胡鳳培 王曦 王篤明 胡奐
摘要:突顯的靜止目標(biāo)被一定空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)背景所覆蓋時(shí),人類會(huì)感受到靜止目標(biāo)消失再重現(xiàn)的發(fā)生,這種視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象叫做運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲(motion-inducedblindness,MIB)。該現(xiàn)象成因的理論解釋主要有:注意競(jìng)爭(zhēng)理論、知覺(jué)完型加工理論以及神經(jīng)生理機(jī)制相關(guān)理論。作為特殊的視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象,該現(xiàn)象與其他盲視現(xiàn)象不同,主要是由客體識(shí)別過(guò)程中的知覺(jué)變化引起;另一方面,運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲中“反知覺(jué)”現(xiàn)象的特殊性也是研究者關(guān)注的問(wèn)題之一。神經(jīng)生理機(jī)制層面的研究關(guān)注早期、晚期皮層在該現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的變化,采用眼動(dòng)、腦電等技術(shù)對(duì)錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)程進(jìn)行測(cè)量與評(píng)估。文章在總結(jié)已有相關(guān)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步指出今后可深入探索的研究方向有:MIB發(fā)生的深層機(jī)制、作為研究意識(shí)神經(jīng)相關(guān)、無(wú)意識(shí)知覺(jué)加工等課題的工具、MIB中的意義性加工與認(rèn)知沖突等。
關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲;注意競(jìng)爭(zhēng);反知覺(jué);視覺(jué)皮層
分類號(hào):B842
1、引言
研究視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象有助于探明人類視知覺(jué)的加工過(guò)程,了解人類識(shí)別客體的規(guī)則。許多研究者均從不同角度進(jìn)行了各類視錯(cuò)覺(jué)的研究,Gregory(1997)對(duì)視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象進(jìn)行了分類,根據(jù)各自不同表現(xiàn)形式將其分為四類:雙關(guān)(ambiguity)、扭曲(distortion)、矛盾(paradox)、虛構(gòu)(ficfion)。這四個(gè)類別中都包含特定的視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象,認(rèn)知加工過(guò)程通常遵循共同的原則。例如,雙關(guān)的認(rèn)知加工原則是圖形背景(figure-ground);扭曲的認(rèn)知加工原則是深度知覺(jué)(percepfion-depth);矛盾的認(rèn)知加工原則是特定視角識(shí)別(critical position);虛構(gòu)的認(rèn)知加工原則是錯(cuò)覺(jué)輪廓或錯(cuò)覺(jué)表面(illusorycontours or surfaces)。
而運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲(motion induced-blindness,MIB)也是一種視錯(cuò)覺(jué)。其在現(xiàn)象學(xué)上表現(xiàn)為:當(dāng)突顯的靜止目標(biāo)點(diǎn)被一定空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的背景所覆蓋時(shí),客觀上一直存在的目標(biāo)會(huì)在人們視知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)上消失再重現(xiàn),其由Bonneh,Cooperman和Sagi(2001)提出。圖1為MIB的典型刺激材料,藍(lán)色運(yùn)動(dòng)點(diǎn)作為背景會(huì)在一定空間范圍內(nèi)隨機(jī)運(yùn)動(dòng),3個(gè)黃色圓點(diǎn)是客觀上一直存在的靜止目標(biāo),當(dāng)MIB現(xiàn)象發(fā)生時(shí),人們會(huì)知覺(jué)到突顯的黃色靜止目標(biāo)消失再重現(xiàn)。許多研究者通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)提出導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲發(fā)生的原因:注意競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制(Bonneh,et al.,2001):表面完整性(surfacecompletion)或是深度加工理論(Graf,Adams,&Lages,2002);格式塔的知覺(jué)組織原則(Hsu,Yeh,&Kramer,2003);知覺(jué)盲點(diǎn)假說(shuō)(New&Scholl,2008)等。由以上的研究結(jié)果不難看出運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲不能單純地劃分到某一視錯(cuò)覺(jué)分類中,它是一種特殊的錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象。
