信号在IC感知中起到了关键作用。

通过源建模技术，研究者进一步揭示了不同脑区在IC效应中的作用。结果显示，IC效应的神经源不仅局限于传统的视觉皮层区域，还涉及更广泛的脑网络，包括海马旁回、岛叶、中央前回和中额叶皮层。这一发现表明，IC感知可能涉及多个层次的神经处理，而不仅仅是初级视觉区域的活动。此外，研究还发现，擅长组和不擅长组在面对动态和静态IC刺激时表现出不同的神经活动模式，这可能与他们对运动信号的处理方式有关。

研究的局限性在于，虽然个体在运动辨别任务中的表现差异被纳入分析，但不能完全排除其他因素（如整体视觉能力或注意力水平）对结果的影响。因此，未来的研究可以进一步探索这些因素如何相互作用，以及如何通过调整实验参数（如刺激运动的时间或间隔）来更准确地评估它们对IC感知的影响。此外，研究中并未明确考察参与者是否在任务中关注幻觉轮廓的存在与否，而是专注于运动信号的辨别。这一方面可能影响结果的解释，因此未来可以设计更严格的实验条件，例如通过阻断某些变量来进一步验证这一假设。

综上所述，本研究通过结合行为实验和神经电生理记录，揭示了个体运动辨别能力如何影响幻觉轮廓的感知。研究发现，擅长组在面对动态IC刺激时表现出更复杂的神经反应模式，而这些模式与他们的运动辨别准确性密切相关。这一结果为理解视觉系统如何在不同条件下整合运动信号和感知完成提供了新的证据，并为未来在视觉康复和训练领域的发展提供了理论支持。通过进一步探索这些神经机制，我们或许能够开发出更有效的干预措施，以提升个体的视觉感知能力，尤其是在那些存在视觉缺陷或感知障碍的人群中。