心理所研究揭示生物運動局部與整體信息加工分離的因果性神經機制

生命體的運動蘊含著豐富的生物學與社會性信息（如動作、身份、情緒和意圖等），這對物種的生存發展和社會交互具有重要意義。在長期演化中，人類視覺系統形成了對生物運動（biological motion,BM）的高度敏感性，甚至僅憑少量附著在關節上的光點運動就能快速識別。理論與行為研究表明，生物運動知覺主要依賴對兩類關鍵視覺線索的層級加工：即來自單個關節的局部運動學特征，以及由時空信息整合形成的整體身體構型。然而，大腦如何在復雜的自然視覺環境中捕捉這些生物運動信號？是依靠特異性的社會信息加工通路，還是通用的視覺運動區域來處理這些信息？神經影像學研究表明，生物運動加工涉及多個運動敏感腦區，包括加工社會性動態線索的顳上溝后部（posterior superior temporal sulcus,pSTS）和負責基礎視覺運動編碼的顳中區（human middle temporal complex, hMT+），但這些腦區在局部與整體生物運動知覺加工中的具體作用，仍有待深入闡明。

針對這一問題，中國科學院心理研究所蔣毅研究組采用經顱磁刺激技術（transcranial magnetic stimulation, TMS），首次從因果層面系統評估了顳上溝后部和顳中區在局部與整體生物運動加工中的功能必要性。研究者采用運動方向辨別任務，結合個體化功能定位分別抑制右側顳上溝后部和顳中區，考察這兩個腦區對不同類型運動知覺加工的影響（圖1）。

實驗結果揭示了清晰的功能分離：抑制顳上溝后部特異性地損害了完整生物運動知覺能力，而抑制顳中區僅影響一般性運動（如隨機點協同運動）的加工。值得注意的是，上述皮層干擾均未對局部生物運動方向辨別能力產生顯著影響（圖2）。

圖1. 實驗刺激及基于個體化功能定位的TMS靶點

圖2. 右側顳上溝后部和顳中區分別施加TMS對不同運動方向辨別任務的影響

這些發現為理解生物運動的層級化加工機制提供了重要的因果證據。具體而言，顳上溝后部并非加工生物運動從局部到整體各類信息的通用處理器，其核心功能在于整合多源時空動態線索，以構建完整的生物運動知覺表征。顳中區則主要支持一般性視覺運動的分析計算，并不是生物運動知覺的關鍵瓶頸。此外，局部生物運動方向辨別能力在上述皮層區域被抑制時依然保持完好，表明局部生物運動信息存在獨特的加工機制。研究者推測，這種對局部生物運動特征的快速提取可能依賴于更早期的視覺加工階段或皮層下通路，為高級皮層的精細動作分析奠定基礎，提示生物運動加工可能遵循一種類似面孔知覺中“快速檢測-精細分析”的雙過程模式。

這項研究不僅刻畫了生物運動加工的層級化神經機制，探討了視覺系統如何高效提取具有社會意義的動態線索，也為社會知覺異常的評估范式開發與潛在干預靶點探索提供了新思路。

該研究獲得科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會等項目的支持。

研究成果近期發表于Neuroscience Bulletin。心理所科研助理邢煉淄和碩士研究生孫中菊（已畢業）為論文共同第一作者，心理所蔣毅研究員、王蕊助理研究員和北京大學蔡鵬工程師為論文共同通訊作者。

論文信息：Xing L#, Sun Z#, Wang Y, Bao Y, Cai P*, Wang R*, Jiang Y*. Cortical Contributions to Local and Global Biological Motion Perception: Insights from Transcranial Magnetic Stimulation. Neuroscience Bulletin (2026). DOI: https://doi.org/10.1007/s12264-026-01604-7