認知神經(jīng)科學(xué)教學(xué)課件

1、時間知覺的認知神經(jīng)科學(xué)研究知覺的種類空間知覺 時間知覺運動知覺 時間知覺(time perception)是對客觀現(xiàn)象的延續(xù)性和順序性的認知加工過程, 即是人們對時間過得快慢或某事發(fā)生后時間長短的內(nèi)在體驗西南大學(xué)211 工程國家重點學(xué)科建設(shè)項目課題“時間與人格的多取向整合研究 ”( NSKD08001) , 項目負責人: 黃希庭現(xiàn)任西南大學(xué)資深教授，心理學(xué)博士生導(dǎo)師，重慶市人文社會科學(xué)重點研究基地心理學(xué)與社會管理研究中心主任，校學(xué)位委員會副主任、校學(xué)術(shù)委員會副主任、西南大學(xué)國家級重點學(xué)科基礎(chǔ)心理學(xué)專業(yè)負責人，中國心理學(xué)會常務(wù)理事兼心理學(xué)教學(xué)工作委員會主任，全國博士后管委會第六屆專家組成員教育學(xué)

2、組召集人，全國心理學(xué)名詞審定委員會委員，心理學(xué)報和中國臨床心理學(xué)雜志編委，臺灣大學(xué)本土心理學(xué)研究編輯顧問，重慶市心理學(xué)會理事長，蘇州大學(xué)和陜西師范大學(xué)兼職教授等。時間知覺腦機制定位論非定位論定位論指存在特異化神經(jīng)區(qū)域具有獨特的表征時間信息的能力, 當需要進行此類時間信息加工時該系統(tǒng)就會獨立地起作用。目前比較認可的具有獨立作用機制的神經(jīng)區(qū)域是小腦和基底神經(jīng)節(jié)。小腦的功能德國的泰爾及其同事發(fā)現(xiàn)，小腦部分受損、全部受損或小腦萎縮的人，在判斷物體移動與否、移動速度和方向時較易出錯,而且是時間知覺的生理基礎(chǔ)基底神經(jīng)節(jié)基底神經(jīng)節(jié)( basal gang lia, BG) 主要與運動和非運動計時功能有關(guān),

3、受丘腦、上丘和腳橋核( pedunculonpontinenucleus, PPN) 調(diào)節(jié), 通過丘腦和BG 影響運動、感覺和認知的皮層信息加工; 通過上丘和BG 影響頭和眼睛的運動不同腦區(qū)的損傷會表現(xiàn)出相似的機能, 間接地說明了時間信息加工是由眾多腦區(qū)和神經(jīng)遞質(zhì)整合作用的結(jié)果, 其中任何一個腦區(qū)并不能獨立完成某項時間知覺任務(wù), 而是需要許多腦區(qū)整合內(nèi)部信息并通過神經(jīng)遞質(zhì)傳遞神經(jīng)沖動交互作用而成。不同的腦區(qū)或者不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通路都有著特定的神經(jīng)遞質(zhì)傳遞神經(jīng)元信息。腦區(qū)整合作用機制和神經(jīng)遞質(zhì)間信息傳遞機制是非定位論兩種不同層面的體現(xiàn)。特異化計時模型分布網(wǎng)絡(luò)計時模型局部任務(wù)依賴的計時模型特異化計時模

4、型( specialized timing model) 認為特定的神經(jīng)區(qū)域具有獨特的表征時間信息的能力, 例如小腦和基底神經(jīng)節(jié)就是特異化的計時系統(tǒng)。小腦在時間信息加工中的作用主要在計時感覺運動方面 , 小腦皮質(zhì)能準確地表征連續(xù)事件之間的時間關(guān)系?；咨窠?jīng)節(jié)可能與基本的時間編碼機制有關(guān)。分布網(wǎng)絡(luò)計時模型( distributed network timing model) 認為時間信息的表征是一套神經(jīng)結(jié)構(gòu)交互作用的結(jié)果。Meck 等在研究與文獻回顧的基礎(chǔ)上提出基底神經(jīng)節(jié)- 前額葉- 后頂葉回路是表征時間、數(shù)字( number) 、次序( sequence) 和數(shù)量( mag nitude) 共

5、同的神經(jīng)基礎(chǔ), 這個假設(shè)也得到了腦成像研究的支持。局部任務(wù)依賴的計時模型( localtaskdependent timing model) 認為時間信息不是由特定的計時系統(tǒng)產(chǎn)生的, 而是根據(jù)各種任務(wù)的需要在不同的神經(jīng)結(jié)構(gòu)中通過計算得到的。對1 秒以下的時距主要是自動加工, 不受注意、喚醒等因素的影響, 所涉及的腦區(qū)稱為 自動計時系統(tǒng)( automatic timing system) , 主要包括小腦、基底神經(jīng)節(jié)、輔助運動區(qū)等。對1 秒以上時距加工主要是認知控制加工, 易受注意、喚醒等因素的影響, 與之有關(guān)的腦區(qū)稱為 認知控制計時系統(tǒng)( cognitively controlled timi