運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲同變化盲(simons&Rensink,2005)、無(wú)意識(shí)盲(simons,2000)等盲視現(xiàn)象不同,上述兩種現(xiàn)象被認(rèn)為是由客體識(shí)別過(guò)程中知覺(jué)中斷所導(dǎo)致,而運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲則是由客體識(shí)別過(guò)程中的知覺(jué)變化引起(Kim&Blake,2005)。從這個(gè)方面看,雖同隸屬于盲視現(xiàn)象,但是運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲也存在其特殊性。
2、運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲發(fā)生原因探討
2.1注意競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制
由于運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲在現(xiàn)象學(xué)上與Troxler消失(被試注視中央注視點(diǎn)時(shí),在減少眨眼的條件下,邊緣低對(duì)比刺激消失)現(xiàn)象(Lou,2008)類似,Bonneh等人(2001)通過(guò)改變運(yùn)動(dòng)背景或靜止目標(biāo)的某些物理屬性(例如背景的運(yùn)動(dòng)速度、目標(biāo)的明度等)以考察運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲現(xiàn)象。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn),Bonneh等人認(rèn)為運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲的產(chǎn)生并不是來(lái)自對(duì)比增益控制機(jī)制(contrast-gain-control),因?yàn)楫?dāng)目標(biāo)和背景之間的對(duì)比越強(qiáng)烈時(shí),反而目標(biāo)越容易消失,因此關(guān)于Troxler消失發(fā)生的機(jī)制并不同于MIB的產(chǎn)生機(jī)制。此外,即使目標(biāo)運(yùn)動(dòng),MIB現(xiàn)象仍舊發(fā)生,這也排除了局部適應(yīng)或網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)成像機(jī)制。最后,為了排除運(yùn)動(dòng)背景在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能對(duì)目標(biāo)造成的局部掩蔽,研究者在目標(biāo)周圍一定空間范圍設(shè)置了“保護(hù)區(qū)”(運(yùn)動(dòng)背景的組成成分不能進(jìn)入該區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)僅有單一目標(biāo)),但是MIB現(xiàn)象仍然發(fā)生,因此可以排除是局部掩蔽因素誘發(fā)MIB現(xiàn)象這一假設(shè)?;谏鲜隼碛?,Bonneh等人(2001)認(rèn)為MIB現(xiàn)象是由于注意快速轉(zhuǎn)換能力受損導(dǎo)致,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)背景相較于靜止目標(biāo)更易捕獲注意,導(dǎo)致注意滯留在運(yùn)動(dòng)背景之上而不能快速轉(zhuǎn)換到對(duì)靜止目標(biāo)的覺(jué)知上,從而出現(xiàn)了靜止的目標(biāo)在知覺(jué)上的重現(xiàn)消失現(xiàn)象。注意采用一種“勝者全勝”(winner-take-all,WTA)的方式操縱MIB現(xiàn)象。注意在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲中的作用得到了后續(xù)研究者的進(jìn)一步研究。耿海燕、宋茜蘭、李云峰、許珊和朱瀅(2007)通過(guò)內(nèi)源性注意線索來(lái)操縱空間注意的分配方式,考察注意在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲現(xiàn)象中的調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)同時(shí)考察了上下視野分散注意與集中注意條件之間的差異,結(jié)果表明左下視野集中注意條件下的MIB效應(yīng)更強(qiáng),而上視野則沒(méi)有這種半球不對(duì)稱性。說(shuō)明通過(guò)空間注意分配可以調(diào)控MIB效應(yīng)強(qiáng)弱。但Scholvinck和Rees(2009)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)中造成集中注意條件的MIB效應(yīng)強(qiáng)于分散注意條件是由于集中注意條件下采用內(nèi)源性注意線索提示被試只注意一個(gè)目標(biāo),而本來(lái)注意一個(gè)目標(biāo)就任務(wù)難度而言比注意雙側(cè)目標(biāo)要簡(jiǎn)單,因此可能造成了結(jié)果的差異。于是在其實(shí)驗(yàn)中通過(guò)操控對(duì)目標(biāo)的注意集中與解離(disengage),從而說(shuō)明注意是以一種動(dòng)態(tài)的方式調(diào)控運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲的。支持注意是運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲成因的研究者都采用各自實(shí)驗(yàn)操控對(duì)目標(biāo)或是背景的注意指向,從而引起目標(biāo)與背景的注意競(jìng)爭(zhēng)加劇,導(dǎo)致MIB效應(yīng)加強(qiáng)。以上兩個(gè)研究都是通過(guò)內(nèi)源性注意提示線索操縱被試的注意進(jìn)而研究不同注意條件對(duì)MIB產(chǎn)生的影響。而Kawabe,Yamada和Miura(2007)年的研究中則是通過(guò)外源性注意提示線索考察MIB現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中,研究者在被試主觀報(bào)告MIB目標(biāo)消失后立刻在目標(biāo)周圍呈現(xiàn)紅色的外源性注意提示線索,并且對(duì)該提示線索系統(tǒng)地進(jìn)行不同空間大小操控。