数量适应抵抗过滤机制：基于虚幻轮廓范式的离散数量感知系统新证据

研究人员为阐明数量感知(ANS)的神经机制争议，采用Ehrenstein虚幻点阵作为适应刺激的创新范式，通过两项实验证实：1)数量适应效应独立于空间频率等低阶特征，支持离散项目特异性编码机制；2)虚幻点阵与真实点阵在连接性实验中均引发数量低估，验证视觉分割机制的核心作用。该研究为数量选择性系统存在提供强证据，发表于《Cognitive Psychology》。

　　

在认知科学领域，人类如何感知物体数量一直存在根本性争议。就像面对一碗彩色糖果时，我们究竟是通过逐个计数还是整体纹理来估算数量？这个看似简单的问题背后，隐藏着关于大脑处理数字信息机制的深刻分歧。传统理论认为存在专门的近似数量系统(ANS)，但近年有学者提出数量感知可能只是空间频率或纹理密度等低阶视觉特征的副产品。更棘手的是，被视为ANS关键证据的"数量适应现象"——长时间观察大量物品会导致后续物品数量被低估——也被新提出的"旧闻假说(Old News Hypothesis)"质疑，认为这不过是大脑过滤重复信息的副作用。

为解开这个科学死结，罗马第一大学(Department of Psychology, Sapienza University of Rome)的研究团队设计了一套精妙的实验方案。他们采用Ehrenstein虚幻点阵这种特殊视觉错觉，让黑白网格的交点处"凭空"产生白色圆点的错觉。这种刺激的绝妙之处在于：虚幻点的数量与空间频率呈负相关，且与后续测试中使用的真实黑点完全不同，从而完美分离了数量适应与低阶特征或过滤机制的干扰。相关研究成果发表在《Cognitive Psychology》上，为数量感知的神经机制之争提供了关键性证据。

研究主要采用两项核心技术：1)自适应QUEST算法控制测试刺激数量梯度；2)高斯函数拟合反应时-数量曲线提取PMRU参数。实验1通过比较虚幻点阵适应与空白对照的条件，分析主观相等点(PSE)和韦伯分数(Wf)的变化；实验2则让参与者直接估计连接/未连接状态下的虚幻/真实点阵数量，控制低阶特征匹配。

【实验1：虚幻点阵适应效应】结果显示，与对照条件相比，适应虚幻点阵后测试刺激的PSE显著右移(F(1,17)=21.06,p<0.001,η²_p=0.55)，意味着数量感知出现系统性偏差。更具说服力的是，反应时不确定性峰值(PMRU)也同步偏移(F(1,17)=17.225,p<0.001)，且个体PMRU与PSE呈现强相关(r=0.95)。这种双重验证表明适应效应发生在感知层面而非决策阶段。特别值得注意的是，虚幻点与真实点的物理属性完全不同，却仍能引发适应效应，直接反驳了"旧闻假说"的预测。

【实验2：连接性错觉验证】当点阵被无关红线连接时，无论虚幻点(19.4±1.42岁参与者)还是真实点，数量估计都显著降低(F(1,39)=26.99,p<0.001)。这种稳定存在的连接性效应，在严格控制空间频率等低阶特征的情况下，强有力地支持了视觉分割机制在数量提取中的核心作用。

讨论部分揭示了三个关键突破：首先，通过相位谱分析证实虚幻点阵的适应效应不能归因于空间频率变化——因为小数量适配器(12点)反而具有更强的低频成分，若按纹理密度假说预测应产生相反方向的PSE偏移。其次，研究创新性地将反应时分布分析引入数量适应研究，发现PMRU与PSE的同步偏移模式，为感觉编码特异性提供了时间维度证据。最后，实验2首次证明虚幻点阵与真实点阵在连接性效应上表现一致，说明视觉系统确实将IC刺激处理为离散实体。

这项研究的意义在于，它通过虚幻轮廓这个"视觉把戏"，巧妙地绕过了长期困扰数量感知研究的刺激混淆问题。就像用魔术揭秘魔术，研究者利用大脑自动补全轮廓的特性，证实了数量适应具有超越物理特征的认知特异性。这不仅为近似数量系统的存在提供了迄今最干净的证据，也为发展障碍如计算障碍(dyscalculia)的机制研究开辟了新思路——或许某些患者的数量感知缺陷，正源于这种早期视觉分割机制的异常。