通感科学:有些人能听到颜色或尝到单词的味道
对大多数人来说,这一页上朴素的黑色字母并不引人注目。然而,对于不到4%的人来说,这些词读起来更丰富多彩、更有触感,甚至可能“尝起来很甜”.
自20世纪80年代以来,科学家们一直试图理解联觉的神经认知机制,联觉是一种罕见的神经现象,在这种现象中,刺激会产生第二次同步的、不自觉的体验。虽然任何两种或两种以上的经验组合都是可能的,但有些类型比其他类型更常见。当无色字母(比如这里的单词)和数字(被称为字素)引起颜色体验时,这被称为“字素-颜色联觉”。
早期研究表明,联觉因人而异。这种现象背后的遗传机制仍未被很好地理解,最近的研究表明,联觉比早期研究人员提出的x连锁优势更为复杂。
在21世纪初,这个领域的讨论主要围绕着联觉是神经修剪失败的结果,还是一种抑制解除。迄今为止,已经提出了三种不同的联觉架构机制,包括局部交叉激活、远程去抑制反馈和再入处理。
当地交错活化
2005年,神经科学家Edward Hubbard和Vilayanur Ramachandran提出,由于大脑中的视觉词形区(VWFA)和颜色处理区hV4彼此相邻,字母-颜色联觉可能是这两个区域直接交叉激活的结果。
这种机制可以用缺乏神经修剪来解释。以前已经观察到下颞区和V4之间的产前联系。1997年的一项研究结果表明,在胎儿猕猴中,这些区域之间的连接70%至90%来自更高的区域(尤其是颞区,TEO),而在成年猕猴中,这一比例仅为20%至30%。哈伯德和拉马钱德兰认为,如果基因突变导致产前通路修剪失败,那么大脑中VWFA和hV4之间的联系可能会在成年后保持完整。这可能解释了为什么人们在看字素时看到了颜色。
交叉激活通过假设反馈机制已经存在于联觉者中来解释上下文差异,这也解释了非联觉者的自上而下调节。当大脑中的前下颞区(AIT)激活时,后下颞区(PIT)发出的神经元直接偏倚,从而改变了神经元的反应。PIT (VWFA)神经元放电的不同模式将导致V4神经元的不同交叉激活。最终,这将导致每个人在字素感知上的差异。
远程去抑制反馈
近年来的其他研究集中在联觉上,认为联觉可能是来自颞顶枕交界处等多感觉连接的反抑制反馈的结果。这一假设得到了案例研究的支持,例如1999年对一名40岁失明的受试者进行的研究。在失明两年后,受试者报告说触觉刺激产生了视觉运动的知觉。研究发现,当实验对象把手放在前面而不是背后时,他的联觉体验的强度更大。进行这项研究的科学家认为,这可能是由于他大脑中由顶叶结构介导的自上而下的多感官激活。
凹角处理
最后提出的联觉模型是一种混合机制,表明联觉是异常重入处理的结果。这个模型和交叉激活之间的主要区别在于反馈是如何调节一个人在字母-颜色联觉中所经历的颜色的。2001年,加拿大安大略省滑铁卢大学的一个由Daniel Smilek领导的研究小组提出,石墨素颜色联觉可能是前颞区(AIT)异常神经活动在从V1-V4到PIT和AIT的初始活动扫描后,反馈到后颞下区(PIT)和V4的结果。反馈给PIT的神经活动导致对字素的识别,并可能因此影响联觉颜色。
2001年至2005年间进行的几项研究提供了证据,表明视觉背景和意义影响字母-颜色联觉中所感知的颜色。这些证据似乎更倾向于再入处理模型而不是交叉激活,而最近的后续研究似乎与交叉激活和再入处理一致。
2014年,日本神户大学心理学系的一项研究试图理解字母-颜色联觉中单词着色的神经机制。受试者表现出一种或三种效果的组合:单词呈现出组成字母的颜色;单词的第一个字母的颜色,或单词的颜色受其语义的影响。科学家们发现,语义诱导的联觉似乎与一种重入处理相一致,而其他影响则与交叉激活模型相一致。
多个机制?以上都不是?
来自不同研究小组的相互矛盾的数据表明,这里描述的三种机制可能并不相互排斥,或者简单地说,不同的联觉者表现出不同的作用机制。由于联觉是一个广泛的术语,包括许多类型的刺激(即。字母,音乐,颜色等),这些刺激在不同的大脑区域被处理,可能需要一系列不同的建筑机制来解释这些差异。
参考文献
- Hubbard E. et al.(2005)联觉的神经认知机制。神经元48:509 - 520。
- habbard E.(2007)联觉神经生理学。当前精神病学报告9:193-199。
- Mroczko-Wasowicz A. et al.(2014)语义机制可能负责发展联觉。前面。嗡嗡声。> 8:509。
- Takemasa Y. et al.(2014)在联觉中为单词着色的多种神经机制。神经影像学94:360 - 371。