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(xué)心理學(xué)系和機(jī)器感知與智能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方方教授課題組的研究論文“Neural activities in V1 create a bottom-up saliency map”，報(bào)道了該課題組在視覺(jué)注意領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展。論文通訊作者是方方教授，第一作者是心理學(xué)系博士生張喜淋。研究合作者包括倫敦大學(xué)學(xué)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(duì)注意機(jī)制的研究可能是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中最受關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。注意是指心理資源被有選擇性的分配給某些認(rèn)知加工過(guò)程，使得這些認(rèn)知過(guò)程對(duì)信息的加工更加快速準(zhǔn)確。注意對(duì)于協(xié)調(diào)各種認(rèn)知加工過(guò)程非常重要。人類每一時(shí)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(shí)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(xué)、功能性磁共振成像（fMRI）、高密度腦事件相關(guān)電位（ERPs）和計(jì)算模型證明了人類的初級(jí)視皮層可以在視覺(jué)信息加工的非常早期階段(72-74毫秒)生成視覺(jué)顯著圖，用以引導(dǎo)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(luò)負(fù)責(zé)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(guò)程，該研究通過(guò)引入對(duì)意識(shí)水平的操作來(lái)分離這兩種過(guò)程，證明了自下而上的注意及其分布（即視覺(jué)顯著圖）完全可以由初級(jí)視皮層的活動(dòng)預(yù)測(cè)。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(fù)責(zé)注意調(diào)控的腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)研究對(duì)機(jī)器感知領(lǐng)域也有重要意義，它為復(fù)雜場(chǎng)景中視覺(jué)信息加工算法，提供了來(lái)自認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的新的理論依據(jù)和約束。
該研究由科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委和北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心資助完成。
2012-01-12