心理所研究發現在生物運動視覺適應中存在自然恢復現象

　　一百多年前，達爾文提出了一個著名的思想：“物競天擇，適者生存”，意思是生物間相互競爭，能適應者就能生存下來。適應是個體面對外部環境變化的一種基本應對機制。在日常生活中人們可能都有這樣的體驗：當從明亮的地方走進一間漆黑的房間時，剛開始什么也看不清楚，但隨著時間的流逝人們逐漸地就能夠分辨出房間里一些物體的輪廓。這就是一種視覺適應現象。外部視覺環境的變化有時很迅速，有時又很緩慢。那么，相應于變化的外界視覺環境，視覺適應控制機制是否也同樣地能夠在不同時間尺度上發生？ 

　　中國科學院行為科學重點實驗室鮑敏研究員近年來對這一問題開展的實驗研究發現，對比度適應是由獨立的具有不同時間尺度的多重機制所控制的（Bao & Engel, 2012; Bao, et al., 2013），并據此提出了視適應的多重機制理論。在此基礎上，現就職于貴州師范大學心理學系的梅高興副教授在鮑敏研究組讀博士期間發表的兩項研究分別發現，控制視覺適應的多重機制不依賴于視覺意識（Mei, et al., 2015）；早期視覺皮層（V1）的適應控制機制比中級視覺皮層（如 V4）的適應控制機制在時間尺度上更短（Mei, et al., 2017）。除了對比度適應，運動適應和面孔適應也已發現由不同時間尺度的多重機制控制（Mesik, et al., 2013）。最近，梅高興與鮑敏的一項合作研究進一步發現，生物運動適應也是由不同時間尺度的多重機制所控制的。 

　　該研究包括兩個實驗。實驗1首先采用“去適應范式”考察了生物運動適應中是否存在“自然恢復”現象。當被試適應面朝某一方向（如面朝右）行走的光點人適應刺激后，如果給被試呈現相同比例的面朝左右相反方向的行走光點人測試刺激，被試將更容易知覺出與適應刺激面朝向相反的行走光點人。因此通過在試次間不斷調節朝左和朝右的光點比例可以使得被試對于行走光點人面朝向的知覺判斷達到隨機水平，此時所對應的實際朝左朝右的光點比例反映了之前對某一方向行走的光點人刺激的適應后效的大小。通過一上一下的階梯法，可以跟蹤該適應后效建立與衰退的動態過程。 

　　實驗1中，被試適應較長時間面朝某一方向（如面朝右）行走的光點人適應刺激（見圖1）后，再適應較短時間面朝相反方向（如面朝左）行走的光點人去適應刺激。適應和去適應階段，穿插呈現的面朝向模棱兩可的光點人刺激被用于跟蹤測量適應效應。雖然短暫的去適應使得先前較長時程的適應后效消減為零，但在后測初始階段，顯著的“自然恢復”現象在光點人適應刺激條件下被觀察到（圖2的紅色曲線）；而作為對照條件的打亂位置的光點人適應刺激條件下并沒有觀察到該現象（圖2的藍色曲線）。 

圖1. 正常光點人適應刺激和打亂位置光點人適應刺激測試試次流程圖 

圖2. 實驗1結果 

　　實驗2采用三種不同的適應時長（182秒、301秒和420秒）進一步證明了在生物運動適應中也呈現出“適應時長比例定律”（見圖3）：隨著適應時間的增加，生物運動適應效應更強烈、更持久。值得注意的是，這一規律主要表現在慢機制成分而非快機制成分上。這些研究結果支持了生物運動適應也是由多重時間尺度機制所控制的假設，對視適應的多重時間尺度機制理論（Bao & Engel, 2012）增添了新的證據，進一步闡明該理論對于各種類型的視覺適應都普遍適用。 

圖3. 實驗2結果

　　該研究受國家自然科學基金(31571112, 31371030和31760289)，貴州省科學技術廳-貴州師范大學聯合資金（[2017]7370）和貴州師范大學博士啟動資金(GZNUD[2017]28)資助。研究成果已在線發表于Vision Research. 

　　論文信息： 

　　Mei, G., Yuan, Q., Liu, G., Pan, Y., Bao M.*. (2018). Spontaneous recovery and time course of biological motion adaptation. Vision Research, 149: 40-46. 

　　全文鏈接： 

　　 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042698918300968 

　　相關系列研究的其它論文信息： 

　　Mei G, Dong X, Bao M*. (2017). The timescale of adaptation at early and mid-level stages of visual processing. Journal of Vision, 17(1):1, 1–7. 

　　Mei, G.#, Dong, X.#, Dong, B., & Bao, M*. (2015). Spontaneous recovery of effects of contrast adaptation without awareness. Frontiers in Psychology, 6, 1464. (#co-first authors) 

　　Bao, M., Fast, E., Mesik, J., & Engel, S. A*. (2013). Distinct mechanisms control contrast adaptation over different timescales. Journal of Vision, 13(10), 1–11. 

　　Mesik, J., Bao, M., Engel, S. A*. (2013). Spontaneous recovery of motion and face aftereffects.  Vision Research, 89, 72–78. 

　　Bao, M., & Engel, S. A*. (2012). Distinct mechanism for long-term contrast adaptation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109, 5898–5903.