人類(lèi)的大腦無(wú)時(shí)無(wú)刻不在接收周?chē)匀画h(huán)境的刺激，經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的物種進(jìn)化和發(fā)展，人類(lèi)的視覺(jué)系統發(fā)展出與自然環(huán)境相適宜的特性與功能。這一重要屬性可以在視覺(jué)適應中被觀(guān)察到。 

　　一種特殊的視覺(jué)適應-——短時(shí)程單眼剝奪，近期引起廣泛關(guān)注。在典型的短時(shí)程單眼剝奪研究中，在剝奪過(guò)程中，被試一只眼看到的是周?chē)h(huán)境或視頻畫(huà)面，另一只眼被遮蓋住或者看到的是經(jīng)過(guò)某種處理后的畫(huà)面。 

　　已有研究對單眼剝奪效果的測量采用的都是實(shí)驗室的簡(jiǎn)單合成刺激（如正弦光柵、白噪音等）。與合成刺激相比，自然場(chǎng)景刺激具有更加復雜的統計特征，與視覺(jué)系統的功能更相宜，能更有效地驅動(dòng)視覺(jué)皮層神經(jīng)元。因此，由合成刺激所測得的單眼剝奪效果不一定適用于自然場(chǎng)景刺激。 

　　中國科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室鮑敏研究組的科研人員，設計了一種基于自然場(chǎng)景刺激的穩態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位技術(shù)（圖1A），通過(guò)立體鏡給左右眼呈現不同頻率閃爍（對比度反轉）的自然融合刺激進(jìn)行融合刺激測試（unfiltered test），直接檢測單眼剝奪在自然場(chǎng)景下的神經(jīng)效應。同時(shí)，在剝奪過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行四組中間測試（interim test），追蹤剝奪過(guò)程中神經(jīng)反應的動(dòng)態(tài)變化（圖1B）。本研究同時(shí)考察了兩種單眼剝奪類(lèi)型：一種是模擬遮蓋剝奪（mean-luminance），剝奪過(guò)程中非剝奪眼看到的是正常視頻圖像，剝奪眼看到的是平均亮度畫(huà)面；另一種是相位規則剝奪（pink-noise），剝奪眼看到的是相位規則被打亂的圖像（圖1A）。

　　圖1 實(shí)驗流程與雙眼競爭任務(wù)結果

　　實(shí)驗一中的中間測試所用刺激與剝奪適應刺激保持一致，不同之處在于閃爍周期和前后融合刺激測試相同，即剝奪眼刺激閃爍周期為6Hz，非剝奪眼為7.5Hz。在125分鐘單眼剝奪前后用雙眼競爭任務(wù)測試知覺(jué)眼優(yōu)勢變化（圖1A），結果發(fā)現單眼剝奪增強剝奪眼的主導性（圖1C），和前人研究結果相似。對于腦電測試，通過(guò)單樣本t檢驗選擇有足夠強烈視覺(jué)反應的電極納入分析。前后融合刺激測試結果顯示，單眼剝奪使得神經(jīng)眼優(yōu)勢偏向剝奪眼，表明剝奪眼神經(jīng)增益增強。但令人困惑的是，四組中間測試的神經(jīng)眼優(yōu)勢沒(méi)有明顯變化，這似乎與前后融合刺激測試結果相矛盾。研究推測，可能是中間測試刺激中較強的眼間抑制掩蓋了神經(jīng)眼優(yōu)勢的變化。 

　　為了公平地與前后融合刺激測試比較，實(shí)驗二中的中間測試的閃爍階段刺激被替換為自然融合刺激，但是在測試過(guò)程中的間歇適應階段（top-up）依舊與剝奪適應刺激一致。和實(shí)驗一結果一致，剝奪后觀(guān)察到知覺(jué)眼優(yōu)勢（圖1D）和神經(jīng)眼優(yōu)勢（圖2）都偏向剝奪眼。更重要的是，在模擬遮蓋剝奪條件下，在剝奪過(guò)程中，剝奪眼的神經(jīng)增益隨著(zhù)時(shí)間逐漸增強（圖2）。 

　　圖2 實(shí)驗二結果圖，剝奪眼相比非剝奪眼的振幅比值在后測顯著(zhù)增大，在模擬遮蓋剝奪（mean-luminance）條件下振幅比值在剝奪過(guò)程中逐漸增大

　　總的來(lái)說(shuō)，該研究揭示了短時(shí)程單眼剝奪效應可以在觀(guān)看自然場(chǎng)景刺激時(shí)表現出來(lái)，為單眼剝奪中的穩態(tài)補償機制理論拓展到一般性的自然場(chǎng)景刺激提供了證據。同時(shí)，科研人員首次用基于自然場(chǎng)景的穩態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位技術(shù)跟蹤剝奪過(guò)程中眼優(yōu)勢逐漸變化的過(guò)程，這一方法有望在未來(lái)作為實(shí)時(shí)追蹤自然適應環(huán)境下神經(jīng)反應的一種強有力手段。 

　　該研究的合作者包括腦與認知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的何生教授、蔣毅教授以及美國明尼蘇達大學(xué)的Stephen A. Engel教授。 

　　該研究受?chē)易匀豢茖W(xué)基金(31571112, 31871104, 31525011和31830037) 和中國科學(xué)院重點(diǎn)部署項目（XDB02010003 和QYZDB-SSW-SMC030)資助。研究結果在線(xiàn)發(fā)表于Neuroscience. 

　　Lyu, L., He, S., Jiang, Y., Engel, S. A., & Bao, M*. (2020). Natural-scene-based Steady-state Visual Evoked Potentials Reveal Effects of Short-term Monocular Deprivation. Neuroscience. [Epub ahead of print] doi: 10.1016/j.neuroscience.2020.03.039.

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