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轮廓检测是高级动物视觉系统中一项最为基础且重要的功能,轮廓整合则被认为是物体或者情景感知所必需的,尽管在生理视觉皮层的研究上人们取得了显著的进展,但是其具体的脑认知机理和信息传输机制还不是很明朗。本文围绕轮廓检测和整合问题,通过眼动行为实验与fMRI实验,从自下而上的刺激驱动和自上而下的意识驱动两方面,对轮廓整合的脑认知机理和信息传输机制进行了研究,研究内容包括以下两个方面:第一,本研究设计了无轮廓背景(NC)、有显著轮廓(OB)和不显著轮廓(UO)三种刺激形式,研究了注视条件下人们在不同任务难度的轮廓检测与整合感知的正确率和反应时差异,同时用眼动仪监测了被试的眼动轨迹情况。实验结果发现,反应时由快到慢依次是:显著轮廓,不显著轮廓,无轮廓。反应正确率由高到低依次是:显著轮廓,无轮廓,不显著轮廓。此外,眼动轨迹状态还表明,三种情况下眼动轨迹存在明显差异,表明了人们可能对自下而上的刺激驱动和自上而下的意识驱动这两种类型的轮廓检测与整合过程的认知机制是不同的。第二,为进一步对轮廓整合进行研究,我们设计了磁共振实验,并在检测轮廓错误的情况下加入feed-back对受试者提示,然后分析了五种情况下的功能性核磁共振成像(Functional magnetic resonance imaging,fMRI)信号,通过样本T检验。结果发现,当轮廓清晰,任务简单时,V4区有明显激活;当任务难度增大时,额叶眼动区(frontal eye fields,FEF)区和V4、V2等区域则有较强的激活,提示FEF区和V4、V2可能参与了前馈和反馈的相互作用机制。当任务难度较大,被试无法完成正确的轮廓检测整合,并接受特定的feed-back后,其前额叶(prefrontal cortex,PFC)区和颞下回区(inferotemporal cortex,IT)活动增强,这表明轮廓检测相关的反馈可能是起源于PFC并且回流作用于IT区或V4区。我们的证据表示,轮廓的检测和整合可能是通过自上而下和自下而上相结合的机制共同完成的。轮廓检测相关的高级脑区有PFC和FEF,FEF的作用更多的是通过眼动控制进行前期的检测,而PFC则通过接受外界的提示或记忆。此外,V1,V2,V4间的相互作用可以完成简单轮廓的整合,任务难度较大时,则需要IT区和LOC区作为桥梁连通高级意识区和枕叶的视觉皮层区相互作用来完成轮廓的检测整合。