該研究的結(jié)果與Carter和Pettigrew(2003)的研究結(jié)論基本一致,知覺(jué)轉(zhuǎn)換速率在被試間存在較大差異。MIB的持續(xù)時(shí)間取決于線索的半徑大小,即,當(dāng)外源性注意提示線索半徑為1.7°和1.36°時(shí)MIB持續(xù)時(shí)間顯著長(zhǎng)于線索半徑為1.02°和0.34°的條件。以上結(jié)果符合先前研究結(jié)論,即,突然呈現(xiàn)的視覺(jué)線索會(huì)有效捕獲被試注意(Posner,1980;Yantis&Jonides,1984);同時(shí)也說(shuō)明視覺(jué)注意的空間分布和視知覺(jué)之間存在密切關(guān)聯(lián)。本實(shí)驗(yàn)中研究者同時(shí)通過(guò)其他實(shí)驗(yàn)操縱線索的物理屬
性(如線索周期閃爍、采用方形作為線索、線索與目標(biāo)之間的空間距離),發(fā)現(xiàn)這些物理屬性的改變都可以有效阻礙MIB的發(fā)生。這一過(guò)程可能與空間注意有關(guān),一定空間范圍內(nèi)出現(xiàn)的注意線索會(huì)引起對(duì)該空間范圍內(nèi)的目標(biāo)的不隨意注意,提高注意在目標(biāo)周圍的分辨能力(Gobell&Carrasco,2005),進(jìn)而幫助目標(biāo)從抑制中擺脫出來(lái),有效阻礙MIB的發(fā)生。
由于MIB現(xiàn)象的成因被認(rèn)為與注意密切關(guān)聯(lián),同時(shí)MIB現(xiàn)象的發(fā)生必須在某一特定的空間位置,這個(gè)過(guò)程就可能涉及對(duì)空間位置的定向注意。MIB現(xiàn)象中目標(biāo)點(diǎn)的消失重現(xiàn)與注意單側(cè)忽視癥(unilateral neglect syndrome)患者的知覺(jué)感受類似,因此兩者可能有著類似的發(fā)生過(guò)程(Bonneh et al.,2001)。注意單側(cè)忽視癥患者多為右側(cè)頂葉區(qū)域受損,導(dǎo)致同側(cè)視野成為優(yōu)勢(shì)視野而不能有效對(duì)對(duì)側(cè)視野注意;同時(shí),由于該病患者在注意解離方面也存在問(wèn)題,因此導(dǎo)致注意不能從優(yōu)勢(shì)視野中的目標(biāo)快速轉(zhuǎn)換到對(duì)側(cè)視野中,從而非優(yōu)勢(shì)視野中的目標(biāo)產(chǎn)生忽視或消失(Natale,Posteraro,Prior,&Marzi,2005;Finke et al.,2007),因此MIB現(xiàn)象很有可能也涉及了這一認(rèn)知加工過(guò)程。
2.2知覺(jué)完型加工機(jī)制
但另有研究者認(rèn)為運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲現(xiàn)象僅僅受到普通知覺(jué)加工的影響。在他們的實(shí)驗(yàn)中多是將MIB現(xiàn)象與其他類似現(xiàn)象進(jìn)行聯(lián)合探討,以考察MIB的特別之處。通過(guò)操控目標(biāo)與背景之間不同的深度,Graf等(2002)發(fā)現(xiàn)當(dāng)運(yùn)動(dòng)的背景在深度感知是在目標(biāo)之上時(shí)相較于運(yùn)動(dòng)背景在目標(biāo)之下或同一平面的情況,MIB體驗(yàn)會(huì)更加強(qiáng)烈;同時(shí),由完整的主觀輪廓表面組成的運(yùn)動(dòng)背景較之非完整表面會(huì)誘發(fā)更強(qiáng)烈的MIB現(xiàn)象。因此,Graf等人認(rèn)為MIB的發(fā)生與“深度效應(yīng)”和運(yùn)動(dòng)表面的完整性有關(guān)。在Graf等人(2002)的研究中深度知覺(jué)是通過(guò)立體鏡采用雙眼深度知覺(jué)線索進(jìn)行探討的,那么對(duì)于單眼深度線索條件下是否也能夠得到類似結(jié)論,Hsu,Kramer和Yeh(2010)進(jìn)行了系列研究,結(jié)果也支持上述結(jié)論。同時(shí),Hsu等(2003)將知覺(jué)填充(perceptual filling-in,PFI)與MIB進(jìn)行聯(lián)合探討發(fā)現(xiàn)當(dāng)增大目標(biāo)偏離中央注視點(diǎn)的偏心率、破壞目標(biāo)與背景之間的知覺(jué)組織時(shí),MIB效應(yīng)會(huì)顯著增強(qiáng)。在2006年的研究中,Hsu等人進(jìn)一步研究PFI與MIB之間的關(guān)系,在實(shí)驗(yàn)中主要考察了PFI現(xiàn)象中的邊界適應(yīng)(boundary adaptation)理論是否也同樣適用于MIB現(xiàn)象,結(jié)果表明MIB同樣會(huì)出現(xiàn)邊界適應(yīng)且PFI也同樣存在深度效應(yīng),由此說(shuō)明兩種知覺(jué)現(xiàn)象可能存在共同的作用機(jī)制。
2.3神經(jīng)生理機(jī)制
從神經(jīng)生理方面,研究者認(rèn)為MIB是一種“功能性”現(xiàn)象,即,在MIB發(fā)生過(guò)程中,人類的視知覺(jué)加工方式模仿了生理盲點(diǎn)的某些特性,因此對(duì)MIB現(xiàn)象的成因,研究者提出了“知覺(jué)盲點(diǎn)”假說(shuō)(New&Scholl,2008)。在實(shí)驗(yàn)中,研究者根據(jù)Ramachandran和Gregory(1991)關(guān)于知覺(jué)填充研究中的“人工盲點(diǎn)”特性考察MIB現(xiàn)象是否也存在某些相同屬性。結(jié)果支持了研究者的假設(shè),由此提出了以上觀點(diǎn)。而另一些研究者采用經(jīng)顱磁刺激(TMS)在MIB發(fā)生過(guò)程中的不同階段抑制不同半球的活動(dòng),發(fā)現(xiàn)在目標(biāo)消失階段,TMS刺激左頂葉,目標(biāo)消失時(shí)間縮短;在目標(biāo)出現(xiàn)階段,TMS刺激左頂葉,目標(biāo)消失時(shí)間增長(zhǎng)。右半球也發(fā)現(xiàn)同樣現(xiàn)象,但沒(méi)有左半球顯著。因此研究者認(rèn)為MIB在神經(jīng)機(jī)制方面可能是由于大腦兩半球競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果(Funk&Petfigrew,2003)。
