站在奧體公園，你為鳥(niǎo)巢復(fù)雜而精巧的立體結(jié)構(gòu)由衷贊嘆。球場(chǎng)上，你揮拍準(zhǔn)確無(wú)誤地?fù)粝蛴骘w來(lái)的羽毛球。用雙眼感知立體空間和三維物體似乎是再自然不過(guò)的事，然而對(duì)于視覺(jué)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，闡明其中的機(jī)制不啻為一個(gè)難題。
立體視覺(jué)的復(fù)雜性很大程度上源于物理世界的第三個(gè)維度被壓縮在沒(méi)有縱深的視網(wǎng)膜上，而視覺(jué)系統(tǒng)需要依賴深度線索實(shí)現(xiàn)二維信息的三維重建。雙眼視差是一種天然而強(qiáng)有力的深度線索。成人的雙眼間隔大約60mm的水平距離，因此同一光源在雙眼視網(wǎng)膜上呈像的位置總是存在著細(xì)微的差別。通常情況下，視覺(jué)系統(tǒng)可以利用這種差別準(zhǔn)確地計(jì)算深度信息并獲得相應(yīng)的立體知覺(jué)。而現(xiàn)實(shí)中，對(duì)熟悉的三維物體的知覺(jué)還受到自上而下的調(diào)控，甚至出現(xiàn)戲劇性的深度知覺(jué)反轉(zhuǎn)效應(yīng)。最有名的例子莫過(guò)于“空心面具錯(cuò)覺(jué)”：當(dāng)觀察一個(gè)空心面具的背面，大多人會(huì)將實(shí)際上凹陷的、非正常的臉知覺(jué)為突出的、正常的臉，即出現(xiàn)立體知覺(jué)和物理刺激的顯著分離。
在深度知覺(jué)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象中，觀察者無(wú)法辨別由雙眼視差提供的明確的三維朝向信息，比如呈現(xiàn)的是面具正面還是反面。然而根據(jù)以往研究結(jié)果，即使在物理深度信息不可覺(jué)察的情況下，位于初級(jí)視皮層的雙眼神經(jīng)元仍會(huì)對(duì)雙眼視差進(jìn)行加工，所得到的信號(hào)可以調(diào)控?zé)o意識(shí)的眼動(dòng)。重要而未知的問(wèn)題是，這些意識(shí)下的雙眼深度信息能否參與較高級(jí)水平的視覺(jué)加工？尤其是，它們能否對(duì)三維物體知覺(jué)產(chǎn)生影響？
在近期發(fā)表的一項(xiàng)研究中，中國(guó)科學(xué)院心理研究所腦與認(rèn)知科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的王瑩助理研究員和蔣毅研究員對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了考察，并發(fā)現(xiàn)了意識(shí)下的雙眼深度信息自動(dòng)影響三維物體視覺(jué)加工的證據(jù)。研究者采用雙眼分視的方法在觀察者的左右兩眼呈現(xiàn)具有一定視差的光點(diǎn)生物運(yùn)動(dòng)序列（圖1A），從而使得視覺(jué)刺激具有明確的三維朝向，即在一半的情況下面朝觀察者，另一半情況下背對(duì)觀察者。前人發(fā)現(xiàn)，普通人群對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的三維朝向具有“面朝觀察者偏向”，然而這種知覺(jué)偏向性存在很大的個(gè)體差異。利用這種差異，研究者篩選了兩組人群，控制組可以準(zhǔn)確知覺(jué)兩種條件下生物運(yùn)動(dòng)的三維朝向，而實(shí)驗(yàn)組由于存在太強(qiáng)的偏向性總是將背對(duì)自己的生物運(yùn)動(dòng)也知覺(jué)為朝向自己，即發(fā)生深度知覺(jué)反轉(zhuǎn)，且無(wú)法意識(shí)兩種朝向刺激的差異，雖然他們的深度知覺(jué)本身并無(wú)異常（圖2B,2C）。對(duì)于實(shí)驗(yàn)組來(lái)說(shuō)，由雙眼視差線索提供的生物運(yùn)動(dòng)三維朝向信息是無(wú)法辨別的，因而如果他們對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的知覺(jué)——在與深度無(wú)關(guān)的方面——仍然受到這些信息的影響，且效果與控制組類似，則說(shuō)明三維生物運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)加工自動(dòng)整合了雙眼深度信息，并且這個(gè)過(guò)程與意識(shí)上的立體知覺(jué)無(wú)關(guān)。
