注意力调节神经特征维度图中刺激的表征

《Journal of Cognitive Neuroscience》：Attention Modulates Stimulus Representations in Neural Feature Dimension Maps

本研究通过功能磁共振成像技术，探讨视觉皮层多变量激活模式如何形成空间特征维度地图，并验证其动态加权机制对注意力引导的影响。实验发现，当被试关注颜色或运动方向时，相应脑区的激活模式增强，且增强范围与任务相关。

　　

摘要：

计算理论认为，注意力是由针对各个特征的空间映射共同引导的，这些空间映射可以根据任务目标进行动态加权。与此框架一致的是，当一个刺激包含多个特征时，关注其中一个特征会导致偏好该特征的脑区在功能性磁共振成像（fMRI）中产生更强的反应。我们假设，不同特征响应皮层区域中的多变量激活模式形成了空间“特征维度映射”，这些映射共同决定了注意力的优先级。我们通过重建视觉皮层视网膜对应区域在参与者执行特征选择性注意任务时的fMRI激活模式来验证这一预测。参与者观察一个位于随机位置的外周视觉刺激，该刺激中总是包含移动的彩色点。在每次试验中，参与者会被提示报告刺激的主要运动方向或颜色，或者被要求固定注视某个点。基于空间反编码模型重建的地图中，当关注颜色时，颜色选择性区域的刺激表征会得到选择性增强；当关注运动时，运动选择性区域的刺激表征会得到增强。虽然在颜色选择性区域中增强作用局限于刺激的位置，但在运动选择性区域中，当运动与任务相关时，增强作用具有更全局的特征。这些结果表明，特征选择性的皮层区域支持“神经特征维度映射”：这些映射是根据任务需求动态重新加权的不同视觉特征的空间表示，从而将视觉行为引导到基于关键特征的最相关位置。