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視覺選擇與眼動的神經機制我們的生活周遭處處充斥著大量的訊息,如何從中注意與擷取有用的資訊便顯得相當重要,而此認知行為與機制主要和大腦及注意力有關。受到注意力機制所涵蓋與影響的範疇甚廣,情緒、抑制控制、衝動控制、自我控制、眼球運動與視覺搜尋等都在其中,這些機制相互之間的關連交織錯雜且都十分重要。
實驗室過去長期以來已針對注意力及眼球運動及其神經機制的議題進行了一系列的深入研究。我們發現同一個腦區(例如:額葉眼動區)可以同時有兩種神經群共同負責視覺注意力的控制和眼球運動的準備與執行,然而他們的神經運作機制卻完全不同,在時間向度上的運作亦有先後次序之分,最重要的是這兩個系統可以獨立運作。我們運用了跨顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)直接證明了額葉眼動區(frontal eye fields, FEF)在調控目標出現在特定位置機率扮演著關鍵性的角色,研究結果顯示目標出現在特定位置的機率的表徵是受到額葉眼動區影響而非輔助眼動區(supplementary eye fields, SEF)。 |
此外,我們亦使用眼動的表現與特徵,進行一系列的實驗,探討機率訊息如何調控注意力與眼球運動的歷程,結果發現事件發生的機率與物體出現空間位置的機率,可以預測反向眼動損耗值大小。這一系列的研究是國際學術界首度使用事件機率發生的觀點以探討反向眼動損耗值,並探討其可能的神經機制,對於基礎理論有重要的貢獻。必須特別說明的是,由於這些作業經常在前額葉受損的病患身上使用,所以這些發現也對臨床應用有所幫助。近年來,我們更進一步結合數學與物理模型理論,解析眼動與注意力相關腦區,並為此提出相關的模型與理論。我們目前的理論主張前額葉皮質(如額葉眼動區)在接收到快速傳導的巨細胞神經訊息之後,一齊與後頂葉皮質共同影響枕葉與顳葉視覺區,進行視覺注意力的運作,而且眼球運動的準備與執行,皆是在視覺注意力的歷程完成之後才開始運作的。
事實上注意力並非只是一個單純的認知行為,影響其運作的背後神經機制相當複雜,是一個交織細密的網絡系統。過去5年來,「注意力神經網絡是否可以區分為背側和腹側注意力網絡的二個個別系統」是研究者長期關切與多方討論的研究議題,尤其是腹側注意力網絡的系統功能在學界一直有很大的不確定性。背側和腹側注意力系統分別處理個體自己主動搜尋的注意力和被動受到刺激特性吸引的注意力。我們實驗室過去已累積了一系列關於背側注意力網絡系統的研究,且對於腹側注意力網絡系統也有相當的了解。這二種注意力是以動態且不斷互相轉換的形式組成,我們透過功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging, fMRI)的實驗(關於腹側注意力網絡系統的研究在過往大多建立在以fMRI為主的相關性證據上)觀察到這個轉換角色主要在於右側TPJ(temporoparietal junction,顳葉與頂葉交界區),並認為其可能負責作為網絡的中斷者。為更進一步驗證此假設,實驗室成員張期富等人(Chang, Hsu, Tseng, Liang, Tzeng, Hung, and Juan, 2012)利用TMS來驗證FEF和TPJ在二種注意力網絡上所擔負的任務作用,是國際學術界第一次使用TMS驗證腹側注意力網絡系統中之TPJ在注意力重新引導中所扮演的角色。這項研究不但證實了腹側注意力網絡與依附性注意力引導(contingent reorienting)的因果關係,當注意力需要重新引導到其它空間位置時,以TMS刺激TPJ後將影響注意力轉移的歷程。另外,我們也發現此種影響在左右視野上有所差異,顯示TPJ的處理可能包含空間資訊。此項發現與過去相關性研究大為不同,過去對於TPJ功能皆假設無空間資訊處理,本研究結果首次提出TPJ與視覺注意力的空間處理具有更進一步的互動歷程。同時此研究亦比較左右TPJ的效果,支持此腹側注意力網絡是側化在大腦右側的假設。
事實上注意力並非只是一個單純的認知行為,影響其運作的背後神經機制相當複雜,是一個交織細密的網絡系統。過去5年來,「注意力神經網絡是否可以區分為背側和腹側注意力網絡的二個個別系統」是研究者長期關切與多方討論的研究議題,尤其是腹側注意力網絡的系統功能在學界一直有很大的不確定性。背側和腹側注意力系統分別處理個體自己主動搜尋的注意力和被動受到刺激特性吸引的注意力。我們實驗室過去已累積了一系列關於背側注意力網絡系統的研究,且對於腹側注意力網絡系統也有相當的了解。這二種注意力是以動態且不斷互相轉換的形式組成,我們透過功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging, fMRI)的實驗(關於腹側注意力網絡系統的研究在過往大多建立在以fMRI為主的相關性證據上)觀察到這個轉換角色主要在於右側TPJ(temporoparietal junction,顳葉與頂葉交界區),並認為其可能負責作為網絡的中斷者。為更進一步驗證此假設,實驗室成員張期富等人(Chang, Hsu, Tseng, Liang, Tzeng, Hung, and Juan, 2012)利用TMS來驗證FEF和TPJ在二種注意力網絡上所擔負的任務作用,是國際學術界第一次使用TMS驗證腹側注意力網絡系統中之TPJ在注意力重新引導中所扮演的角色。這項研究不但證實了腹側注意力網絡與依附性注意力引導(contingent reorienting)的因果關係,當注意力需要重新引導到其它空間位置時,以TMS刺激TPJ後將影響注意力轉移的歷程。另外,我們也發現此種影響在左右視野上有所差異,顯示TPJ的處理可能包含空間資訊。此項發現與過去相關性研究大為不同,過去對於TPJ功能皆假設無空間資訊處理,本研究結果首次提出TPJ與視覺注意力的空間處理具有更進一步的互動歷程。同時此研究亦比較左右TPJ的效果,支持此腹側注意力網絡是側化在大腦右側的假設。
精選期刊文獻
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