選擇性注意的神經(jīng)機制和眼動注意模型的研究綜述

徐 鵬，張家健，趙 冰

(河海大學商學院，南京 211100)

選擇性注意的神經(jīng)機制和眼動注意模型的研究綜述

徐 鵬，張家健，趙 冰

(河海大學商學院，南京 211100)

基于不同標準將眼動模型進行分類，分析不同模型的研究重點，剖析了各模型的優(yōu)勢和存在的問題?？偨Y(jié)以人類為被試對象的研究中有關(guān)注意的神經(jīng)機制以及注意在覺知中的作用，并在已有模型的基礎上設計了外顯眼動-內(nèi)隱注意的眼動注意模型，用以描述刺激顯著性與自上而下的主動注意控制如何通過互相作用產(chǎn)生不同程度的大腦活動，從而產(chǎn)生不同的眼動和覺知狀態(tài)。

選擇性注意;注意的神經(jīng)機制;眼動注意模型

本文主要研究選擇性注意的機制。選擇性注意是這樣一類認知過程:它們讓有機體能夠加工與當前情境相關(guān)的輸入、思想或行為，而忽視與當前情境無關(guān)或引人分心的刺激。本文不討論注意的非選擇性過程，如喚醒;也不討論注意與其他認知模塊的相互作用，如記憶。所以，本文的術(shù)語“注意”將指代選擇性注意這一特指的概念［1］。本文立足于容量有限加工假設，即人類的信息加工系統(tǒng)不能同時加工高信息負荷的多重輸入。在多重輸入的重壓下，人類的行為績效會下降。由資源有限性造成的加工瓶頸使這個系統(tǒng)不得不艱難地“決策”到底選擇哪些信息接受廣泛加工或獲得進入覺知的機會。

1 選擇性注意的內(nèi)涵

注意一詞可能有許多內(nèi)涵，它涉及意識、覺知、注意力以及相關(guān)的功能障礙。注意是指將覺知集中于一個刺激、思想或行為上，同時忽略其他不相關(guān)的刺激、思想或行為的能力［2］。注意研究是與認知心理學同步出現(xiàn)的。注意研究至少部分等同于對信息加工局限性的研究［3］。注意的存在表明我們沒有能力加工施加在感覺器官上的一切，并對其做出反應，而且我們也不需要這種覆蓋一切的加工，特別是當我們身邊充斥著大量信息的時候。內(nèi)隱注意(hermannvon helmholtz)指注意所指向的位置可以與注視的位置不同。實驗證明:利用一種有意的意圖，即使不產(chǎn)生眼動和眼球調(diào)節(jié)上的變化，人仍然可以將注意集中在外周神經(jīng)系統(tǒng)的一個特定部分上，并同時將來自其他部分的注意排斥在外［4-5］。

2 注意的神經(jīng)機制

腦電和腦成像結(jié)果為早期選擇模型提供了數(shù)據(jù)證據(jù)，不同的實驗和模型從不同的角度解釋了注意的神經(jīng)機制。高度特異化的系統(tǒng)參與到了注意控制之中。注意控制系統(tǒng)包括頂葉的一部分、顳葉皮質(zhì)、額葉皮質(zhì)和一些下皮質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些區(qū)域組成了注意控制的根源［6］。注意可以在多個加工階段中起作用，自下而上的刺激顯著性與自上而下的注意作用之間的相互作用決定了哪些信息輸入可以到達覺知而哪些不能［6］。

2.1 有意注意

在使用提示任務對空間有意注意的線索化研究中，當目標出現(xiàn)在被試所預期的位置上，被試會更快地對其做出反應;而如果目標出現(xiàn)在未被提示的位置上，被試的反應會變得較慢。因此可知，當線索的預測能力促使被試將內(nèi)隱注意指向被提示的視野位置時，這種內(nèi)隱注意可能通過影響感覺和知覺加工來影響反應時間;當被試注意某一個刺激位置的時候，知覺加工就可能發(fā)生變化。初級視皮質(zhì)對神經(jīng)活動進行顱內(nèi)記錄的結(jié)果表明，最早一批上行輸入信號進入紋狀皮質(zhì)V1是在刺激呈現(xiàn)至少35 ms后，因此，P1注意效應反映的是皮質(zhì)活動［7］。更多研究結(jié)果表明:最早的空間注意效應產(chǎn)生于紋外皮質(zhì)，視覺選擇性注意在視覺感覺加工的早期就在視皮質(zhì)引發(fā)了穩(wěn)定的變化。

