“视觉杂乱”会改变大脑中的信息流

健康   2024-11-22 08:01   福建  

前言

过多的周边视觉干扰物会使人难以辨识所看之物。耶鲁大学研究人员揭示了这种杂乱如何影响大脑。无论我们是在盯着手机、书页还是对面的人,我们的关注焦点从不孤立存在;总会有其他物体或人出现在我们的视野中。然而,这种视觉“杂乱”如何影响大脑中的视觉处理尚不十分清楚。在10月22日发表在《Neuron》杂志上的一项新研究中,耶鲁大学(Yale)研究人员发现,这种杂乱会改变信息在大脑中的流动方式,而杂乱在更广泛视野中的具体位置也会影响这一过程。这些发现有助于阐明感知的神经基础,并提供对大脑视觉皮层更深入的理解。

(插画:Michael S. Helfenbein)


研究背景

研究团队训练了与人类视觉系统相似的猕猴,在其注视屏幕中心的同时,向其展示视觉刺激物。在此任务中,研究人员记录了猕猴初级视觉皮层的神经活动,这是大脑处理视觉信息的主要通道。


研究者发现,杂乱在猕猴视野中的具体位置对初级视觉皮层中神经元间信息传递的影响不大,但确实影响了信息流动的效率。此外,视觉对象的识别涉及多个脑区,信息按照特定顺序在这些区域之间传递。例如,初级视觉皮层将信息包传递给次级视觉皮层,后者再将其信息传递给下一个区域。新研究中,研究人员发现这些较大的视觉区域内部还存在子单元,它们进行着各自的计算,并将部分而非全部信息传递给其他子单元


研究讨论

耶鲁医学院神经科学助理教授Anirvan Nandy,同时也是该研究的共同资深作者,指出:“先前的研究表明,视觉杂乱对感知目标有影响,且这种影响程度取决于杂乱相对于当前注视点的位置。例如,如果我需要从眼角余光读出单词‘cat’,字母‘t’会比同样距离‘a’等距的字母‘c’更大地干扰我对字母‘a’的准确识别。”


Nandy解释说,这种现象被称为“视觉拥挤”,它解释了为何我们无法从眼角余光阅读,无论多么努力也无法做到,同时也说明了为什么当物体位于视野边缘的杂乱之中时,我们很难辨认它们。


耶鲁医学院精神病学助理教授Monika Jadi,同时也是该研究的共同资深作者,表示:“例如,某个位置的视觉杂乱对初级视觉皮层特定层次的信息驱动作用,可能小于另一位置的杂乱所带来的影响。”

Jadi表示:“已知的是,在各个视觉区域内会发生复杂的计算,这些计算的输出随后会被传递到视觉层级的下一个区域,以完成整个物体识别的计算过程。”


Nandy举例说:“比如当你驾驶时,你可能正看着前方的车辆,但注意力却集中在邻道的一辆车上,试图判断它是否准备变道。”因此,虽然你获得的详细视觉信息来自前方的车辆,但你感兴趣的却是焦点之外的信息。


文章来源:

https://news.yale.edu/2024/10/22/visual-clutter-alters-information-flow-brain


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