6、ng system) , 主要包括前額葉皮質(zhì)、頂葉等。研究采用相同的實驗范式, 比較視覺、聽覺和觸覺時間知覺的神經(jīng)機制,以檢驗以上三個基本的模型。本研究的基本假設(shè)是, 如果在三個通道的時間知覺中均激活了某一神經(jīng)結(jié)構(gòu), 說明時間知覺中存在特異計時機制; 如果在三個通道中均激活了較大區(qū)域的網(wǎng)狀神經(jīng)回路, 則說明存在分布網(wǎng)絡(luò)計時機制; 如果在不同通道中激活了不同的通道特異的神經(jīng)結(jié)構(gòu), 則說明存在局部任務(wù)依賴的計時機制。對視覺、聽覺和觸覺的時間知覺進行ERP 研究, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)時間信息加工開始的時間點在各個通道中并不一致, 但均可以用CNV （晚期負成分關(guān)聯(lián)負變化）的出現(xiàn)作為指標, 并且這個指標具有跨通

7、道一致性。特異化計時模型、分布網(wǎng)絡(luò)計時模型和局部任務(wù)依賴的計時模型均只能解釋本研究部分結(jié)果, 而時間知覺雙加工模型可以對本研究的結(jié)果給出較合理的解釋。時間知覺的分類1.時序知覺：2.時距知覺 3.時點知覺 時序知覺是個體對直接作用于感覺器官的客觀事件順序性的知覺, 它是時間知覺的一個重要組成部分同時性閾限（SOA）時序閾限（TOT）中樞計時機制存在一個負責時間排序的中樞機制, 能夠比較任何感覺通道信號的到達時間, 不受感覺通道本身的限制一般閾限模型兩個感覺信號到達中樞加工器的時間間隔是產(chǎn)生時序知覺的深層原因, 呈現(xiàn)的兩個刺激誘發(fā)的感覺信號在知覺潛伏期后到達大腦的中樞加工器, 由于潛伏期差異和S

8、OA, 只有兩個刺激到達中樞加工器的時間間隔大于閾限值時才能夠確定它們的先后順序,否則知覺為同時出現(xiàn)。注意的轉(zhuǎn)換模型個體的注意一次只能指向一個感覺通道, 內(nèi)部計時機制產(chǎn)生了一系列獨立于外部刺激的周期性時間點, 只有在這些時間點注意才能從一個通道轉(zhuǎn)換到另一個通道。當某一感覺通道的信息到達中樞加工器并且注意指向這一通道時感覺信息被登記, 如果第二個刺激的感覺信號在注意轉(zhuǎn)移到其通道前到達中樞加工器則產(chǎn)生同時性知覺。根據(jù)注意轉(zhuǎn)換模型, 在雙通道條件下,注意從一個通道轉(zhuǎn)移到另一個通道完成對兩個刺激的依次登記, 注意指向的刺激更容易被知覺為先出現(xiàn)與該模型一致, 但該模型只應(yīng)用于不能被同時注意的刺激對, 能

9、被同時注意的單通道刺激對的時序知覺誤差不能用注意轉(zhuǎn)換來解釋知覺瞬間模型在中樞加工器中時間被劃分成獨立于外部信號的等間隔瞬間( moments)C( C 0) , 只有兩個感覺信號在不同的瞬間到達中樞加工器時, 決策機制才能對兩個刺激的時間進行排序。觸發(fā)瞬間模型“瞬間”是外部信號到達中樞加工器后產(chǎn)生的, 第一個感覺信號到達中樞加工器激起持續(xù)時間為C( C 0) 的瞬間, 如果第二個感覺信號在這個瞬間內(nèi)到達中樞加工器, 則產(chǎn)生同時知覺; 只有兩個感覺信號到達中樞加工器的時間間隔大于C, 才能夠知覺到刺激的時間順序。兩階段模型認為在大腦中有同時和順序兩個中心, 前者負責識別兩個刺激是否連續(xù); 后者負

10、責確定兩個刺激的先后順序。研究者認為所有的刺激對有一個共同的 同時中心, 可能位于大腦左半球時序知覺的特定特征機制對刺激時序的覺察取決于具體的感覺通道和刺激屬性, 不同刺激屬性的時序知覺差異是由感覺通道內(nèi)的特定知覺機制引起的。時序知覺的神經(jīng)基礎(chǔ)后頂葉皮質(zhì)(PPC) 主要與空間和注意有關(guān), 頂下小葉(IPL)不僅具有空間功能, 還具有維持、控制注意和覺察事件序列中事件的非空間功能, 而頂上小葉(SPL) 與注意轉(zhuǎn)移有關(guān)。前額皮質(zhì)( prefrontal cortex , PFC) 是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腦區(qū), 與記憶和注意等認知功能有密切聯(lián)系, 注意功能表現(xiàn)在抑制無關(guān)刺激, 使進入皮質(zhì)的有關(guān)信息的加工得以加強及保持注意, 因此, PFC 在時序知覺中的作用可能與注意和工作記憶對時間信息的獲得