新的动物研究揭示了视觉掩蔽现象

一种称为视觉掩蔽的奇怪现象可以揭示感知的时间尺度，但其潜在机制尚不清楚。

您是否曾经希望自己能够看不到某些东西?事实证明你的大脑有能力做到这一点。

不幸的是，它的超能力有限：在视觉掩蔽中，如果快速连续显示另一幅图像，我们不会有意识地感知到图像。

但这些图像的出现时间很重要。第一个图像需要相当快地闪烁，第二个图像需要快速跟随(大约 50 毫秒)，以使遮蔽发挥作用。

需要明确的是，虽然第一张图像不会在您的视野中持续很长时间，但它的时间绝对足够长，即使没有第二张图像或掩模，您也能意识到它。

科学家在 19 世纪发现了这种现象，但人类大脑为何以及如何做到这一点仍然是个谜。

“这是一个有趣的观察，世界上存在的东西并没有准确地反映在你的感知中，”艾伦研究所的研究员肖恩·奥尔森博士说。

“与其他视觉错觉一样，我们认为它告诉我们一些关于视觉系统工作方式的信息，并最终告诉我们视觉意识背后的神经回路。”

在他们的新研究中，奥尔森博士和同事深入研究了这种奇怪的光学错觉背后的科学原理，并首次表明这种现象也发生在老鼠身上。

在训练小鼠报告它们所看到的内容后，研究人员还能够精确定位视觉掩蔽错觉发挥作用所必需的大脑特定区域。

“我们的研究缩小了大脑中负责感知周围世界的部分范围，”同样来自艾伦研究所的克里斯托夫·科赫博士说。

“你视网膜上的光子雨和你所看到的实际意识感知之间有什么步骤?”

当光子雨撞击我们的视网膜时，信息会按照规定的路径从我们的眼球穿过大脑的几个不同区域，最终到达皮层的高级处理区域，即大脑最有皱纹的外壳。

根据之前对视觉掩蔽的研究，科学家们知道，即使一个人没有意识到自己正在看到图像，视网膜中的神经元和该通路早期的大脑部分也会被激活。换句话说，你的大脑在你不知情的情况下看到了事物。

为了探索无意识的感觉如何转化为有意识的感知和行动，科学家们首先训练 16 只老鼠将一个小乐高轮转向快速闪现的图像的方向，如果它们选择正确的方向，则可以换取奖励。

然后，他们在屏幕两侧添加了不同的遮罩图像，直接跟随目标图像。

添加面具后，动物无法再正确完成任务——这意味着它们不再意识到原始的目标图像。

由于视觉掩蔽之前从未在小鼠身上进行过测试，因此作者必须为它们创建任务，这意味着图像及其显示方式与之前的人类研究中使用的不同。

为了确认他们向啮齿类动物展示的视错觉与我们相关，他们还在 16 个人身上进行了测试。

人类对这种特定视觉掩蔽错觉的感知(或缺乏感知)和小鼠的感知非常相似。

然后研究人员使用了一种称为光遗传学的特殊技术，可以通过闪光快速抑制细胞或大脑整个区域的活动。

他们将这种抑制瞄准了小鼠的初级视觉皮层，众所周知，初级视觉皮层是来自眼睛的视觉信息进入大脑高级皮层区域的第一部分。

通过在显示掩蔽图像的瞬间关闭初级视觉皮层，但在目标图像之后，他们能够完全阻止视觉掩蔽——即使掩蔽图像被显示，小鼠也能正确地准确定位第一张图像的位置。展示。

这一结果意味着意识感知要么发生在视觉皮层，要么发生在视觉皮层下游的较高区域。

“这符合该领域的普遍观点，即皮质是包括我们在内的哺乳动物的意识感知所在地，”科赫博士说。

尽管该研究将负责意识感知的区域缩小到了皮层，但皮层仍然有许多区域可能参与其中。

进一步的研究需要使这些其他区域保持沉默，以测试它们对视觉掩蔽任务的影响。

“我们开始对发生掩蔽的地方设置一些限制，”奥尔森博士说。

“我们认为这是一个很好的范例，可以追踪追踪初级视觉皮层的其他区域，并从本质上融合大脑中的目标和掩模信息流。”

研究结果发表在《自然神经科学》杂志上。