在复杂环境中,大脑每时每刻都在接收大量感觉信息。要进一步识别、计数和记忆,首先必须把连续、混杂的感觉输入分离成彼此独立的对象,这一过程被称为客体个体化(Object Individuation, OI)。视觉领域已证明这一能力存在容量限制,但触觉系统如何在指尖完成“对象分拣”,其时间进程和神经标志长期缺乏直接证据。

近日,北京大学心理与认知科学学院陈立翰课题组在《Cortex》发表题为“EEG signatures for tactile object individuation on a finger tip”的研究论文。研究采用脑电(EEG)技术,在被试食指指尖同时呈现1至8个触觉点,并比较“报告触点数量”的枚举任务与不要求数量个体化的目标辨别任务(图1)。由于两项任务使用相同的物理刺激,这一设计有助于区分刺激本身的感觉编码与任务相关的客体个体化加工。


图1 指尖触觉点阵OI任务与脑电神经表征整合示意图

行为结果显示,触觉客体个体化的容量上限约为3个对象。脑电解码进一步揭示了这一过程的时间动态:刺激出现后320—860毫秒,两类任务中都能解码出数量相关信息;约860毫秒之后,只有需要主动“报数”的枚举任务仍保持显著解码。由此提示,约860毫秒可能是触觉加工由刺激驱动阶段转向任务依赖的客体个体化阶段的重要时间节点。

研究还识别出两个晚期脑电指标:900—1200毫秒的晚期对侧负波N1000cc,以及1500—1800毫秒的触觉对侧延迟活动tCDA。两者在1至3个对象范围内均随数量增加而增强,并在接近3个对象时达到峰值;当数量增加至4—6个时不再继续增强,呈现典型的容量受限模式。同时,额—中央区alpha频段(8—12 Hz)活动在1—3个对象时更强,提示注意控制可能帮助大脑在容量范围内将多个触觉对象从背景中分离出来。

这些结果为触觉“瞬间报数”建立了从行为容量到脑电解码的对应关系,也为研究对象级意识内容的形成提供了可实验化的窗口。主观上“感觉到有几个点”,需要大脑先把连续触觉输入组织为若干可区分、可报告的对象。因此,客体个体化虽不能简单等同于“意识的最小单元”,却为探索意识中基本对象化表征的形成提供了可量化模型。

研究也为触觉脑机接口、智能假肢和感觉替代系统提供了启发:触觉信息呈现并非越多越好,系统设计需要考虑人脑一次能够稳定个体化的对象数量;N1000cc、tCDA及alpha活动则可作为未来评估触觉对象表征状态的候选神经指标,为根据脑状态自适应调整刺激的闭环触觉接口提供依据。这些应用仍需后续研究进一步验证。

作者信息

北京大学心理与认知科学学院娄春淼博士、郑州大学心理健康教育中心雷扬博士为论文共同第一作者;荷兰Radboud University (Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour)的Uta Noppeney教授参与本研究;北京大学心理与认知科学学院陈立翰副教授为论文通讯作者。该研究得到科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目和国家自然科学基金的支持。

原文信息

论文题目:EEG signatures for tactile object individuation on a finger tip

发表期刊:Cortex

DOI:10.1016/j.cortex.2026.08.014

参考文献(延伸阅读)

1. Chunmiao Lou, Lihan Chen* (2026). The process of object individuation shared across visual and tactile modalities. Cognitive Psychology, Volume 166, 101830. https://doi.org/10.1016/j.cogpsych.2026.101830

2. Yang Lei#, Chunmiao Lou#, Danting Meng, Lihan Chen* (2026). Tactile Object Individuation on a fingertip is Associated with Neural Representations in the Bilateral Inferior Parietal Lobule. NeuroImage, 122026. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2026.122026



2026-09-06