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        心理所研究發現視聽整合可以抑制瞳孔光反射
        作者: 腦與認知科學國家重點實驗室 蔣毅研究組 ║ 日期: 2021/07/13 

          上丘(superior colliculus)是中腦的一個重要結構,不僅可以調控空間注意以及眼睛的掃視運動,其中層部分還可以改變瞳孔的大小。由于上丘的中層及深層部分也具有整合不同通路信息的功能,相比于單通道刺激,視聽雙通道刺激應當也能夠顯著地改變瞳孔大小。

          腦與認知科學國家重點實驗室蔣毅研究組的科研人員利用瞳孔光反射來系統地研究視聽整合對瞳孔的調節機制。瞳孔光反射是指當遇到強光時,瞳孔快速收縮的反應。研究者利用瞳孔振蕩的范式,首先以固定頻率交替呈現明暗變化的刺激(圖1a),從而誘發瞳孔大小的節律性變化(如圖2a和圖2b所示),然后利用快速傅立葉變換提取這種周期性的瞳孔振蕩在該頻率上的振幅,并使用這個振幅反映瞳孔光反射的強度(圖2c)。然后,研究通過在視覺刺激更亮或更暗的時刻同步呈現一個聽覺刺激(圖1b,1c),來探討視聽刺激如何影響光反射誘發的瞳孔振蕩。

        圖1. 實驗流程示意圖

         

          實驗1發現,當聽覺刺激與更亮的刺激同時呈現時,瞳孔振蕩的幅度顯著小于只有視覺刺激呈現時(圖2c和圖2d紅色線所示),表明瞳孔光反射受到了視聽整合的抑制。實驗2換用不同的刺激呈現方式驗證了實驗1的結果。同時,實驗3和實驗4分別證明這種視聽整合對瞳孔光反射的抑制只有當視覺刺激出現在中央視野時才會發生,并且即使被試在做一個無關任務時,這種抑制效應也仍然存在。研究結果系統地表明視聽整合在何種條件下會選擇性地改變瞳孔光反射,也為進一步解決多感覺整合作用于瞳孔的神經通路(如通過上丘調節與瞳孔大小相關的交感或副交感通路)提供了新的線索和范式。

         

          

        圖2. 實驗1結果

         

         

          該研究獲得國家自然科學基金、心理所青年人才科研啟動項目、中國科學院先導專項、前沿科學重點研究項目等的支持。

          相關文章已在線發表于Psychophysiology。

          論文信息:

          Yuan, X., Cheng, Y., & Jiang, Y. Multisensory signals inhibit pupillary light reflex: Evidence from pupil oscillation. Psychophysiology, e13848. doi: https://doi.org/10.1111/psyp.13848

         

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