2.2 反射性注意

在反射性線索化范式中，注意是被外在刺激的低水平特征控制的，而不是被內(nèi)源性地有意控制。這類效應趨向于表現(xiàn)出空間特異性，會影響到對被提示位置及其周邊區(qū)域的加工，但只存在于外源性線索之后很短的一段時間里(50～200 ms)。當任務無關(guān)的外源性刺激與目標刺激的時間間隔變大時(＞300 ms)，隨著時間流逝，最近被反射性地注意過的位置會被抑制，被試對被提示位置上的刺激的反應會變得比較慢，產(chǎn)生返回抑制現(xiàn)象［8］。

當一個感覺事件與之后的一個目標刺激緊隨出現(xiàn)在同一位置時，反射性線索效應就可能出現(xiàn)。在這種條件下，對被提示位置的反應時間短于對非提示位置的反應，但這種情況只在線索和目標刺激間的時間間隔較短(＜200 ms)的時候出現(xiàn);在時間間隔較長的情況下，這種效應會發(fā)生反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生返回抑制。Joseph Hopfinger反射性的和有意的空間注意轉(zhuǎn)移都會對早期視覺加工施加相似的生理調(diào)制［1］。

2.3 視覺搜索的空間注意

在視覺搜索過程中，當一個視覺搜索任務要求有意地進行注意移動時，被試的反應要慢于視覺搜索任務不要求有意地進行注意移動的情況;當被試讓自己注意的焦點被搜索集中的視覺感覺信息驅(qū)動時，視覺搜索快于執(zhí)行緩慢、自主控制的項目搜索［9］。為了探索視覺空間注意的機制，Hans-jochen Heinze&G.R.M，Mangun將ERP和基于正電子發(fā)射斷層掃描PET的功能性成像技術(shù)結(jié)合，實驗發(fā)現(xiàn)空間注意會導致被注意視野的對側(cè)半球紋外皮質(zhì)激活，這種激活在腹側(cè)皮質(zhì)表面上的后部梭狀回上尤為明顯［1］。由此可知，P1注意效應和后部梭狀回的PET注意效應是相互聯(lián)系的。在于空間注意的 fMRI研究中，Roger Tootell&Anders Dale［5］考察了視皮質(zhì)中注意調(diào)控的組織細節(jié)，研究發(fā)現(xiàn):空間注意表現(xiàn)為對多重紋外視覺區(qū)中神經(jīng)活動的較強調(diào)節(jié)，同時也包括較小幅度的對紋外皮質(zhì)的調(diào)節(jié)。

2.4 特征注意

特征注意起到了提供信號讓空間注意能夠被指向含有相關(guān)特征的刺激所在位置上的作用，在這個位置上空間注意聚焦并執(zhí)行更細節(jié)化的分析。Marissa Carrasco指出:提前提供指向刺激的某個視覺特征的注意線索會導致任務表現(xiàn)提升。注意既可以被指向某個空間位置，又可以被指向目標刺激的某個非空間的特征。

Steve Luck&Steve Hillyard發(fā)現(xiàn):N2pc是內(nèi)隱視覺注意聚焦的一個標志，它反映了加工過程中完成客體識別前的一個階段。Max Hopf，Hans-Jochen Heinze&Steve Luck在使用ERP和MEG同步記錄的技術(shù)時發(fā)現(xiàn):在搜索陣列呈現(xiàn)140 ms后，在腹側(cè)枕顳皮質(zhì)出現(xiàn)了一個與特征選擇相關(guān)的ERP，緊隨這種特征注意效應，在枕顳皮質(zhì)更前端的位置產(chǎn)生了N2pc。實驗證明:在類似視覺搜索范式這種沒有提前獲知目標刺激所在位置的情況下，特征選擇性注意早于視覺空間注意。特征選擇會將隨后的注意轉(zhuǎn)移引導到這些被選擇的特征所在的位置上，以便在此進行高分辨率的分析，從而識別聯(lián)合目標刺激［9］。

