眼睛是心靈的窗口,自古以來,視覺感知吸引著人類強(qiáng)烈的好奇心和經(jīng)久不衰的研究熱情。睜開眼睛看世界,這個(gè)看似毫不費(fèi)力的動(dòng)作實(shí)際上蘊(yùn)含了極其復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和海量的神經(jīng)運(yùn)算。視覺錯(cuò)覺,是一種真實(shí)的感知覺,它反映的是人視網(wǎng)膜物理(光)輸入和大腦視皮層感知之間的不一致,是人類大腦通過復(fù)雜的腦區(qū)之間的相互作用和神經(jīng)計(jì)算而產(chǎn)生的與視網(wǎng)膜物理輸入不匹配的視覺感知現(xiàn)象。人類在自然生活中,由于視覺刺激和場(chǎng)景的不同,再加上觀察者生理上和心理上的差異,可以自覺和不自覺地感知到各種各樣的視覺錯(cuò)覺,如運(yùn)動(dòng)視覺錯(cuò)覺,形狀視覺錯(cuò)覺,顏色視覺錯(cuò)覺,大小和位置視覺錯(cuò)覺等等。由于視覺錯(cuò)覺令人著迷的特殊性和豐富性,它激發(fā)了人類無窮的想象空間。研究真實(shí)和錯(cuò)覺之間的關(guān)系以及錯(cuò)覺在大腦中是如何產(chǎn)生的腦機(jī)制,為人類深入解讀大腦奧秘提供了一個(gè)重要窗口。
Pinna旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)視覺錯(cuò)覺是由意大利視覺科學(xué)藝術(shù)家BaingioPinna設(shè)計(jì)和發(fā)現(xiàn)的一種視覺錯(cuò)覺,也是聞名于世的一種涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺。當(dāng)人注視圖片中心黑點(diǎn),頭部靠近(或遠(yuǎn)離)屏幕時(shí),會(huì)很明顯地感受到兩個(gè)圓環(huán)在分別以逆時(shí)針和順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),但事實(shí)上圓環(huán)并沒有任何物理移動(dòng)。中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所王偉研究組、王征研究組和顧勇研究組緊密合作,結(jié)合心理物理和功能磁共振成像手段,對(duì)比真實(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),探索人類大腦中那些相關(guān)視皮層區(qū)域可以編碼和表征Pinna旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺。他們發(fā)現(xiàn)無論是真實(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還是擴(kuò)張中無實(shí)際運(yùn)動(dòng)的Pinna圖形刺激,都激活了人類大腦V1、V2、V3、V4、MT和MST等腦區(qū)(圖2A-C)。然而,在去除了視網(wǎng)膜拓?fù)浼せ畹墓餐煞趾?,通過對(duì)大腦中由真實(shí)旋轉(zhuǎn)和Pinna圖像刺激激活的腦功能圖譜的統(tǒng)計(jì)分析,在健康人群中首次發(fā)現(xiàn),與真實(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一樣,Pinna錯(cuò)覺的皮層編碼區(qū)域主要集中在內(nèi)側(cè)顳葉中顳上區(qū)(MST區(qū))(圖2D-F)。二者在反應(yīng)幅度上沒有顯著差異。該工作于3月4日在線發(fā)表在HumanBrainMapping期刊上。
該工作是上海生科院神經(jīng)所腦影像中心成立以來,首次發(fā)表利用功能磁共振成像研究人類腦功能的探索性研究工作。三個(gè)實(shí)驗(yàn)室將發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作優(yōu)勢(shì),繼續(xù)展開更深入的腦功能成像研究,以及在非人靈長類動(dòng)物上開展神經(jīng)電生理記錄,從多個(gè)角度系統(tǒng)性地研究視覺錯(cuò)覺形成的神經(jīng)機(jī)制。此項(xiàng)目得到國家自然科學(xué)基金、青年千人、中科院百人計(jì)劃以及神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。