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视觉系统对信息的加工会受到空间情境(spatial context)的影响,但这种影响的神经机制还不清楚。本文将从空间情境影响视觉信息加工的两个重要现象——非模式完成和拥挤效应——入手考察这种影响的机制。非模式完成指对被遮挡物体的信息加工,代表三维深度情境的调节作用。拥挤效应指周围客体对识别目标客体的影响,是二维平面内情境调节作用的代表。最后,我们比较这两种调节作用的神经机制,并结合已有研究,推测空间情境调节作用的一般机制。 本文第一部分考察非模式完成的神经机制。我们首先利用心理物理和事件相关电位(ERPs)为研究手段考察非模式完成的时间进程,然后利用功能性磁共振(fMRI)方法考察在非模式完成过程中大脑的动态反应模式,并考察注意对这种反应模式的影响。实验刺激为可以进行非模式完成的面孔和不能进行非模式完成的面孔。比较这两种刺激条件下被试的行为表现、ERPs和血氧水平依赖(BOLD)信号,我们发现:一、面孔的非模式完成发生在刺激呈现后100-300 ms内;二、低级视皮层(V1、V2)和高级视皮层(OFA、FFA)都参与了非模式完成过程,只是起作用的时间不同。低级视皮层在非模式完成的早期起作用,可能和前景背景的分离有关;高级视皮层在非模式完成的晚期起作用,可能参与了信息填充或填充后面孔的表达。三、注意对非模式完成是必需的。 本文第二部分考察拥挤效应的神经机制。我们从两个角度进行考察,一是拥挤效应是否会抑制刺激诱发的早期信号;二是拥挤效应径切各向异性的神经机制。针对第一个问题,我们比较不同拥挤效应条件对ERPs成分C1的抑制作用,发现当被试注意实验刺激时,拥挤效应强的条件下,C1信号受到的抑制也大,但当被试不注意实验刺激时,抑制就消失了。这说明拥挤效应确实会抑制早期信号,但只有在被试注意刺激时抑制才显著。针对径切各向异性的神经机制,我们设计fMRI实验,使得在径向和切向条件下观察到的BOLD信号差别只能是因为两种分布下旁侧光栅和目标光栅间交互作用的不同。结果显示,差异早在V1就已出现且并不是源于LGN,在V1观察到的差异显著大于其它高级皮层如V4、IPS和LO。另外,ERPs实验结果表明,相对于切向分布,径向分布的刺激对C1的抑制更强。而且,fMRI和ERPs实验都表明非注意条件下,径切向分布导致的BOLD信号差异和C1抑制量差异都不显著。这两个实验都说明,拥挤效应径切各向异性可能由于两种分布条件下,对目标光栅和旁侧光栅反应的V1神经元间相互作用不同所导致,且注意是关键因素。 以上实验结果表明,在非模式完成和拥挤效应产生中,早期视皮层V1和空间注意都有重要作用。结合以往研究,我们推测这两个因素也是空间情境调节信息加工的重要因素。