在特征注意的成像研究中，Maurizio Corbetta &Steven Petersen利用PET技術(shù)考察了在選擇性地注意某些特征(如顏色、形狀、運動)時，紋外皮質(zhì)中所發(fā)生的變化。研究發(fā)現(xiàn):當被試在某個特定的刺激維度時，指向顏色、形狀或運動的選擇性注意在紋外皮質(zhì)的神經(jīng)被不同激活而且基本在各自不相重疊的腦區(qū)，并因刺激特征維度不同而受到調(diào)制。該實驗也間接證明了選擇性注意在特征分析完成之前便在通道特異的皮質(zhì)區(qū)域內(nèi)影響對輸入的知覺加工［10］。Ariel Schoenfeld，Hans-Jochen Heinze&Steven Hillyard利用fMRI技術(shù)定位出了對指向顏色或運動的選擇性注意敏感的腦區(qū)，并發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域中與注意相關(guān)的神經(jīng)活動在刺激中的運動或顏色變化呈現(xiàn)1 200 ms后出現(xiàn)。

2.5 客體注意

John Duncan將空間注意與客體注意相對比，發(fā)現(xiàn)對同一客體可以同時進行兩種知覺判斷，而且判斷正確率不會下降:但如果這2個知覺判斷同時對2個不同的物體進行其正確率就會受到影響。Egly指出:在有效線索與無效線索分別指向不同客體時，與指向同一客體相比，空間線索有效性帶來的行為上的反應時代價和收益變大。

Kathleen O’Craven，Paul Downing&Nancy Kanwisher通過實驗證明:注意對于客體表征存在直接影響，注意促進對被注意客體的所有特征的加工。Notger Mueller&Andreas Kleinschmidt利用fMRI技術(shù)證明了空間注意中存在的客體效應，即Egly提出的反應時效應。同時發(fā)現(xiàn)，在視覺皮質(zhì)的V1區(qū)到V4區(qū)，目標與線索刺激同屬同一客體與分屬不同客體時相比，未被提示的位置表現(xiàn)出了更強的神經(jīng)活動，且客體表征可以調(diào)制空間注意。

2.6 注意控制網(wǎng)絡

Joseph Hopfinger&Maurizio Corbetta利用fMRI技術(shù)對注意控制機制進行了研究。研究發(fā)現(xiàn):當線索出現(xiàn)時，如果呈現(xiàn)相同的線索，但被試并不需要注意它們并對其做出反應，但要持續(xù)對它們進行被動注視，則相關(guān)的自上而下的注意控制網(wǎng)絡腦區(qū)域(包括上部額葉、下部頂葉、上部顳葉、扣帶后皮質(zhì)的一部分和島葉)并不會出現(xiàn)激活，雖然視皮質(zhì)仍然會參與加工線索的視覺特征。除了有意空間注意的額頂葉注意網(wǎng)絡，Maurizio Corbetta發(fā)現(xiàn)了其他參與注意加工的神經(jīng)網(wǎng)絡——顳頂聯(lián)合區(qū)TPJ和腹外側(cè)前額葉區(qū)域。2個系統(tǒng)共同起作用，以使注意可以被引導到相關(guān)的位置和潛在的目標，同時也可以在一個新的目標在他處出現(xiàn)時中斷這一注意狀態(tài)，以便注意中心得以轉(zhuǎn)移。

2.7 注意的神經(jīng)機制總結(jié)

綜上所述，腦成像研究為注意的早期選擇說提供了確切證據(jù)，雖然不排除晚期選擇的存在，但是后者尚缺乏腦機制方面的證據(jù)，有待于未來探討。盡管大量的認知神經(jīng)科學研究表明注意對視皮層加工的調(diào)節(jié)始于外紋狀皮層，但是越來越多的證據(jù)表明初級視皮層的加工也能受到注意的調(diào)節(jié)。

