认知神经科学教学课件

1、时间知觉的认知神经科学研究知觉的种类空间知觉 时间知觉运动知觉 时间知觉(time perception)是对客观现象的延续性和顺序性的认知加工过程, 即是人们对时间过得快慢或某事发生后时间长短的内在体验西南大学211 工程国家重点学科建设项目课题“时间与人格的多取向整合研究 ”( NSKD08001) , 项目负责人: 黄希庭现任西南大学资深教授，心理学博士生导师，重庆市人文社会科学重点研究基地心理学与社会管理研究中心主任，校学位委员会副主任、校学术委员会副主任、西南大学国家级重点学科基础心理学专业负责人，中国心理学会常务理事兼心理学教学工作委员会主任，全国博士后管委会第六届专家组成员教育学

2、组召集人，全国心理学名词审定委员会委员，心理学报和中国临床心理学杂志编委，台湾大学本土心理学研究编辑顾问，重庆市心理学会理事长，苏州大学和陕西师范大学兼职教授等。时间知觉脑机制定位论非定位论定位论指存在特异化神经区域具有独特的表征时间信息的能力, 当需要进行此类时间信息加工时该系统就会独立地起作用。目前比较认可的具有独立作用机制的神经区域是小脑和基底神经节。小脑的功能德国的泰尔及其同事发现，小脑部分受损、全部受损或小脑萎缩的人，在判断物体移动与否、移动速度和方向时较易出错,而且是时间知觉的生理基础基底神经节基底神经节( basal gang lia, BG) 主要与运动和非运动计时功能有关,

3、受丘脑、上丘和脚桥核( pedunculonpontinenucleus, PPN) 调节, 通过丘脑和BG 影响运动、感觉和认知的皮层信息加工; 通过上丘和BG 影响头和眼睛的运动不同脑区的损伤会表现出相似的机能, 间接地说明了时间信息加工是由众多脑区和神经递质整合作用的结果, 其中任何一个脑区并不能独立完成某项时间知觉任务, 而是需要许多脑区整合内部信息并通过神经递质传递神经冲动交互作用而成。不同的脑区或者不同神经网络通路都有着特定的神经递质传递神经元信息。脑区整合作用机制和神经递质间信息传递机制是非定位论两种不同层面的体现。特异化计时模型分布网络计时模型局部任务依赖的计时模型特异化计时模

4、型( specialized timing model) 认为特定的神经区域具有独特的表征时间信息的能力, 例如小脑和基底神经节就是特异化的计时系统。小脑在时间信息加工中的作用主要在计时感觉运动方面 , 小脑皮质能准确地表征连续事件之间的时间关系。基底神经节可能与基本的时间编码机制有关。分布网络计时模型( distributed network timing model) 认为时间信息的表征是一套神经结构交互作用的结果。Meck 等在研究与文献回顾的基础上提出基底神经节- 前额叶- 后顶叶回路是表征时间、数字( number) 、次序( sequence) 和数量( mag nitude) 共

5、同的神经基础, 这个假设也得到了脑成像研究的支持。局部任务依赖的计时模型( localtaskdependent timing model) 认为时间信息不是由特定的计时系统产生的, 而是根据各种任务的需要在不同的神经结构中通过计算得到的。对1 秒以下的时距主要是自动加工, 不受注意、唤醒等因素的影响, 所涉及的脑区称为 自动计时系统( automatic timing system) , 主要包括小脑、基底神经节、辅助运动区等。对1 秒以上时距加工主要是认知控制加工, 易受注意、唤醒等因素的影响, 与之有关的脑区称为 认知控制计时系统( cognitively controlled timi