綜上,就MIB的發(fā)生原因,不管隸屬于“注意競(jìng)爭(zhēng)”或是“知覺(jué)加SE"還是“神經(jīng)生理”,其實(shí)三者之間并不矛盾。例如知覺(jué)加工理論的支持者會(huì)通過(guò)改變目標(biāo)與背景之間的知覺(jué)組織原則(臨近原則、共同命運(yùn)等)調(diào)控MIB現(xiàn)象的強(qiáng)弱:還有一批研究者對(duì)目標(biāo)和背景之間的不同深度排序進(jìn)行操控,發(fā)現(xiàn)當(dāng)目標(biāo)在背景之上會(huì)出現(xiàn)更強(qiáng)的MIB現(xiàn)象,以上所例舉的格式塔組織原則和深度加工原則在實(shí)驗(yàn)中的控制在一定程度上也調(diào)控了注意在背景和目標(biāo)之間的分配,引起MIB兩個(gè)成分之間的競(jìng)爭(zhēng):由格式塔原則組織起來(lái)的運(yùn)動(dòng)背景和出現(xiàn)在目標(biāo)之上的運(yùn)動(dòng)背景本質(zhì)上說(shuō)都是更多地捕獲了注意,導(dǎo)致對(duì)目標(biāo)的注意分配減少,注意的快速轉(zhuǎn)換能力進(jìn)一步受損,引起MIB兩個(gè)成分的競(jìng)爭(zhēng)加劇,運(yùn)動(dòng)背景在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝,從而對(duì)目標(biāo)的覺(jué)知進(jìn)一步減少,引起了MIB效應(yīng)增強(qiáng)。而不管是“注意競(jìng)爭(zhēng)”理論還是“知覺(jué)加工”理論都要受到人腦的調(diào)控,因此“神經(jīng)生理”機(jī)制是對(duì)上述兩種理論的進(jìn)一步擴(kuò)充與支持,是該視錯(cuò)覺(jué)發(fā)生的生理基礎(chǔ)。由此可見(jiàn),MIB并不能單純采用某一理論進(jìn)行解釋,這一過(guò)程涉及了人類復(fù)雜的視知覺(jué)加工。神經(jīng)生理機(jī)制提供這一現(xiàn)象發(fā)生的生理基礎(chǔ);注意競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制表明基本心理過(guò)程在MIB中的重要作用;而知覺(jué)加工可能涉及了更高級(jí)層次的人類特有的加工過(guò)程,即,人類在長(zhǎng)期社會(huì)生活和勞動(dòng)經(jīng)驗(yàn)中形成了對(duì)某些圖形或意義性內(nèi)容的優(yōu)先認(rèn)知,它會(huì)以“自上而下”的方式促進(jìn)注意在MIB不同元素之間進(jìn)行分配,導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生和改變,而神經(jīng)生理變化不僅是現(xiàn)象發(fā)生的基礎(chǔ)也同樣對(duì)現(xiàn)象不同成因的假設(shè)輔以證明及支持。
3、運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲影響因素研究
3.1明度、對(duì)比度
在Bonneh等人(2001)提出MIB之時(shí),就明度、對(duì)比度等物理參數(shù)對(duì)該現(xiàn)象的影響進(jìn)行了探討。當(dāng)目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)背景之間的對(duì)比越強(qiáng)烈,那么MIB現(xiàn)象也就越強(qiáng)。同樣在Hsu等人(2003)的研究中,也進(jìn)行了類似問(wèn)題的探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論降低目標(biāo)明度(目標(biāo)的明度接近背景明度)或是提高目標(biāo)明度(目標(biāo)與背景明度對(duì)比強(qiáng)烈),MIB現(xiàn)象都會(huì)增強(qiáng),這也擴(kuò)充了Bonneh的研究結(jié)果。在Caetta,Gorea和Bonneh(2007)的研究中,改變MIB中目標(biāo)的明度(對(duì)比度),采用2AFC階梯法及Yes/No過(guò)程評(píng)估被試的感受性及決策標(biāo)準(zhǔn)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在MIB發(fā)生過(guò)程中,被試的感受性會(huì)降低,決策標(biāo)準(zhǔn)會(huì)升高。這些研究都說(shuō)明了目標(biāo)或是背景的明度、對(duì)比度是影響MIB現(xiàn)象強(qiáng)弱的一個(gè)重要因素。
3.2“反知覺(jué)”現(xiàn)象
在MIB中,還會(huì)出現(xiàn)一種特殊的現(xiàn)象,即“反知覺(jué)”(counter-intuitive)現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)目標(biāo)顏色或是形狀等特征突顯時(shí),會(huì)激活對(duì)目標(biāo)自下而上的加工,進(jìn)而捕獲注意(Turatto&Galfano,2000)。但在MIB現(xiàn)象中,靜止目標(biāo)的特征突顯程度越高,反而越易消失。這一結(jié)論在Hsu等(2003)的研究中已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。以上研究者對(duì)“反知覺(jué)”現(xiàn)象的解釋為目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)背景的高對(duì)比條件可以被認(rèn)為是兩者之間不良的知覺(jué)組織,而知覺(jué)組織的
