生物運動適應的自然恢復

引言（黑體、小三）視覺適應是視覺系統(tǒng)對不斷變化的外界環(huán)境保持高度的敏感性，不斷調(diào)整視覺狀態(tài)的過程，長時間觀察視覺刺激會產(chǎn)生明顯的適應效果[1]（參考文獻引用標志，上標，宋體五號）。在視覺系統(tǒng)的初級加工和高級加工過程中都存在視覺適應。例如，在長時間觀察一個女性化點光步行者刺激后，容易把隨后的中性點光步行者知覺為男性，這個現(xiàn)象被稱為生物運動適應[4-5]。1.緒論（黑體、四號）1.1.研究背景及意義（楷體、小四號）視覺是個體感知外界獲取信息的主要方式，而人類生活的自然環(huán)境是復雜多變的，適應幫助人類在復雜的環(huán)境中生存，日常生活中普遍存在著需要適應的情景。視覺適應（visualadaptation）即視覺系統(tǒng)為了適應外界環(huán)境的變化而不斷調(diào)整視覺狀態(tài)的過程[21]。視覺適應是視知覺的基本功能，從視覺的初級加工到高級加工過程中都有所發(fā)現(xiàn)，視覺的適應過程與多個腦區(qū)相關聯(lián)。生活中存在著各種類型的視覺適應，有明適應（lightadaptation）、暗適應（darkadaptation）、對比度適應（contrastadaptation）、運動適應（motionadaptation）、面孔適應（faceadaptation）等。例如，睡覺時關燈，會覺得一片黑暗，過一會兒可以看見物體模糊的輪廓，這就是暗適應。對適應的進一步研究可以更有效地幫助人們處理日常生活中面臨的問題。1.2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1.視覺適應及其神經(jīng)機制（宋體、小四號）視覺適應（visualadaptation）是指視覺系統(tǒng)為了適應外界環(huán)境的變化不斷調(diào)整的過程，作為視覺神經(jīng)系統(tǒng)的一個基本的功能，從低水平加工過程到高水平加工過程都有視覺適應現(xiàn)象發(fā)生。近年來的研究者們結合ERP、fMRI等技術，對各類型的視覺適應做出進一步的研究，主要的研究有：對比度適應、顏色適應、面孔適應和運動適應等[22]。1.2.2.視覺適應的時間尺度外界環(huán)境的變化時間是不同的，而視覺適應現(xiàn)象也發(fā)生在不同的時間尺度下。例如，在50ms的短時間內(nèi)，對比度適應就能產(chǎn)生適應效應，而白內(nèi)障患者的顏色適應可以長達幾個月[22]。視覺適應現(xiàn)象普遍符合時間尺度規(guī)律（durationscalinglaw）：隨著適應時間的增長，適應效果變得更強持續(xù)時間變得更久。一種理論認為單一的控制機制可以解釋視覺適應的時間尺度。最近的研究數(shù)據(jù)證明，視覺適應可能由多重的時間調(diào)節(jié)機制控制。2.實驗1生物運動適應中的自然恢復現(xiàn)象2.1.方法2.1.1.被試12名被試（7名女性，19-35歲，平均年齡=22.8歲，SD=4.2）參與實驗1，除了一名被試外，其他被試皆不知道實驗目的。實驗前被試充分了解實驗內(nèi)容并簽署知情同意書，實驗后給予被試相應報酬。所有被試視力或矯正視力正常。2.2.分析每一組實驗（session）以“基線”階段最后10個逆轉點（reversal）的百分比的平均值作為該組實驗的基線。為了標準化數(shù)據(jù)，并結合朝左和朝右的適應效果，我們從原始的時間序列中減去了基線。每組實驗以適應階段最后5個逆轉點（reversal）百分比的平均值作為該組實驗的適應效果。適應效果進行配對t檢驗，與0比較。2.3.結果在朝左和朝右的PLW適應條件下，測試刺激點的百分比顯著增加（t（11）=8.39，p<0.001，d=2.42），表現(xiàn)出明顯的適應后效（M=14.8±6.1%，見圖3）。與之相反，位置-打亂適應條件下，刺激沒有引起顯著的后效（t(11)=-0.19，p>0.25，d=0.05）。在PLW適應條件下，“去適應”階段的適應效應迅速下降到基線水平。3.實驗2生物運動適應效應的時間尺度規(guī)律3.1.方法3.1.1.被試12名被試參與實驗2(7名女性，20-26歲，平均年齡=21.6歲，SD=1.6)，其中有五人參加了實驗1。所有被試視力或矯正視力正常，均不知實驗目的。實驗后給予相應報酬。3.1.2.