视觉感知中的皮层证据累积：独立于报告的神经机制揭示

本研究通过立体脑电图（sEEG）记录29名参与者在三个预注册实验中的神经活动，探讨证据累积（evidence accumulation）如何解释视觉感知的主观方面。研究人员发现腹侧视觉皮层（VVC）和高频伽马活动（HGA）在即时反应、延迟报告和无报告任务中均表现出与刺激检测和信心判断相关的证据累积信号，且计算模型成功模拟了行为与神经数据。该研究揭示了证据累积在感知形成中的核心作用，为理解意识感知的神经基础提供了重要依据。

　　

视觉感知是人类大脑最基础且神秘的功能之一。传统研究通常通过对比“看到”和“未看到”试次来探索感知的神经机制，但这种方法难以区分刺激编码本身与有意识报告相关的过程。更复杂的是，感知不仅涉及刺激的检测，还伴随信心（confidence）这一主观维度，而信心被认为与证据累积（evidence accumulation）过程密切相关。证据累积是指大脑持续整合感官证据直至达到决策阈值的计算过程，以往研究多集中于辨别任务，而其在检测任务中的作用，尤其是在无报告条件下的神经表现，尚不明确。

为解决这些问题，由Francois Stockart等研究人员在《Nature Communications》上发表了最新成果。他们通过立体脑电图（sEEG）技术，记录了29名药物难治性癫痫患者在三个预注册实验中的神经活动，系统探讨了证据累积是否以及如何解释视觉感知，尤其是当其与行为报告分离时。

研究团队主要运用了以下关键技术方法：采用sEEG记录高频伽马活动（HGA）作为神经元放电的代理指标；通过预定义的感兴趣区域（ROI）包括腹侧视觉皮层（VVC）、上顶叶皮层（SPC）、下额叶皮层（IFC）和背外侧前额叶皮层（DLPFC）进行针对性分析；利用多变量解码算法构建潜在变量以模拟决策过程；并结合计算建模（泄漏证据累积模型）来模拟行为和神经数据。实验设计包括即时反应、延迟报告和无报告任务，以分离感知与报告相关神经活动。

神经 correlates of evidence accumulation in the ventral visual and inferior frontal cortices

在实验1（即时报告）中，研究人员发现VVC和IFC（包括前脑岛）的HGA活动斜率与反应时间呈负相关，表明累积速率越快，反应越快。多变量解码进一步显示，在这些区域中，潜在变量达到阈值的时间点与行为反应时间显著相关，提供了证据累积的神经标志。

The perceptual decision signal decodes delayed detection and passive perception

实验2（延迟报告）和实验3（无报告被动观看）旨在分离感知与运动准备。结果发现，VVC的神经活动不仅能区分检测（击中vs未击中），还能编码刺激强度（阈值vs超阈值），且这种效应在无报告条件下依然存在。多变量解码器从实验1训练后，可成功泛化至实验2的延迟检测和实验3的刺激强度解码，表明VVC中存在独立于报告的共享神经代码。特别地，VVC活动还能预测非真实感知（如虚假警报），进一步支持其与主观感知的直接关联。

Functional markers of evidence accumulation and stimulus detection in the VVC also reflect confidence

在实验2中，信心判断与VVC、SPC和IFC的HGA活动强度相关，尤其是在击中试次中。解码分析显示，信心信息在VVC中于累积证据达到峰值时最为解码，符合“信心源于最大证据与检测阈值差异”的理论。而在其他区域，信心编码时间特征各异，提示不同脑区在信心计算中的分工。

A leaky evidence accumulation process reproduces the neural activity

通过计算建模，研究人员证明泄漏证据累积模型（leaky evidence accumulation model）能够复现行为模式（如反应时间分布）和神经活动特征（如HGA轨迹）。该模型包含漂移率、噪声、边界、泄漏和非决策时间参数，其模拟结果与VVC活动在三个实验中的表现高度一致，为证据累积作为感知基础提供了计算层面支持。

综上所述，这项研究通过多实验范式结合神经记录与计算建模，揭示了VVC中的证据累积信号是视觉感知的核心神经机制，其独立于行为报告，并直接关联主观信心。这些发现不仅将证据累积框架扩展至检测任务与无报告条件，还为理解意识感知的动态过程提供了新视角，强调感知决策可能涉及分布式皮层网络的层次化累积。未来研究需进一步探索其他脑区（如前脑岛）在感知中的具体作用，以及不同任务需求如何调制累积过程。该成果对神经科学、心理学和人工智能领域具有重要启示，为开发更类人的感知模型奠定了基础。