“倒置运动”：利用倒置的生物刺激物进行反应启动（Response Priming with Inverted Biological Primes）

《Vision Research》：Motion upside-down: Response priming with inverted biological primes

生物运动方向反转对反应准备的影响。通过两个实验，使用点光源走动（PLW）和面部注视运动作为刺激，比较正置与反转条件下的反应准备效应（PCE）。实验1发现，正置PLW在短（147ms）和长（360ms）刺激 onset asynchrony（SOA）下均产生显著PCE，而反转PLW仅在长SOA下有较弱PCE，提示方向反转通过破坏整体生物运动印象抑制了运动准备。实验2使用面部注视运动，发现正置与反转面部在短（307ms）和长（600ms）SOA下均产生显著PCE，且强度无差异，表明局部运动轨迹（如注视方向）独立于整体结构，不受反转影响。研究显示生物运动类型（整体运动vs局部运动）决定方向反转效应的存在与否。

　　在人类认知系统中，对生物运动的感知和快速处理能力是关键信息处理机制之一。这种能力使我们能够在环境中迅速做出反应，对于生存和社交互动至关重要。生物运动是指那些具有生命特征的运动模式，例如人类行走、动物活动，以及面部表情中的眼神变化等。研究表明，生物运动在视觉处理中触发了特定的神经机制，使其在不同条件下仍能被高效识别和理解。然而，当这些运动模式被颠倒或改变方向时，是否会影响其引发的运动预激活（即在目标刺激出现前，对可能反应的预先准备）仍是未解之谜。

### 生物运动的感知与运动预激活

生物运动的感知不仅涉及视觉系统，还与运动控制和认知加工密切相关。以往研究显示，生物运动作为前导刺激（prime）时，能够显著影响后续反应的启动速度。这种效应通常被称为“兼容性效应”（Prime Compatibility Effect, PCE），即当刺激的运动方向与目标的反应方向一致时，反应时间会明显缩短。这种效应在多种实验条件下得到了验证，包括对静态目标的反应时间变化，以及对不同运动模式的比较。然而，这些研究多集中于生物运动的感知特性，而较少关注其是否会对运动预激活产生影响。

在本研究中，我们通过两个实验探讨了这一问题。实验一使用了动态点光行走者（Point-Light Walker, PLW）作为生物运动刺激，而实验二则使用了包含动态眼神运动的面部图像。两种刺激在不同空间方向（正立和倒立）下被呈现，并与不同的刺激起始间隔（Stimulus Onset Asynchrony, SOA）相结合，以研究生物运动在倒立时是否仍能引发有效的运动预激活。

### 实验设计与结果

#### 实验一：动态点光行走者的倒立效应

在实验一中，我们比较了正立和倒立的PLW对运动预激活的影响。PLW由14个点组成，模拟一个人的行走动作。倒立的PLW是通过将整个行走模式旋转180度得到的。此外，我们还引入了“分裂行走者”（split walker）作为控制条件，该刺激是将PLW水平切割并倒置，从而消除其整体的生物运动印象，但保留了局部的点运动轨迹。

结果显示，正立的PLW在两种SOA（147 ms和360 ms）条件下都引发了显著的PCE。而倒立的PLW则导致PCE显著减弱，表明倒立可能对运动预激活产生了抑制作用。值得注意的是，分裂行走者在倒立条件下仍表现出中等强度的PCE，这表明即使缺乏整体的生物运动印象，局部的运动轨迹仍可能引发一定的运动预激活。然而，这种激活强度远低于正立PLW的效应，这说明整体的生物运动印象在运动预激活中可能起到更重要的作用。

进一步的反应时间分布分析（通过五分位数划分）显示，倒立PLW的PCE在长SOA条件下才逐渐显现，而正立PLW的PCE在短SOA条件下就已显著。这表明，倒立的生物运动可能需要更长的时间才能触发运动预激活，或者其对运动系统的激活强度较低。

#### 实验二：动态眼神运动的倒立效应

实验二使用了包含动态眼神运动的面部图像作为生物运动刺激。我们比较了正立和倒立的面部图像，其中眼神运动的方向（向左或向右）被用于触发反应。实验结果显示，无论面部是正立还是倒立，眼神运动在短SOA（307 ms）条件下都引发了显著的PCE，而在长SOA（600 ms）条件下，PCE仍然存在，但强度有所减弱。

这一结果与实验一形成对比。在实验一中，倒立的PLW导致PCE减弱，而在实验二中，倒立的面部图像并未显著影响PCE的大小。这表明，某些类型的生物运动（如眼神运动）可能在倒立时仍能维持其对运动预激活的效应。进一步的分析表明，倒立的面部图像与正立的面部图像在PCE的强度和时间课程上没有显著差异，这与Zhang等人的研究结果一致，即倒立的面部图像可能仍然通过整体配置的加工影响后续的反应。