設備與刺激實驗2中只除去了位置-打亂適應刺激，實驗設備和刺激與實驗1相同。3.1.3.實驗過程實驗2有三個階段（見圖2）。第一個階段為基線階段，該階段持續(xù)150s。第二個階段為適應階段，該階段有三種不同的持續(xù)時間，分別是182s（26個試次）、301s（43個試次）和420s（60個試次）。第三個階段為后測階段，該階段持續(xù)300s，共150個試次。被試的任務與實驗1相同，當綠色刺激變成紅色時，被試用左手按下空格鍵；當藍色測試刺激出現(xiàn)時，被試右手按下左方向鍵或右方向鍵來報告他們對測試刺激走向的第一印象。被試每一種PLW適應刺激（朝左或朝右）需要完成6次，即每一種適應時間需要完成12次，共36組實驗。被試在兩次實驗之間至少要休息一小時。3.2.分析對基線和適應效果的計算以及數(shù)據(jù)的標準化和插值方法與實驗1相同。采用單因素重復測量方差分析（AOne-WayRepeatedMeasureANOVA）來測量適應時間對適應后效的影響。另外，本文采用了Vul等的方法估算適應效應的慢時間序列和快時間序列:慢時間尺度的大小被定義為后測階段的最后20秒中剩余的適應效應；快速時間尺度的大小被定義為適應階段的適應效應與后測階段的剩余適應效應的差異。然后，我們采用單因素重復測量方差分析，比較三種時間條件下適應效果的慢時間尺度和快時間尺度。在方差分析中，使用Eta-squared（η2，效應平方和除以總平方和）來估算效果的大小[43]。3.3.結果對圖4中后測階段的檢驗發(fā)現(xiàn):適應效應在初始階段迅速下降，隨后衰減緩慢，這表明在適應過程中可能有兩個時間機制。單因素重復測量方差分析表明，適應時間對慢的時間機制有顯著影響（見圖5，F(xiàn)(2,22)=11.93，p<0.001，η2=0.52），但對快的時間機制不顯著（F(2,22)=3.05，p>0.05，η2=0.18）。經(jīng)過post-hoc配對比較顯示，420s時間條件下的剩余適應效應顯著強于182s和301s時間條件(這兩組配對檢驗p<0.05)，301s條件下的剩余適應效應比182s時間條件（p=0.15）更顯著。這些結果表明，隨著適應時間的增加，慢時間機制的適應效果會持續(xù)更長時間?？偠灾镞\動適應的動態(tài)也符合時間尺度規(guī)律。這與McCollough效應以及對比適應效應等其他適應現(xiàn)象是一致的[15,16,44]。圖5.實驗2中，慢的(左圖)和快的(右圖)時間尺度的適應的大小的函數(shù)4.討論綜上所述，我們的工作研究了生物運動適應的時間過程，并揭示了這類適應的持續(xù)時間尺度規(guī)律。此外，實驗2的結果表明，隨著適應時間的增加，慢時間尺度上的適應效果變得更強，這與之前對麥克洛效應的研究結果一致。在Vul等人的研究中，快時間尺度的適應效應在160s時間條件下達到飽和，而不是在40s適應時間條件下。在本研究中，快時間過程的適應效應在182s、301s和420s持續(xù)時間條件下無顯著的差異。由于本研究沒有在更短的時間條件下測試適應刺激，需要進一步研究生物運動適應的快時間尺度多久能夠達到漸近線。5.結論本研究采用有時限的點光步行者刺激，觀察到生物運動適應效應的自然恢復現(xiàn)象，并證明了生物運動適應效應符合時間尺度規(guī)律。當前研究證明，該類型的視覺適應也受多種時間調(diào)節(jié)機制的控制。這些發(fā)現(xiàn)和過去的研究一起表明，這種多重適應機制可能是視覺適應的普遍原理。參考文獻（黑體、小三號、頂格）[1]KohnAdam.Visualadaptation:physiology,mechanisms,andfunctionalbenefits.[J].JournalofNeurophysiology,2007,97(5).[2]WebsterMichaelA.Adaptationandvisualcoding.[J].JournalofVision,2011,11(5).[3]高憶,鮑敏.視覺適應及其神經(jīng)機制[J].心理科學進展,2015,23(07):1142-1150.[4]陳碩.顏色恒常認知框架模型[J].應用心理學,2003(04):59-63.附錄（黑體、小三號、頂格）誠信聲明（黑體、小三號、居中）本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文，是本人在指導老師的指導下,獨立進行研究工作