不良性確實(shí)可以增強(qiáng)MIB現(xiàn)象。同樣在Kawabe等(2007)的研究中發(fā)現(xiàn)了MIB的“知覺(jué)重回”(perceptual reentry)現(xiàn)象,即,當(dāng)在靜止目標(biāo)周圍呈現(xiàn)突顯的外源性注意線索后,知覺(jué)上已消失的目標(biāo)又立刻重現(xiàn)。而在研究注意的實(shí)驗(yàn)中,外源性注意提示線索的作用是引導(dǎo)被試對(duì)某空間進(jìn)行注意定向,其會(huì)自動(dòng)捕獲被試的注意,從而對(duì)該區(qū)域出現(xiàn)目標(biāo)的反應(yīng)時(shí)縮短(PeeIen,Heslenfeld,&Theeuwes,2004),說(shuō)明MIB的反知覺(jué)現(xiàn)象不僅可以在網(wǎng)膜層面發(fā)生,也可以發(fā)生在腦部高級(jí)加工區(qū)域。而“反知覺(jué)”現(xiàn)象的特殊性,即,“反知覺(jué)”現(xiàn)象和一般場(chǎng)景下的視知覺(jué)感受的差異也正是研究者們所關(guān)注的問(wèn)題。
3.3運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方式
同樣地,背景的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方式也會(huì)影響MIB現(xiàn)象。背景的運(yùn)動(dòng)速度越快,那么目標(biāo)越容易消失,且目標(biāo)消失重現(xiàn)的頻率也會(huì)加快。Bonneh等人(2001)比較了1D、2D和3D的背景運(yùn)動(dòng)方式,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著背景的運(yùn)動(dòng)方式復(fù)雜化,MIB現(xiàn)象中目標(biāo)消失的比例也越高。但是系統(tǒng)地探討背景的運(yùn)動(dòng)方式對(duì)MIB的影響的研究卻比較少,于是Wallis和Arnold(2008)在實(shí)驗(yàn)中集中探討MIB是受到背景的時(shí)間頻率還是空間頻率的影響。實(shí)驗(yàn)刺激采用不同空間頻率的徑向光柵,采用不同時(shí)間頻率的閃爍以達(dá)到背景運(yùn)動(dòng)的效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MIB現(xiàn)象會(huì)受到時(shí)間頻率的影響,不會(huì)受到網(wǎng)膜水平運(yùn)動(dòng)速度的影響。這個(gè)過(guò)程也說(shuō)明神經(jīng)元對(duì)時(shí)間和空間信息的感受是分離的(Pnebe,Lisberger,&Movshon,2006)。
4、運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲神經(jīng)機(jī)制研究
4.1早期皮層加工
由于后效與適應(yīng)的產(chǎn)生被認(rèn)為發(fā)生在初級(jí)視覺(jué)皮層區(qū)域(V1),而研究發(fā)現(xiàn)MIB現(xiàn)象不會(huì)影響兩種現(xiàn)象的發(fā)生,因此初級(jí)視覺(jué)皮層區(qū)域在MIB中的作用一直被忽略,Libedinsky,Savage和Livingstone(2009)從生理學(xué)角度探討了V1區(qū)在MIB現(xiàn)象中的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)V1在目標(biāo)消失重現(xiàn)情況下的激活被背景運(yùn)動(dòng)所削弱。雖然背景運(yùn)動(dòng)對(duì)V1感受野的影響已經(jīng)通過(guò)“保護(hù)區(qū)”的設(shè)置予以排除,但是背景仍能夠影響V1的激活反應(yīng),這個(gè)過(guò)程可能涉及了腦部的側(cè)交互影響,或是來(lái)自其他腦區(qū)的反饋。由此,MIB的發(fā)生可能涉及了不同腦區(qū)復(fù)雜加工過(guò)程。
MIB現(xiàn)象中運(yùn)動(dòng)背景的不同運(yùn)動(dòng)屬性會(huì)影響參與者對(duì)目標(biāo)的覺(jué)知。采用fMRI記錄在MIB發(fā)生時(shí),目標(biāo)消失或重現(xiàn)時(shí)初級(jí)視覺(jué)皮層與V5/MT(對(duì)運(yùn)動(dòng)信號(hào)具有特異敏感性)的信號(hào)變化。fMRI數(shù)據(jù)記錄結(jié)果分析表明當(dāng)目標(biāo)被知覺(jué)消失相較于目標(biāo)重現(xiàn),初級(jí)視覺(jué)皮層與V5/MT的信號(hào)都會(huì)增強(qiáng),在代表目標(biāo)位置的網(wǎng)膜拓?fù)鋮^(qū)信號(hào)強(qiáng)度最大。引起這一結(jié)果的原因可能是由于運(yùn)動(dòng)背景的激活加工只發(fā)生在皮層的局部區(qū)域;而在整個(gè)皮層上,促進(jìn)目標(biāo)消失的整體加工更占優(yōu)勢(shì)。這一結(jié)論也支持了人類的初級(jí)視覺(jué)皮層在MIB發(fā)生中的重要作用(SchOlvinck&Rees,2009b)。
4.2晚期皮層加工
Hofstoetter,Koch和Kiper(2004)將MIB現(xiàn)象與視覺(jué)后效(Thompson&Burr,2009)聯(lián)合研究,考察MIB是否會(huì)影響負(fù)后像的形成,結(jié)果表明負(fù)后像的形成并不受MIB影響。同時(shí)另一些研究者探討了方向選擇適應(yīng)是否會(huì)受到MIB影響,其研究結(jié)果揭示了方向選擇適應(yīng)過(guò)程并不會(huì)受到MIB現(xiàn)象的影響(Montaser-Kouhsari,Moradi,Zandvakili,&Esteky,2004)。結(jié)合以上兩個(gè)研究的結(jié)論,由于視覺(jué)后效及方向選擇適應(yīng)過(guò)程的加工均發(fā)生在初級(jí)視覺(jué)皮層上,那么說(shuō)明MIB的發(fā)生可能涉及更高級(jí)別的皮層加工水平。Donner,Sagi,Bonneh和Heeger(2008)的研究發(fā)現(xiàn)了MIB現(xiàn)象中人類的背側(cè)與腹側(cè)視覺(jué)皮層相對(duì)立的神經(jīng)表征。之前的研究多集中認(rèn)為靜態(tài)目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)背景在皮層表征之間的對(duì)抗、互相影響導(dǎo)致MIB發(fā)生。在本研究中,采用fMRI進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)伴隨著目標(biāo)消失,與目標(biāo)相對(duì)應(yīng)的V4區(qū)域激活水平降低;與之對(duì)比的是,伴隨著目標(biāo)消失,對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)背景的背側(cè)視覺(jué)區(qū)域的激活增加。這種對(duì)立的目標(biāo)特異性和背景特異性的fMRI反應(yīng)十分顯著,并且這種反應(yīng)僅發(fā)生于目標(biāo)自發(fā)消失的情況,當(dāng)目標(biāo)被人為移除條件下不會(huì)出現(xiàn)。這可能直接反應(yīng)了表征目標(biāo)的腹側(cè)皮層激活被表征背景的背側(cè)皮層激活所抑制。
