【摘 要】
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神经影像技术可以对神经活动过程进行记录,提供高时空分辨率的信息。众多技术中,脑电技术(Electroencephalograph,EEG)被用于非侵入性、高时间分辨率地实时记录大脑的神经活动过程,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)被用于非侵入性、高空间分辨率地对大脑神经活动进行成像。随着神经影像研究兴起,相关研究的数据急剧增加,
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神经影像技术可以对神经活动过程进行记录,提供高时空分辨率的信息。众多技术中,脑电技术(Electroencephalograph,EEG)被用于非侵入性、高时间分辨率地实时记录大脑的神经活动过程,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)被用于非侵入性、高空间分辨率地对大脑神经活动进行成像。随着神经影像研究兴起,相关研究的数据急剧增加,然而结果的一致性较差,因此研究结果的可重复性问题已经成为学术界关注的热点问题之一。目前在生物、医学等领域越来越普遍应用元分析技术来解决此问题,通过统计学方法来概括和分析多个实验结果,以提供定量的结果来解答研究问题。视觉是人类生产生活中最需要的感觉之一,视觉信息占所有大脑信息输入的80%以上。在众多的视觉现象中,视觉识别尤为关键。人类擅长在复杂背景下进行物体识别,其背后的视觉识别处理机制是目前研究的热点之一。在视觉识别机制研究中,视觉专家(visual experts)是重要的研究对象,其特指那些具有卓越视觉识别能力的个体,其能力是通过长期训练获取,且其行为表现稳定。长期以来,世界多个研究组利用这两种神经影像技术探索视觉专家的认知神经机制。总结而言,常用的研究思路有两种,第一种研究通过研究视觉专家与非专家(组间:专家vs非专家)执行专家物体识别任务时的脑响应差异,来分析视觉专家专家技能的大脑表征;第二种通过研究视觉专家执行不同任务态(专家目标物vs非专家目标物)时的脑响应差异,来分析视觉专家专家技能的大脑表征。相比于普通被试而言,视觉专家不易形成,受到研究样本量的限制、被试选择标准不同、统计分析方式差异的影响,多个研究组的结果各有差异。如何通过定量化分析在众多研究中挖掘一致性的结果是本文解决的主要问题。因此国际学术界对于同一主题的研究结果不一致问题,基于现有发表文献中的研究数据利用元分析方法进行量化统计分析。本文针对视觉专家专家技能的大脑表征问题利用元分析方法解决实验结果不一致问题,并且量化分析影响结果一致性的关键因素。首先,针对基于f MRI的视觉专家执行不同任务时的脑响应差异不统一问题。本文从25419篇研究中选取了22篇已发表的视觉专家不同任务态差异研究进行元分析,其中包括313名视觉专家被试。本文使用以往基于任务态f MRI视觉神经机制研究报道的坐标数据,利用差异图标记(signed differential mapping,SDM)元分析方法,对视觉识别任务下视觉专家执行不同任务之间差异的大脑激活进行了定量研究,得到了一致的大脑激活强度和模式。本文的结果表明:视觉专家在执行专家任务时,整合了不同于非视觉专家的大脑网络,网络关键节点的激活程度较非专家显著不同,其支撑了视觉专家的专业知识与技能,即:专家视觉物体识别是视觉处理、记忆、注意力和语义加工共同作用的过程。其次,先前研究者针对N170成分是否是一个与视觉专家技能直接相关的成分问题上并未获取较为一致的结果,所以本研究针对视觉专家处理专家目标物和非目标物之间差异以及视觉专家与非专家处理专家目标物之间差异的研究问题,从11685篇研究中选取24篇已发表的文献进行元分析,包含351名各类型视觉专家。元分析结果显示,各种类型的视觉专家的视觉识别差异中出现N170成分或激发更大的N170幅值[SMD值=-0.501,置信区间=-0.647-(-0.355)]。本元分析研究发现N170成分不是一个针对人脸识别过程的特异性成分,它是一个与视觉专家经验及技能直接相关的成分。视觉专家经过多年对专家目标的接触和训练,获得了稳定的直接相关的视觉识别经验,导致了大脑可塑性改变,对于相关视觉系统,特别是涉及记忆和注意力的高级视觉处理系统产生强化作用,表明它们更强地激活了相关视觉区域。因此N170成分可以认为是一个视觉专家技能的大脑表征之一。
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