无论我们是专注于智能手机、阅读一本书，还是与桌子上的某人交谈，我们所集中注意的事物从来都不是孤立存在的；我们周围总是有其他物体或人。然而，这种视觉“杂乱”对我们大脑处理所见内容的影响尚未完全理解。最近的研究表明，这种杂乱改变了信息在大脑中的传播方式，具体取决于这些杂乱在我们更广阔的视觉范围中的位置。这些见解增强了我们对感知神经基础的理解，并提供了对大脑视觉皮层更丰富的认识。
无论我们是专注于智能手机、阅读一本书，还是与桌子上的某人交谈，我们所集中注意的事物从来都不是孤立存在的；我们周围总是有其他物体或人。然而，这种视觉“杂乱”对我们大脑处理所见内容的影响尚未完全理解。
耶鲁大学研究人员最近在期刊Neuron上发表的研究表明，这种杂乱影响了大脑中信息的流动，受其在我们视觉范围内特定位置的影响。这些发现促进了我们对感知背后的神经机制和视觉皮层功能的理解。
“之前的研究表明，视觉杂乱影响我们对事物的感知，这取决于其相对于我们正在观看的内容的位置，”耶鲁医学院神经科学助理教授兼该研究的共同高级作者阿尼尔万·南迪解释道。“例如，如果我试图从视野侧面阅读单词‘cat’，字母‘t’对我识别字母‘a’的能力的影响将比字母‘c’更显著，即使这两个字母与‘a’的距离相等。”
这种影响被称为“视觉拥挤”，它解释了为什么我们在努力的情况下也很难从侧面阅读内容，以及为什么在我们周边视觉中的杂乱中识别物体变得具有挑战性，南迪说道。
在这项研究中，研究人员旨在揭示当视觉杂乱存在时大脑内发生的情况。
为此，他们训练了与人类视觉能力相似的猕猴，让它们在屏幕中央集中注意力，同时在其接受领域内外呈现不同的视觉刺激。他们监测了处理视觉信息的初级视觉皮层中的神经活动。
研究结果显示，杂乱在猕猴视觉领域内的确切位置仅略微影响了初级视觉皮层中神经元之间的信息传递方式。然而，它确实影响了信息流的效率。
这可以类比为一个电话树，每个人拨打其他人以传递信息，直到小组中的每个人都获得信息。在视觉感知方面，杂乱的位置可能不会改变信息传递的顺序，但它确实影响了信息从一个人传递到下一个人的有效性。
“例如，某个区域的杂乱可能使初级视觉皮层某一层的信息传递受到的影响小于另一区域的杂乱，”耶鲁医学院精神病学助理教授兼该研究的共同高级作者莫妮卡·贾迪评论道。
此外，研究人员发现了一种以前未被认可的视觉皮层的一般特征。
大脑中有多个区域在看和识别物体方面发挥作用，信息通过这些区域以特定的顺序传递。例如，初级视觉皮层将信息包转发到次级视觉皮层，后者随后将信息传递给下一个区域。
“已经知道在各个视觉区域内发生复杂计算，这些计算的结果会被传递到下一个区域以完成物体识别过程，”贾迪说。
新研究强调的是，在这些较大的区域内，较小的子单元正在执行单独的计算，并仅将部分信息传递给其他子单元。这个发现连接了之前在研究视觉处理的不同学科之间存在的一个空白，正如南迪所提到的。
研究团队现在希望调查杂乱如何影响不同大脑区域中的信息处理以及注意力在这个系统中的作用。
“例如，在驾驶时，你可能专注于你面前的汽车，但当你评估它是否会并入时，你的注意力可能会转移到另一个车道的车辆上，”南迪指出。
这意味着，在信息详细视觉输入来自前方的汽车时，你的注意力实际上指向别处。
“这种注意力如何解释即使信息的清晰度不是最佳，你仍然能够比你直接注视的部分更好地感知你视觉空间中关注的内容？”贾迪询问道。“我们希望深入探讨注意力如何影响皮层中的信息流。”
