深度運(yùn)動(dòng)問題的腦機(jī)制研究.pdf

1、對深度運(yùn)動(dòng)(motion-in-depth，MID)過程的研究是視運(yùn)動(dòng)知覺研究中非常重要的課題。對自然界的動(dòng)物來講，判斷接近的物體對自己是否具有威脅性及精確判斷出飛來物體何時(shí)會(huì)到達(dá)(即計(jì)算碰撞時(shí)間TTC，time-to-collision)是攸關(guān)觀察者生命與生活的關(guān)鍵問題。盡管在動(dòng)物電生理方面有很多好的工作，但目前未見帶有明顯生理意義且符合神經(jīng)元特性的成熟腦機(jī)制模型的報(bào)道。對人類來說，研究“人腦如何處理運(yùn)動(dòng)過程中的視覺信息”以及“怎樣通

2、知運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以躲避即將到來的危險(xiǎn)”是非常有意義的工作。現(xiàn)代先進(jìn)的神經(jīng)成像技術(shù)的應(yīng)用，如正電子發(fā)射斷層成像(positron emission computerized topography，PET)、功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)、腦電圖(electroencephalogram，EEG)和腦磁圖(magnetoencephalography，MEG)等為人類的深度運(yùn)

3、動(dòng)問題提供了一些解答，但仍有很多問題待解決。 本論文圍繞深度運(yùn)動(dòng)過程的視覺腦機(jī)制問題，從數(shù)學(xué)模型、腦電事件相關(guān)電位(event-related potential，ERP)時(shí)-空分析等幾個(gè)方面進(jìn)行了深入、細(xì)致地有創(chuàng)新性的研究。所作的主要工作與成果如下： 1、動(dòng)物檢測碰撞過程的視覺腦機(jī)制研究用模型方法闡述了動(dòng)物(鴿子)檢測碰撞過程的腦機(jī)制，并用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行仿真，得到了較好的結(jié)果。模型的簡單性與動(dòng)物的簡單反應(yīng)原則一致，

4、且在生理性、穩(wěn)健性、延展性、適用性等方面均有良好表現(xiàn)，證明在解釋鳥類從初始的視網(wǎng)膜成像到大腦最終獲得準(zhǔn)確的碰撞時(shí)間(TTC)信息的整個(gè)視覺信息處理過程中，它可能是一種比較合理的視覺腦機(jī)制模型。 2、人類知覺深度運(yùn)動(dòng)過程的視覺腦機(jī)制研究通過更接近人類視覺經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)范式，結(jié)合人的ERP與fMRI數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地研究了人在知覺深度運(yùn)動(dòng)過程中的視覺腦機(jī)制問題。多種時(shí)-空分析方法的結(jié)果表明，人的深度運(yùn)動(dòng)感知與平面運(yùn)動(dòng)感知是有差異的，且人的深度

5、運(yùn)動(dòng)ERP受運(yùn)動(dòng)方向、接近物體的大小和運(yùn)動(dòng)速度的強(qiáng)烈影響。深度運(yùn)動(dòng)的感知過程激活了三個(gè)主要的腦區(qū)，并呈現(xiàn)了五個(gè)主要的腦電時(shí)間成分，本文詳細(xì)探討了這些時(shí)-空動(dòng)力學(xué)響應(yīng)在深度運(yùn)動(dòng)感知中的意義與作用。在這些成果的基礎(chǔ)上，我們提出了一個(gè)簡單的多區(qū)域同步整合模型，以解釋人類知覺深度運(yùn)動(dòng)的信息處理過程。 3、大腦信息整合的研究從大腦信息整合的角度，探討了動(dòng)物與人在知覺深度運(yùn)動(dòng)過程中的視覺信息處理問題，滲透于以上兩個(gè)有關(guān)的動(dòng)物與人的視覺腦機(jī)制