视野中的事物过多会让我们难以辨认眼前所见的东西。耶鲁大学的研究人员现在揭示了这种杂乱如何影响大脑。

无论我们是盯着手机、书页，还是桌对面的人，我们的视线焦点从来不是孤立的；总有其他物体或人在我们的视野范围内。然而，这种视觉“杂乱”对大脑中视觉处理的影响，目前仍不完全清楚。

在一项于 10 月 22 日发表在《Neuron》期刊的新研究中，耶鲁大学的研究人员展示了这种杂乱如何改变大脑中的信息流动，杂乱在视野中的具体位置也同样会产生影响。这些发现有助于阐明知觉的神经基础，并加深我们对大脑视觉皮层的理解。

“先前的研究表明，视觉杂乱会影响你感知的目标，其影响程度取决于杂乱与当前视线焦点的相对位置，”耶鲁大学医学院神经科学助理教授、该研究的共同资深作者阿尼尔万·南迪（Anirvan Nandy）说。“举例来说，如果我被要求从眼角余光中读出‘cat’这个词，那么字母‘t’对我准确识别字母‘a’的影响将远大于字母‘c’，即便‘c’和‘t’与‘a’的距离是相同的。”

这种现象被称为“视觉拥挤”，这就是为什么无论我们如何努力，都无法通过眼角余光清晰阅读，也解释了为什么当物体位于视野边缘的杂乱中时，我们难以辨认它们，南迪补充道。

在这项新研究中，研究人员旨在确定当视觉杂乱存在时，大脑中会发生什么。

为此，他们训练了猕猴——这种动物的视觉系统和能力与人类最为相似——让它们在注视屏幕中央的同时，在其感受野内外呈现视觉刺激。在这一任务期间，研究人员记录了猕猴初级视觉皮层中的神经活动，这是大脑处理视觉信息的主要通道。

研究人员发现，杂乱在猕猴视野中的具体位置对初级视觉皮层中神经元之间信息传递的方式并没有太大影响。然而，它确实影响了信息传递的效率。

这种情况有点像电话树，在电话树中，个人被要求给另一个人打电话传达一条信息，直到每个成员都收到信息。在视觉感知的情况下，研究人员指出，视觉杂乱的位置并没有改变电话树的顺序，但它确实改变了信息在人与人之间传递的效率。

“例如，某个位置的视觉杂乱会在初级视觉皮层的特定层中减少信息传递的程度，而另一个位置的杂乱则影响较小。”耶鲁大学医学院精神病学助理教授、该研究的共同资深作者莫妮卡·贾迪（Monika Jadi）说道。

研究人员还发现了视觉皮层的一个此前未知的普遍特性。

大脑中有多个区域参与物体的识别和感知，信息按特定顺序在这些区域中传递。例如，初级视觉皮层会将一捆信息传递到次级视觉皮层，次级视觉皮层再将处理过的信息传递到下一个区域。

“我们已经很清楚的是，单个视觉区域内会进行复杂的计算，而这些计算的结果会被传递到视觉层级中的下一个区域，以完成整个物体识别的计算过程，”贾迪说。

研究人员在这项新研究中发现，在这些较大的区域内，还有一些子单元也在进行各自的计算，并将部分（但不是全部）信息传递给其他子单元。南迪表示，这一发现弥合了视觉研究领域中长期存在的分歧。

研究人员现在对杂乱如何影响大脑区域之间的信息处理，以及注意力如何影响这一系统感兴趣。

“当你开车时，你可能在看前面的车，但你的注意力可能集中在旁边车道上的车上，因为你想判断它是否要并线，”南迪说。

因此，你获取的详细视觉信息来自前方的车，但你感兴趣的信息却在视线焦点之外。

“在这种情况下，注意力如何弥补你没有获得最佳分辨率信息的事实，同时你仍能更好地感知你所关注的视觉空间部分，而不是你实际注视的部分？”贾迪说。“注意力如何影响大脑皮层中的信息流动？这是我们想要探讨的。”

耶鲁大学医学院的博士后Xize Xu和前博士后Mitchell Morton是该研究的共同第一作者。

该研究部分由美国国立卫生研究院下属的国家眼科研究所资助。