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无意识视觉抑制下动态面孔与场景的神经解码:揭示腹侧视觉通路的深度加工机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月01日 来源:Communications Biology 5.2
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本研究通过改进范式、刺激材料和分析方法,探索了无意识面孔加工的神经机制。研究人员采用间断性闪光抑制(dCFS)技术,结合静态/动态刺激和多变量模式分析(MVPA),发现腹侧视觉流(包括FFA和OFA)能区分被抑制的无意识面孔与场景,尤其动态刺激激活更显著。该成果发表于《Communications Biology》,为无意识感知的深度加工提供了可靠神经证据,解决了行为学与神经成像结果不一致的争议。
人类意识感知的有限性促使科学家探索无意识加工的深度。尽管行为学研究显示被抑制的面孔仍能引发反应,但神经成像结果长期存在矛盾——部分研究发现梭状回面孔区(Fusiform Face Area, FFA)能处理无意识面孔,而另一些研究则认为激活几乎消失。这种分歧可能源于实验范式、刺激信号和分析方法的差异。台湾大学的研究团队通过三项创新设计,在《Communications Biology》发表的研究为这一争议提供了新证据。
研究采用43名健康右利手被试,结合功能磁共振成像(fMRI)和间断性闪光抑制(dis-continuous flash suppression, dCFS)技术。关键创新包括:(1)使用动态视频与静态图像增强信噪比;(2)采用dCFS延长刺激呈现时间;(3)结合单变量分析与多变量模式分析(MVPA)。实验包含意识与无意识条件,通过检测任务和定位任务验证意识状态。
行为结果
定位任务准确率显示,意识条件下表现接近完美(97.91%),而无意识条件(52.35%)与随机水平无差异,验证了dCFS的有效性。阶梯法调整的抑制成功率在无意识条件达80.49%,显著高于意识条件的1.72%。
单变量分析
意识条件下,静态/动态面孔均比场景引发更强激活,涉及左侧枕下回(inferior occipital gyrus, IOG)、双侧梭状回(fusiform gyrus, FG)等区域。但无意识条件下,任何对比均未发现显著差异。
全脑多变量分析
MVPA揭示关键发现:无意识条件下,左舌回(lingual gyrus, LING)等区域能区分静态面孔与场景;左辅助运动区(supplementary motor area, SMA)等区分动态刺激;而左ACC等区域同时参与两类解码。动态刺激的解码区域更广泛,涉及右颞上回(superior temporal gyrus, STG)等社会认知相关脑区。
ROI分析
聚焦FFA和枕叶面孔区(occipital face area, OFA)发现:双侧OFA和FFA可区分动态面孔与场景(效应量d=0.35-0.62),但仅右侧OFA能处理静态刺激(d=0.33)。合并数据分析显示右侧OFA具有持续区分能力(d=0.40)。
讨论与意义
该研究首次系统证明:(1)动态刺激能增强无意识面孔的神经表征,可能与社交信息(如眼神注视)的生态相关性有关;(2)腹侧视觉通路(FFA/OFA)的深度加工无需意识参与,支持"面孔特异性处理"假说;(3)前扣带回(anterior cingulate cortex, ACC)等前额叶区域的参与,暗示高阶认知区域可能处理无意识社交信息。这些发现为意识理论提出新挑战——传统全局工作空间理论认为前额叶是意识生成的关键,但本研究显示该区域同样参与无意识加工。
技术层面,研究通过dCFS范式优化抑制稳定性,MVPA保留体素级信息,动态刺激增强神经信号,三者结合为弱信号检测树立新标准。未来研究需进一步明确无意识面孔加工是否具有与意识状态相同的完整性,以及社会性线索(如表情、凝视方向)的具体作用机制。该成果为理解视觉意识边界、发展临床评估工具(如精神分裂症的面孔识别障碍)提供了重要理论基础。
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