近日，《Cell Reports》在线刊发了我校心理学院张喜淋课题组的论文: A source for category-induced global effects of feature-based attention in human prefrontal cortex (https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113080)，该研究首次揭示了人脑额下联合皮层（inferior frontal junction）是类别引导的基于特征注意空间整体效应（the global effect of feature-based attention）的调控中枢。
在日常生活中，当我们要寻找某一特定物体（如自己的钱包）时，我们往往知晓组成该物体的特征（如红色、方形钱包）而并不知晓其具体的空间位置。研究发现，注意可独立于空间位置而选择特定视觉特征（红色或方形），使得我们可以快速寻找和定位目标物体（自己的钱包），即基于特征注意的空间整体效应。前人关于该效应的研究证据均来自于基于注意特征间的相似性增益模型（feature-similarity gain model），即空间中仅相同或相似特征刺激的神经元活动被选择性增强。然而，在长期的学习和进化过程中，我们的视知觉并非依靠简单的特征相似性进行反应，而往往产生更具生态效度的类别化知觉。类别化知觉可以将我们面临的刺激进行分类（如食物、动物、威胁性事物）并对不同类别刺激产生适应性行为反应，从而促进个体的生存和进化。例如，在上述事例中，我们视觉系统很可能会将视野中面临的刺激自动分为“钱包”和“非钱包”两种类别，然后在“钱包”这一类别下更高效地获得搜索目标。目前，这种由类别引导的基于特征注意空间整体效应是否真实存在以及其背后的神经基础并不清楚。
在本研究中，张喜淋课题组首先让人类被试进行运动方向的类别学习，并在类别学习前、后分别测量其空间整体效应。结果发现，经过类别学习后，相同类别的刺激可产生基于特征注意的空间整体效应，而不同类别的刺激则无法产生该效应。功能性磁共振成像（fMRI）进一步发现运动皮层（MT+）和额顶叶脑区（包括后顶叶皮层PPC，前扣带皮层ACC，额下联合皮层IFJ和背外侧前额叶DLPFC）均呈现该类别引导的空间整体效应，即非注意位置的相同类别刺激的神经元活动被选择性增强。随后，课题组利用有效连接分析技术进一步发现，运动皮层MT+的类别引导的空间整体效应源于额下联合皮层自上而下的反馈调节。该研究的创新和科学意义在于不仅首次发现了类别引导的基于特征注意的空间整体效应且揭示了前额叶是其核心调控中枢。值得一提的是，张喜淋课题组2018年发表在《PLoS Biology》的论文（https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2005399）已揭示了该额下联合皮层调控基于特征相似性的空间整体效应。结合两个研究表明，在日常生活中，前额叶脑区的自上而下反馈调节机制使得基于特征的注意可以灵活地选择多个层级的信息，从低水平的特征相似性（feature-similarity）到高水平的类别化（categorization）表征。因此，基于特征的注意在现实生活中可能以更普遍、更灵活的方式发生，进而对人类的生存和发展具有重要的意义。
华南师范大学心理学院2021级博士研究生黄玲同学和2020级硕士研究生王靖怡同学为该论文共同第一作者，心理学院张喜淋研究员为论文通讯作者，心理学院Carol A. Seger教授为论文合作者。华南师范大学为论文第一和通讯作者单位。该研究得到国家自然科学基金优青项目、面上项目和广州市重点领域研发计划的支持。