### 生物运动的感知与运动预激活的关系

从神经机制的角度来看，生物运动的感知和运动预激活可能涉及不同的加工路径。例如，视觉系统中的一些特定区域，如后部上颞沟（posterior superior temporal sulcus, pSTS），在处理生物运动时表现出更强的激活。这些区域可能对生物运动的整体结构（如行走方向、面部表情）更为敏感，而对局部的点运动轨迹则不那么依赖。

然而，对于某些局部运动（如眼神运动），其对运动预激活的影响可能不依赖于整体的生物运动结构。例如，眼神运动的方向可能直接激活与反应相关的神经回路，而不需要依赖于面部的完整结构或整体运动印象。因此，即使在倒立的情况下，眼神运动仍能有效引导反应。

### 倒立对运动预激活的影响机制

倒立对生物运动预激活的影响可能与感知的“整体性”有关。当生物运动被倒立时，其整体结构可能被破坏，导致感知上的模糊或延迟。这种感知的延迟可能影响运动预激活的强度和速度。例如，在实验一中，倒立的PLW在短SOA条件下未能引发显著的PCE，而在长SOA条件下才表现出较弱的效应。这可能表明，倒立的PLW需要更长时间才能触发运动预激活，或者其整体结构的破坏导致运动预激活的减弱。

相比之下，实验二中倒立的面部图像在短SOA条件下仍能引发显著的PCE，这可能是因为眼神运动的方向与面部的整体结构相比更为直接和清晰。即使面部被倒立，眼神运动的方向仍然能够被快速识别，并触发相应的运动反应。这表明，某些生物运动的局部特征可能在倒立时仍然有效，而不会受到整体结构变化的显著影响。

### 社会信号与运动预激活

生物运动不仅是感知的焦点，还承载着重要的社会信号。例如，眼神运动通常被认为是社会交流中的关键组成部分，能够传达注意力、意图和情绪。因此，即使在倒立的情况下，眼神运动仍然可能被视为重要的社会信号，从而影响运动预激活。这一点在实验二中得到了验证，即倒立的面部图像仍然能够引发与正立图像相似的PCE。

此外，研究还表明，倒立的生物运动可能通过不同的机制影响运动预激活。例如，某些情况下，倒立的生物运动可能需要经过“心理旋转”（mental rotation）过程，才能被正确识别和处理。这种心理旋转过程可能影响运动预激活的时间课程和强度。然而，在实验一和实验二中，我们并未观察到心理旋转对PCE的显著影响，这可能是因为运动预激活更多依赖于早期的神经反应，而非对运动方向的重新解释。

### 生物运动的多样性与运动预激活的差异

生物运动的多样性使得其对运动预激活的影响可能存在显著差异。例如，PLW作为整体的生物运动，其对运动预激活的影响依赖于整体的运动模式和结构，而眼神运动作为局部的生物运动，其对运动预激活的影响可能更直接。因此，在倒立条件下，整体的生物运动可能更容易受到感知和运动处理机制的干扰，而局部的生物运动则可能保持其对运动预激活的有效性。

这种差异可能与生物运动的“社会相关性”有关。例如，眼神运动通常被认为具有更强的社会意义，因此在倒立时仍然能够引发有效的运动预激活。相比之下，PLW作为整体的生物运动，其社会意义可能更多依赖于其整体的运动模式，因此在倒立时更容易受到干扰。

### 未来研究方向

本研究的结果表明，生物运动的倒立可能对运动预激活产生不同的影响，这取决于运动的类型和其社会相关性。例如，整体的生物运动（如PLW）在倒立时可能表现出更显著的PCE减弱，而局部的生物运动（如眼神运动）则可能保持其对运动预激活的效应。这种差异提示我们，生物运动的感知和运动预激活可能涉及不同的神经机制，或者某些生物运动的局部特征在倒立时仍能保持其对运动反应的影响。

未来的研究可以进一步探讨这些差异背后的神经机制，例如，通过脑电图（ERP）或功能性磁共振成像（fMRI）技术，研究不同类型的生物运动在倒立时对大脑活动的影响。此外，研究还可以探索不同社会情境下，倒立对生物运动预激活的影响是否有所不同，例如，在高社会压力或高注意力需求的条件下，倒立是否会对运动预激活产生更显著的影响。

### 总结

综上所述，生物运动的倒立可能对运动预激活产生不同的影响，这取决于运动的类型和其社会相关性。整体的生物运动（如PLW）在倒立时可能表现出更显著的PCE减弱，而局部的生物运动（如眼神运动）则可能保持其对运动预激活的有效性。这种差异提示我们，生物运动的感知和运动预激活可能涉及不同的神经机制，或者某些生物运动的局部特征在倒立时仍能保持其对运动反应的影响。未来的研究可以进一步探讨这些差异背后的神经机制，并在不同社会情境下验证倒立对生物运动预激活的影响。