研究兴趣：
本实验室主要运用心理物理学方法研究人类视觉过程以及相关的眼科与视光学临床应用。近年的主要研究兴趣在于知觉学习的心理物理学与脑机制，以及字符（汉字）识别的视觉机制和轮廓整合过程。
知觉学习：
知觉学习指通过训练来提高感觉辨别能力的过程，被认为是在系统水平上发映了大脑的神经可塑性。近二十年来有大量的关于知觉学习的心理物理学，神经生理学，脑成像和计算神经科学的研究成果出现，是认知神经科学的一个重要研究领域。
我们的主要研究贡献在于用创新性实验范式，挑战了视知觉学习研究关于视网膜位置特异性与朝向特异性的的基本假设以及基于这些假设的各种知觉学习理论 (Current Biology, 2008; J Neuroscience, 2010)。知觉学习因其位置与朝向特异性类似于视觉初级皮层(V1)的网膜拓扑对应特性和朝向选择性，长期以来被认为反映了V1神经可塑性。但我们的研究证明知觉学习可以在不同网膜位置和朝向间完全迁移，位置与朝向特异性实际上是特定训练方式的结果，而和知觉学习并无关系。这些发现还表明知觉学习是一个超出视觉皮层的高级认知过程。基于这些重要研究发现，我们初步提出了一个基于规则的知觉学习理论 (Rule-based perceptual learning theory) 来解释知觉学习及其特异性与迁移的脑机制 (J Neuroscience, 2010)。目前我们进行的大量实验皆在于验证和发展这一理论，以及研究这一理论在临床视觉训练中的意义。
我们还发现对多个视觉刺激的知觉学习依赖于刺激的时间模式编码, 当刺激的时间模式固定时才能获得好的学习效应,而随机时间模式无法产生学习效果（Nature Neuroscience, 2005）。此外大脑学习多个刺激时，需要借助刺激的次序和节奏信息，或者刺激的概念或语义标签，来帮助大脑识别各感觉刺激（PLoS Biology, 2008）。据此提出的刺激标签模型 (Stimulus tagging model) 认为，大脑同时学习多个刺激时，需要在一定的时间窗口内通过刺激的固有次序和节奏, 或者在概念或语义水平上，对各刺激进行识别，从而帮助大脑将注意指向相应的神经过程，以在高级决策单元和各感觉刺激输入之间建立相应的功能连接来实现知觉学习。
字符（汉字）识别：
我们发现笔划数对汉字识别的大小阈限只有有限的影响，而刺激间的几何矩差能较好地模拟根据识别错误建立的混淆矩阵。这些结果证明汉字识别阈限主要受刺 激的总体特征所决定, 而较少受细节特征的影响（IOVS, 2007；Journal of Vision, 2009）。我们还对汉字识别在周边视觉的表现及相关的视觉拥挤现象做了研究，发现了周边视觉汉字识别存在着内部拥挤现象，以及top-down因素对视觉拥挤的影响（Vision Research, 2009）。最新的研究则发现，相当成分的视觉信息在视觉拥挤过程的影响下并没有如当前理论所假设的丧失在识别过程中，而是在视觉记忆或注意过程中出现了错位。这一发现为视觉拥挤现象提供了新的认识（Journal of Vision, 2012）。
英文论著
Perceptual Learning
1. Zhang, J.Y., Cong, L.J., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2014). Perceptual Learning Improves Adult Amblyopic Vision Through Rule-Based Cognitive Compensation. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 55, 2020-2030.
2. Wang, R., Cong, L.J., & Yu, C. (2013). The classical TDT perceptual learning is mostly temporal learning. Journal of Vision, 13(5):9, 1-9.
3. Zhang, G.L., Cong, L.J., Song, Y., & Yu, C. (2013). ERP P1-N1 changes associated with Vernier perceptual learning and its location specificity and transfer. Journal of Vision, 13(4):19, 1-13.
4. Wang, R., Zhang, J.Y., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2012). Task relevancy and demand modulate double-training enabled transfer of perceptual learning. Vision Research, 61, 33-38.
5. Liu, X. Y., Zhang, T., Jia, Y. L., Wang, N. L., & Yu, C. (2011). The therapeutic impact of perceptual learning on juvenile amblyopia with or without previous patching treatment. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 52, 1531–1538.
6. Zhang, J.Y., Zhang, G.L., Xiao, L.Q., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2010). Rule-based learning explains visual perceptual learning and its specificity and transfer. Journal of Neuroscience, 30, 12323-12328.
7. Zhang, T., Xiao, L. Q., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2010). Decoupling location specificity from perceptual learning of orientation discrimination. Vision Research, 50, 368-374.
8. Xiao, L. Q., Zhang, J.Y., Wang, R., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2008). Complete transfer of perceptual learning across retinal locations enabled by double training. Current Biology, 18, 1922-1926.
9. Zhang, J.Y., Kuai, S.G., Xiao, L. Q., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2008). Stimulus coding rules for perceptual learning. PLoS Biology, 6, 1651-1660.
10. Kuai, S.G., Zhang, J.Y., Klein, S. A., Levi, D. M. & Yu, C. (2005). The essential role of stimulus temporal patterning in enabling perceptual learning. Nature Neuroscience, 8, 1497-1499.
11. Yu, C. , Klein, S.A., & Levi, D.M. (2004). Perceptual learning in contrast discrimination and the (minimal) role of context. Journal of Vision, 4,169-182.
Letter Recognition & Crowding
11. Zhang, J.Y., Zhang, G.L., Liu, L., & Yu, C. (2012). Whole report uncovers correctly identified but incorrectly placed target information under visual crowding. Journal of Vision, 12(7):5, 1-11.
12. Liu, L., Klein, S.A., Xue, F., Zhang, J.Y., & Yu, C. (2009). Using geometric moments to explain human letter recognition near the acuity limit. Journal of Vision, 9(1):26, 1-18.
13. Zhang, J.Y., Zhang, T., Xue, F., Liu, L., & Yu, C. (2009). Legibility of Chinese characters in peripheral vision and the top-down influences on crowding. Vision Research, 49, 44-53.
14. Zhang, J.Y., Zhang, T., Xue, F., Liu, L., & Yu, C. (2007). Legibility of Chinese characters and its implications for visual acuity measurement in Chinese reading population. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 48, 2383-2390. |
