中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室的研究成果揭示了一个重要的认知现象：人类大脑的两个半球在感知性质上存在显著差异。左半球倾向于感知大范围的拓扑性质，而右半球则对局部几何性质更为敏感。这一发现于2007年12月26日发表在《美国科学院院刊》上，并在该期刊的《本期导读》中受到了广泛关注。
由陈霖院士领导的认知科学和脑成像团队，提出了“大范围首先”的拓扑性质感知理论，挑战了传统认为“局部首先”的理论观点。他们认为，知觉过程并非从局部细节开始，而是始于大范围的拓扑不变性质，这一理论为理解左右脑功能的差异提供了全新的视角。
王波等青年学者进一步运用这一理论，进行了长达6年多的实验。他们系统地比较了各种拓扑性质（如洞的个数和内外关系）与几何性质（如方向、距离、大小、对称性等），研究结果明确显示，惯用右手的人在左脑中对拓扑性质的感知占优势。同时，功能性磁共振成像显示，处理拓扑性质信息时，左半球颞叶区域会出现显著兴奋。
专家们认为，这一研究结论“左半球主导拓扑性质感知，右半球主导局部几何感知”，为解决视觉处理中关于左右脑分工的争议提供了一个统一的理论框架，对理解和开发大脑功能具有重要意义，为科学认识大脑提供了坚实的基础。
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