1)如果傳入的感覺信號含有將被注意的相關(guān)的物理特征，這些信號在感覺皮質(zhì)中就會發(fā)生變化。注意控制系統(tǒng)的投射影響著編碼這些刺激特征的皮質(zhì)神經(jīng)元的興奮性。

2)實驗數(shù)據(jù)指出了注意效應在知覺加工過程中產(chǎn)生作用的位置，在多個視皮質(zhì)區(qū)區(qū)域，被注意的刺激與被忽視的刺激相比能激發(fā)更大的神經(jīng)反應。

3)高度集中的空間注意可以調(diào)節(jié)視覺系統(tǒng)中皮質(zhì)下水平的丘腦中繼核團的活動，這為早期選擇模型提供了證據(jù)支持。

4)基于特征的選擇性注意對視覺皮質(zhì)水平加工存在影響，且注意在刺激呈現(xiàn)后經(jīng)過很短的潛伏期便已對視覺皮質(zhì)水平加工的較早階段產(chǎn)生作用。這與早期選擇模型的觀點一致。

5)與選擇性空間注意效應相反，特征注意的潛伏期較長，并且這種注意效應發(fā)生在視覺層級性加工系統(tǒng)的較晚階段。

6)基于空間的注意系統(tǒng)之外，還存在一個基于客體的注意系統(tǒng)?？腕w的出現(xiàn)會影響空間注意在空間中的分配方式。在一個客體內(nèi)部，注意擴散會受到促進。當沒有空間注意參與時，自上而下的注意控制可以在客體表征這一水平上影響知覺分析。

7)從執(zhí)行注意控制系統(tǒng)發(fā)出的神經(jīng)投射與感覺特異性皮質(zhì)區(qū)域中的神經(jīng)元相聯(lián)系，并經(jīng)由這種聯(lián)系改變后者的可興奮性。如果某個刺激被賦予較高的優(yōu)先性，它在感覺區(qū)引發(fā)的神經(jīng)反應可能會增大;如果它與當前目標無關(guān)，對它的反應可能會減小。

3 眼動注意模型

3.1 基于不同控制網(wǎng)絡(注意源)的眼動注意模型

以眼動所受的不同注意控制網(wǎng)絡(注意源)研究視角來看，眼動的注意模型可分為刺激驅(qū)動的眼動注意模型和概念驅(qū)動的眼動注意模型。

3.1.1 刺激驅(qū)動的眼動注意模型

What模型是一個刺激驅(qū)動的眼動注意模型，強調(diào)視覺對識別物體的注意，揭示物體內(nèi)在含義與維持固視的作用［11］。在外顯眼動行為上，這種視覺注意表現(xiàn)為固視與其維持時間，其中，固視的維持時間體現(xiàn)了個體對該物體注意的程度。

Where模型也是一個刺激驅(qū)動的眼動注意模型，強調(diào)視覺注意對確定物體的空間位置和觸發(fā)眼跳的作用。如果呈現(xiàn)在旁中央凹或者外周視野中的物體，尤其是新穎物體，那么個體視覺的注意可以有意識或無意識地確定其空間方位，并由此觸發(fā)指向個體感興趣的物體的眼跳，其中眼跳體現(xiàn)了個體對興趣物體注意的意圖［11］。

3.1.2 概念驅(qū)動的眼動注意模型

How模型是一個概念驅(qū)動的眼動注意模型，強調(diào)主動的視覺注意以及由此而觸發(fā)的固視和眼跳［11］。在外顯眼動行為上，這種視覺注意表現(xiàn)為對于同一刺激、不同的固視對象和不同的眼跳方向。

Spotlight模型也是一個概念驅(qū)動的眼動注意的模型，認為視覺注意類似于一個“聚光燈”，強調(diào)視覺注意與眼動是分離的，且視覺注意脫離中央凹注視的方向。視覺注意在場景中的轉(zhuǎn)移機制具有持續(xù)性，且視覺注意的每次“聚焦”的空間范圍是有限的，其中心任務就是定位［11］。當位置確定后，就會觸發(fā)指向該位置的眼跳。

