人們對世界的感知是由一系列的知覺(jué)“快照（snapshots）”構建的?？煺站拖袷前聪抡障鄼C快門(mén)的瞬間，這種瞬時(shí)數據的影像在時(shí)間維度上依次展開(kāi)，帶給人們連續的主觀(guān)時(shí)間體驗?？煺盏男纬膳c神經(jīng)系統的知覺(jué)采樣過(guò)程有關(guān)，不同的感知覺(jué)系統有著(zhù)迥異的采樣頻率。以視覺(jué)為例，人們一般能看清頻率在20赫茲以下的不同顏色色塊的交替閃爍，當閃爍頻率加快后知覺(jué)就會(huì )漸變?yōu)橐粋€(gè)穩定的融合的色塊。換言之，視知覺(jué)對彩色客體的采樣率在20赫茲左右。嗅覺(jué)的采樣受制于呼吸，相較之下非常緩慢，一般僅為約0.5赫茲。在腦內，來(lái)自不同通道、有著(zhù)不同時(shí)間分辨率的感知覺(jué)信息最終被整合為統一的感知覺(jué)表征，跨感覺(jué)通道的信息在此過(guò)程中交互影響。那么，跨通道信息在交互整合過(guò)程中是如何在時(shí)間維度上相互協(xié)調的？時(shí)間精度粗糙的氣味信息會(huì )影響視知覺(jué)采樣率，進(jìn)而改變人們對視覺(jué)客體的時(shí)間體驗嗎？ 

　　心理所周雯研究組采用行為實(shí)驗和腦電（EEG）技術(shù)對上述問(wèn)題展開(kāi)了研究。實(shí)驗中，受試者觀(guān)看先后呈現的兩個(gè)快速閃爍的紅綠刺激序列，其中一個(gè)序列包含蘋(píng)果或者香蕉的圖形，交替閃爍的刺激圖形配色相反；另一個(gè)則為相應的顏色塊（圖1A）。受試者判斷在哪個(gè)序列中可以看到物體圖形。由于所用紅綠顏色在主觀(guān)亮度上進(jìn)行了匹配，當閃爍頻率在受試者的閾限附近時(shí)，受試者只能在部分試次中看到圖形，而在其他試次中，看到的是融合的橙色塊。在完成視覺(jué)任務(wù)的同時(shí)，受試者聞取類(lèi)似蘋(píng)果或者香蕉的氣味。實(shí)驗結果顯示（圖1B），嗅覺(jué)信息可以促進(jìn)一致（相對于不一致）的圖形在閾限附近閃爍時(shí)的可視度，提高受試者的判斷成績(jì)，并提升相應的閃光融合閾限。相應的控制實(shí)驗結果顯示，上述效應并不是自上而下的認知控制或語(yǔ)義啟動(dòng)造成的。 

　　圖1.（A）2AFC物體探測任務(wù)示意圖。（B）閃光融合閾限附近受試者的成績(jì)（左）以及擬合的心理物理曲線(xiàn)和估計的閃光融合閾限（右）。 

　　接下去的實(shí)驗采用類(lèi)似范式并記錄腦電信號以考察氣味調制視覺(jué)客體采樣的神經(jīng)基礎。對腦電信號的時(shí)頻分析顯示（圖2），嗅覺(jué)和視覺(jué)信息的一致（相對于不一致）增強了視覺(jué)圖形呈現后大約150-300毫秒間與刺激的閃爍頻率相對應的神經(jīng)震蕩活動(dòng)，其分布范圍主要在右側顳葉這一與物體表征緊密相關(guān)的腦區。 

　　圖2.（A）嗅視一致效應（一致與不一致條件下的差值）的頭皮地形分布。（B）T8/TP8/P8電極平均后的時(shí)頻結果圖。（C）對T8/TP8/P8平均時(shí)頻結果的二維高斯擬合。（D）嗅視一致效應的溯源結果圖。 

　　客體表征相關(guān)的神經(jīng)信號強度被認為是大腦推斷相應時(shí)距的依據。由氣味帶來(lái)的顳葉客體信號的增強是否伴隨個(gè)體對該客體主觀(guān)時(shí)長(cháng)的改變？隨后的實(shí)驗采用了時(shí)長(cháng)比較的任務(wù)；受試者觀(guān)看先后呈現的蘋(píng)果和香蕉的圖片，并判斷哪一個(gè)呈現的時(shí)間更長(cháng)（圖3A）。其中一個(gè)圖片為標準刺激，呈現500毫秒；另一個(gè)為比較刺激，呈現300-700毫秒。受試者在完成時(shí)間任務(wù)的同時(shí)聞取類(lèi)似蘋(píng)果或者香蕉的氣味。實(shí)驗結果顯示（圖3B），嗅覺(jué)信息可以調節時(shí)間加工所對應的心理物理曲線(xiàn)，增加了一致（相對于不一致）的視覺(jué)圖形的主觀(guān)時(shí)長(cháng)，并且這種時(shí)間“膨脹”效應并不是由自上而下的認知控制或語(yǔ)義啟動(dòng)導致的。 

　　圖3.（A）時(shí)長(cháng)比較任務(wù)的示意圖。（B）時(shí)間任務(wù)成績(jì)對應的心理物理曲線(xiàn)（左和中）以及估計的主觀(guān)相等點(diǎn)（右）。 

　　這項研究清楚地表明，嗅覺(jué)信息可以在客體表征一致性的基礎上調節視覺(jué)的采樣和主觀(guān)時(shí)間知覺(jué)，從而為我們了解多感知覺(jué)通道信息交互整合的時(shí)間機制及其神經(jīng)基礎提供了新的參考。同時(shí)，該項研究的結果也進(jìn)一步揭示人們的時(shí)間感知可能在很大程度上受相應神經(jīng)能量的調控，如同物理的時(shí)空受到物質(zhì)能量的扭曲一樣。 

　　該研究獲國家自然科學(xué)基金委項目(31422023和31100735)、中科院戰略性先導專(zhuān)項（XDB02030006和XDB02010003），以及中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目（QYZDB-SSW-SMC030）的資助。研究結果已在線(xiàn)發(fā)表于Cerebral Cortex。 

　　論文信息：Zhou, B., Feng, G., Chen, W., & Zhou, W. (2017). Olfaction Warps Visual Time Perception. Cerebral Cortex, 1-11. DOI:https://doi.org/10.1093/cercor/bhx068