【增视能脑视觉科普】自下而上vs自上而下对视觉注意力的影响

注意力是一系列对生存和发展至关重要的认知过程，它使我们能够将神经认知资源最优化地用于我们的行为目标。

狭窄、高分辨率的中央凹视野通常被认为是我们的视觉和认知注意力的“焦点”。白天，我们扫视周围的环境，瞄准像人脸、文字、包装上的图像和各种其他物体。这个过程可以在无意识和有意识的指导下发生。

是什么决定了我们的视觉焦点在哪里?

在最基本的意义上，注意力被定义为一个过程，通过这个过程，我们从所有可用的信息中选择一个子集进行进一步处理。

虽然注意力本身是一个丰富多样的研究领域，但在视觉过程的背景下思考注意力的一个简单框架对于眼动跟踪具有很大的实用价值。将注意力选择看作是自下而上和自上而下因素之间的一种相互作用，既有竞争也有合作。在探究这些影响之前，让我们先了解一下眼睛在观看时的合作伙伴：大脑。

当我们在视觉的背景下想到大脑时，我们通常会想到初级视觉皮层和视觉神经处理路径的下游视觉区域。在眼睛和视觉皮层之间，还有一些重要的结构，包括视神经、丘脑和外侧膝状核。然而，值得注意的是，“看”并不仅仅局限于眼睛，“想”(作为视觉输入处理)也不只是在大脑中进行。

 

一般来说，眼睛执行更基本的功能，而大脑中沿着视觉通道的区域执行综合信息处理，这是正确的。例如，一个物体的身份从多种视觉线索的输出是腹侧流的V1、V2和V4视觉皮层区域。同时，视觉信息从V1沿着背部流传递到枕叶和顶叶。这是提取视野中事物之间的空间关系和规划身体运动发生的路径。

自下而上的影响本身与方向或空间位置无关。相反，这些都是低水平的、早期的、规范的因素。规范性的意思是，除非受试者有特殊的情况或障碍，如色盲，这些、可以被认为是一般人天生的。低水平和早期是指几乎在视觉场景中的光子到达视网膜时就发生的过程。

回想一下，我们把视网膜比作数码相机的CCD。但是，虽然你的智能手机中的图像传感器只接收和传递信号，但视网膜中包含了神经元，就像大脑中的神经元一样，它们会主动从入射的光线模式中提取场景的特征——例如，明暗对比、边缘检测和水平/垂直度。这发生在视觉信号到达大脑视觉中心之前，这意味着这些预处理的特征不受意识影响。

与快速、自动、自下而上的过程相比，在眼球追踪任务中还有另一组考虑因素:自上而下的因素。这些注意力的影响者通常是高水平的、认知的和个性化的。它们经常涉及到一些考虑，想法，或背景设置的效果。即使实验者控制的一切都是标准化的，每个被试都能像个人一样对任何一项任务做出反应。一些常见的自上而下的因素是任务的陈述、测试环境/使用背景、先前的知识或经验水平，以及社会经济特征。

在眼球跟踪研究中，狭窄、高分辨率的中央凹视野是最常见的主要研究对象，而视觉注意力还可以扩展到更广泛的区域，例如显性注意力和隐性注意力等等。