Morrison模型保留了“聚光燈”理論中將內(nèi)部注意機制比喻成一個聚光燈的思想，并作了一定修改。該模型認為眼動是由于成功地加工引起的，而不是由于遇到“困難”引起的。當注意機制移動到下一個詞的時候，就會有一個信號傳到眼動控制系統(tǒng)，進而發(fā)生眼跳，使眼睛注視下一個區(qū)域［11］。

3.2 基于不同知覺階段的眼動注意模型

以眼動注意發(fā)生在知覺不同階段的研究視角，眼動的注意模型可分為早選擇的眼動注意模型和晚選擇的眼動注意模型。

3.2.1 早選擇的眼動注意模型

信息加工系統(tǒng)模型包含了感覺輸入在內(nèi)的腦對數(shù)據(jù)的這個加工過程。這個過程被認為是一個容量有限的階段，強調(diào)只有一定的信息能夠通過這一階段并被眼動注意［1］。在該模型中，大量有可能進入更高層次加工的感覺輸入不得不經(jīng)過篩選，以保證僅允許最重要的事件通過，獲得個體的眼動注意。被選擇進入更高層次加工或作為無關(guān)信息拒絕前，刺激不需要經(jīng)過完全的知覺加工。Anne Treisman提出，可能非注意通道的信息并不是徹底被阻擋在更高水平的加工之外，而是僅僅退化或被削弱了。

戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)模型認為，被試在閱讀中通常會采用兩種策略，即整體性策略和局部策略進行閱讀。采用整體性策略，被試盡量使眼睛落在中央凹視野的最佳視覺位置，然后進行眼動注意;同時被試會采用局部策略，當眼睛沒有落在最佳注視位置上，被試就會使眼睛移動到最佳注視位置的其他部分，從而對注視點進行再注意。該模型認為影響眼動注意的最主要因素是在注意早期獲得的非注視物水平的信息，即眼睛在一個注視點上的最初停留位置，而當注視點落在一個不合適的位置時，會有一次再注視［11］。

Glenmore模型認為，眼跳目標的選擇是通過平行加工以及在二維重要性地圖內(nèi)的競爭抑制來完成的［11］。注視中心控制實際的眼跳觸發(fā)，并調(diào)節(jié)來自不同認知加工路線的感覺輸入。當眼跳被觸發(fā)時，目標客體將會在重要性競爭中處于優(yōu)勢地位，以贏者的身份出現(xiàn)，從而使眼跳到達目標位置。其中，重要性地圖為當前知覺廣度內(nèi)的某一位置賦予一個重要性向量值。

3.2.2 晚選擇的眼動注意模型

知覺系統(tǒng)加工模型，認為被注意和被忽視的感覺輸入都同等地被知覺系統(tǒng)加工，直到獲得語義水平的編碼和分析。會存在選擇過程來決定信息是否接受更進一步的加工，或是否在覺知中獲得表征［1］。該模型指出:眼動注意過程并不能通過改變刺激被感知覺系統(tǒng)加工的方式來影響知覺并獲得眼動注意。相反，選擇發(fā)生在信息加工過程的更高階段，這些階段涉及對特定刺激是否應該獲得進入覺知的機會，是否應該被編碼入記憶，是否在信息加工后獲得眼動注意，是否應該觸發(fā)一個反應的決策［11］。

SWIFT-II模型認為眼睛的運動和信息的加工狀態(tài)是聯(lián)系在一起的，而且眼睛向哪里運動和什么時候運動是隨著時間的變化而變化的，并主要依賴于之前的注視位置，強調(diào)信息的識別按空間分布的形式加工，并且信息加工并不是一個嚴格的序列過程［11］。根據(jù)中央凹到副中央凹視敏度的衰減，該模型認為信息的加工率在中央凹處最高而在外圍衰減。眼跳計劃包含可變階段的加工階段和不可變階段的加工階段。眼跳目標即使在眼跳計劃啟動后仍可改變，眼跳發(fā)起時間是一個隨機過程，且被中央凹激活量調(diào)節(jié)。

E-Z讀者模型對認知加工與閱讀中眼動的關(guān)系進行了更為精細的定性說明和定量描述，該模型是序列加工模型。E-Z模型的注意指認知上的而非空間上的注意，強調(diào)注意的有序轉(zhuǎn)移［11］。該模型提出眼動計劃可分為2步完成:眼跳計劃的不穩(wěn)定階段M1和眼跳計劃的穩(wěn)定階段M2。

