2025年10月15日，孟明教授课题组，在《NeuroImage》发表了题为“Divergent neural mechanisms of selective attention in dichotic listening and binocular rivalry perception: Evidence from functional brain network analysis”的研究论文。该论文利用双眼竞争和双耳分听范式，结合fMRI技术，发现选择性注意影响双稳态视觉和听觉的神经机制存在显著差异。前者涉及执行控制，而后者与支持感知处理的神经回路有关。
2025年10月15日，华南师范大学心理学院孟明教授课题组在神经影像学期刊《NeuroImage》上发表了题为“Divergent neural mechanisms of selective attention in dichotic listening and binocular rivalry perception: Evidence from functional brain network analysis”的研究论文。该研究通过双眼竞争和双耳分听范式，结合功能磁共振成像(fMRI)技术，首次揭示了选择性注意在调节双稳态听觉和视觉感知时的神经机制存在明显差异：听觉涉及执行控制网络，而视觉依赖感知处理的神经回路。
研究背景
自然界的信息输入常以复杂多感官流的形式呈现，理解大脑如何主动筛选这些信息至关重要。人类双稳态知觉现象(如双耳分听和双眼竞争)为此提供了理想模型。这类范式的优势在于刺激本身恒定不变，因此知觉比例的变化可归因于选择性注意的调控。尽管行为研究已证实注意在双稳态视觉和听觉中均能提升目标感知表现，但其背后的神经机制是否相似仍不清楚。
研究方法
研究采用fMRI实验设计：双耳分听任务(N=21)通过叙事音频呈现，双眼竞争任务(N=20)使用电影片段。团队结合多尺度独立成分分析(ICA)脑网络方法，包括被试间/被试内相关分析(ISC)和动态功能连接分析(dFC)，以探究注意在双稳态处理中的作用。ISC用于评估同一脑网络在不同时间段的一致性，dFC用于刻画不同脑网络在相同时段内的协同变化。
图1 双眼竞争范式的实验流程。A：在一个run中，被试观看30秒双眼竞争电影，并对人物电影或建筑电影保持注意，然后完成两个静态图片的知觉反应。B：一个block中，被试需要完成4个上述的run，并在结束时完成一个与人物电影或建筑电影片段有关的问题。(双耳分听流程的文字介绍见原文，流程图见：Zhou et al., 2022, NeuroImage, DOI: 10.1016/j.neuroimage.2022.119613)。
研究结果
图2 被试间(Inter-subject)相关分析结果。A：双耳分听的结果显示，不论是听相同的叙事音频(面部特征corr面部特征，或建筑结构corr建筑结构)还是听不同的叙事音频(面部特征corr建筑结构)，听觉网络的Pearson相关都显著高于0。反映了刺激驱动的听觉加工特性。相较于听不同的叙事音频，听相同的叙事音频时，右侧执行控制网络和感觉运动网络的一致性显著更大。表明此神经网络参与了自上而下的注意调控。B：双眼竞争的结果显示，不论是看相同的电影片段(人物corr人物，或建筑corr建筑)还是不同的电影片段(人物corr建筑)，枕部网络(包括高级视觉网络、低级视觉网络)的Pearson相关都显著高于0。反映了刺激驱动的视觉加工特性。而在观看相同片段和不同电影片段的对比结果中，没有发现任何网络存在差异。
图3 被试内(Intra-subject)相关分析结果：与被试间相关分析结果类似，不同的是在双耳分听的相同音频vs 不同音频的结果出现在听觉网络而不是右侧执行控制或感觉运动网络。A：双耳分听的结果；B：双眼竞争的结果。
图4 双耳分听的动态功能连接分析结果。分析采用了多种滑动时间窗和滑动步长，共20种组合。并在脑网络(ICA降维)数量上设置了4种，即图中的ICs=50、60、70和80。只有在ICs=50、60、70和80四种设置中都出现相同趋势的结果，被认为是稳定的显著结果。图中每个网格单元的数值表示在20种组合中显著的差异数量。其中标红的格子表示注意面部特征叙事条件下，连接强度显著大于注意建筑结构叙事的。标蓝的格子表示相反的模式。上述四图并没有一致稳定的结果。与图5的双眼竞争结果明显不同。
图5 双眼竞争的动态功能连接分析结果。图片的分析来源概述见图4，详细描述见原文。不管在ICs设置为50、60、70还是80。语言网络(LN)和高级视觉网络(HVN)均表现出稳定的红色结果。表明注意人物片段的条件下，两个脑网络的功能连接强度，显著大于注意建筑片段的条件。
图6 双眼竞争的动态功能连接分析的一个典型结果：ICs = 70，滑动时间窗长度为40TR(20秒)，滑动步长为10TR(5秒)。其中Pearson相关系数在不同条件下被进行了Z分数转换。第4行是注意人物vs注意建筑的对比，红色为注意人物条件的功能连接强于注意建筑。结果显示语言网络和高级视觉网络之间的功能连接在两种条件下存在显著差异。
图7 双眼竞争的dFC差异与行为上的知觉主导时间的相关分析的一个典型结果。结果显示，神经上，注意人物vs注意建筑的功能连接强度的差异，与知觉人物片段的时长在注意人物和注意建筑条件下的差异，显著正相关；与知觉建筑片段时长的差异显著负相关。A：因变量为语言网络和高级视觉网络的功能连接强度的差异；B：因变量为语言网络和腹侧默认网络的功能连接强度的差异。
研究结论
本研究首次通过多尺度脑网络分析证明，选择性注意对双稳态听觉和视觉的调控机制存在本质区别：双耳分听依赖执行控制网络实现主动调控，而双眼竞争更多通过感知相关回路(如本文中的语言与视觉网络协同)完成加工。这一发现为理解多模态注意的神经基础提供了新视角。
作者贡献
论文第一作者为华南师范大学心理学院2022级博士生曾宪卿，合作作者包括2022级硕士生黄琰、2021级硕士生王珂瑜、2024级硕士生王九九。研究受国家自然科学基金、科技部重大项目子课题、中德研究中心及广东脑认知与人类发展研究中心项目资助。
文献信息：Zeng, X.*, Huang, Y., Wang, K., Wang, J. & Meng, M. (2025). Divergent neural mechanisms of selective attention in dichotic listening and binocular rivalry perception: Evidence from functional brain network analysis. NeuroImage. 320(121464). DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121464
文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/7x5LuPFUZcVyRhwjK8yklg