健康衰老中保留的知觉-动作分离与改变的视觉运动行为

《Neuropsychologia》:Preserved perception-action dissociation but altered visuomotor behaviours in healthy aging

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:Neuropsychologia 2

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  本研究针对健康衰老如何影响视觉知觉与动作控制的分离机制这一关键问题,通过两个精巧的实验(庞佐错觉和表面大小操纵),揭示了老年人在保留基本知觉-动作分离功能的同时,其视觉运动行为表现出对背景语境信息增强的依赖性。该发现不仅支持了补偿性神经机制假说(CRUNCH),也为理解衰老过程中的视觉运动适应性变化提供了重要证据,对老年友好型环境设计具有指导意义。研究成果发表于《Neuropsychologia》。

  
当我们伸手去拿水杯时,大脑是如何协调视觉信息来指导动作的?这一看似简单的日常行为,背后却隐藏着复杂的神经机制。经典的双视觉通路假说提出,大脑中存在两条相对独立的处理通路:负责物体识别的腹侧通路("视觉用于知觉")和指导动作的背侧通路("视觉用于动作")。然而,随着人口老龄化进程加速,一个重要而尚未明确的问题是:这种知觉与动作的精细分工在健康衰老过程中能否保持稳定?
以往研究表明,衰老伴随着广泛的神经功能变化,但关于其如何影响知觉-动作分离的研究却十分有限。两种主流理论给出不同预测:神经去分化假说认为衰老会导致脑功能专门化程度降低,预测知觉-动作分离减弱;而补偿性相关神经回路利用假说(CRUNCH)则主张老年人通过招募额外神经资源来维持功能,预测基本分离得以保留。为厘清这一问题,研究人员在《Neuropsychologia》上发表了最新研究成果。
为开展本研究,团队招募了年轻组(n=25,18-25岁)和老年组(n=25,65-95岁)参与者,通过运动捕捉系统(OptiTrack)记录抓握和知觉估计任务中的手部运动轨迹。实验一采用经典庞佐错觉范式,考察错觉对知觉和动作的不同影响;实验二则去除错觉线索,单独操纵背景表面大小,以区分错觉效应与空间背景效应。数据分析聚焦于最大握距(MGA)、运动时间等关键指标。
知觉-动作分离
实验一结果显示,两组参与者均表现出稳定的知觉-动作分离:庞佐错觉显著影响知觉估计(远处物体被感知为更大),但对抓握动作的影响方向相反——抓握近处物体时手指数值更大。这种分离模式在两组中均显著存在,表明基本功能得以保留。
年龄相关运动学变量
尽管分离模式保留,老年组表现出显著的运动学变化:运动时间更长,达到最大握距的时间延迟。值得注意的是,运动时间的比例结构(以最大握距时间百分比计)无组间差异,提示老年组运动规划的基本时间结构得以保持。
临时讨论
实验一发现的抓握动作反向效应(近处表面引发更大握距)可能源于庞佐错觉中近处表面物理尺寸更大这一空间特性。为验证此假设,研究人员设计了实验二。
表面大小对抓握的调节
实验二在去除错觉线索后,仍发现表面大小显著调节抓握动作:置于大表面的物体引发更大握距。这种效应在老年组中更为明显,且延伸至运动时间等时间动力学指标,表明老年组对视觉语境的敏感性增强。
跨实验的年龄差异
合并分析显示,老年组在不同实验条件下均表现出更强的语境敏感性,这种增强模式与背景是否包含错觉线索无关,反映了衰老过程中对语境信息依赖度增加的一般性趋势。
研究结论表明,健康衰老过程中知觉-动作分离的基本功能架构得以保留,这更符合CRUNCH模型的预测——老年人通过补偿机制维持核心功能。然而,衰老也伴随着视觉运动策略的改变,表现为运动变慢和对背景语境信息的依赖增强。这些发现不仅深化了对衰老神经机制的理解,也对老年人生活环境设计具有重要启示:复杂的视觉图案可能因其语境效应而影响老年人的动作表现,这在公共空间安全和无障碍设计领域值得重点关注。该研究为理解衰老大脑的功能可塑性提供了有力证据,也为开发针对性的老年健康干预措施指明了新方向。
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