中国科学院生物物理研究所“973 计划”项目之一

特征捆绑和不变性知觉的脑认知功能成像

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2005年，中国科学院生物物理研究所集中优势、超前部署，构筑并优化了“两大学科领域，五大战略重点”的学科布局，两大学科领域分别是指：蛋白质科学研究领域和脑与认知科学研究领域。目前，脑与认知科学研究领域已经组建并开始实施“感知觉与认知的分子细胞基础”研究计划。该计划重点部署感知觉与认知的物质基础、蛋白质结构异常与认知功能障碍两大战略方向。为此，国家依托研究所建设了“生物大分子国家重点实验室”和“脑与认知科学国家重点实验室”并开展系列重要研究。国家“973计划”项目“特征捆绑和不变性知觉的脑认知功能成像”的开展和实施，有力的支撑了该项研究计划。该项目由中国科学院生物物理研究所“脑与认知科学国家重点实验室”主任、中国科学院院士陈霖研究员担任首席科学家。

“特征捆绑和不变性知觉的脑认知功能成像”项目的研究内容可高度概括为“P3”计划：（1）组建一个共同的研究计划（Project）：聚焦研究当代认知科学的前沿难题—“特征捆绑问题”；（2）构筑一个共同的实验环境平台（Platform）：构建以功能磁共振成像为核心的“认知科学”实验环境；（3）创立并优化一个新的原则（Principle）（或新的学说）—“大范围首先”（Global-f rst）学说。因此，该课题对应的包括三重含义：（1）“特征捆绑问题”是要集中研究的科学问题；（2）“不变性知觉”是解决“特征捆绑”这个重要科学问题的“新概念”；（3）“脑认知功能成像”是解决“特征捆绑”问题和发展“大范围首先”不变性知觉理论的“新技术”。该项目首先立足于“不变性知觉”角度，从不同认知层次、不同实验对象、不同实验方法等领域开展跨学科的、范围广泛的“特征捆绑”和“知觉组织”等科学问题的研究，创建3T 功能磁共振成像为核心的“认知科学”实验环境平台，创立具有生物学约束的“整体首先”知觉理论的科学目标，最终建立“大范围首先”学说。其内涵是: 基于“视觉过程是从哪里开始的”科学问题和初期整体知觉的观点来分析，“特征捆绑”是一个错误的、头足倒立的问题；但是，初期整体知觉的“知觉组织”的研究可将这个颠倒的问题再校正回来。针对“特征捆绑”问题，从不变性知觉的角度对知觉组织（尤其是初期整体知觉）进行科学的描述，包括“大范围和局部”关系的科学系统的定义、大范围不变性知觉“首先”的生物学证据的约束。

该项目立足于解决知觉领域的七大难题之一“特征捆绑”问题，创立和发展在认知科学基础理论问题上具有原创性的、重大贡献的“大范围首先的”不变性知觉的系统理论为总体目标，力争五年内发表系列（10篇以上）国际高影响力的学术论文，并编纂一部“整体首先”新原则理论的学术专著；造就出一支能聚焦世界认知科学前沿的、深度交叉融合多学科的、创造一流的创新成果的人才团队。此外，本项目还将推动计算机科学和人工智能领域“特征捆绑”问题的研究，比如并行分布的知识表达、基于不变性计算的计算机视觉模型；促使研究人员更加深入的探索大脑的心理和生理疾病（视觉系统损伤、老年病的视觉系统表现、阅读障碍症）机制的研究。