人脑具有惊人的场景识别能力，即使是线条图中仅包含边缘信息，人脑也能快速识别其中的场景信息。那么，边缘信息、颜色和其他表面信息在场景表征中到底有何作用？人脑是如何整合边缘信息与颜色、纹理等表面信息来构建不同抽象层级的场景表征？
为了探究边缘、颜色及其他表面信息在基本和上位场景表征的作用，我们将每一场景分别以彩图、灰度图和线条图呈现。结合脑电图（EEG）和多变量模式分析（MVPA）方法，时间解码结果显示：在上位水平的场景表征中，线条图所含的边缘信息不仅足以完成分类，且其解码峰值显著高于彩图和灰度图像，这说明线条图中的边缘信息不仅充分，而且比彩图和灰度图更为有效；而在基本水平的场景表征中，彩图的解码准确率最高，且峰值潜伏期显著快于线条图，说明颜色和其他表面信息主要参与基本水平的场景神经表征。
图1 基本水平场景表征的时间解码结果。
时间泛化分析结果进一步显示，当以灰度图像作为训练集，以彩图或线条图作为测试集时，灰度图像引发的神经活动模式能够泛化到彩图或线条图，且这种泛化在每一抽象水平的场景表征中均成立。这些结果说明线条图引发的神经活动模式与彩色图或灰度图引发的模式高度一致，并为三种图像版本引发相似的神经活动提供了直接的神经学证据。
图2 上位水平场景表征的时间解码结果。
这些研究发现突显了边缘、颜色和其他表面信息在不同抽象水平神经场景表征中的不同作用，为探究人类大脑如何在不同抽象层级上表征场景信息提供了新的见解。
该研究得到了国家重点研发计划（No. 2021ZD0204202）和国家自然科学基金（32471112）的资助。论文第一作者为中国科学院心理研究所博士研究生姚连升，通讯作者为付秋芳研究员。研究已发表在NeuroImage上。
论文信息： Yao, L., Fu, Q.*, Liu, C. H., Wang, J., & Yi, Z. (2025). Distinguishing the roles of edge, color, and other surface information in basic and superordinate scene representation. NeuroImage, 121100. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121100.
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