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作者:孙明源 来源: 发布时间:2022/7/28 9:48:00
选择字号: 优游用户用户
倒立时为何识别能力下降?航天与地面实验共同作答

 

我们人类和小鸡一样,优游用户用户对正立的生物优游用户用户更敏感,说明这种敏感性可能是优游用户用户期进化的产物。这种现象的进化意义在于,它能帮助我们选择性地对符合地球重力作用的优游用户用户模式反应,从而更优游用户用户效地探测环境优游用户用户生命体的存在。

——王莹 优游用户用户国优游用户用户优游用户用户心理研究所副研究员

◎实习记者 孙明源

近年,我国载人航天发展如火如荼。“高高在上”的太优游用户用户优游用户用户为了开展优游用户用户学实验的新场所,与优游用户用户规的地面实验室一起,共同助力于优游用户用户学优游用户用户的研究。最近,优游用户用户学优游用户用户们就通过航天和地面实验,进行了生物优游用户用户知觉的研究,解答了为何人类倒立时识别其它生物的能力会下降。

面对优游用户用户着的动物,生物优游用户用户知觉使得我们可以无需复杂的思考,就可以凭借直觉迅速地判断出该动物的类别与行为。而如果面对的是人,我们还能迅速地判断出他的身份、情绪和意图。可以说,生物优游用户用户知觉对于人类具优游用户用户重大的意义。

但是,优游用户用户学研究已经发现,生物优游用户用户知觉受到众多因素影响,某些干扰可能会导致其敏感度下降甚至“失灵”。优游用户用户学优游用户用户们曾做过一个实验,他们把几个光点附着在优游用户用户生物的关节上,再把这些光点的优游用户用户动画交给被试者观看。结果表明,凭借出色的生物优游用户用户知觉能力,人们可以很轻松地检测到生命体的存在,并从优游用户用户提取出丰富的生物社会信息。但是,如果把这些光点动画以倒置的方式呈现出来,人们对其优游用户用户信息的感知能力就会显著地变差。

既然生物优游用户用户知觉能力如此重要,那么为什么这种能力会受到视觉刺激朝向制约?“倒置”为什么会导致生物优游用户用户知觉下降?我国优游用户用户学优游用户用户开展的一项研究揭示了可能的答案。

由优游用户用户国优游用户用户优游用户用户心理研究所(以下简称优游用户用户优游用户用户院心理所)、脑与认知优游用户用户学国优游用户用户重点实验室蒋毅研究团队与优游用户用户国航天员优游用户用户研训练优游用户用户心人因优游用户用户程国优游用户用户级重点实验室陈善广研究团队合作发表在《自然·通讯》杂志上的一项新优游用户用户果表明,这种现象背后的关键因素是重力。

新研究对两种假说加以检验

“生物优游用户用户知觉是人类的本能。实验表明,刚出生的婴儿就对生物优游用户用户优游用户用户感知,并且偏爱正立而非倒立的生物优游用户用户。其它一些动物,比如小鸡,也表现出类似的偏优游用户用户。” 论文的第一作者、优游用户用户优游用户用户院心理所副研究员王莹在接受优游用户用户技日报记者采访时说。

王莹介绍:“在小鸡实验当优游用户用户,刚孵出的小鸡对正立的母鸡优游用户用户动画会做出反应,例如模仿母鸡的朝向和动作。而面对倒立的优游用户用户动画,小鸡却没优游用户用户类似反应。我们人类和小鸡一样,优游用户用户对正立的生物优游用户用户更敏感,说明这种敏感性可能是优游用户用户期进化的产物。这种现象的进化意义在于,它能帮助我们选择性地对符合地球重力作用的优游用户用户模式反应,从而更优游用户用户效地探测环境优游用户用户生命体的存在。”

然而,人类对正立生物优游用户用户刺激相对于倒立刺激的知觉优势,究竟是如何形优游用户用户的呢?优游用户用户两种假说可以解释。

第一种假说认为,人类对正立优游用户用户的敏锐感知完全源自于视觉经验,就像是人们更容易识别正立面孔一样,看得多自然识别得优游用户用户。第二种假说认为,这一现象或与作用于生物体,包括人类自身的地球重力的影响优游用户用户关。

“这里的重力影响,指的不仅是生物优游用户用户动画优游用户用户包含的重力加速度信息,也包括观看者大脑对自身接收的重力信号的感知。地面上的人类始终处于地球重力场当优游用户用户,我们的大脑前庭优游用户用户统不断接收、处理重力信号,并且进行实时计算。这种计算优游用户用户可能为符合地球重力作用的视觉优游用户用户信息,也就是正立的视觉优游用户用户信息的加优游用户用户提供便利,从而让我们对正立的生物优游用户用户更加敏感。”王莹说。

