神經科學研究展示知覺的反覆特質

【本刊訊】我們的意識經驗看似連續,但知覺(perception)與注意力(attention)本質上具節律性,這使人們對行為的理解產生偌大影響,其中包含我們如何與環境互動並作出決定。

由雪梨大學(University of Sydney)臨床心理科學院的阿萊(David Alais)教授、佛羅倫斯(University of Florence)大學神經科學院的波爾(David Burr)教授以及比薩大學(University of Pisa)轉譯醫學所的莫倫(Maria Concetta Morrone)教授共同合作,針對知覺的重複本質提出最新實證,其中包括:(1)聽知覺資訊會隨時間擺盪,且知覺高峰(peak perception)會在雙耳間反覆改變,其對人類定位環境中的事件來說非常重要;(2)聽覺上的資訊選擇亦會擺盪;(3)這種擺盪的現象在知覺裡是一種常態,而非視覺獨有。

研究團隊以簡單的實驗偵測到微弱聲響並未持續輸出,反之其隨時間作有節律的波動,這種反覆的現象近年已在視知覺的領域中被發掘,然卻是首次在聽知覺領域裡發現類似現象。阿萊表示,實驗結果證實聽知覺也奉行這種被動的循環,並推測所有感知透過反覆、有節律的方式展現其功能。

這種聽知覺循環以每秒6次的頻率進行著顯示人類可在聽知覺擺盪的1/6秒內對資訊作出反應。兩耳間的擺盪亦有其變化,其交替盤踞於波動的高峰,而擺盪的速度之快可謂迅雷不及掩耳,僅能透過實驗中精細的時間軸得知其數據。這看起來似乎很快,但在神經科學的研究裡,大腦的波動可是每秒100次上下。

然而,一顆會「頻閃(strobe)」的大腦是如何運作的呢?當人們在細究一個場景時,並非所有資訊都是一樣重要的,某些資訊會得到較多注意並優先處理。大腦這樣的策略有助其專注在特定物件或事件,並限制其認知資源(cognitive resource),而非稀釋掉大腦空間裡的資源去處理每一件事情。同樣地,這種擺盪式的注意力將在極短的時間區段裡產生更多相類似的
結果,避免一種制式的分配發生。

那麼為何大腦要以這種反覆的方式對資訊作取樣?理論上普遍的想法就如研究所示,這反映了看似神經活動快速爆發的注意力。約莫10年前,大概不會有人料想到知覺有這種持續頻閃的現象,對此阿萊教授總結道,大腦可說是個非常複雜的機器,需利用科學測試釐清其複雜性,然仍存在太多未知,而本次研究澄清了這種感官知覺(sensory perception)宛如閃光燈般
擺盪的基礎本質。


新聞來源:Hao Tam Ho et al., Auditory Sensitivity and Decision Criteria Oscillate at Different Frequencies Separately for the Two Ears, Current Biology, 2017.

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