张朋研究组与合作者通过皮层偏盲病人的
位置错觉，揭示V1表达反馈信号对产生视觉意识的必要性

　　视觉信号在大脑视觉通路中的传输与加工大约需要200毫秒。在这短短一瞬，一辆时速100公里的汽车已前进约5.6米。如果大脑只能意识到200毫秒前的"旧位置"，那么即便意识到汽车尚有一段距离，可能也已来不及躲避。实际上，大脑能够依据运动信号预测物体的当前位置，从而使我们做出及时而准确的反应。那么，大脑究竟是如何利用运动信息"预见"物体当前位置产生视觉意识的？

　　2026年10月8日，中国科学院生物物理研究所张朋研究组与合作者在《Cognitive Science Research》在线发表题为"Intact primary visual cortex to express the feedback signals is necessary for motion-extrapolated perception"的研究论文。该研究结合脑损伤病人与位置错觉实验范式，揭示了人类初级视觉皮层（V1）表达反馈信号对"预见"物体当前位置产生视觉意识的必要性。

图1：红色实线是红条闪现的物理位置，虚线是红条的感知位置。上图为朝向盲区内抓取（Grab-in），下图为朝向盲区外抓取（Grab-out）。

　　为了分离物体的物理位置与感知位置，研究人员采用了"闪现抓取效应（Flash-grab effect）"的位置错觉范式。如图1所示，黑白相间的圆环来回旋转，在运动方向反转的瞬间于黑白块相接处闪现红色线条，红条的感知位置相对物理位置会产生显著的偏差，且偏差方向取决于背景运动的反转方向。当背景运动朝顺时针方向反转时（Grab-in），红条感知位置被"抓"向顺时针方向（图1a）；当背景运动朝逆时针方向反转时（Grab-out），红条感知位置被"抓"向逆时针方向（图1b）。研究团队前期研究表明，V1存在与感知位置相关的反馈信号（Ge et al., 2020 Nat. Commun.）。然而，V1的神经活动与视觉意识的因果关系长期以来存在争议（He et al., 1996 Nature; Tong et al., 2003 Nat. Rev. Neurosci; Qian et al., 2025 Nat. Hum. Behav.）。因此，V1表达的反馈信号对"预见"物体当前位置产生视觉意识的必要性尚不清楚。为了回答这个问题，研究团队分别在V1受损的偏盲病人、视放射（视觉丘脑LGN到V1的白质纤维束）受损的偏盲病人以及健康被试中进行了实验。

　　对于V1受损的皮层偏盲患者，当背景运动将红条感知位置抓向盲区内时（Grab-in条件），原本位于正常视野的红条不可见；患者需将红条物理位置向正常视野移动较大距离，方能在盲区边缘外看到。相反，在Grab-out条件下，患者可在远离盲区的正常视野看到红条（图2a-c）。

　　对于健康被试，研究人员通过屏幕前遮蔽部分区域制造"人工盲区"。结果表明，在Grab-in条件下，健康被试仍能在"人工盲区"内清楚地看到位置被偏移的红条（图2d-f）。进一步，在两位视放射受损但V1相对完整的患者中，当闪现抓取效应使红条落入盲区时，患者与健康人一样可在盲区内看到红条（图2g-i）。上述对照实验表明，在V1完好的情况下，受试者可在盲区内部看到位置被背景运动偏移的红条。

图2：实验结果表明，Grab-in的条件下，皮层盲病人无法在盲区内看到红条，但是视放射束损伤病人以及健康被试却可以在盲区内看到闪烁的红条。

　　综合以上结果，该研究说明有意识地看（预）见一个刺激，需要V1表达与预见相关的反馈信号。当背景运动将红条感知位置"抓"向盲区时，高级运动皮层（如MT）仍可计算偏移后的位置，并将该"预见"信号反馈至V1；对于V1受损患者，反馈信号无法到达对应V1区域，反馈回路被截断，尽管前馈信号在完好视觉皮层中被处理、高级区域亦算出"预见"位置，大脑仍无法在盲区内表达该位置，红条因此"消失"（图3）。相反，在视放射受损但V1完好的患者及健康被试中，反馈信号能够顺利抵达V1，被偏移至盲区内的红条依然可见。

　　何生等人的前期研究说明非注意条件下V1局部的神经活动不是视觉意识产生的充分条件（He et al., 1996 Nature），而这项新的脑损伤病人研究说明注意条件下高级皮层到达V1的反馈信号是视觉意识产生的必要条件。最后，这项研究采用的运动错觉范式，对于评估视野损伤患者视通路损伤的具体位点具有重要的临床意义。

图3：红条明明闪在能看见的地方，但因为空间位置偏置的反馈信号无法到达受损的V1，导致皮层偏盲患者无法看到快速闪现的红色线条。

　　中国科学院生物物理研究所的回佳菡助理研究员为论文第一作者，张朋研究员和解放军总医院的周欢粉主任为论文共同通讯作者。生物物理研究所的钱晨灿副研究员、何生研究员，以及加拿大约克大学的Patrick Cavanagh教授、澳大利亚悉尼大学的Alex O. Holcombe教授也参与了相关工作。该研究获得科技创新2030-"脑科学与类脑研究"和国家自然科学基金等项目的资助。

　　文章链接：

　　https://doi.org/10.1016/j.csres.2026.09.002

（供稿：张朋研究组）