心理所研究揭示视觉意识如何调节注意“聚光灯”的节律采样

大脑为了避免陷入“信息过载”的困境，演化出了一套高效的信息选择系统——“注意”。这一过程常被比喻为舞台上的“聚光灯”（图1a）：被注意到的信息，就像被光束照亮的演员，清晰突显；而舞台的其他部分则隐入暗处。正是借助这盏聚光灯，我们才能筛选出重要的信息并及时作出反应。

图1.注意“聚光灯”及其节律采样机制示意图

1. 注意“聚光灯”的比喻；b.注意“聚光灯”的节律性采样过程；c.注意节律采样的神经振荡机制（Gaillard & Ben Hamed，2020）；

FEF，Frontal eye fields，额叶眼区；LIP，lateral intraparietal，侧顶叶；mdPul，mediodorsal pulvinar 丘脑背内枕核

已有研究发现，当注意需要分配到多个位置时，人类乃至猕猴的行为表现会出现每秒4~8次的周期性波动，仿佛聚光灯在有节奏地“闪烁”（图1b）。这表明，注意更像是一盏按特定节奏在采样的动态聚光灯，这一机制被称为 “注意的节律采样”。即便注意聚焦于单一位置时，该机制也持续运行，以保持动态灵活性。基于人类和灵长类动物的电生理研究，科学家进一步揭示了其涉及大脑多个脑区之间的神经振荡协同（图1c）。

如果节律采样是注意的基本特征之一，我们的意识是否会影响注意“聚光灯”的“闪烁”方式？ 我们对环境中信息的节律采样是否依赖于对信息的意识（即能够“看见”它），还是可以在无意识条件下独立运行？

为了探究这一问题，中国科学院心理研究所蒋毅研究组利用颜色闪烁融合（Chromatic Flicker Fusion ，CFF）技术首次揭示了视觉意识如何影响注意节律采样的行为与神经机制。此技术利用人类视觉的颜色闪烁融合原理，将两个相反色的光栅按照融合阈值以上频率（30 Hz）交替闪烁，进而融合成稳定的颜色，这样闪烁的相反色就无法被人意识到（图2a）。该研究结合高时间分辨率的注意线索范式、脑电图（EEG）及时间响应函数（time response function ，TRF）等方法，发现注意节律采样可在无意识状态下发生——即便那些无法被看见的CFF注意线索仍会吸引注意，并使其按特定频率在空间位置间交替采样，同时触发前额区与右侧颞枕区之间更强的theta频段神经联结（图2b、2c灰色线条）。

图2.意识调节注意节律采样的实验流程及其主要结果

a.实验流程图；b.不同意识水平线索引发的注意转移效应，其缓慢变化趋势以及快速的振荡功率谱；c.不同意识水平线索调节额顶区和右偏侧顶枕区alpha功率变化，以及其两个注意脑区之间联结模式的差异

结果显示，视觉意识扮演了“节奏大师”的角色，显著调节了注意“聚光灯”的采样过程（图2b、2c橘色线条）。与无法被看见的线索相比，可以被看见的线索引发了对已经注意过空间更强的抑制效应，并增强了额顶叶注意网络中alpha神经振荡响应的强度。更重要的是，有意识条件下的注意节律采样更快，其引发的前额区与右侧颞枕区之间的神经动态联结也更高效。

结果表明，视觉意识像一个采样“调节器”，使得注意系统更好地抑制无关干扰、加速采样过程、优化脑网络协作，全面提升了采样效率。这一发现为理解意识与注意的交互机制开辟了新范式，也为未来研究注意缺陷类障碍潜在的神经机制与无意识干预方法提供了新方向。

该研究得到了国家科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目和国家自然科学基金重点项目等的资助。

文章已发表于Nature Communications。心理所杨芳助理研究员为论文第一作者，蒋毅研究员为通讯作者；其他作者包括心理所博士研究生袁佩君、申莉，北京师范大学周可教授，中国科学院生物物理研究所何生研究员。

论文信息：Yang,F.,Yuan,P.,Shen,L.,Zhou,K.,He,S.,& Jiang,Y. Visual awareness sharpens and accelerates attentional sampling through enhancing inhibitory neural modulation in the attention network. Nature Communications 16,10058 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-64987-7

相关研究：

Yang,F.,Tian,J.,Yuan,P.,Liu,C.,Zhang,X.,Yang,L.,& Jiang,Y. (2024). Unconscious and conscious gaze-triggered attentional orienting: Distinguishing innate and acquired components of social attention in children and adults with autistic traits and autism spectrum disorders. Research,7,0417.

Liu,D.,Liu,W.,Yuan,X.,& Jiang,Y. (2023). Conscious and unconscious processing of ensemble statistics oppositely modulate perceptual decision-making. American Psychologist,78(3),346-357.