3.3 眼動模型的評價

眼動的注意模型是在大量實驗數(shù)據(jù)和已觀測到的眼動現(xiàn)象基礎上提出的，其目的是解釋和預測眼動現(xiàn)象。不同的眼動注意模型不斷進行改進，并驗證模型的相關(guān)假設及精確性。各種眼動注意模型對于開展新的實驗研究有一定的價值，各種模型發(fā)展至今已更具兼容性和完善性，不再像以前對不同的假設具有很強的排他性。不同的模型具有不同的優(yōu)勢，但同時也存在自身的局限:

1)what模型和where模型是刺激驅(qū)動的眼動注意模型，強調(diào)眼動這一外顯的行為可以通過視覺注意間接研究人類大腦中樞是如何加工視覺信息的。視覺注意where模型的加工是平行的，而視覺注意what模型的加工是系列的，兩者共同解釋了視覺注意的 what與 where方面的完整加工模式。

2)視覺注意與眼動分離，這是眼動研究必須重視的問題。因為如果視覺注意的方向和內(nèi)容與眼跳方向和眼動的注視內(nèi)容不能對應起來，那么就不能通過眼動的結(jié)果推測個體的視覺注意情況，也不能用眼動的結(jié)果推測個體的心理活動。

3)how模型突出個體之間對視覺刺激加工的眼動模式的差異性，以及期望、目的等心理活動對視覺注意和眼動的影響。

4)Morrison模型是一個比較系統(tǒng)的模型，能夠解釋眼動的基本事實。但此模型不能解釋為什么會出現(xiàn)回視，也不能解釋注視停留位置是如何選擇的。

5)戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)模型存在的問題是所提出的最佳注視位置的結(jié)論是在獨立呈現(xiàn)的條件下獲得的，而正常的視覺識別要復雜得多，所提出的局部策略的預測并沒有得到實驗的證實。

6)Glenmore模型的獨特之處在于運用重要性地圖，為自下而上的視覺加工提供了競爭舞臺，將決定何時發(fā)生眼跳與視覺識別過程相互分離。雖然指出了語言加工對眼動決定的實質(zhì)性影響，但沒有在信息水平上討論視覺和語言加工以及眼動控制。

7)SWIFT-II模型采用眼跳計劃和眼跳目標選擇分離的方法，推遲了目標選擇的時間，在很大程度上克服了E-Z讀者模型所存在的問題。該模型根據(jù)眼跳目標選擇激活的動態(tài)變化的原則，將初級眼球運動和認知因素結(jié)合，認為眼跳計劃和眼跳目標選擇分離，視覺注意梯度分配，存在一定的自主性，注意分布觀點更加清楚。

8)E-Z讀者模型是在眼動追蹤的實驗數(shù)據(jù)基礎上建立的，不但對認知加工與閱讀中眼動關(guān)系進行了定性的說明，同時進行了定量的描述。該模型存在的缺點是不能深入解釋所有閱讀中引導眼動的加工，而只是描述了這些加工與眼動結(jié)果之間的關(guān)系，忽視了更高級水平的語言加工在眼動中的作用。

4 外顯眼動-內(nèi)隱注意的眼動注意模型構(gòu)建與分析

4.1 模型的構(gòu)建

Marois指出覺知中在自下而上的刺激影響與自上而下的注意制約間存在著相互作用。本文將What模型、Where模型、How模型和三分模型相結(jié)合，設計出了外顯眼動-內(nèi)隱注意的模型，用以描述刺激顯著性與自上而下的主動注意控制如何通過互相作用產(chǎn)生不同程度的大腦活動，從而產(chǎn)生不同的眼動和覺知狀態(tài)。外顯眼動-內(nèi)隱注意的眼動模型見圖1。

圖1 外顯眼動-內(nèi)隱注意的眼動模型

4.2 模型分析

1)閥下加工，即由覺知閥限以下的刺激所產(chǎn)生的大腦活動。當一個加工過程是閥下加工時，其信息無法到達覺知。

2)前意識加工，在這一狀態(tài)下，大腦中刺激驅(qū)動的活動強到足以產(chǎn)生明顯的感覺加工，但是在沒有自上而下的注意對其信號進行放大的情況下，它不能達到覺知閥限。

