認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教學(xué)課件

1、時(shí)間知覺的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究知覺的種類空間知覺 時(shí)間知覺運(yùn)動(dòng)知覺 時(shí)間知覺(time perception)是對(duì)客觀現(xiàn)象的延續(xù)性和順序性的認(rèn)知加工過(guò)程, 即是人們對(duì)時(shí)間過(guò)得快慢或某事發(fā)生后時(shí)間長(zhǎng)短的內(nèi)在體驗(yàn)西南大學(xué)211 工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目課題“時(shí)間與人格的多取向整合研究 ”( NSKD08001) , 項(xiàng)目負(fù)責(zé)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(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地心理學(xué)與社會(huì)管理研究中心主任，校學(xué)位委員會(huì)副主任、校學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、西南大學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科基礎(chǔ)心理學(xué)專業(yè)負(fù)責(zé)人，中國(guó)心理學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼心理學(xué)教學(xué)工作委員會(huì)主任，全國(guó)博士后管委會(huì)第六屆專家組成員教育學(xué)

2、組召集人，全國(guó)心理學(xué)名詞審定委員會(huì)委員，心理學(xué)報(bào)和中國(guó)臨床心理學(xué)雜志編委，臺(tái)灣大學(xué)本土心理學(xué)研究編輯顧問(wèn)，重慶市心理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，蘇州大學(xué)和陜西師范大學(xué)兼職教授等。時(shí)間知覺腦機(jī)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(dú)特的表征時(shí)間信息的能力, 當(dāng)需要進(jìn)行此類時(shí)間信息加工時(shí)該系統(tǒng)就會(huì)獨(dú)立地起作用。目前比較認(rèn)可的具有獨(dú)立作用機(jī)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(guó)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(dòng)與否、移動(dòng)速度和方向時(shí)較易出錯(cuò),而且是時(shí)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(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)功能有關(guān),

3、受丘腦、上丘和腳橋核( pedunculonpontinenucleus, PPN) 調(diào)節(jié), 通過(guò)丘腦和BG 影響運(yùn)動(dòng)、感覺和認(rèn)知的皮層信息加工; 通過(guò)上丘和BG 影響頭和眼睛的運(yùn)動(dòng)不同腦區(qū)的損傷會(huì)表現(xiàn)出相似的機(jī)能, 間接地說(shuō)明了時(shí)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(gè)腦區(qū)并不能獨(dú)立完成某項(xiàng)時(shí)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(guò)神經(jīng)遞質(zhì)傳遞神經(jīng)沖動(dòng)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(jī)制和神經(jīng)遞質(zhì)間信息傳遞機(jī)制是非定位論兩種不同層面的體現(xiàn)。特異化計(jì)時(shí)模型分布網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)模型局部任務(wù)依賴的計(jì)時(shí)模型特異化計(jì)時(shí)模

4、型( specialized timing model) 認(rèn)為特定的神經(jīng)區(qū)域具有獨(dú)特的表征時(shí)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(jì)時(shí)系統(tǒng)。小腦在時(shí)間信息加工中的作用主要在計(jì)時(shí)感覺運(yùn)動(dòng)方面 , 小腦皮質(zhì)能準(zhǔn)確地表征連續(xù)事件之間的時(shí)間關(guān)系?；咨窠?jīng)節(jié)可能與基本的時(shí)間編碼機(jī)制有關(guān)。分布網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)模型( distributed network timing model) 認(rèn)為時(shí)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(xiàn)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(shí)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(gè)假設(shè)也得到了腦成像研究的支持。局部任務(wù)依賴的計(jì)時(shí)模型( localtaskdependent timing model) 認(rèn)為時(shí)間信息不是由特定的計(jì)時(shí)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(guò)計(jì)算得到的。對(duì)1 秒以下的時(shí)距主要是自動(dòng)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(dòng)計(jì)時(shí)系統(tǒng)( automatic timing system) , 主要包括小腦、基底神經(jīng)節(jié)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)等。對(duì)1 秒以上時(shí)距加工主要是認(rèn)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(rèn)知控制計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)范式, 比較視覺、聽覺和觸覺時(shí)間知覺的神經(jīng)機(jī)制,以檢驗(yàn)以上三個(gè)基本的模型。本研究的基本假設(shè)是, 如果在三個(gè)通道的時(shí)間知覺中均激活了某一神經(jīng)結(jié)構(gòu), 說(shuō)明時(shí)間知覺中存在特異計(jì)時(shí)機(jī)制; 如果在三個(gè)通道中均激活了較大區(qū)域的網(wǎng)狀神經(jīng)回路, 則說(shuō)明存在分布網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)機(jī)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(shuō)明存在局部任務(wù)依賴的計(jì)時(shí)機(jī)制。對(duì)視覺、聽覺和觸覺的時(shí)間知覺進(jìn)行ERP 研究, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)時(shí)間信息加工開始的時(shí)間點(diǎn)在各個(gè)通道中并不一致, 但均可以用CNV （晚期負(fù)成分關(guān)聯(lián)負(fù)變化）的出現(xiàn)作為指標(biāo), 并且這個(gè)指標(biāo)具有跨通

