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先前经验既塑造视觉知觉，也塑造其底层神经回路。这一点可由斜向效应加以说明——相较于斜向取向，基数取向（水平/垂直）具有显著的知觉优势——这一现象反映了大脑如何适应自然环境中的统计规律。当前仍不清楚的是，这种适应究竟是在整个视觉皮层中普遍泛化，还是特异性地存在于支持不同知觉判断的神经回路之中。为对此进行研究，我们考察了人类在对比度检测和取向辨别任务中的表现，采用了一组覆盖不同空间频率范围的相同刺激，并结合一个受生物学启发的视觉取向加工模型。从行为结果来看，取向辨别中出现了稳健的斜向效应，而在对比度检测中，这一效应仅在较高空间频率下被观察到。该模型通过以下机制解释了检测任务中的变化：基数取向调谐神经元池化反应的增强，以及取向带宽随空间频率增加而变窄，这与皮层V1神经元的已知特性一致。然而，辨别任务中的斜向效应则需要不同的约束条件，即基数取向神经元相较于斜向取向神经元具有更窄的取向调谐。没有任何单一模型能够同时解释这两种效应，这表明斜向效应源于任务特异性的机制。更广泛地说，这些发现表明，大脑并非依赖固定的策略，而是采用灵活的计算策略，以针对特定任务优化感觉编码。
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摘要
先前经验会塑造视觉知觉及其所依赖的神经回路。一个典型例证是倾斜效应——相较于斜向方位，人们对主轴方位（水平/垂直）具有显著的知觉优势——这反映了大脑如何适应自然环境中的统计规律。目前尚不清楚，这种适应是泛化于整个视觉皮层，还是特异于支持不同知觉判断的回路。为此，我们考察了人在对比度检测和方位辨别任务中的表现，在一系列空间频率条件下使用相同刺激，并结合一个受生物学启发的视觉方位加工模型。行为结果显示，在方位辨别任务中出现了稳健的倾斜效应，而在对比度检测任务中，仅在较高空间频率下发现该效应。模型表明，对检测变化的解释在于：主轴方位调谐神经元的汇聚反应增强，同时方位带宽随空间频率升高而变窄，这与已知的皮层 V1 神经元特性一致。然而，辨别任务中的倾斜效应则需要不同的约束，即主轴方位神经元相比斜向方位神经元具有更窄的方位调谐。没有任何单一模型能够同时解释这两种效应，这表明倾斜效应源于任务特异性的机制。更广泛地说，这些发现表明，大脑并非依赖固定策略，而是采用灵活的计算策略，以针对特定任务优化感觉编码。
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发表于 2026 年 7 月 17 日。 下载 PDF 电子邮件
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人类方位知觉偏差由任务特异性的神经机制所支撑
Richard Leadbeater， Timothy Ledgeway， Paul McGraw
bioRxiv 2026.07.12.738112； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.12.738112
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人类方位知觉偏差由任务特异性的神经机制所支撑
Richard Leadbeater， Timothy Ledgeway， Paul McGraw
bioRxiv 2026.07.12.738112； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.12.738112
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.12.738112v1?rss=1
🏷️ 方向感知偏差 斜向效应 视觉皮层V1 取向辨别 空间频率 任务特异性机制