Perceptual learning of binocular disparity and its neural mechanisms

空间中物体的左右眼视网膜成像会因两眼之间位置的水平性分离而在视角上存在微小的水平差异，这种成像差异被称为双眼视差（binocular disparity）。双眼视差是立体视知觉最重要的信息来源，对身处三维世界的生物至关重要。研究发现，知觉学习可显著提高被试的立体视功能，但以往研究对双眼视差知觉学习的本质和可塑性机制存在争议，对于双眼视差知觉学习的神经机制尚不清楚。本研究以基于双眼视差的立体视功能的可塑性机制为着眼点，结合心理物理学、事件相关电位和功能性磁共振技术，第一次系统考察了“不同类型双眼视差条件下立体视知觉学习特性和神经机制的异同”这一问题。 研究一调查了视锐度正常且无器质性眼病的成年人在不同视差条件下的立体视异常/立体视盲发生率。研究共招募 121 名被试，使用实验室程序产生的不同视差条件的随机点立体图（random-dot stereogram, RDS）作为刺激，考察不同视差条件下的立体视情况，同时也使用标准纸板测试进行立体视锐度测量。结果发现 1.27%的被试未能在任何一项测试中表现出立体视功能，可能存在立体视盲。 研究二使用不同视差条件的 RDS 作为刺激，分别对被试进行立体视知觉训练，考察双眼视差知觉学习的特性与迁移性。实验二将 40 名被试随机分为四组，其中一组为控制组，其余三组分别接受零阶、一阶和二阶视差条件的立体视知觉训练。结果发现，在三种训练条件下，视差阈值均显著下降，且学习效果的迁移存在一定的不对称性，即高阶视差条件的训练效果可以完全迁移至低阶视差条件，但低阶视差条件的学习效果仅能部分迁移至高阶视差条件。该结果提示不同类型视差加工的学习发生位点可能不同。 研究三分别利用 ERP 和 fMRI 技术探究双眼视差知觉学习背后的神经机制。实验三使用 ERP 技术探究不同类型视差训练前后大脑的 ERP 波形的变化。实验将 20 名被试随机分为两组，分别接受零阶和二阶视差条件的立体视知觉训练，并在训练前后记录其脑电信号。零阶视差训练条件下，训练引起顶枕部（如PO3、PO4）和枕部（如 O1、O2）电极位置 N1 成分峰值的改变，且仅在零阶视差条件下峰值显著提高。二阶视差训练条件下，N1 成分峰值在顶部（如 P3、P4）、顶枕部、枕部电极位置和两种视差条件下均有所上升；在顶部电极位置上，二阶视差训练还引起 P2 成分峰值的下降。 实验四利用 fMRI 技术考察双眼视差训练前后大脑皮层激活状态的变化情况。实验将 18 名被试随机分为两组，分别接受零阶和二阶视差条件的立体视知觉训练，并在训练前后进行磁共振扫描。结果表明，零阶视差训练条件下，知觉学习未显著改变立体视相关脑区的激活状态，仅扣带皮层和部分前额叶区域激活强度降低。二阶视差训练则使颞叶和顶叶部分区域激活强度显著提高，同时提高了零阶视差条件下部分中级视皮层的激活强度。 本研究结果证明，立体视知觉学习发生在多个神经位点，相对低阶视差的知觉学习，高阶视差训练涉及更高级的视觉脑区，同时在加工进程上涉及的时程更长，其中包含低阶视差知觉学习所涉及的脑区及加工时程，因此学习效果可以实现更好的迁移。这种不同类型视差知觉学习的渐进式特点，使得我们可以研究知觉学习领域中诸如学习的特异性/迁移性、皮层传递性等重要的理论问题，对于理解学习相关的可塑性本质具有独特和重要的价值；同时，高阶视差训练效果的强迁移性也具有一定的应用价值和临床指导意义