4.3眼動(dòng)研究
在MIB實(shí)驗(yàn)中,目標(biāo)消失重現(xiàn)的情況會(huì)較多受到實(shí)驗(yàn)參與者眨眼、微眼跳等眼動(dòng)成分的影響。研究者記錄了參與者在MIB知覺(jué)轉(zhuǎn)換時(shí)的微眼跳和眨眼率,發(fā)現(xiàn)在目標(biāo)消失前的微眼跳與眨眼率會(huì)顯著降低,而當(dāng)目標(biāo)重現(xiàn)后兩個(gè)指標(biāo)均會(huì)升高;事件相關(guān)的fMRI數(shù)據(jù)顯示:當(dāng)且標(biāo)消失時(shí),V1與V2區(qū)的血氧濃度水平會(huì)提高,而對(duì)側(cè)MT+區(qū)域的BOLD信號(hào)會(huì)降低,而在知覺(jué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的BOLD信號(hào)改變可能受到了知覺(jué)狀態(tài)的影響,同時(shí)也可能受到微眼跳或是眨眼等無(wú)關(guān)因素的影響(Hsieh&Tse,2009)。而B(niǎo)onneh等人(2010)進(jìn)一步研究了微眼跳與MIB的關(guān)系。研究者發(fā)現(xiàn)MIB中運(yùn)動(dòng)背景不會(huì)影響微眼跳率、微眼跳幅度及微眼跳時(shí)間分布,進(jìn)而比較了在典型的MIB實(shí)驗(yàn)刺激下(MIB)與模擬MIB條件客觀移除目標(biāo)的重演(replay)條件下被試報(bào)告目標(biāo)消失時(shí)的微眼跳的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管MIB條件還是replay條件的微眼跳率都會(huì)發(fā)生變化。對(duì)MIB條件來(lái)說(shuō),微眼跳率在目標(biāo)消失之前會(huì)降低,而在目標(biāo)重現(xiàn)之前會(huì)升高。這些結(jié)果都說(shuō)明微眼跳系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)改變,雖然微眼跳會(huì)加快目標(biāo)重現(xiàn),但是微眼跳與MIB的關(guān)系卻是非充要條件,也就是說(shuō)微眼跳的改變不能解釋MIB的發(fā)生,而只是作為影響MIB的一個(gè)重要因素。
4.4腦電變化研究
由于運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲與知覺(jué)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象之間表現(xiàn)類似,運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲的神經(jīng)機(jī)制一直也是眾多研究者所關(guān)注的研究點(diǎn)之一。Funk和Pettigrew(2003)所提出MIB的半球競(jìng)爭(zhēng)假說(shuō)是基于以往關(guān)于雙眼競(jìng)爭(zhēng)研究的(Pettigrew&Funk,2001),他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MIB與雙眼競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象共享相同時(shí)程,從而說(shuō)明MIB可能屬于特殊的、非對(duì)稱性(半球不對(duì)稱)的知覺(jué)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。Carter和Petfigrew(2003)的一項(xiàng)研究中也同時(shí)比較了MIB與雙眼競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,雖然兩種現(xiàn)象中知覺(jué)轉(zhuǎn)換速率這一因變量上被試間差異較大,但是兩者仍存在相關(guān)(r=0.7);進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),兩種知覺(jué)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象的階段持續(xù)時(shí)間都符合gamma分布,這也從一個(gè)側(cè)面揭示兩者的關(guān)系,也表明了MIB可能隸屬于知覺(jué)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。
采用視覺(jué)消失ERP(offset-triggered ERP)探討在MIB刺激中目標(biāo)可見(jiàn)與不可見(jiàn)兩種知覺(jué)狀態(tài)下的反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在目標(biāo)被抑制階段,被試不
能探測(cè)目標(biāo)的人為移除,并且腦電早期成分(N1)并沒(méi)有強(qiáng)烈激活;與之相反,在目標(biāo)可見(jiàn)階段,被試能夠探測(cè)到目標(biāo)的人為消除,且N1與P300激活顯著。這說(shuō)明對(duì)目標(biāo)的覺(jué)知有效提高了ERP反應(yīng),而覺(jué)知的減少則大幅降低了該反應(yīng)(Klotz&Ansorge,2007)。
