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作為地球環(huán)境中最基本且恒定存在的物理量，重力不僅決定了自然界中物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也深刻塑造了人類的知覺與認(rèn)知方式。隨著人類向太空進(jìn)發(fā)，可能在失重或微重力環(huán)境中長(zhǎng)期駐留，探究地球自然重力環(huán)境下產(chǎn)生的先驗(yàn)知識(shí)對(duì)視覺感知的影響顯得尤為重要。其中，關(guān)于這種“重力先驗(yàn)”是否以及如何作用于人腦對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)信息的感知，仍缺乏系統(tǒng)性研究。

近期，中國(guó)科學(xué)院心理研究所蔣毅研究組科研人員創(chuàng)新性地將重力加速度線索引入經(jīng)典的“一致性運(yùn)動(dòng)感知”任務(wù)，首次揭示了視覺系統(tǒng)能夠自動(dòng)提取并利用局部運(yùn)動(dòng)中包含的自然重力線索，顯著促進(jìn)對(duì)整體運(yùn)動(dòng)模式的感知。

研究團(tuán)隊(duì)通過五個(gè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，利用心理物理法，比較了自然（1g）與反轉(zhuǎn)（?1g）重力條件下人們從隨機(jī)運(yùn)動(dòng)（噪音）中分辨一致性運(yùn)動(dòng)（信號(hào)）的知覺閾值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無論背景噪聲是否包含加速度、點(diǎn)的存在時(shí)間持久或短暫、刺激場(chǎng)景在虛擬坐標(biāo)系（計(jì)算機(jī)屏幕）或真實(shí)世界坐標(biāo)系（全尺寸投影）中呈現(xiàn)，人們始終更容易整合并辨別符合自然重力作用的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。

這一發(fā)現(xiàn)將重力對(duì)運(yùn)動(dòng)加工的影響從單一物體的外在運(yùn)動(dòng)軌跡估計(jì)擴(kuò)展到復(fù)雜運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景內(nèi)部整體運(yùn)動(dòng)模式的辨別，表明對(duì)地球重力作用的先驗(yàn)知識(shí)已深深嵌入人腦的“內(nèi)置模型”，作為一種穩(wěn)定的加工錨點(diǎn)，促進(jìn)人類對(duì)自然運(yùn)動(dòng)刺激的感知。這些發(fā)現(xiàn)加深了對(duì)人類知覺如何適應(yīng)地球重力環(huán)境的理解，并為未來探索長(zhǎng)期暴露于太空失重等條件下視覺運(yùn)動(dòng)知覺面臨的潛在改變提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果近期在線發(fā)表于npj Microgravity。該研究得到載人航天工程航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域項(xiàng)目、科技創(chuàng)新2030-“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。

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