轮廓检测和整合的脑认知机理及信息传输机制

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1、Ａｉ种成丈凌ＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＭＩＣｓｃＩＥＭＣｆＩＶ巨ＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论支題目轮廓检测和整合的脑认知机理及信息传输机制专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０９０５０８作者姓名陈祥惠指导教师颜红梅教授＊Ｉ．、、．一独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地

2、，也不包含方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。■ｔ曰、：年月作者签名：科车曰期的／气论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。本人授权电子科技大学可从将学位论文，允许论文被查阅和借阅的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。此规）

3、（保密的学位论文在解密后应遵守定：把：导师签名＿作者签敲名鸣年曰月曰；期＞４／分类号密级注1UDC（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别工程领域名称提交论文日期2016.3.15论文答辩日期2016.5.24学位授予单位和日期答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号BraincognitionandinformationtransmissionmechanismofcontourdetectionandintegrationAMasterThesisSubmittedtoUniversit

4、yofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:XianghuiChenSupervisor:HongmeiYanSchool:SchoolofLifeScienceandTechnology摘要摘要轮廓检测是高级动物视觉系统中一项最为基础且重要的功能，轮廓整合则被认为是物体或者情景感知所必需的，尽管在生理视觉皮层的研究上人们取得了显著的进展，但是其具体的脑认知机理和信息传输机制还不是很明朗。本文围绕轮廓检测和整合问题，通过眼动行为实验与fMRI实验，从自下而上的刺激驱

5、动和自上而下的意识驱动两方面，对轮廓整合的脑认知机理和信息传输机制进行了研究，研究内容包括以下两个方面：第一，本研究设计了无轮廓背景（NC）、有显著轮廓（OB）和不显著轮廓（UO）三种刺激形式，研究了注视条件下人们在不同任务难度的轮廓检测与整合感知的正确率和反应时差异，同时用眼动仪监测了被试的眼动轨迹情况。实验结果发现，反应时由快到慢依次是：显著轮廓，不显著轮廓，无轮廓。反应正确率由高到低依次是：显著轮廓，无轮廓，不显著轮廓。此外，眼动轨迹状态还表明，三种情况下眼动轨迹存在明显差异，表明了人们可能对自下而上的刺激驱动和自上而下的意识驱动这两种类型的轮廓检测与整合过

6、程的认知机制是不同的。第二，为进一步对轮廓整合进行研究，我们设计了磁共振实验，并在检测轮廓错误的情况下加入feed-back对受试者提示，然后分析了五种情况下的功能性核磁共振成像（Functionalmagneticresonanceimaging,fMRI）信号，通过样本T检验。结果发现，当轮廓清晰，任务简单时，V4区有明显激活；当任务难度增大时，额叶眼动区（frontaleyefields，FEF）区和V4、V2等区域则有较强的激活，提示FEF区和V4、V2可能参与了前馈和反馈的相互作用机制。当任务难度较大，被试无法完成正确的轮廓检测整合，并接受特定的feed

7、-back后，其前额叶（prefrontalcortex，PFC）区和颞下回区（inferotemporalcortex，IT）活动增强，这表明轮廓检测相关的反馈可能是起源于PFC并且回流作用于IT区或V4区。我们的证据表示，轮廓的检测和整合可能是通过自上而下和自下而上相结合的机制共同完成的。轮廓检测相关的高级脑区有PFC和FEF，FEF的作用更多的是通过眼动控制进行前期的检测，而PFC则通过接受外界的提示或记忆。此外，V1，V2，V4间的相互作用可以完成简单轮廓的整合，任务难度较大时，则需要IT区和LOC区作为桥梁连通高级意识区和枕叶的视觉皮层区相互作用来完成轮

8、廓的检测整