由于加工資源的有限性，人腦對外界信息的有效加工依賴注意的參與。近年來實驗室及合作的多項研究揭示了 “注意節律探照燈”，即人腦對多空間、多特征通過神經振蕩機制以節律方式對外界信息進行選擇性加工。然而，以往研究都基于自上而下的注意任務，自下而上注意中神經振蕩的作用仍不清楚。

在本項研究中，課題組設計了一種新穎的自下而上的特征加工任務，通過結合高時間分辨率的行為采樣和腦電記錄探究特征加工的動态節律過程。在實驗中，首先呈現一個由兩種顔色組成的視覺啟動刺激（下圖所示），其中一為高視覺顯著性特征，一為低視覺顯著性特征（圖例中紅色為高顯著特征，藍色為低顯著特征）。在啟動刺激出現後的一段時間裡，視野中央呈現一個朝向刺激，受試需要對該朝向信息進行辨别加工。朝向刺激的顔色是啟動圖形中的高顯著度或者低顯著度特征，但與朝向判斷任務無關。

行為結果上發現了alpha-band的節律，且對高低顯著性顔色的目标存在穩定的相位差，說明顔色信息雖然任務無關，但自下而上注意依然會在alpha頻段（8-12Hz）節奏性加工和區分這些特征信息。在行為結果基礎上，課題組進而分析了朝向目标出現時的神經活動，特别集中在alpha-band神經振蕩的相位模式及其和行為的關系。結果發現右側後頂葉電極上的alpha頻段神經振蕩相位和反應時相關。更為重要的是，高顯著性顔色目标和低顯著性顔色目标所對應的最優alpha-band振蕩相位呈現出一種近似反相的模式。該結果表明alpha頻段神經振蕩采用不同相位分别對高顯著性和低顯著性的特征信息進行選擇性加工。

課題組近年來使用認知行為、腦電圖、腦磁圖系統揭示了視覺注意加工的動态過程及其神經機制，包括：視覺注意行為振蕩(Journal of Neurosci, 2014, 2015; Journal of Cognitive Neurosci, 2020)，多物體視覺注意序列加工（PloS Biology, 2017；NeuroImage, 2019），多特征注意（Nature Communications，2019）。本項工作進一步發現Alpha頻段神經振蕩相位在自下而上特征注意的重要作用。這些研究支持了注意過程的節律性和動态性，體現了大腦利用時間維度在視覺信息加工中的“時分複用”機制。

該論文近日在線發表在《Cerebral Cortex》上，題目為 “Alpha-Band Phase Modulates Bottom-up Feature Processing”。方方實驗室已畢業博士生賈建榮（現為杭州師範大學副研究員）和羅歡實驗室在讀博士生範瑩為本文的共同第一作者。羅歡研究員和賈建榮博士為本文的共同通訊作者。該工作由羅歡研究員承擔的國家自然科學基金重點項目資助完成。

全文鍊接：https://doi.org/10.1093/cercor/bhab291

相關文獻：

Jia, J. *, Fan, Y., & Luo, H.* (2021). Alpha-Band Phase Modulates Bottom-up Feature Processing. Cerebral Cortex, bhab291.

2021-08-25