视觉外观和敏感性是由不同的机制所调节的

《Neuropsychologia》：Visual appearance and sensitivity are mediated by distinct mechanisms

本研究探讨视觉刺激的感知对比与检测阈值机制差异。通过对比敏感度实验和fMRI研究，发现背景感知亮度影响检测阈值（增量与 decremental 对比均降低），但对感知对比的影响仅在增量对比中存在。fMRI数据显示V1活动与检测任务相关性更高，支持两者由不同机制介导的结论。

　　在本研究中，科学家Zahide Pamir和Huseyin Boyaci探讨了视觉系统中两个关键功能之间的差异：物体的感知（即其外观）和对物体特征的敏感度。他们通过一系列实验，旨在确认这些功能是否由相同的神经机制调控，或者是否存在部分不同的机制。研究的核心在于使用一个复杂的视觉场景，其中两个具有相同物理亮度的区域在主观感知上呈现出不同的明度。在这样的背景下，研究者测试了参与者对叠加在这些区域上的增量和减量条纹图的对比度感知和检测阈值，同时利用功能性磁共振成像（fMRI）记录了大脑早期视觉区域的活动情况。

研究结果显示，增量条纹图在叠加于主观上更明亮的区域时，其对比度感知显著提高，而减量条纹图的感知则不受背景明度变化的影响。这一结果表明，对比度感知和检测敏感度可能由不同的机制所驱动。同时，在检测阈值方面，无论增量还是减量条纹图，叠加于明亮背景上的感知更敏感，即检测阈值更低。这意味着，背景的明度变化对感知的敏感度产生了显著影响，而这种影响并不局限于增量条纹图。

进一步的fMRI实验发现，初级视觉皮层（V1）的活动与检测任务的结果高度一致。具体而言，叠加在明亮背景上的条纹图在V1中引发了更强的BOLD（血氧水平依赖）响应。然而，V3区域仅在增量条纹图的情况下表现出与背景明度相关的增强响应，而V2和V4区域则未显示出类似的效应。这一发现支持了V1在对比度敏感度判断中起关键作用的观点，同时也表明，其他视觉区域可能更多地参与于对比度的感知而非敏感度。

研究还指出，V1的神经活动可能更偏向于对比度的处理，而非背景的明度。通过分析fMRI数据，研究者发现，即使在减量条纹图的条件下，背景的明度变化仍能影响V1的BOLD响应，这表明对比度的变化可能比明度的变化更直接地影响V1的活动。此外，由于fMRI实验中使用的条纹图尺寸较小，且主要集中在V1区域，这可能导致了在V2、V3和V4区域中未观察到显著效应，尤其是在V4区域，统计功效仅为5%，这提示需要更多的研究来确认这些区域是否也参与了背景明度对对比度敏感度的影响。

本研究还强调了实验设计和数据采集的重要性。尽管样本量较小，但研究者通过多次重复实验和不同条件下的测试，确认了背景明度对对比度敏感度的影响具有高度一致性。此外，研究者还进行了事后统计功效分析，发现V2和V3区域的统计功效较高，说明这些区域对背景明度变化的敏感度具有足够的检测能力，而V4区域则需要更多的数据支持。

综上所述，这项研究揭示了视觉系统中对比度感知和敏感度之间的差异，以及这些功能在不同神经区域中的处理机制。研究结果不仅有助于理解视觉系统如何处理不同的视觉信息，还为未来研究提供了重要的基础，尤其是在探索背景明度对感知和敏感度的具体影响机制方面。研究者认为，这些发现为进一步研究视觉系统中不同区域的功能分工和相互作用提供了新的视角。