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

8、OA, 只有兩個(gè)刺激到達(dá)中樞加工器的時(shí)間間隔大于閾限值時(shí)才能夠確定它們的先后順序,否則知覺為同時(shí)出現(xiàn)。注意的轉(zhuǎn)換模型個(gè)體的注意一次只能指向一個(gè)感覺通道, 內(nèi)部計(jì)時(shí)機(jī)制產(chǎn)生了一系列獨(dú)立于外部刺激的周期性時(shí)間點(diǎn), 只有在這些時(shí)間點(diǎn)注意才能從一個(gè)通道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)通道。當(dāng)某一感覺通道的信息到達(dá)中樞加工器并且注意指向這一通道時(shí)感覺信息被登記, 如果第二個(gè)刺激的感覺信號(hào)在注意轉(zhuǎn)移到其通道前到達(dá)中樞加工器則產(chǎn)生同時(shí)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(gè)通道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)通道完成對(duì)兩個(gè)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(shí)注意的刺激對(duì), 能

9、被同時(shí)注意的單通道刺激對(duì)的時(shí)序知覺誤差不能用注意轉(zhuǎn)換來(lái)解釋知覺瞬間模型在中樞加工器中時(shí)間被劃分成獨(dú)立于外部信號(hào)的等間隔瞬間( moments)C( C 0) , 只有兩個(gè)感覺信號(hào)在不同的瞬間到達(dá)中樞加工器時(shí), 決策機(jī)制才能對(duì)兩個(gè)刺激的時(shí)間進(jìn)行排序。觸發(fā)瞬間模型“瞬間”是外部信號(hào)到達(dá)中樞加工器后產(chǎn)生的, 第一個(gè)感覺信號(hào)到達(dá)中樞加工器激起持續(xù)時(shí)間為C( C 0) 的瞬間, 如果第二個(gè)感覺信號(hào)在這個(gè)瞬間內(nèi)到達(dá)中樞加工器, 則產(chǎn)生同時(shí)知覺; 只有兩個(gè)感覺信號(hào)到達(dá)中樞加工器的時(shí)間間隔大于C, 才能夠知覺到刺激的時(shí)間順序。兩階段模型認(rèn)為在大腦中有同時(shí)和順序兩個(gè)中心, 前者負(fù)責(zé)識(shí)別兩個(gè)刺激是否連續(xù); 后者負(fù)

10、責(zé)確定兩個(gè)刺激的先后順序。研究者認(rèn)為所有的刺激對(duì)有一個(gè)共同的 同時(shí)中心, 可能位于大腦左半球時(shí)序知覺的特定特征機(jī)制對(duì)刺激時(shí)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(shí)序知覺差異是由感覺通道內(nèi)的特定知覺機(jī)制引起的。時(shí)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(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腦區(qū), 與記憶和注意等認(rèn)知功能有密切聯(lián)系, 注意功能表現(xiàn)在抑制無(wú)關(guān)刺激, 使進(jìn)入皮質(zhì)的有關(guān)信息的加工得以加強(qiáng)及保持注意, 因此, PFC 在時(shí)序知覺中的作用可能與注意和工作記憶對(duì)時(shí)間信息的獲得