Early visual cortex is not functionally necessary for temporal attention: A TMS study
这项经颅磁刺激（TMS）研究提供了首个因果证据，表明早期视觉皮层（V1/V2）对于内源性时间注意并非功能上必需的，因为在取向判别任务中，枕叶刺激未能破坏时间注意带来的益处。
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人类的大脑是高效的奇迹，但它也是一种受限于匮乏的生物。如果不加节制地处理环境中的每一处视觉、听觉和感官信息，大脑会迅速耗尽其能量储备。为了生存，大脑采用了一种被称为“注意力”的策略，这种机制就像一束聚光灯，在增强特定信息清晰度的同时，调暗其他一切信息的亮度。虽然科学家早已了解我们如何将注意力集中在视野中的特定位置，但关于我们如何专注于特定时间点的过程，仍然是一个难以捉摸的问题。我们知道自己可以有意识地选择在某一精确秒数时做好迎接事件的准备，但这一能力背后的生物学机制一直是个谜。以往使用脑扫描仪的研究显示，当我们专注于特定时间时，位于大脑后部、首先接收来自眼睛图像的早期视觉皮层活动会增加。然而，这些扫描仪仅显示出一种相关性；它们揭示了两个现象同时发生，但无法证明其中一个导致了另一个。早期视觉区域可能仅仅是一个旁观者，因为它之所以亮起，是因为大脑的其他部分正在执行计时任务。
为了解开这个谜团，纽约大学的研究人员设计了一个实验，旨在测试早期视觉皮层是否对于这种基于时间的专注力确实是必要的。他们使用了一种称为经颅磁刺激的技术，即通过将磁线圈置于头皮上，发出短暂且无害的脉冲，以暂时干扰下方脑细胞的电活动。通过在视觉目标出现的精确时刻施加这种脉冲，研究团队可以观察：干扰早期视觉皮层是否会破坏大脑专注于那个特定时刻的能力。如果早期视觉皮层是时间注意力的引擎，那么干扰它应该会导致人们反应变慢且准确度降低。然而，如果大脑依赖于一个不同的、更高层级的系统来管理时间，那么干扰早期视觉区域应该对表现没有影响。
研究人员要求志愿者执行一项任务：观察先后出现在屏幕右下角的两个形状（称为 Gabor 补丁）。在这些形状出现之前，一个声音会给志愿者提供关于他们需要识别哪种形状的提示。有时提示是准确的，告诉他们具体要观察哪一个；有时声音是中性的，并无帮助。志愿者必须判断被提示的形状是向左还是向右轻微倾斜。实验在四种不同条件下进行：在某些试验中，磁脉冲在第一个形状出现时发出；在另一些试验中，它在第二个形状出现时发出；在另一些试验中，它两次都发出了；而在一个对照组中，则完全没有脉冲。至关重要的是，志愿者无法预测脉冲何时发生，从而确保无论受到何种刺激，他们的脑状态都保持一致。为了验证磁脉冲确实影响了大脑，研究人员还监测了志愿者的瞳孔大小，因为当视觉皮层受到刺激时，瞳孔会自然放大。
结果清晰且令人惊讶。当志愿者收到关于要观察哪个形状的有益提示时，他们的表现显著提升，能够更准确地识别倾斜方向并做出更快反应。这种被称为“时间注意力收益”的提升，在所有条件下都一致存在。最重要的是，施加在早期视觉皮层的磁脉冲并未削弱这种收益。无论脉冲是在第一个形状出现时、第二个形状出现时、两者同时出现时，还是在两者均未出现时，志愿者专注于正确时间点的能力依然完好无损。数据表明，大脑优先处理特定时刻的能力并不依赖于早期视觉皮层。研究人员确认了刺激确实按预期发挥了作用，因为志愿者的瞳孔在接收脉冲时显著放大，证明了脑组织确实受到了影响。然而，这种生理上的干扰并未转化为行为上的失败。
这些发现表明，大脑有意识地专注于特定时刻的能力，独立于初级视觉处理中心运行。大脑并非依靠早期视觉皮层来管理时间的先后，而是可能利用更高阶的区域（例如额叶和扣带回区域的网络）来选择并保护与任务相关的信息。这项研究提供了首个因果证据，证明虽然早期视觉皮层对于“看见”至关重要，但它并不是驱动我们注意力内部时钟的引擎。即使在初始视觉处理区域被暂时静默的情况下，大脑仍能维持其时间上的专注，这表明大脑拥有一套更复杂、分布式的系统来管理我们何时投入注意力。
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