心理所研究發現自然重力線索促進人類視覺運動感知

作為地球環境中最基本且恒定存在的物理量，重力不僅決定了自然界中物體的運動規律，也深刻塑造了人類的知覺與認知方式。隨著人類向太空進發，可能在失重或微重力環境中長期駐留，探究地球自然重力環境下產生的先驗知識對視覺感知的影響顯得尤為重要。其中，關于這種“重力先驗”是否以及如何作用于人腦對復雜運動信息的感知，仍缺乏系統性研究。

近期，中國科學院心理研究所蔣毅研究組的科研人員創新性地將重力加速度線索引入經典的一致性運動感知（coherent motion perception）任務，首次揭示了視覺系統能夠自動提取并利用局部運動中包含的自然重力線索，顯著促進對整體運動模式的感知。

研究團隊通過五個系統實驗，利用心理物理法，比較了自然（1g）與反轉（?1g）重力條件下人們從隨機運動（噪音）中分辨一致性運動（信號）的知覺閾值（圖1）。實驗結果表明，無論背景噪聲是否包含加速度、點的存在時間持久或短暫、刺激場景在虛擬坐標系（計算機屏幕）或真實世界坐標系（全尺寸投影）中呈現，人們始終更容易整合并辨別符合自然重力作用的運動信號（圖2）。

圖1. 一致性運動刺激及實驗流程示意圖

圖2. 不同實驗條件下自然與反轉重力條件對一致性運動感知閾值的影響

這一發現將重力對運動加工的影響從單一物體的外在運動軌跡估計擴展到復雜運動場景內部整體運動模式的辨別，表明對地球重力作用的先驗知識已深深嵌入人腦的“內置模型”，作為一種穩定的加工錨點，促進人類對自然運動刺激的感知。這些發現加深了我們對人類知覺如何適應地球重力環境的理解，并為未來探索長期暴露于太空失重等條件下視覺運動知覺面臨的潛在改變提供了科學基礎。

該研究得到了載人航天工程航天醫學實驗領域項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金、中國科學院創新交叉團隊、中國科學院青年創新促進會優秀會員項目以及中央高校基本科研業務費專項資金資助的支持。

研究成果近期在線發表于npj Microgravity。心理所助理研究員魯溪芊為論文第一作者，心理所青年特聘研究員王瑩和研究員蔣毅為論文共同通訊作者，佐治亞理工學院博士生宋伯耕、心理所科研助理張少帥、心理所博士生張姝佳、心理所碩士生黃梅（已畢業）為論文共同作者。

論文信息：Lu, X., Song, B., Zhang, S., Zhang, S., Huang, M., Wang, Y.*, & Jiang, Y.* (2025).?Implied gravity promotes coherent motion perception.?npj Microgravity,?11, 36. https://doi.org/10.1038/s41526-025-00498-5