另有研究者采用EEG對(duì)MIB現(xiàn)象進(jìn)行研究,通過(guò)被試的主觀報(bào)告收集有關(guān)腦活動(dòng)的數(shù)據(jù)(Hsu,Yeh,Tien,&Lin,2009)。實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了三種條件,收集被試反應(yīng)前后各ls的數(shù)據(jù)對(duì)delta(0,5-4Hz)、theta(4~7.5 Hz)、alpha(7.5~13 Hz)、beta(13~30 Hz)、gamma(30~70 Hz)等不同頻段EEG信號(hào)進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)典型MIB條件下,五個(gè)頻段的EEG信號(hào)均會(huì)發(fā)生改變,其中delta波變化最大,而alpha波變化最小,這說(shuō)明在MIB條件下知覺(jué)目標(biāo)消失會(huì)引起腦電信號(hào)不同成分的改變,從而說(shuō)明知覺(jué)加工過(guò)程的顯著變化。
5、研究展望
(1)MIB發(fā)生機(jī)制之爭(zhēng)
雖然MIB的發(fā)生機(jī)制所涉及的注意、知覺(jué)組織、神經(jīng)生理方面的研究都分別支持了各自的觀點(diǎn),但是隨著研究思路的擴(kuò)展和研究的不斷深入,已有研究者從全新的角度對(duì)MIB的發(fā)生進(jìn)行探索研究。在MIB早期研究中通過(guò)設(shè)置目標(biāo)運(yùn)動(dòng)排除了早期感覺(jué)適應(yīng)(網(wǎng)膜適應(yīng))的影響(Bonneh et al.,2001),但是多數(shù)實(shí)驗(yàn)條件下,MIB現(xiàn)象中目標(biāo)仍為靜止,這并沒(méi)有排除在MIB過(guò)程中的皮層適應(yīng)(striate and/or extrastriate adaptation)。在Carter,Luedeman,Mitroff和Nakayama(2008)的研究中就已經(jīng)提出了與注意相關(guān)的適應(yīng)可能是產(chǎn)生MIB現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制。這與之前關(guān)于注意與適應(yīng)的研究結(jié)論相符合,即持續(xù)性注意可以通過(guò)適應(yīng)加工過(guò)程降低被試感受性(Ling&Carrasco,2006)。Gorea和Caetta(2009)設(shè)置三種不同的背景形式(MIB運(yùn)動(dòng)背景、靜止背景、無(wú)背景),在這三種背景條件下均會(huì)發(fā)生目標(biāo)的消失重現(xiàn)現(xiàn)象,通過(guò)適應(yīng)范式探討實(shí)驗(yàn)參與者的明度感知時(shí)程與明度探測(cè)閾限時(shí)程的不同,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在最初適應(yīng)階段,MIB的探測(cè)閾限在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著高于其他兩種條件(靜止背景與無(wú)背景條件),反映了瞬間的抑制加工過(guò)程;隨著時(shí)間增長(zhǎng),三種背景條件下的探測(cè)閾限提高,反映了它們可能存在共同的適應(yīng)機(jī)制。MIB的發(fā)生可能存在抑制加工和典型適應(yīng)加工兩個(gè)過(guò)程。同時(shí)這一結(jié)論也被注意相關(guān)的適應(yīng)神經(jīng)元的研究所支持:當(dāng)注意某一事物時(shí),紋狀體的適應(yīng)神經(jīng)元會(huì)出現(xiàn)對(duì)比增益功能降低。對(duì)比增益與感受性相關(guān)。由于外界信息豐富、強(qiáng)大,而人類不能在同一時(shí)刻全部反應(yīng),于是適應(yīng)神經(jīng)元對(duì)這些信息進(jìn)行編碼,從而有效調(diào)控神經(jīng)元的活動(dòng)范圍以有限的活動(dòng)空間應(yīng)對(duì)多變的信息。同時(shí)適應(yīng)神經(jīng)元也會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)增益(response-gain)的功能降低,這一過(guò)程反應(yīng)了神經(jīng)元的高頻活動(dòng)過(guò)程,涉及人類對(duì)有害刺激的規(guī)避(Herrmann,Montaser-Kouhsari,Carrasco,&HeegeL 2010)。Wallis與Arnold(2009)的研究通過(guò)將MIB現(xiàn)象與motion streak suppression聯(lián)合研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)背景上下相對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)(expanding motion)相較于背景上下收縮運(yùn)動(dòng)會(huì)引起更強(qiáng)的MIB效應(yīng),這與motion streak suppression現(xiàn)象類似,而motion speak suppression的發(fā)生過(guò)程可能涉及功能性適應(yīng)機(jī)制,兩者可能共享同一機(jī)制,這也為MIB的發(fā)生機(jī)制提供了另一種獨(dú)特的觀點(diǎn)。通過(guò)研究MIB的發(fā)生機(jī)制,可以建立涉及這一加工過(guò)程的整體、動(dòng)態(tài)模型,同時(shí)可深化對(duì)這一類知覺(jué)消失現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。
(2)復(fù)雜的認(rèn)知加工系統(tǒng)相關(guān)研究
