心理所研究揭示注意可增強短時程單眼剝奪效應

眼優勢可塑性是大腦可塑性的一個重要體現。大量研究表明，成年人的視覺系統中保留著一定程度的眼優勢可塑性。例如，通過佩戴眼罩等辦法，短時間內阻擋成年人的一只眼的視覺輸入，會導致被遮蓋的眼在測量眼優勢的任務中變得更加主導，這被稱為“短時程單眼剝奪效應”。近期的研究發現，眼優勢的改變不一定要通過雙眼輸入的不平衡來實現。在兩眼視覺輸入保持平衡的情況下，讓成年人更多地注意某只眼的視覺輸入，同樣可以引起不被注意的眼的眼優勢增強。考慮到單眼剝奪時，注意通常也會更多地注意非剝奪眼，那么注意在短時程單眼剝奪效應中是否也起到了一定的作用呢？想要回答這個問題，通過傳統的單眼剝奪范式比較困難。這是因為單眼剝奪時，雙眼輸入的不平衡和基于眼的注意分配的不平衡，都可以推出同一個結論，即被遮蓋的眼（亦即非注意眼）的眼優勢增強。

為了解決這個問題，中國科學院行為科學重點實驗室鮑敏研究組在最近開展了一項研究，讓成年被試在短時程單眼剝奪過程中完成一個注意追蹤任務（圖1）。實驗流程如圖2.A所示。具體而言，被試在一只眼被遮蓋的情況下，需要專注地追蹤兩群形態不同的光柵中的一種。其中讓被試投入注意實時追蹤的光柵稱作注意光柵，與注意光柵形態迥異的那群光柵稱作非注意光柵。注意光柵和非注意光柵具有不同的基礎視覺特征（圖2.B），因此它們可能會驅動不同的神經元群體的活動，面對單眼剝奪的視覺信息輸入，這兩群神經元中的一群是處于被注意的狀態，另一群則處于不被注意甚至抑制的狀態。注意追蹤任務時長為1小時，任務前后利用雙眼競爭范式測量眼優勢的變化。重要的是，雙眼競爭測試時使用的刺激材料分別是注意追蹤任務中的注意光柵和非注意光柵，這樣就可以測量單眼剝奪對于被注意的神經元群和不被注意的神經元群分別造成了什么樣的后果。

圖1：一次注意追蹤任務的示意圖

圖2：(A) 實驗流程示意圖；(B) 注意追蹤任務和雙眼競爭任務中所使用的兩種光柵。

該研究發現，在注意條件下，即當雙眼競爭任務的測試光柵與追蹤任務中的注意光柵一致時，眼優勢向遮蓋眼轉移的幅度更大，也就是短時程單眼剝奪效應更強；而在非注意條件下（雙眼競爭任務的刺激與非注意光柵一致），短時程單眼剝奪效應就相對較小。

該研究首次表明，注意可以增強短時程單眼剝奪效應。該研究為理解注意在眼優勢可塑性中的作用提供了新的見解。

圖3: 在注意和非注意條件下，使用不同測試刺激測出的前后測眼優勢指數（ODI）結果。ODI值大于0.5表示剝奪眼在雙眼感知中占據主導。柱狀圖顯示總體平均結果，灰線表示個體數據，誤差條表示均值的標準誤差。星號表示使用Bonferroni校正進行多重比較的事后t檢驗的顯著性水平(* p?<?.05，*** p?<?.001)。

該研究獲得了科技創新2030“腦科學與類腦研究”重大項目（2021ZD0203800）和國家自然科學基金（32471106、32300878和31871104）的資助。

文章已在線發表于PsyCh Journal。心理所碩士畢業生王玨為論文第一作者，心理所博士后何鑫和鮑敏研究員為共同通訊作者。

論文信息：

Wang, J., He, X., & Bao, M. (2024). Attention enhances short-term monocular deprivation effect. PsyCh Journal, online ahead of print. https://doi.org/10.1002/pchj.806