6、ng system) , 主要包括前额叶皮质、顶叶等。研究采用相同的实验范式, 比较视觉、听觉和触觉时间知觉的神经机制,以检验以上三个基本的模型。本研究的基本假设是, 如果在三个通道的时间知觉中均激活了某一神经结构, 说明时间知觉中存在特异计时机制; 如果在三个通道中均激活了较大区域的网状神经回路, 则说明存在分布网络计时机制; 如果在不同通道中激活了不同的通道特异的神经结构, 则说明存在局部任务依赖的计时机制。对视觉、听觉和触觉的时间知觉进行ERP 研究, 结果发现时间信息加工开始的时间点在各个通道中并不一致, 但均可以用CNV （晚期负成分关联负变化）的出现作为指标, 并且这个指标具有跨通

7、道一致性。特异化计时模型、分布网络计时模型和局部任务依赖的计时模型均只能解释本研究部分结果, 而时间知觉双加工模型可以对本研究的结果给出较合理的解释。时间知觉的分类1.时序知觉：2.时距知觉 3.时点知觉 时序知觉是个体对直接作用于感觉器官的客观事件顺序性的知觉, 它是时间知觉的一个重要组成部分同时性阈限（SOA）时序阈限（TOT）中枢计时机制存在一个负责时间排序的中枢机制, 能够比较任何感觉通道信号的到达时间, 不受感觉通道本身的限制一般阈限模型两个感觉信号到达中枢加工器的时间间隔是产生时序知觉的深层原因, 呈现的两个刺激诱发的感觉信号在知觉潜伏期后到达大脑的中枢加工器, 由于潜伏期差异和S

8、OA, 只有两个刺激到达中枢加工器的时间间隔大于阈限值时才能够确定它们的先后顺序,否则知觉为同时出现。注意的转换模型个体的注意一次只能指向一个感觉通道, 内部计时机制产生了一系列独立于外部刺激的周期性时间点, 只有在这些时间点注意才能从一个通道转换到另一个通道。当某一感觉通道的信息到达中枢加工器并且注意指向这一通道时感觉信息被登记, 如果第二个刺激的感觉信号在注意转移到其通道前到达中枢加工器则产生同时性知觉。根据注意转换模型, 在双通道条件下,注意从一个通道转移到另一个通道完成对两个刺激的依次登记, 注意指向的刺激更容易被知觉为先出现与该模型一致, 但该模型只应用于不能被同时注意的刺激对, 能

9、被同时注意的单通道刺激对的时序知觉误差不能用注意转换来解释知觉瞬间模型在中枢加工器中时间被划分成独立于外部信号的等间隔瞬间( moments)C( C 0) , 只有两个感觉信号在不同的瞬间到达中枢加工器时, 决策机制才能对两个刺激的时间进行排序。触发瞬间模型“瞬间”是外部信号到达中枢加工器后产生的, 第一个感觉信号到达中枢加工器激起持续时间为C( C 0) 的瞬间, 如果第二个感觉信号在这个瞬间内到达中枢加工器, 则产生同时知觉; 只有两个感觉信号到达中枢加工器的时间间隔大于C, 才能够知觉到刺激的时间顺序。两阶段模型认为在大脑中有同时和顺序两个中心, 前者负责识别两个刺激是否连续; 后者负

10、责确定两个刺激的先后顺序。研究者认为所有的刺激对有一个共同的 同时中心, 可能位于大脑左半球时序知觉的特定特征机制对刺激时序的觉察取决于具体的感觉通道和刺激属性, 不同刺激属性的时序知觉差异是由感觉通道内的特定知觉机制引起的。时序知觉的神经基础后顶叶皮质(PPC) 主要与空间和注意有关, 顶下小叶(IPL)不仅具有空间功能, 还具有维持、控制注意和觉察事件序列中事件的非空间功能, 而顶上小叶(SPL) 与注意转移有关。前额皮质( prefrontal cortex , PFC) 是一个结构复杂的脑区, 与记忆和注意等认知功能有密切联系, 注意功能表现在抑制无关刺激, 使进入皮质的有关信息的加工得以加强及保持注意, 因此, PFC 在时序知觉中的作用可能与注意和工作记忆对时间信息的获得