基于功能磁共振成像的自上而下（top-down）期望下面孔加工神经机制的研究

本项目旨在利用功能磁共振成像（fMRI）技术，研究自上而下（top-down）期望下面孔加工的神经机制，探讨top-down期望对视觉皮层反应模式的影响。为实现该目标，本项目采用汉字作为对照条件，利用启动（priming）和倒相关（reverse correlation）的实验范式，综合fMRI处理的传统方法和新方法，建立top-down期望下面孔和汉字加工的神经网络模型，并对其中的各功能模块之间的有效功能连接度和信息传递模式，以及不同期望条件下视觉皮层反应模式的空间分布进行比较和分析。这些方法的应用使得本项目有效地减弱了以往研究中bottom-up信息对于top-down机制研究的影响；弥补了传统方法对于新问题解决的局限性。本课题的研究能够为解决面孔加工神经特异性争论提供重要的理论依据；同时加深人们对于某些面孔认知缺陷相关的疾病病理认识；推动计算机视觉中面孔识别方法的优化和升级。

2010~2012年项目整体按照《资助项目计划书》所制定的工作计划进行，目前已基本完成。截止目前为止，本项目共计进行fMRI实验100多人次，在SCI检索的国际杂志上发表论文7篇，发表国际会议论文2篇（均为口头报告）。在面孔和字母幻觉加工方面，我们利用一种改进的“倒相关”实验范式，即要求受试者从纯噪声图片中感知面孔或字母，分别提取了面孔和字母幻觉加工的神经网络；并且发现当人们进行幻觉加工时，其位于前额叶的高级认知脑区能够发出top-down信号提高视觉皮层对应物体反应区的敏感性，进而使人们对于外界无偏刺激的反应偏向于期望的物体。该发现有助于揭示人类大脑中高级认知脑区的top-down信号是如何与来自于视觉脑区的bottom-up输入相融合，进而影响人们对于客观世界的感知的。在面孔和汉字视觉加工方面，我们对汉字视觉加工的倒转效应进行了研究。我们使用汉字、面孔和房子作为刺激物，研究倒转对汉字加工神经反应模式的影响。本研究发现倒转引起了视觉词形区对汉字和面孔响应的显著增加。同时，倒转也引起了枕叶物体加工区和梭状回物体加工区对面孔和汉字响应的显著增加，然而上述脑区在倒转前后对房子图片的响应无显著变化。该发现说明大脑对正向汉字和倒向汉字使用了不同的加工策略。这种加工策略的差异可能是由于人们对于正向和倒向汉字所具有的不同程度的视觉专家知识所导致的。此外我们还发现即使在静息状态下，大脑中也存在一个处于准备状态的汉字加工网络。在跨种族面孔加工方面，我们对外族面孔分类优势的神经机制进行探讨。我们发现与对外族面孔进行分类相比，对本族面孔进行分类在腹侧枕颞皮层区、额下回等皮层区引起了更强的激活；外族面孔分类优势与左侧的梭状回面孔区（FFA）的激活差异显著负相关；与对外族面孔进行分类相比，在对本族面孔进行分类时，额下回增强了对腹侧枕颞皮层区的调制作用。该发现表明，更多的神经资源被投入对本族面孔的加工，这可能就是造成外族面孔分类优势的原因。在对于fMRI分析处理算法开发方面，我们开发了一种新的基于ROI的多变量统计框架来获得静息态下功能特异性脑网络的精细模式。在这个框架下我们提出加权RV系数法，并利用该方法计算功能连接度的空间精细模式。该方法在检测基于精细尺度的低频连接时甚至是在很低的功能/噪声比条件下更加灵敏。

内容获取失败，请点击重试