對稱性視知覺在斜對稱條件下的加工過程：關(guān)于SPN成分的ERP研究.pdf

1、視覺圖像是指視覺系統(tǒng)觀測客觀世界而獲得的，可以直接或間接作用與人眼而產(chǎn)生視知覺的實體。人類視覺系統(tǒng)對圖像中的對稱性尤其是兩側(cè)對稱性高度敏感，認(rèn)知心理學(xué)研究者對此開展了廣泛而深入的研究。有研究發(fā)現(xiàn)對稱性知覺在漢字識別、形狀知覺等認(rèn)知過程中都能發(fā)揮重要作用。而對稱性知覺本身也具有許多吸引人的特性。例如，研究者發(fā)現(xiàn)人類對垂直對稱（兩側(cè)對稱）敏感性大于水平對稱，而對后者的敏感性大于其他形式的對稱。作為視覺認(rèn)知的對象，圖像的對稱性并不與物體的對稱

2、性一一對應(yīng)。當(dāng)3維物體投影到視網(wǎng)膜形成視覺時，只有對稱物體的對稱平面與視線平行時，才能在視網(wǎng)膜上形成對稱圖像。對于對稱物體在視網(wǎng)膜上形成的非對稱性圖像，我們稱之為斜對稱。而對于斜對稱這一更一般的視覺經(jīng)驗卻很少受到研究者的關(guān)注。目前，針對3維形狀知覺中斜對稱的加工過程，有兩種對立的假說：一是視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)假設(shè)，即對稱性知覺過程發(fā)生在對視網(wǎng)膜映射圖像的加工階段，這一假設(shè)被van der Vloed等人的研究結(jié)果所支持；而后是視角標(biāo)準(zhǔn)化假設(shè)，即對

3、稱性知覺過程發(fā)生在視覺系統(tǒng)利用深度等線索恢復(fù)以物體為中心的3維形狀表征之后，該假設(shè)被Szlyk等人的研究所支持。
　　本研究借助ERP技術(shù)在時間分辨率上的優(yōu)勢來考察斜對稱條件下人類視覺系統(tǒng)在3維形狀知覺過程中對稱性知覺的時間進(jìn)程。為與以往研究保持一致，實驗任務(wù)采用與對稱性無關(guān)的物體圖片分類任務(wù)以及要求對對稱性進(jìn)行充分加工的對稱性知覺判斷任務(wù)，來研究對稱性知覺在不同注意條件下的加工機制的差別。各實驗中均給被試呈現(xiàn)對稱物體與非對稱物體

4、在傾斜視角下的圖片，要求被試在不同任務(wù)下執(zhí)行按鍵反應(yīng)，記錄被試在圖片呈現(xiàn)時間后的EEG信號。相關(guān)ERP研究發(fā)現(xiàn)，大腦后部電極會對對稱性視覺信息做出特異反應(yīng)，具體表現(xiàn)為從刺激呈現(xiàn)后250 ms左右開始，在大腦后部電極中對稱性圖片比隨機圖片的ERP更負(fù)，研究者將這一后期成分命名為SPN成分（Sustained Posterior Negativity，后部持續(xù)性負(fù)波）。因此，本研究將SPN成分作為實驗因變量來考證對稱性知覺在3維形狀知覺加工

5、中的時間進(jìn)程。
　　實驗一使用物體分類判斷任務(wù)來考察在物體識別過程中，對稱性加工是否參與早期視覺加工過程，即對稱性是否在視網(wǎng)膜圖像水平上就進(jìn)行了自動化加工。實驗中要求被試對呈現(xiàn)圖片作自然物/人工物的分類判斷反應(yīng)，同時記錄被試的反應(yīng)時與正確率以及刺激呈現(xiàn)的EEG數(shù)據(jù)。
　　實驗二使用對稱性知覺判斷過程中來考察在對三維物體形狀進(jìn)行對稱性判斷過程中，對稱性加工是否會促進(jìn)前期視覺加工以及后期視覺信息的整合。實驗中要求被試對呈現(xiàn)圖片中

6、的物體是否對稱作是/否的判斷反應(yīng)，同時記錄被試的反應(yīng)時與正確率以及刺激呈現(xiàn)的EEG數(shù)據(jù)。
　　結(jié)果顯示，在物體分類判斷任務(wù)中，斜對稱下對稱物體圖片較非對稱物體圖片引發(fā)更負(fù)的SPN成分，但統(tǒng)計結(jié)果邊緣顯著，調(diào)整時間窗口再進(jìn)行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，SPN在250—650ms時間窗口差異顯著，而在650—1000ms時間窗口下差異消失；而在對稱性知覺判斷任務(wù)中，斜對稱下對稱物體圖片較非對稱物體圖片引發(fā)更負(fù)的SPN成分，調(diào)整時間窗口再進(jìn)行統(tǒng)計分析

7、發(fā)現(xiàn)，SPN在250—650ms時間窗口差異顯著，而在650—1000ms時間窗口下差異消失；但在650—1000ms時間窗口下右腦ERP波形比左腦ERP波形更偏負(fù)，即出現(xiàn)右腦偏側(cè)化。
　　根據(jù)實驗結(jié)果，可得出以下結(jié)論：1）對稱性知覺發(fā)生在3維形狀知覺的視覺加工早期，意味著本研究支持對稱性知覺的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)假設(shè)；2）在3維物體識別過程中，對稱性知覺參與早期視覺加工，但是會在視覺加工后期即視覺建立3維物體表征過程中被其它諸如深度等線索

8、所支配而衰退；3）在對稱性知覺判斷中。SPN晚期會出現(xiàn)右腦偏側(cè)化，意味著SPN反映的對稱性知覺加工過程有不同加工階段，在進(jìn)行基于視網(wǎng)膜映射圖像的視覺加工后，右腦會對整合信息進(jìn)行優(yōu)勢加工；4）事件相關(guān)去同步化（ERD）在斜對稱條件下并不發(fā)生偏側(cè)化，因此與對稱性知覺關(guān)聯(lián)的ERD偏側(cè)化可能與外源性注意網(wǎng)絡(luò)的激活有關(guān)。
　　由此，本研究從更具實際意義的角度揭示了對稱性知覺在3維立體視覺下的認(rèn)知加工過程，為有關(guān)對稱性知覺加工階段的時間上的分