研究揭示注意可增强短时程单眼剥夺效应

眼优势可塑性是大脑可塑性的一个重要体现。大量研究表明，成年人的视觉系统中保留着一定程度的眼优势可塑性。例如，通过佩戴眼罩等办法，短时间内阻挡成年人的一只眼的视觉输入，会导致被遮盖的眼在测量眼优势的任务中变得更加主导，这被称为“短时程单眼剥夺效应”。近期的研究发现，眼优势的改变不一定要通过双眼输入的不平衡来实现。在两眼视觉输入保持平衡的情况下，让成年人更多地注意某只眼的视觉输入，同样可以引起不被注意的眼的眼优势增强。考虑到单眼剥夺时，注意通常也会更多地注意非剥夺眼，那么注意在短时程单眼剥夺效应中是否也起到了一定的作用呢？想要回答这个问题，通过传统的单眼剥夺范式比较困难。这是因为单眼剥夺时，双眼输入的不平衡和基于眼的注意分配的不平衡，都可以推出同一个结论，即被遮盖的眼（亦即非注意眼）的眼优势增强。

为了解决这个问题，中国科学院行为科学重点实验室鲍敏研究组在最近开展了一项研究，让成年被试在短时程单眼剥夺过程中完成一个注意追踪任务（图1）。实验流程如图2.A所示。具体而言，被试在一只眼被遮盖的情况下，需要专注地追踪两群形态不同的光栅中的一种。其中让被试投入注意实时追踪的光栅称作注意光栅，与注意光栅形态迥异的那群光栅称作非注意光栅。注意光栅和非注意光栅具有不同的基础视觉特征（图2.B），因此它们可能会驱动不同的神经元群体的活动，面对单眼剥夺的视觉信息输入，这两群神经元中的一群是处于被注意的状态，另一群则处于不被注意甚至抑制的状态。注意追踪任务时长为1小时，任务前后利用双眼竞争范式测量眼优势的变化。重要的是，双眼竞争测试时使用的刺激材料分别是注意追踪任务中的注意光栅和非注意光栅，这样就可以测量单眼剥夺对于被注意的神经元群和不被注意的神经元群分别造成了什么样的后果。

图1：一次注意追踪任务的示意图

图2：(A) 实验流程示意图；(B) 注意追踪任务和双眼竞争任务中所使用的两种光栅。

该研究发现，在注意条件下，即当双眼竞争任务的测试光栅与追踪任务中的注意光栅一致时，眼优势向遮盖眼转移的幅度更大，也就是短时程单眼剥夺效应更强；而在非注意条件下（双眼竞争任务的刺激与非注意光栅一致），短时程单眼剥夺效应就相对较小。

该研究首次表明，注意可以增强短时程单眼剥夺效应。该研究为理解注意在眼优势可塑性中的作用提供了新的见解。

图3: 在注意和非注意条件下，使用不同测试刺激测出的前后测眼优势指数（ODI）结果。ODI值大于0.5表示剥夺眼在双眼感知中占据主导。柱状图显示总体平均结果，灰线表示个体数据，误差条表示均值的标准误差。星号表示使用Bonferroni校正进行多重比较的事后t检验的显著性水平(* p < .05，*** p < .001)。

该研究获得了科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0203800）和国家自然科学基金（32471106、32300878和31871104）的资助。

文章已在线发表于PsyCh Journal。心理所硕士毕业生王珏为论文第一作者，心理所博士后何鑫和鲍敏研究员为共同通讯作者。

论文信息：

Wang, J., He, X., & Bao, M. (2024). Attention enhances short-term monocular deprivation effect. PsyCh Journal, online ahead of print. https://doi.org/10.1002/pchj.806

来源：中国科学院心理研究所