運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲的特殊性為研究視知覺(jué)、注意、意識(shí)、視覺(jué)工作記憶等方面提供了良好的視角。其作為一種視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象,進(jìn)入網(wǎng)膜的信息并沒(méi)有進(jìn)入意識(shí),視覺(jué)意識(shí)與視覺(jué)刺激相分離。正是由于這一特點(diǎn),其為研究意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)(Neuralcorrelates of consciousness,NCC)提供了理想的材料。按照Crick和Koch(2003)的觀點(diǎn),NCC指能夠產(chǎn)生一種特定的意識(shí)內(nèi)容的最少神經(jīng)活動(dòng)集合。在這個(gè)過(guò)程中人類的認(rèn)知加工過(guò)程可以被更好地研究。在Mitroff和Scholl(2005)的研究中,為了研究在無(wú)意識(shí)覺(jué)知狀態(tài)下的客體表征形成與表征的更新方式,采用運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲作為研究工具。當(dāng)目標(biāo)消失時(shí),客體表征隨之發(fā)生變化,被試在無(wú)意識(shí)覺(jué)知狀態(tài)下仍然會(huì)形成新的客體表征并且會(huì)對(duì)原有的客體表征進(jìn)行即時(shí)更新。同樣,Shibata,Kawachi和Gyoba(2010)也研究了閾下知覺(jué)組織線索對(duì)客體表征的影響。這些研究說(shuō)明MIB現(xiàn)象可以與眾多盲視現(xiàn)象或知覺(jué)消失現(xiàn)象一樣作為研究人類閾下知覺(jué)加工的工具。在MIB發(fā)生條件下研究客體表征問(wèn)題也有助于解決與“知覺(jué)消失”相對(duì)應(yīng)的另一種現(xiàn)象,即“知覺(jué)重回”:某些已經(jīng)在客觀上被移除的視覺(jué)信息可以重新返回到視知覺(jué)中,這個(gè)過(guò)程可能涉及視覺(jué)記憶。一種觀點(diǎn)認(rèn)為這種視覺(jué)記憶過(guò)程發(fā)生在視覺(jué)信息消失之前且持續(xù)到其消失一刻;但是另一種觀點(diǎn)認(rèn)為視覺(jué)工作記憶是不停刷新的,這個(gè)過(guò)程涉及視覺(jué)工作記憶的保持,需要視覺(jué)信息在閾下知覺(jué)條件下也能夠形成表征或刷新表征,這種觀點(diǎn)稱為“刷新假說(shuō)”,對(duì)于該問(wèn)題的研究也有助于了解視覺(jué)工作記憶與視知覺(jué)之間的關(guān)系(Mitroff&Scholl,2004)。而Wu,Busch,F(xiàn)abre-Thorpe和VanRullen(2009)在其研究中通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)操控環(huán)形目標(biāo)和圓形線索的不同SOA呈現(xiàn)和不同顏色發(fā)現(xiàn)環(huán)形目標(biāo)雖然會(huì)因?yàn)閳A形線索的突然呈現(xiàn)立刻重現(xiàn)回到視知覺(jué)中,但在目標(biāo)重新回到視知覺(jué)前至少存在100ms時(shí)間窗進(jìn)行客體表征的更新。該研究將“知覺(jué)重回”發(fā)生的時(shí)間進(jìn)程進(jìn)一步細(xì)分,說(shuō)明人腦中存在自下而上“前反饋”(feed-forward)機(jī)制,它可以在無(wú)意識(shí)狀態(tài)下調(diào)控對(duì)目標(biāo)的覺(jué)知,該結(jié)論也同樣說(shuō)明了運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲具有作為研究無(wú)意識(shí)覺(jué)知、人腦反饋機(jī)制的工具性意義。
同時(shí)在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲現(xiàn)象中的“反知覺(jué)”現(xiàn)象是視覺(jué)注意與視覺(jué)意識(shí)相分離的典型例證。有研究認(rèn)為只要被注意的目標(biāo)就能進(jìn)入到意識(shí)加工階段(Joseph,Chun,&Nakayama,1997),但MIB現(xiàn)象成功提供了該問(wèn)題的實(shí)證反例。因此,MIB現(xiàn)象也可以用來(lái)進(jìn)一步研究視覺(jué)注意與視覺(jué)意識(shí)之間的關(guān)系。
(3)高級(jí)認(rèn)知加工過(guò)程研究
MIB現(xiàn)象中可以分離出兩個(gè)重要因素,即,運(yùn)動(dòng)的背景與靜止的目標(biāo)。雖然在以往研究中對(duì)于兩個(gè)因素都分別進(jìn)行了探討,但都基于改變兩個(gè)因素的某些物理特性(如,明度、速度、對(duì)比度等)。如果賦予兩個(gè)因素意義性,那么MIB現(xiàn)象會(huì)發(fā)生何種改變?同時(shí),當(dāng)目標(biāo)與背景由于被賦予意義,繼而形成某種沖突,MIB又會(huì)發(fā)生何種改變?由于運(yùn)動(dòng)能夠捕獲注意(Abrains&Christ,2003)且有社會(huì)意義性的客體同樣也可捕獲注意(Li&Logan,2008),因此當(dāng)背景運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)具有社會(huì)意義性時(shí),目標(biāo)的消失情況會(huì)呈現(xiàn)何種改變?在這個(gè)研究過(guò)程中,也可提供物理屬性與社會(huì)屬性在知覺(jué)加工過(guò)程中的重要程度。
(4)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲實(shí)際應(yīng)用研究
無(wú)意識(shí)盲、變化盲視等視知覺(jué)現(xiàn)象已經(jīng)在特殊群體(自閉癥患者)、實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用(交通)中得到了廣泛研究(Lee&Telch,2008;Smith&Milne,2009;Caird,Edwards,Creaser,&Horrey,2005)。而MIB在相關(guān)方向的研究仍處于初級(jí)階段,僅有研究者探討了精神分裂癥患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)視盲加工的模式(Tschacher,Schuler,&Junghan,2006),這也是后續(xù)研究中的重點(diǎn)。
心理科學(xué)進(jìn)展2012年1期