Binocular disparity: Neural mechanisms and perceptual learning

双眼瞳距使得空间某物体在左右眼视网膜的成像存在微小位置差异,这种差异被称为双眼视差(binocular disparity),是立体视知觉的重要信息来源。对双眼视差的心理物理学研究始于18世纪初,迄今已有接近两百年的历史。近年来,双眼视差研究主要集中在两方面。其一是用电生理、脑成像技术考察双眼视差在视觉背、腹侧通路的模块化表征,其脑区表征反映出视觉系统的层级式、平行式加工规律。其二是应用知觉学习范式研究双眼视差的可塑性。未来研究应综合脑成像和神经调控技术考察双眼视差的神经机制及其学习效应,包括双眼视差与多种深度线索间的信息整合和交互作用。应用方向上,可结合虚拟现实等技术优化训练范式,实现立体视力的康复和增强。</p

基于时间特性视角的视觉审美和愉悦感受研究

美感和愉悦感受的关系是近些年审美研究者们十分关注的话题。虽然行为和核磁实验都提示美感和愉悦感受有非常紧密的关系,但由于刺激材料选择的局限性,二者是否可以等同还有较大争议。本研究招募了30名无长期美术培训经验的被试,通过预实验建立了四种不同美感-愉悦度组合的图片库(美-愉悦、美-不愉悦、不美-愉悦和不美-不愉悦),旨在从时间特性的角度探索了审美和愉悦感受的关系。实验过程中,每张图片的呈现时间有8种条件,分别为17ms、34ms、50ms、100ms、200ms、400ms和自由呈现时间,被试对所有图片进行美感、愉悦感受和唤醒度的打分。结果发现,被试欣赏所有图片时美感和愉悦感受的评分结果同前期进行分类图片时其他被试评分的结果相近。对于美-愉悦和不美-不愉悦两种类型的图片而言,美感和愉悦感受评分在所有呈现时间条件下都呈现显著的正相关;而对于不美-愉悦和美-不愉悦两种类型的图片,图片带给被试的美感和愉悦感受则呈现显著的负相关。将美感和愉悦感受在控制呈现时间条件和自由呈现时间条件下的相关系数作为此感受趋于稳定的程度,我们探究了形成稳定的美感和愉悦感受所需要的最短时间。结果表明美感和愉悦感受评价一般在图片呈现50～100ms后逐渐趋于稳定。对于美-愉悦和不美-不愉悦类型的图片而言,愉悦感受和美感在所有控制呈现时间条件下和不控制呈现时间条件下的相关系数的差异均不显著;对于美-不愉悦和不美-愉悦两种类型的图片,当呈现时间为200ms时,相关系数表现出显著差异。我们的结果表明美感和和愉悦感受的极性并不总是一致的,在时间特性上可以出现分离,提示二者虽然可美感和和愉悦感受具有部分独立的神经基础,一定程度上挑战了前人对美感来源于欣赏作品时产生的愉悦体验的解释。</p

Efficient Perovskite-organic Bulk Heterojunction Hybrid Integrated Solar Cells

An integrated perovskite/ organic bulk-heterojunction (BHJ) photovoltaic device was fabricated for efficient light harvesting and energy conversion. The structure of the solar cells consists of two photovoltaic layers, namely a methylammonium lead iodide (CH_3 NH_3 PbI_3) and poly (3-hexylthiophene) (P3HT) blended with metha-nofullerene [6,6]-phenyl C_(61) -butyric acid methyl ester (PCBM) organic BHJ active layer. The power conversion efficiency (PCE) of 6.54% was achieved in the integrated device with a J_(sc) of 19.14 mA / cm~2, a V_(oc) of 0.76 V, and a FF of 45.0%. Compared to that of CH_3 NH_3 PbI_3 / PCBM planar device, the enhanced performance indicates that the BHJ film absorbs light and contributes to the current density of the device. Our research further demonstrates the compatibility and synergistic potential of the perovskite and organic bulk-heterojunction (BHJ) photovoltaic device