圖1 三維生物運(yùn)動(dòng)序列的雙眼分視呈現(xiàn)（A）及兩組觀察者的知覺(jué)（B, C）
為檢驗(yàn)上述假設(shè)，研究者設(shè)計(jì)了兩個(gè)與三維朝向判斷無(wú)關(guān)的生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)任務(wù)。二維行走方向辨別任務(wù)要求觀察者迫選生物運(yùn)動(dòng)的行走方向相對(duì)于屏幕法線是略微偏左還是略微偏右（圖2A），探測(cè)任務(wù)要求觀察者判斷運(yùn)動(dòng)的噪音點(diǎn)中是否包含一個(gè)正立的生物運(yùn)動(dòng)刺激（圖3A）。兩個(gè)任務(wù)的結(jié)果一致發(fā)現(xiàn)，不論是實(shí)驗(yàn)組還是控制組，對(duì)面朝自己的生物運(yùn)動(dòng)的知覺(jué)均優(yōu)于對(duì)背對(duì)自己的刺激的知覺(jué)，且實(shí)驗(yàn)組的效應(yīng)并不比控制組小。因此，雙眼視差提供的三維朝向信息被自動(dòng)用于三維生物運(yùn)動(dòng)的知覺(jué)加工，且這一過(guò)程與觀察者對(duì)雙眼深度信息的主觀意識(shí)無(wú)關(guān)。
圖2 生物運(yùn)動(dòng)二維行走方向辨別任務(wù)示意圖（A）及結(jié)果（B）
圖3 生物運(yùn)動(dòng)探測(cè)任務(wù)實(shí)驗(yàn)材料示意圖（A，實(shí)驗(yàn)中不顯示藍(lán)線）及結(jié)果（B）
這項(xiàng)研究表明，雙眼深度信息對(duì)視知覺(jué)的貢獻(xiàn)和它所引起的意識(shí)層面的立體視覺(jué)表征是可以相互分離的。具體地說(shuō)，不能辨別的雙眼視差線索仍然可以自動(dòng)調(diào)節(jié)三維物體知覺(jué)，而且這種作用可以發(fā)生在相對(duì)高級(jí)的視覺(jué)加工階段，而不局限于前人報(bào)告的對(duì)無(wú)意識(shí)眼動(dòng)的控制。以生物運(yùn)動(dòng)加工為例，相應(yīng)的過(guò)程可能發(fā)生在形狀、運(yùn)動(dòng)以及深度相互整合的顳葉腦區(qū)。另外值得注意的是，該研究發(fā)現(xiàn)的與生物運(yùn)動(dòng)三維朝向相關(guān)的知覺(jué)不對(duì)稱性可能與生物運(yùn)動(dòng)信息的社會(huì)性意義有關(guān)。雖然以往的立體視覺(jué)研究大多使用無(wú)意義和不熟悉的人工刺激，引入生物運(yùn)動(dòng)或類似的有生態(tài)效度的材料將有助于研究者在未來(lái)考察雙眼視差線索和其他深度線索的視覺(jué)整合，以及闡明自上而下和自下而上的加工機(jī)制在立體視覺(jué)中的交互方式。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2011CB711000）、科技部科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAI36B00）、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)（XDB02010003）及國(guó)家自然科學(xué)基金（31100733 , 31070903）資助。
論文信息：Wang, Y., & Jiang, Y. (2014).Integration of 3D structure from disparity into biological motion perception independent of depth awareness. PLoS ONE, 9(2), e89238.
