心理所研究揭示alpha和beta神经振荡在大小错觉加工中的作用

人类的大小知觉并不总是对物理世界的客观反映,而是高度依赖于背景线索。已有研究提出艾宾浩斯错觉（Ebbinghaus illusion）可能源于两种认知机制：低水平的轮廓交互和高水平的大小对比。然而，这两种机制的神经基础尚不清楚。

为了探究这一问题，脑与认知科学国家重点实验室蒋毅研究组的科研人员采用脑电技术开展了一项实证研究。研究采用双眼视差技术操纵艾宾浩斯错觉的中央目标圆和周围诱导圆的相对深度位置，使目标圆呈现在诱导圆的前方或后方，来干扰大小对比而不影响轮廓交互作用。同时记录脑电活动，考察alpha和beta振荡在该错觉加工中扮演的角色。

行为结果发现,当目标圆与诱导圆呈现在不同深度平面时(即水平视差条件下),错觉效应显著降低。脑电结果表明，无论目标圆与诱导圆是否在一个深度平面，知觉更大的目标圆会减弱中央顶区早期alpha频段能量值（8-13 Hz，刺激呈现后0-100ms），并且顶叶区域alpha能量值与大小错觉效应具有负相关关系。而在零视差条件下，知觉更大的目标圆会增强枕顶区beta频段能量值（14-25 Hz，200-300 ms），并且零视差与水平视差条件下的错觉效应与beta频段能量值存在正相关关系。

（左：实验刺激示例；右：脑电结果）

该研究首次揭示了艾宾浩斯错觉中轮廓交互和大小对比这两种认知机制的神经生理学基础，即早期alpha振荡与低水平的轮廓交互有关,而相对较晚的beta振荡则与高水平的大小对比有关。研究支持了不同频段的神经振荡参与视觉加工的不同方面的观点。

该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院等的支持。

研究成果已在线发表在Neuroscience Bulletin。心理所博士生陈丽红（已毕业）为论文第一作者，心理所蒋毅研究员为通讯作者。

论文信息:

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

相关论文：

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