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心理咨询师研究所揭示基因与环境因素在大小错觉加工中的作用

日期:2021-09-18
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大小知觉对人们的生活至关重要。然而人们的大小知觉并不是对客体物理大小的被动反映,而是常常会受到客体所在的空间背景信息的影响。例如,当一个客体被一群小的客体围绕时,它看起来比实际要大;而当它被一群大的客体围绕时,它看起来比实际要小(称之为Ebbinghaus错觉)。探讨大小错觉产生的神经机制对于理解人类的视知觉加工过程具有重要意义。

已有研究发现,一些动物(包括海豚、鱼、猕猴、鹦鹉和出生仅4天的小鸡)也可以像人类一样感知大小错觉,这提示我们人类对大小错觉的感知可能是通过进化途径获得的,即具有遗传性。为了量化基因与环境因素在大小错觉加工中的作用,脑与认知科学国家重点实验室蒋毅研究组采用近红外光谱成像技术,并结合经典的双生子方法开展了一项实证研究。

Ebbinghaus错觉示例

研究招募了80对同性别的双生子(同卵与异卵各40对),记录他们在观看Ebbinghaus错觉时的大脑活动以及实验前3分钟闭眼状态下的大脑活动。结果发现,在行为水平上,基因能够解释大小错觉效应中高于50%的变异。在早期视皮层,基因能够解释约39%与大小错觉中的高估成分(目标圆被一群小圆围绕)有关的神经活动的变异。在颞后皮层,环境因素能够解释34%与高估成分有关的神经活动的变异。此外,对于早期视皮层到颞后皮层的前馈连接,基因能够解释其中36%的变异,并且其功能连接强度与行为水平上的高估成分具有显著的相关。虽然颞后皮层到早期视皮层的反馈连接也与行为水平上的高估成分显著相关,但是其连接强度主要受到非基因因素调节。

实验结果

综上所述,研究首次在行为水平和神经活动水平上量化了基因与环境因素在Ebbinghaus错觉加工中的作用,提示人类的大小错觉加工会受到基因与环境的共同影响,并且二者分别作用于不同的视觉加工阶段,前者主要作用于早期和前馈加工阶段,而后者主要作用于晚期和反馈加工阶段。研究结果有助于进一步理解基因、环境、大脑以及意识之间的关系。在大脑发育过程中,人们的视觉意识会受到基因与环境之间复杂的交互作用的影响。

该研究受国家自然科学基金、中国科学院先导专项、前沿科学重点研究项目等的支持。成果已在线发表于Cerebral Cortex。