2012年1月12日出版的《神經(jīng)元》雜志(Neuron, 73(1), 183-192. 影響因子 14.027)刊發(fā)了北京大學心理學系和機器感知與智能教育部重點實驗室方方教授課題組的研究論文“Neural activities in V1 create a bottom-up saliency map”,報道了該課題組在視覺注意領(lǐng)域取得的重要進展。論文通訊作者是方方教授,第一作者是心理學系博士生張喜淋。研究合作者包括倫敦大學學院(University College London)李兆平教授和中科院生物物理所周天罡副研究員。
對注意機制的研究可能是認知神經(jīng)科學領(lǐng)域中最受關(guān)注的科學問題。注意是指心理資源被有選擇性的分配給某些認知加工過程,使得這些認知過程對信息的加工更加快速準確。注意對于協(xié)調(diào)各種認知加工過程非常重要。人類每一時刻都接受到大量的外界信息,處于被“信息轟炸”的狀態(tài)中。我們有限的心理資源和神經(jīng)資源不可能同時處理這么多的信息,只能選擇性的處理具有高優(yōu)先性的信息而忽視低優(yōu)先性的信息,注意的作用正是體現(xiàn)于此。
方方教授課題組結(jié)合心理物理學、功能性磁共振成像(fMRI)、高密度腦事件相關(guān)電位(ERPs)和計算模型證明了人類的初級視皮層可以在視覺信息加工的非常早期階段(72-74毫秒)生成視覺顯著圖,用以引導空間選擇性注意的分布。該領(lǐng)域中的主流理論是額葉-頂葉網(wǎng)絡負責注意的生成和調(diào)節(jié),但以往研究混淆了自下而上和自上而下兩種注意過程,該研究通過引入對意識水平的操作來分離這兩種過程,證明了自下而上的注意及其分布(即視覺顯著圖)完全可以由初級視皮層的活動預測。這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)注意理論,促使我們重新思考負責注意調(diào)控的腦神經(jīng)網(wǎng)絡。這個研究對機器感知領(lǐng)域也有重要意義,它為復雜場景中視覺信息加工算法,提供了來自認知神經(jīng)科學的新的理論依據(jù)和約束。
該研究由科技部、國家自然科學基金委和北京大學-清華大學生命科學聯(lián)合中心資助完成。
2012-01-12