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为了研究注意的神经机制，本文结合心理物理学、功能性磁共振成像、高密度脑事件相关电位和计算模型，考察注意的产生、作用及与早期视皮层之间的关系。研究分为三个部分:1）自下而上空间注意的产生机制;2）自下而上客体注意的产生机制;3）特征绑定的神经机制。 在第一部分研究中，通过引入对意识水平的操作分离自下而上和自上而下两种注意过程，揭示自下面上空间注意的产生机制。在实验1中，实验刺激是由15×29个短棒组成的纹理刺激。每一个纹理刺激中包含一个前景区域，其短棒与背景区域短棒间朝向差异（朝向对比度）决定了前景的显著性大小。采用Posner线索提示范式测量前景显著性（注意吸引效应），同时测量前景诱发的事件相关电位和血氧水平依赖(BOLD)。结果发现，C1幅值，V1而非IPS的BOLD信号随着前景显著性增加而增加，且二者与注意效应跨被试间显著相关。实验2的心理物理学实验与实验1相同。fMRI实验则对各被试视皮层上由前景激活的区域的皮层放大因子(CMF)及群体感受野(pRF)进行估计。结果发现，V1 CMF与注意效应跨被试间显著正相关，而其pRF与注意效应跨被试间显著负相关。实验1和实验2结果表明，自下而上显著图可以由人类V1神经元活动及功能属性所预测。 在第二部分研究中，采用经典的双矩形线索提示范式，通过低亮度和快速呈现使得客体处于被试阈下知觉，考察自下而上客体注意的产生机制。结果发现，阈下客体既能产生相同客体效应又能产生瞬时客体效应，即基于客体注意依赖于伴随目标而非线索出现的客体朝向。结果表明基于客体注意可以由自下而上的过程产生。 在第三部分研究中，采用颜色-运动错误绑定错觉，通过心理物理和功能磁共振成像适应实验揭示特征绑定的神经机制。结果发现，被试适应颜色-运动错误绑定后可产生显著的颜色依赖性运动后效(CCMAE)，且在视皮层出现显著的颜色依赖性运动适应效应。其中，V2的适应效应最强且与CCMAE跨被试间显著正相关。动态因果模型分析表明V4和V5到V2的反馈连接增强与颜色-运动错误绑定密切相关。结果表明特征绑定可能发生在视觉加工的早期，早期视皮层神经元活动、中级视皮层与早期视皮层之间的动态连接在此过程中扮演重要角色。 以上实验结果表明，在自下而上的空间注意和客体注意及特征绑定中，早期视皮层均发挥着重要作用，挑战了额叶-顶叶网络负责注意生成和调节这一传统注意理论。