视觉注意是指心理活动或意识对一定事物的指向与集中,与记忆、思维等共同协调完成日常基本的神经认知过程。以往的研究表明,额叶眼动区(Frontal Eye Field,FEF)是参与视觉注意的重要脑区之一,与后顶叶皮层,腹侧前额叶等脑区共同组成了视觉注意的神经通路。另有研究表明,FEF的功能损伤与注意缺陷障碍等多种临床疾病密切相关,因此,FEF的研究对神经认知以及临床疾病均有着极其重要的意义。视觉注意可以分为视觉空间注意和视觉特征注意,其中,视觉特征注意是通过对不同的特征信息中的某一特定特征进行选择性注意的过程。近年来对FEF的研究多集中于视觉空间注意,而对FEF在视觉特征注意中的研究非常缺乏,因此本文主要设计了颜色和运动的双重特征的视觉注意任务,并对该过程中FEF的作用进行了研究。近年来,经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)作为一种安全且无创的物理刺激方法,越来越广泛的应用于神经认知相关研究中。本研究使用了单脉冲的TMS作为干预手段,并且搭建了基于TMS同步测量的实验平台。本研究还设计了基于提示信息的颜色和运动双重特征的视觉特征注意任务范式,并通过两个相对独立的实验过程,分别对FEF在视觉特征注意过程中的作用时间,以及FEF在视觉特征注意过程中的神经活动的传导机制两个方面进行了相应的研究。首先,为了研究FEF在视觉特征注意中的作用时间,本文应用了单脉冲阈上刺激的TMS,作为干扰手段作用于右侧的FEF,并通过与TMS作用于大脑的顶点(vertex)进行对照设计了实验分组。研究结果表明,刺激脑区的不同对受试者的反应正确率无显著性的影响,而对于受试者的反应时间,当TMS作用于FEF时,其反应时间较vertex组具有显著性的增长,说明FEF受到了 TMS的干扰作用,从而影响了受试者对视觉特征注意任务的判断,该结果证明了 FEF是参与视觉特征注意的重要脑区。另外,本研究设计了不同的TMS刺激的时间点,分别对视觉特征注意过程中视频刺激阶段的Oms,50ms,100ms,150ms,以及200ms进行了分组实验设计。研究结果显示,当TMS刺激时间为100ms,且作用于右侧FEF时,受试者的反应时间相对于TMS作用于vertex组具有显著性的提高,说明在该时间,TMS通过对FEF的神经活动产生了干扰作用,显著性的影响了受试者对视觉特征注意任务的反应时间,因此,FEF在视觉特征注意过程中的作用时间即为视觉刺激开始100ms左右。随后,本研究根据已得到FEF在视觉特征注意中的作用时间,进一步对FEF在视觉特征注意过程中的神经活动的传导机制进行了实验设计与结果分析。研究将TMS的刺激参数设置为单脉冲的阈下刺激,作为探测手段,而不改变刺激的靶点脑区的神经功能,仅对刺激脑区的神经活动的兴奋性有一个叠加作用,本研究通过对刺激脑区叠加的脑电信号分析来探究FEF神经活动的传递机制。TMS的刺激时间设置在视觉特征注意中视频刺激开始的100ms处,即已得到的FEF的作用时间,使得FEF的神经活动的最大化以便于分析其神经传导,研究分别对FEF的神经活动的传递方向,以及在颜色和运动两种特征的视觉注意中神经活动传递的差异性两个方面进行了研究。本研究通过对TMS叠加在刺激脑区(FEF)的神经活动进行了分析,结果发现FC4(FEF附近导联)信号在TMS后幅值有上升的趋势,而顶叶及后部脑区的相关导联信号的幅值也具有相似的上升趋势。但相对于FC4,该上升趋势有约50ms的滞后,并且研究发现在幅值上升滞后的时间段内,FC4与多个后部脑区的导联信号之间具有显著性的相关,且头皮和皮层的结果均显示,该时间段内的神经活动具有由前(额叶)向后(顶叶及后部脑区)的传递趋势,因此,研究认为FEF在视觉特征注意的早期阶段其神经活动是向顶叶及后部脑区进行信息的传递。另外,研究又通过对颜色和运动的不同特征注意过程中FEF的神经活动传递的脑区进行了分析,结果发现,在不同特征的视觉注意过程中,FEF的神经信号在后部脑区的传递过程具有一定的差异性,且对颜色信息处理的脑区主要位于后部顶叶,而对运动信息处理的脑区则主要位于顶叶和颞叶交界处附近。本研究结果表明FEF对视觉注意过程中不同特征信息的选择可能具有一定的神经控制作用,且不同的特征信息对应着不同的脑区进行信息处理。本研究通过应用不同刺激参数的单脉冲TMS,并设计了相应的实验过程,不仅得到了 FEF在视觉特征注意过程中的作用时间,也证明了该过程中FEF神经活动的传导方向。单脉冲阈上刺激的TMS为FEF在视觉特征注意中作用时间的研究提供了直接有效的研究手段,且单脉冲TMS联合脑电信号的研究方法具有较高的时间精度,可以为视觉特征注意中的FEF神经信号的传导机制的研究在时域上提供更为有力的证据,同时也为神经认知的相关研究提供了有效的方法。