注意捕获的自上而下和自下而上的神经机制研究

摘要

本文通过 ERP技术研究注意捕获的神经机制是自上而下(top-down)还是自下而上(bottom-up)的加工过程。ERP成分中的N2pc成分被认为是空间注意转移到目标物的标志，因此注意捕获的发生与N2pc成分有密不可分的联系。本文所采用的实验范式均为额外奇异刺激范式(additional singleton paradigm)，共有两大类任务：onset task和color task。每大类任务中包含了2个不同的任务，分别为onset task(A)，onset task(B)，color task(C)和color task(D)。在单独的每个任务中分为有干扰（条件1）和无干扰（条件2）以及set size为4和7这四种交叉条件。
　　行为结果表明onset task中都进行并行搜索，干扰物和set size的变化没有起到干扰作用。Color task(C1)中进行并行搜索，而color task(C2)，color task(D1)和color task(D2)进行的是串行搜索，干扰物和set size的变化对实验结果产生了干扰作用。
　　脑电结果显示onset task中的所有任务都在同一时间窗(175-230 ms)内诱发出N2pc成分。同时color task(C)中也产生同样的N2pc成分。但在color task(D2)中却只诱发出延后的N2pc成分。然而在color task(D1)中却没有发现N2pc成分。结合行为结果得出top-down信号在color task(D1)中的调制作用最大。
　　本文分别从两大类任务中提取出4个条件：onset task(B1)和color task(C1)，onset task(A1)和color task(D1)。每对任务的实验范式在视觉上一致（bottom-up信号一致），而实验任务不一致（top-down信号不一致）。结果显示第一对任务在相同时间窗内都诱发出N2pc成分，在第二对中onset task(A1)诱发出了N2pc成分，但color task(D1)没有。Onsettask和color task中P300成分都无显著性，只在onset task(A1)和color task(D1)的Cz电极上存在差异。显示这两种实验任务在大脑中央区反应的差别。每个结果中都有电极的主效应，显示各个电极的反应不一致性。
　　综合上述，bottom-up信号在onset task中起到了主导作用，top-down信号的调制作用没有产生影响。然而随着top-down信号在color task中的调制作用的增大，注意捕获的神经机制不只包含了自下而上的加工过程，同时也包含了自上而下的加工过程。所以总的来说注意捕获的神经机制并不是纯粹的自下而上的加工过程，而是受自上而下和自下而上加工过程的交互作用所控制。

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第一章 引言

1.1研究背景

1.1.1 视觉搜索

1.1.2 注意捕获

1.1.3 P300成分在注意中的研究

1.2 本论文的研究内容

1.3 本论文的创新之处

1.4 本论文的结构安排

第二章 两种任务的实验设计及结果分析

2.1 Onset task与注意捕获之间的关系

2.1.1 实验设计

2.1.2 实验结果分析

2.2 Color task与注意捕获之间的关系

2.2.1 实验设计

2.2.2 实验结果分析

第三章 Top-down信号对注意捕获的调制作用

3.1 Onset task (B1)和color task (C1)

3.1.1 行为结果讨论

3.1.2 ERP结果讨论

3.1.3 P300成分分析

3.2 Onset task (A1)和color task (D1)

3.2.1 行为结果分析

3.2.2 ERP结果讨论

3.1.3 P300成分分析

第四章 实验结果讨论

4.1 行为结果讨论

4.2 ERP结果讨论

4.2.1注意捕获在onset task中的神经机制

4.2.2注意捕获在color task中的神经机制

4.2.3 Top-down信号对注意捕获的调制

4.3 P300成分结果讨论

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间所取得的研究成果