PSYCH OpenIR  > 认知与发展心理学研究室
视觉适应时间过程的研究
其他题名Research into Time Course of Visual Adaptation
梅高兴
学位类型博士
导师鲍敏
2017-05
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业认知神经科学
关键词视觉适应 无意识视觉加工 中级视觉加工 视觉加工层级
摘要

适应是有机体面对变化多端环境的一种基本应对。外界的视觉环境可以在不
同时间尺度上发生变化,视觉系统为适应这种变化也能够不断调整自身的状态,
那么,视觉系统是如何适应视觉环境在不同时间尺度上的变化?目前关于视觉适
应在时间尺度上的机制主要有两种解释:单一机制理论和多重机制理论。前者认
为视觉适应是由单一的可调整的时间尺度机制控制的,而后者认为视觉适应是由
多重时间尺度机制控制的,在某一时间窗口所表现出来的视觉适应效应是多重时
间尺度共同加工的结果。虽然近期的研究通过测量到自然恢复效应来支持视觉适
应的多重机制理论,但是意识水平在测量到的自然恢复中所起的作用并未明确;
多重机制理论的神经基础也还未清楚(例如,是否视觉通路的不同脑区对应着不
同的时间尺度)。
研究一主要探讨在无意识水平下是否能够观察到自然恢复现象,从而验证视
觉适应在无意识水平是支持单一机制理论还是支持多重机制理论。研究一包括实
验1 和实验2。实验1 采用连续闪烁抑制范式并结合对比度匹配任务考察无意识
水平下是否能够测量出自然恢复效应。实验结果表明,在无意识水平下仍然存在
自然恢复现象,对比度适应在无意识水平仍然是由多重机制控制的。实验2 采用
视觉拥挤的研究范式进一步验证在无意识水平下是否能够测量到自然恢复现象,
从而为对比度适应的多重机制在无意识水平的作用提供进一步的证据。实验结果
表明,在视觉拥挤条件下(无意识水平)我们仍然观测到了自然恢复效应,支持
了多种机制理论。实验1 和实验2 共同表明,在无意识水平对比度适应仍然是由
多重机制所控制的,外显视觉记忆和视觉适应是可分离的。
研究二主要探讨在视觉适应中视觉通路的不同脑区是否存在不同的时间尺
度机制。研究二包括实验3 和实验4。实验3 通过比较被试在适应成分光栅或复
合光栅后适应效应消退的快慢,探讨初级视觉皮层和中级视觉皮层(例如,V4)
在视觉适应时间尺度上的差异。实验结果表明,复合光栅条件下被试倾斜后效的
消退过程显著慢于成分光栅条件,这说明在复合光栅条件下更多的长时程机制参
与了视觉适应,更高一级的视觉皮层(如V4)对视觉适应的长时程机制可能贡
献得更多。实验4 采用四择一迫选对比度探测任务,比较单眼刺激条件和双眼刺
激条件下对比度适应效应在后测阶段的残留量,探讨皮层加工前和皮层加工后大
脑区域在对比度适应时间尺度上的差异。实验结果表明,相比于双眼观看条件,
单眼观看条件下对比度适应效应的残留量更多。由于双眼条件下存在眼间抑制的
作用,而眼间抑制主要发生在皮层水平;同时,视觉适应的时间过程是由皮层加
工阶段以前和皮层加工阶段之后的多个时间尺度机制共同决定的。所以,实验4
的结果表明,皮层加工前的时间尺度机制长于皮层加工后的时间尺度机制。研究
二的两个实验共同表明,沿着视觉通路,视觉适应效应的消退过程逐渐变慢,视
觉适应的时间尺度机制可能越来越长。
综上,本论文的两个研究主要发现,在无意识水平下自然恢复效应仍然存在,
支持视觉适应的多重机制理论;中级视觉皮层的视觉适应时间尺度机制长于初级
皮层的时间尺度机制,以及皮层加工后的时间尺度机制长于皮层加工前的时间尺
度机制。

其他摘要

Adaptation to ever-changing environment is a fundamental design to the organisms. For the visual environment, changes happen in different timescales in where the visual system can adapt by adjusting its state. How does the visual system adapt the visual environment with different timescales? Two theories have been proposed for explaining time course of visual adaptation. One is a single mechanism which controls visual adaptation by a single and adjustable timescale. The other is multiple mechanisms which control visual adaptation by operating in different timescales. Although recent studies have showed that multiple mechanisms controlled visual adaptation by measuring the spontaneous recovery, it is unclear whether explicit memory plays a substantial role in these studies. And, neural substrates of multiple mechanisms remain largely unknown, such as whether different brain areas in the visual pathways correspond to different timescales of visual adaptation.
In Study 1, including Experiment 1 and 2, to examine which mechanism (single or multiple) controls the timecourse of contrast adaptation at the unconscious processing levels, we investigated whether the spontaneous recovery of contrast adaptation would emerge at the levels. To address the issue, we used a modified Continuous Flash Suppression (Experiment 1) and visual crowding (Experiment 2) paradigms to render the adapting stimuli invisible, but still observed the spontaneous recovery phenomenon. These results exclude the possibility that spontaneous recovery found in the previous work was merely the consequence of explicit visual memory. Our findings also demonstrate that contrast adaptation, even at the unconscious processing levels, is controlled by multiple mechanisms.
In Study 2, including Experiment 3 and 4, we examined whether multiple adaptation mechanisms correspond to different stages of visual processing. In Experiment 3, we compared the timescales of adaptation between the stages of early and mid-level visual processing by tracking the decay of the curvature aftereffect after adaptation to either a compound stimulus or a component stimulus. The results revealed a slower decay for the compound adaptation condition than for the component adaptation condition, indicating that neural mechanisms for visual adaptation are more sluggish at the mid-level than those at the early stage of visual processing. In Experiment 4, we investigated the timescales of cortical and subcortical adaptation mechanisms by tracking the time courses of contrast adaptation effects under the monocular, binocular and dichoptic viewing conditions. The results indicated that adaptation effects decayed more slowly in the monocular condition than that in the binocular condition. Considering that interocular suppression mostly occurs on the cortical level, the results suggested that adaptation mechanisms at the binocular processing stages were longer-term. In other words, longer-term adaptation mechanisms resided in the cortical than in the subcortical processing stage. Two experiments of Study 2 together support the view that neural mechanisms controlling visual adaptation may become more sluggish along the visual processing stream.
In summary, the present studies showed that (i) contrast adaptation is controlled by multiple mechanisms at the unconscious processing levels; (ii) neural mechanisms for visual adaptation may become more sluggish along the visual processing pathways.

语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.psych.ac.cn/handle/311026/21333
专题认知与发展心理学研究室
作者单位中国科学院心理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
梅高兴. 视觉适应时间过程的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2017.
条目包含的文件
文件名称/大小 文献类型 版本类型 开放类型 使用许可
梅高兴-博士学位论文.pdf(3044KB)学位论文 限制开放CC BY-NC-SA浏览 请求全文
个性服务
推荐该条目
保存到收藏夹
查看访问统计
导出为Endnote文件
谷歌学术
谷歌学术中相似的文章
[梅高兴]的文章
百度学术
百度学术中相似的文章
[梅高兴]的文章
必应学术
必应学术中相似的文章
[梅高兴]的文章
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享
文件名: 梅高兴-博士学位论文.pdf
格式: Adobe PDF
所有评论 (0)
暂无评论
 

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。