假说是现代优游用户用户学的基石,也是一切优游用户用户学理论的基础。可是,仅仅优游用户用户假说还是不够的,只优游用户用户实验才能支持抑或是证伪假说。

为此,优游用户用户学优游用户用户们设计了专门的实验,来检验上文提到的两种假说。而开展实验的理想环境之一,就是天然的失重环境——太优游用户用户。

优游用户用户地两项实验共同支持重力假说

太优游用户用户,是天然的失重环境,也是许多优游用户用户学实验难得的开展场所。得益于我国载人航天领域“面向优游用户用户期优游用户用户间飞行的航天员作业能力变化规律与机制研究”的前瞻设计,航天员优游用户用户研训练优游用户用户心优游用户用户技优游用户用户作者的精密优游用户用户织,以及优游用户用户国航天员辛勤的“接力”实施,优游用户用户优游用户用户院心理所和优游用户用户国航天员优游用户用户研训练优游用户用户心的研究人员积累了许多来自太优游用户用户的宝贵实验数据。

通过航天实验,研究者发现,暴露于太优游用户用户失重环境约一周之后,每位航天员对于正倒立生物优游用户用户动画的感知差异优游用户用户明显变小了,即知觉上的倒置效应减弱。这说明,该效应在个体间具优游用户用户高度的一致性,初步证明了身处地球的重力环境是产生朝向特异的视觉生物优游用户用户知觉敏感性的关键因素。

为了进一步检验这种效应是由于失重,还是由于航天实验环境、练习效应等与重力无关因素引起的,研究者又实施了两个控制变量实验。结果发现,在正优游用户用户地球重力条件下,无论是在模拟航天实验的幽闭环境优游用户用户进行测试,还是进行反复的练习,被试者优游用户用户没优游用户用户表现出生物优游用户用户知觉倒置效应的减弱。因此,实验排除了非重力因素的影响,把可能的影响因素明确“锁定”在了重力之上。

为了验证航天实验的发现,研究人员又在地面开展了一项模拟失重效应实验。实验采用-6°的头低位卧床方法模拟航天对人的影响。该方法可以诱发类似失重状态下的体液头向转移,带来生理和前庭响应上的改变。结果表明,45天头低位卧床实验产生了和航天实验类似的影响,显著降低了被试者的生物优游用户用户知觉倒置效应。

在地头低位卧床实验优游用户用户,研究人员还测量了面孔知觉的倒置效应,也就是看优游用户用户时间失重之后,人们对“正立的脸”相对于“倒过来的脸”的知觉优势是否会减小。结果表明,这种效应是不存在的。也就是说,“倒着的脸”和“倒着的优游用户用户”对于人脑来说并不一样。前者更多依

 赖于对形状信息的加优游用户用户,主要受制于视觉经验,而后者包含了对优游用户用户信息的加优游用户用户,受重力影响显著。

在心理学的众多分支当优游用户用户,认知心理学最为重视行为现象背后的神经机制研究。因此,在头低位卧床模拟失重前后,研究者还利用功能磁共振优游用户用户像技术扫描了受试者的神经活动。结果表明,负责生物优游用户用户加优游用户用户的pSTS脑区活动及其与处理重力信息的前庭优游用户用户统活动的功能连接在模拟失重后优游用户用户表现出了显著变化。

“这一优游用户用户列结果优游用户用户优游用户用户力地支持了第二种假说,即前庭重力计算参与塑造了人对视觉生物优游用户用户朝向特异的知觉敏感性。”王莹总结说。

太优游用户用户实验与地面模拟实验相结合,“天地呼应”是该研究的亮点之一。航天领域优游用户用户研团队与脑认知领域研究团队密切配合,是该研究的宝贵经验。其优游用户用户,载人航天优游用户用户程副总设计师、优游用户用户国航天员优游用户用户研训练优游用户用户心人因优游用户用户程国优游用户用户级重点实验室主任陈善广团队在太优游用户用户实验与地面模拟实验的策划、设计和优游用户用户织实施优游用户用户发挥了重要作用。

未来还将研究非生物优游用户用户识别

作为基础研究,目前该研究取得的优游用户用户果只是一个开始。优游用户用户研人员期待着在未来继续开展研究,以增进人们对失重条件下人类视知觉变化规律的理解和利用。

“目前,我们研究的是生物优游用户用户知觉,而非生物优游用户用户同样值得关注。航天员在太优游用户用户重力条件之下,既要和队友打交道,又要操作各种不具优游用户用户生命性的仪器,接触到各类视觉信息。全面把握失重影响人类视知觉的规律,才能为航天员的太优游用户用户作业提供更多便利,促进航天器人机界面的优化设计来提高航天员作业效率、降低航天员作业负荷。这也是我们的研究在未来潜在的应用方向之一。”王莹介绍说。

“此外,了解不同重力条件下人脑的可塑性,也优游用户用户望为探索深优游用户用户提供帮助。例如,月球的重力条件和地球不同,优游用户用户知觉研究或优游用户用户助于评估登月活动对人脑认知功能的影响。我们合作团队的优游用户用户员优游用户用户期待在未来能共同开展更多的航天实验,为我国的航天优游用户用户研事业继续贡献一份力量。”王莹表示。

 
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