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大家好，我今天報告的題目是人類注意的地圖和功能。大家學(xué)習(xí)過心理學(xué)應(yīng)該都知道，注意是對信息的選擇性加工。雖然每時每刻有很多的信息涌入我們大腦，但是我們只能加工其中的一部分信息。

注意控制信息加工的神經(jīng)解剖模型，Corbetta和Shulman在2002年描述了關(guān)于注意控制的神經(jīng)模型，總結(jié)出兩條注意通路。藍(lán)色腦區(qū)表示背側(cè)額頂網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)自上而下的注意控制。黃色腦區(qū)表示腹側(cè)額頂網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)刺激驅(qū)動的注意控制。注意最主要的功能是調(diào)節(jié)感覺皮層的神經(jīng)活動，Reynolds和Heeger描述了兩種典型方式。第一種是乘法縮放，對于一個方向選擇性神經(jīng)元，注意可以整體提高神經(jīng)元在各個方向上的反應(yīng)。如下圖左所示，不注意（藍(lán)線）和注意（紅線）之間的變換是一種乘法關(guān)系。第二種是銳化，注意可以增強(qiáng)神經(jīng)元對特定方向的反應(yīng)，讓神經(jīng)元對外界刺激的選擇性更強(qiáng)。這是注意的一些基本功能和神經(jīng)結(jié)構(gòu)。

01注意力圖

今天我報告的第一步時先講注意力圖。注意力圖有兩種，一種是注意顯著圖(Saliency map)，指自下而上的注意。例如一個非常奇怪的東西出現(xiàn)在視野中，就會自動吸引你的注意。另一種叫注意優(yōu)先圖(Priority map)，則是我們整合自上而下的活動和自下而上的活動形成的注意力圖。做任務(wù)時的任務(wù)屬性也會影響注意放在何處。比如我正在做報告，那么我的注意會更多放在面前的計算機(jī)屏幕上。這兩種圖如何產(chǎn)生，是我們所關(guān)注的問題。

關(guān)于注意顯著圖，首先講最簡單的自下而上的注意力圖。一張海景圖通過計算模型可以得到注意顯著圖。越亮的部分表示越有吸引力。我們根據(jù)Itti和Koch在1998年提出的模型，計算一張圖片在不同尺度上顏色、亮度以及朝向的差異對比度，進(jìn)行多個尺度的整合，形成注意顯著圖。有很多重要的文獻(xiàn)探討注意顯著圖在大腦什么地方產(chǎn)生。不同的結(jié)論包括在頂葉、前額葉眼區(qū)、上丘整合等等。

但我認(rèn)為視皮層V1區(qū)就可以充分解釋注意顯著圖。我覺得以前的生命科學(xué)研究混淆了自上而下和自下而上的信號。所以如果我們要研究注意顯著圖，必須研究純粹的自下而上的刺激。利用無意識的方法，在沒有任何自上而下的干擾下，實現(xiàn)研究自下而上的注意。

02實驗驗證

實驗示意圖如下。“十字”是參與者的注視點，四個“減號”是注意顯著圖的位置。它會顯著吸引我們的注意，而且經(jīng)過實驗操縱后不會被意識到。我們改變“減號”的角度，將“減號”和“I”之間的夾角分別設(shè)為0度、15度、30度和90度。隨著夾角增加，它吸引注意的能力逐漸增強(qiáng)。

如何把這個刺激變得無意識？下圖是我們的實驗流程。首先呈現(xiàn)線索圖片(Cue) 50ms，然后呈現(xiàn)掩蔽圖片(Mask) 100ms，然后呈現(xiàn)注視點 50ms，最后是探測任務(wù)，探測第四張圖十字下面兩個點的相對位置。由于線索僅僅呈現(xiàn)非常短的50ms，又緊跟著100ms的掩蔽圖片，所以被試完全不會意識到線索的存在。但是探測任務(wù)放在線索的顯著區(qū)，被試依然有較好的表現(xiàn)。任務(wù)放在對側(cè)的話，被試的表現(xiàn)就比較差。兩個條件的差別就代表自下而上的注意強(qiáng)度。

我們接著利用視皮層V1區(qū)神經(jīng)元的屬性構(gòu)建注意模型?？纯聪聢D的數(shù)據(jù)，隨著朝向傾斜角度增加，注意的吸引力也逐漸增強(qiáng)，跟計算模型吻合得非常好。研究表明注意顯著圖跟V1的神經(jīng)元活動是有關(guān)系的。

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