心理所研究揭示alpha和beta神經振蕩在大小錯覺加工中的作用

人類的大小知覺并不總是對物理世界的客觀反映,而是高度依賴于背景線索。已有研究提出艾賓浩斯錯覺（Ebbinghaus illusion）可能源于兩種認知機制：低水平的輪廓交互和高水平的大小對比。然而，這兩種機制的神經基礎尚不清楚。

為了探究這一問題，腦與認知科學國家重點實驗室蔣毅研究組的科研人員采用腦電技術開展了一項實證研究。研究采用雙眼視差技術操縱艾賓浩斯錯覺的中央目標圓和周圍誘導圓的相對深度位置，使目標圓呈現在誘導圓的前方或后方，來干擾大小對比而不影響輪廓交互作用。同時記錄腦電活動，考察alpha和beta振蕩在該錯覺加工中扮演的角色。

行為結果發現,當目標圓與誘導圓呈現在不同深度平面時(即水平視差條件下),錯覺效應顯著降低。腦電結果表明，無論目標圓與誘導圓是否在一個深度平面，知覺更大的目標圓會減弱中央頂區早期alpha頻段能量值（8-13 Hz，刺激呈現后0-100ms），并且頂葉區域alpha能量值與大小錯覺效應具有負相關關系。而在零視差條件下，知覺更大的目標圓會增強枕頂區beta頻段能量值（14-25 Hz，200-300 ms），并且零視差與水平視差條件下的錯覺效應與beta頻段能量值存在正相關關系。

（左：實驗刺激示例；右：腦電結果）

該研究首次揭示了艾賓浩斯錯覺中輪廓交互和大小對比這兩種認知機制的神經生理學基礎，即早期alpha振蕩與低水平的輪廓交互有關,而相對較晚的beta振蕩則與高水平的大小對比有關。研究支持了不同頻段的神經振蕩參與視覺加工的不同方面的觀點。

該研究得到了科技部、國家自然科學基金委、中國科學院等的支持。

研究成果已在線發表在Neuroscience Bulletin。心理所博士生陳麗紅（已畢業）為論文第一作者，心理所蔣毅研究員為通訊作者。

論文信息:

Chen, L., & Jiang, Y. (2024). Distinct contributions of alpha and beta oscillations to context-dependent visual size perception. Neuroscience Bulletin, 40(12), 1875-1885. doi: 10.1007/s12264-024-01257-4

相關論文：

Chen, L., Qiao, C., Wang, Y., & Jiang, Y. (2018). Subconscious processing reveals dissociable contextual modulations of visual size perception. Cognition, 180, 259-267. doi: 10.1016/j.cognition.2018.07.014

Chen, L., Xu, Q., Shen, L., Yuan, T., Wang, Y., Zhou, W., & Jiang, Y. (2022). Distinct contributions of genes and environment to visual size illusion and the underlying neural mechanism. Cerebral Cortex, 32(5), 1014-1023. doi: 10.1093/cercor/bhab262