《Cognition》：Medial temporal cortex supports object perception by integrating over visuospatial sequences
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在視覺感知中，物體認知存在不同時間尺度。為探究內側顳葉皮層（MTC）作用，研究人員結合多種方法研究。結果發現 VTC 支持快速視覺推斷，MTC 整合 VTC 輸出助力復雜推斷。該研究揭示了視覺感知神經機制，為理解大腦視覺功能提供新視角。
在日常生活里，人們看東西時，有些一眼就能識別，比如看到毛茸茸的耳朵、一條短尾巴，瞬間就能判斷出是只貓咪；可有些東西卻需要端詳好一會兒，像復雜的機械零件，得仔細瞧瞧各個部分才能知道是什么。從科學角度來講，人類和其他靈長類動物的視覺感知有著獨特的時間結構。許多視覺屬性能 “一眼” 推斷出來，這得益于腹側顳葉皮層（Ventral Temporal Cortex，VTC），它能在短時間內處理視網膜輸入的信息，完成快速視覺推斷。然而，并非所有視覺推斷都能這么輕松完成。由于靈長類視覺系統存在生物學限制，高分辨率視覺信息只集中在中央視野（即中央凹），人們每秒大概要轉移 3 次視線，所以有些物體的識別需要多次 “掃視”。目前，雖然對靈長類視覺前饋過程了解不少，但對于能整合視覺空間序列的神經機制卻知之甚少。
為了解開這個謎團，來自國外的研究人員開展了一項深入研究。他們綜合運用病變研究、電生理記錄、計算模型和心理物理學實驗等多種手段，對 VTC 和 MTC 在視覺物體感知中的作用進行探究。這項研究成果發表在《Cognition》雜志上，為理解大腦視覺功能提供了重要依據。
研究人員運用的關鍵技術方法主要有：一是利用包含 MTC 受損和未受損人類參與者表現的數據集（Barense 等人，2007 年），研究 MTC 在長時間視覺推斷中的作用；二是通過在實驗室進行眼動追蹤實驗，監測參與者完成任務時的注視行為，探究 MTC 依賴的視覺處理與眼動的關系；三是使用刺激集和電生理數據（Majaj 等人，2015 年），估算 VTC 支持的性能，并與人類視覺推斷進行比較。
下面來詳細看看研究結果：
- 實驗設計用于分離時間信息處理：研究人員通過一系列 “相同 - 不同” 任務的變體實驗，考察人類在不同時間條件下的視覺能力。實驗分為 “時間限制” 和 “時間不限” 兩種情況，研究人員詳細分析了注視和時間動態背后的邏輯，精心設計了具體任務，以此探究人類視覺能力的時間動態變化。
- 利用刺激集分離 MTC 在視覺感知中的作用：研究人員借助包含 MTC 受損和未受損參與者表現的數據集進行研究。該數據集的刺激已被證明能揭示與 MTC 相關的視覺推斷缺陷。通過分析這個數據集，研究人員評估了時間限制和 MTC 損傷的共同影響。研究發現，在限制觀看時間時，人類的準確率與 VTC 模型性能相符；而在觀看時間延長后，人類表現遠超 VTC 模型，且時間限制下未受損參與者的行為與 MTC 受損參與者相似。這表明 MTC 在長時間視覺推斷中發揮著重要作用。
- 眼動對 MTC 依賴的視覺處理至關重要：研究人員對 97 名參與者進行了時長一小時的零延遲匹配樣本實驗，并持續監測他們的注視行為。研究發現，超 VTC 性能并非單純依賴更長觀看時間，而是依賴通過多次掃視對視覺刺激進行順序采樣的能力。這說明眼動在 MTC 依賴的視覺處理中是必不可少的。
綜合研究結論和討論部分，該研究揭示了互補的神經系統支持視覺物體感知。VTC 能在刺激呈現 100 毫秒內產生對下游行為有用的特征，實現 “一眼” 的豐富視覺推斷；但并非所有視覺推斷都能在這個基礎空間中輕松完成。為了克服這一限制，人類會通過多次掃視順序采樣視覺刺激，而 MTC 能夠整合 VTC 的順序輸出，支持物體層面的推斷。這一研究成果意義重大，它不僅揭示了視覺物體感知的神經機制，還為進一步研究大腦的視覺功能提供了新的視角，有助于深入理解人類視覺認知的奧秘，對相關神經系統疾病的研究和治療也可能產生積極影響。
