Alpha和Beta振荡在大小错觉加工中的独特作用
Distinct Contributions of Alpha and Beta Oscillations to Context-Dependent Visual Size Perception
陈丽红1,2,3,4 • 蒋毅1,2
1中国科学院心理研究所，脑与认知科学国家重点实验室，北京 100101，中国
2中国科学院大学心理学系，北京 100049，中国
3辽宁师范大学脑与认知神经科学研究中心，大连 116029，中国
4辽宁省脑与认知神经科学重点实验室，大连 116029，中国
第一作者：陈丽红
通讯作者：蒋毅
人类的大小知觉并不总是对外界物体的客观反映，而是常常受到背景信息的影响。例如，当一个物体被几个小物体围绕时，它看起来比实际要大；当它被几个大物体围绕时，则看起来比实际要小，这种现象称之为Ebbinghaus错觉。视错觉为我们了解人类意识产生的机制提供了一个独特的窗口。已有研究提出了两种认知机制来解释Ebbinghaus错觉，即轮廓交互和大小对比。但是对于两种认知机制的神经基础仍然有待探索。
在该研究中，研究人员引入双眼深度线索，使Ebbinghaus错觉图形中的中央目标圆看起来呈现在外周诱导圆的前方或后方（图1），来干扰大小对比而不影响轮廓交互。行为结果表明，当中央目标圆与外周诱导圆不在一个深度平面时（depth条件），大小错觉效应仍然存在，但是显著小于二者在相同深度平面条件（no-depth条件）。脑电结果表明，无论目标圆与诱导圆是否呈现在同一深度平面，知觉更大的目标圆显著降低了中央顶叶区域alpha功率（8-13 Hz，刺激后0-100 ms；图2A），并且顶叶区域alpha功率与行为水平的错觉效应表现出负相关（图2B）。当目标圆与诱导圆呈现在同一深度平面时，知觉更大的目标圆显著增强了枕顶区域beta功率（14-25 Hz，刺激后200-300 ms；图2C），并且当从no-depth条件减去depth条件后，顶叶区域的beta功率与行为水平的错觉效应表现出正相关（图2D）。
图1 实验刺激示意图。目标圆看起来在诱导圆前方（near depth）、后方（far depth）以及二者看起来在同一深度平面（no depth）时，呈现在左眼和右眼的视觉刺激。
图2 时频分析结果。A在三种深度条件下，错觉效应引发alpha功率变化的地形分布（刺激后0-100 ms）。B顶叶电极（CP2与CP4）alpha功率与行为水平的错觉效应之间呈负相关。C无深度条件下，错觉效应引发beta功率变化的地形分布（刺激后200-300 ms）。D当从无深度条件减去深度条件后，顶叶电极（P3，PO3与POZ）beta功率与行为水平的错觉效应之间呈正相关。
综上所述，该研究为Ebbinghaus错觉的两种认知机制提供了神经生理学上的证据，即alpha振荡与低水平的轮廓交互有关，beta振荡与高水平的大小对比有关。研究结果支持了不同频段的神经振荡参与视觉加工的不同方面这一观点。
关键词：双眼深度线索；Ebbinghaus错觉；alpha振荡；beta振荡；EEG
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https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-024-01257-4
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