皮层α节律预测性地追踪被遮挡的运动轨迹

现实世界中的物体经常沿着由其所处环境塑造的复杂非线性轨迹运动。在运动过程中，它们常常会暂时离开视野，被周围环境遮挡。然而，即使物体不再可见，人类仍能够维持对物体位置和运动状态的表征。在此，我们探讨了在遮挡条件下追踪经历非线性且受环境约束运动的物体的神经基础。我们在参与者对一个沿不同弯曲管道下落的小球进行心理位置追踪时记录其脑电图（EEG）（管道条件，Pipe condition）。将管道条件与以下条件进行比较：仅有小球轨迹可见的条件（仅小球条件，Ball-only condition），以及管道被遮挡物完全覆盖的条件（遮挡物条件，Occluder condition）。在偶发的探测试次中，视频会在随机时间点终止，参与者必须使用鼠标光标指示小球的最后位置。在行为层面，参与者系统性地报告了一个位于小球真实位置前方的位置，其中这种向前位移在遮挡条件下最为显著。在神经层面，对脑电数据进行的多变量解码分析显示，α频段活动携带了条件内及跨条件的方向特异性运动信息。关键的是，跨条件解码揭示了知觉到的运动（仅小球条件）与心理追踪的运动（遮挡物条件）之间共享的表征，并且遮挡物条件中的表征预示了仅小球条件中稍后出现的表征。综上，我们的行为学与神经学发现提供了相互印证的证据，表明在遮挡下进行非线性运动追踪时，大脑会对物体当前位置前方的运动进行编码；这种“超前于时间”的策略可能构成了在动态变化世界中追踪物体时实现时间精确性的基础。

现实世界中的物体常常沿着由其所处环境塑造的复杂非线性轨迹运动。在运动过程中，它们也常会暂时离开视野，被周围环境所遮挡。然而，即使物体不再可见，人类仍能够维持对物体位置和运动的表征。在本研究中，我们考察了在遮挡条件下追踪经历非线性、受环境约束运动的物体的神经基础。我们记录了参与者在心理追踪一个沿不同弯曲管道下落的小球位置时的脑电图（EEG）（管道条件，Pipe condition）。管道条件与以下条件进行比较：仅可见小球轨迹的条件（仅小球条件，Ball-only condition），以及管道被遮挡物完全覆盖的条件（遮挡物条件，Occluder condition）。在偶发的探测试次中，视频会在随机时间点终止，参与者需要使用鼠标光标指出小球的最后位置。在行为层面，参与者系统性地将小球报告在其真实位置的前方，且这种向前位移在遮挡条件下最为显著。在神经层面，对EEG数据进行的多变量解码分析表明，α频段活动在条件内及跨条件均携带方向特异性的运动信息。关键的是，跨条件解码揭示了知觉到的运动（仅小球条件）与心理追踪的运动（遮挡物条件）之间存在共享表征，并且遮挡物条件中的表征能够预示仅小球条件中稍后出现的表征。综上，我们的行为和神经研究结果提供了相互印证的证据，表明在遮挡下对非线性运动进行追踪时，大脑会对物体当前位置前方的运动进行编码；这种“超前于时间”的策略，可能构成了在动态变化世界中追踪物体时实现时间精确性的基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746169v1?rss=1

🏷️ 脑电图 α节律 运动追踪 遮挡知觉 多变量解码