文献阅读：虚拟距离再现任务中时间和空间估计的神经机制分离研究

Dissociable neural indices for time and space estimates during virtual distance reproduction

（王润泽 西南大学心理学部 时空认知实验室）

研究背景

时间和空间知觉是人类与世界互动的两大基本认知功能，前者支撑着语言、运动等节律性活动，后者则对导航、物体操控至关重要。然而，在神经层面，这两种维度的信息究竟是由一套共享的认知系统处理，还是依赖于相互分离的独立系统，至今仍是学界争论的焦点。以往研究发现，一种被称为“关联性负变异”（Contingent Negative Variation, CNV）的脑电信号，作为一种反映预期和时间测量过程的神经指标，被广泛认为与时间感知密切相关。但该信号究竟是时间加工所独有，还是反映了一种可同时适用于空间维度的、更广义的量值处理过程，目前尚不明确。本研究旨在探究这一问题，以揭示时间和空间加工的神经分离与关联机制。

研究思路

本研究的核心思路是通过实验设计，打破时间和空间两个维度在日常生活中的自然关联性（即移动更长距离通常需要花费更多时间）。为此，作者采用了一种虚拟现实（VR）中的距离再现范式。在该任务中，被试首先在虚拟环境中“行走”一段未知的距离或时间（估计阶段），随后需要再次“行走”以再现刚刚经历的距离或时间（再现阶段 。关键的实验操控在于，在估计和再现两个阶段之间，随机改变了被试的虚拟移动速度。通过这种方式，行进的距离无法成为估算时间的可靠线索，反之亦然，从而实现了两个维度的有效分离。基于这一设计，作者旨在通过同步记录的脑电数据，检验作为预期性神经活动指标的CNV信号，在不同任务阶段（估计与再现）以及不同任务维度（时间与空间）下会如何表现 ，从而判断其功能是跨维度的通用机制，还是特定于时间维度的专门机制。

研究方法

共有16名健康被试参与了本研究。实验在一个虚拟现实环境中进行，被试通过手柄控制视角在场景中前进。整个任务包含两种独立的任务类型：时间再现任务和空间再现任务，以组块（block）形式呈现。在每个试次中，被试首先经历一个“估计阶段”，即朝向远处的虚拟目标移动，直到系统在预设的某个时间点或距离点自动停止其移动 。短暂延迟后进入“再现阶段”，被试需要再次向前移动，并根据记忆在自己认为已达到相同时间或距离时按键结束移动。实验全程同步记录了被试的64导联脑电信号 ，并重点分析了与预期加工相关、主要分布在额-中央区的CNV脑电成分。

研究结果

行为结果： 在行为表现上，被试在再现时间间隔时的变异性（即精确度）显著高于再现空间距离，表明时间再现的难度更大。尽管精确度不同，但两种任务的准确度模式相似，均表现出典型的“趋中效应”，即对较短的间隔倾向于高估，对较长的间隔则倾向于低估。

脑电结果： 脑电分析揭示了时间和空间加工在不同阶段的分离与整合。

l  在估计阶段（被动感知未知间隔）： 无论被试面对的是时间任务还是空间任务，其CNV信号的模式都非常相似 。该信号会随着间隔的流逝而逐渐增强，反映了对间隔即将结束的概率预期，表现出一种跨越时空维度的、通用的预期功能 。

l  在再现阶段（主动复制已知间隔）： 两种任务诱发的脑电活动出现了显著分离。在移动开始后的早期阶段，准备进行“时间再现”的被试，其CNV信号的初始部分波幅显著大于准备进行“空间再现”的被试。更重要的是，在时间再现任务中，该早期信号的波幅还与需要再现的时长呈现负相关（即需要再现的时间越长，信号波幅反而越小），而这种调节效应在空间再现任务中完全不存在。

结论

本研究结果表明，作为一种重要的预期性神经信号，CNV在时间和空间加工中扮演着双重角色。在被动估计未知间隔时，它发挥着一种跨维度的通用功能，统一地编码事件在时间或空间维度上发生的可能性。然而，在主动计划并再现一个间隔时，该信号则表现出高度的特异性，其活动模式仅针对即将到来的时间间隔进行调节，而对空间间隔不敏感。这些发现为时间和空间的神经加工机制提供了清晰的分离证据，表明尽管二者在底层的预期功能上可能存在重叠，但在为行动做准备的更高层次认知加工中，它们依赖于可分离的神经系统。

参考文献：

Robinson, E. M., & Wiener, M. (2021). Dissociable neural indices for time and space estimates during virtual distance reproduction. NeuroImage, 226, 117607. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.117607