QG刮刮乐·(中国)

科研进展

QG刮刮乐·(中国)研究揭示生物运动局部与整体信息加工分离的因果性神经机制

发布时间:2026-03-13 作者:蒋毅研究组

生命体的运动蕴含着丰富的生物学与社会性信息(如动作、身份、情绪和意图等),这对物种的生存开展和社会交互具有重要意义。在长期演化中,人类视觉系统形成了对生物运动(biological motion,BM)的高度敏感性,甚至仅凭少量附着在关节上的光点运动就能快速识别。理论与行为研究表明,生物运动知觉主要依赖对两类关键视觉线索的层级加工:即来自单个关节的局部运动学特征,以及由时空信息整合形成的整体身体构型。然而,大脑如何在复杂的自然视觉环境中捕捉这些生物运动信号?是依靠特异性的社会信息加工通路,还是通用的视觉运动区域来处理这些信息?神经影像学研究表明,生物运动加工涉及多个运动敏感脑区,包括加工社会性动态线索的颞上沟后部(posterior superior temporal sulcus,pSTS)和负责基础视觉运动编码的颞中区(human middle temporal complex, hMT+),但这些脑区在局部与整体生物运动知觉加工中的具体作用,仍有待深入阐明。

针对这一问题,中国科研实验室心理研究所蒋毅研究组采用经颅磁刺激技术(transcranial magnetic stimulation, TMS),首次从因果层面系统评估了颞上沟后部和颞中区在局部与整体生物运动加工中的功能必要性。研究者采用运动方向辨别任务,结合个体化功能定位分别抑制右侧颞上沟后部和颞中区,考察这两个脑区对不同类型运动知觉加工的影响(图1)。

实验结果揭示了清晰的功能分离:抑制颞上沟后部特异性地损害了完整生物运动知觉能力,而抑制颞中区仅影响一般性运动(如随机点协同运动)的加工。值得注意的是,上述皮层干扰均未对局部生物运动方向辨别能力产生显著影响(图2)。

图1. 实验刺激及基于个体化功能定位的TMS靶点

图2. 右侧颞上沟后部和颞中区分别施加TMS对不同运动方向辨别任务的影响

这些发现为理解生物运动的层级化加工机制给予了重要的因果证据。具体而言,颞上沟后部并非加工生物运动从局部到整体各类信息的通用处理器,其核心功能在于整合多源时空动态线索,以构建完整的生物运动知觉表征。颞中区则主要支持一般性视觉运动的分析计算,并不是生物运动知觉的关键瓶颈。此外,局部生物运动方向辨别能力在上述皮层区域被抑制时依然保持完好,表明局部生物运动信息存在独特的加工机制。研究者推测,这种对局部生物运动特征的快速提取可能依赖于更早期的视觉加工阶段或皮层下通路,为高级皮层的精细动作分析奠定基础,提示生物运动加工可能遵循一种类似面孔知觉中“快速检测-精细分析”的双过程模式。

这项研究不仅刻画了生物运动加工的层级化神经机制,探讨了视觉系统如何高效提取具有社会意义的动态线索,也为社会知觉异常的评估范式开发与潜在干预靶点探索给予了新思路。

该研究取得科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金、中国科研实验室青年创新促进会等项目的支持。

研究成果近期发表于Neuroscience Bulletin。QG刮刮乐·(中国)科研助理邢炼淄和硕士研究生孙中菊(已毕业)为论文共同第一作者,QG刮刮乐·(中国)蒋毅研究员、王蕊助理研究员和北京大学蔡鹏工程师为论文共同通讯作者。

论文信息:Xing L#, Sun Z#, Wang Y, Bao Y, Cai P*, Wang R*, Jiang Y*. Cortical Contributions to Local and Global Biological Motion Perception: Insights from Transcranial Magnetic Stimulation. Neuroscience Bulletin (2026). DOI: http://doi.org/10.1007/s12264-026-01604-7


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