3)有意識加工，指的是當刺激足夠顯著，并且這些信號被自上而下的注意過程所擴大，它們可以越過覺知的閥限［1-2］。

4)What模型強調(diào)視覺對識別物體的注意，揭示物體內(nèi)在含義與維持固視的作用。What模型的視覺神經(jīng)通路是“P型神經(jīng)節(jié)細胞→外側(cè)膝狀體的小細胞胞層→V1區(qū)的4Cβ、斑點、斑點區(qū)間→V2區(qū)的亮帶、窄帶→V3區(qū)→V4區(qū)→IT區(qū)等”。人眼視網(wǎng)膜接受視覺信息后，經(jīng)視神經(jīng)傳遞至外側(cè)膝狀體，在該處換元后傳入沈葉的初級視皮層，信息得到初步加工后入顳葉的What神經(jīng)通路負責加工顏色、形狀、空間結(jié)構(gòu)，同時識別靜態(tài)物體。如果個體對處于中央凹視野中的物體感興趣，并由此對其進行深度加工，那么個體視覺的注意中心將會始終維持在該物體上。在外顯眼動行為上，這種視覺注意表現(xiàn)為固視與其維持時間，其中，固視的維持時間體現(xiàn)了個體對該物體注意的程度［12］。

5)Where模型強調(diào)視覺注意對確定物體的空間位置和觸發(fā)眼跳的作用。Where模型的視覺神經(jīng)通路是“M型神經(jīng)節(jié)細胞→外側(cè)膝狀體的大細胞胞層→V1區(qū)的4Cβ、4B層→V2區(qū)的寬帶→V3區(qū)→V5區(qū)、MST區(qū)→7區(qū)等”。人眼視網(wǎng)膜接受視覺信息后，經(jīng)視神經(jīng)傳遞至外側(cè)膝狀體，在該處換元后傳入沈葉的初級視皮層，信息得到初步加工后入頂葉的Where神經(jīng)通路負責加工視覺的空間信息，識別運動中的物體。如果呈現(xiàn)在旁中央凹或者外周視野中的物體，尤其是新穎物體，那么個體視覺的注意可以有意識或無意識地確定其空間方位，并由此觸發(fā)指向個體感興趣的物體的眼跳，其中眼跳體現(xiàn)了個體對興趣物體注意的意圖［12］。

6)How模型。Gibson強調(diào)主動的視覺注意以及由此而觸發(fā)的固視和眼跳。在個體對刺激做出眼動行為反應前，腦中樞會先根據(jù)事物的要求或個體的期望對刺激做出是否需要眼動反應，如果反應，那么對于不同的反應進行加工的這種中樞信息加工的結(jié)果就是個體的視覺注意的主動性與隨意性。在外顯眼動行為上，這種視覺注意表現(xiàn)為對于同一刺激，不同的固視對象和不同的眼跳方向［12］。

7)未注意的信息可以引導神經(jīng)反應，盡管其強度變?nèi)趿?，但可以通過產(chǎn)生干擾的方式影響注意信息的加工［13］。

8)有偏競爭模型認為，當一個視覺場景中的不同刺激可能落入同一個視覺神經(jīng)元的感受野中，2個刺激競爭對神經(jīng)元發(fā)放控制，此時注意可以有利于被注意的刺激的方式幫助解決這種競爭。Abine Kastner等利用fMRI技術(shù)發(fā)現(xiàn)［14］:在空間集中注意缺失的情況下，同時呈現(xiàn)的臨近刺激會相互干擾，從而削弱每個刺激引發(fā)的神經(jīng)反應。然而，當將注意引入，并將其指向刺激陣列中的一個刺激時，同時呈現(xiàn)競爭刺激便不再干擾反應。這種干擾削弱的現(xiàn)象可以被認為是注意削弱了分心刺激的影響，而如果注意不進行干擾，這些分心刺激可能會對神經(jīng)活動產(chǎn)生干擾。

9)模型中包含一個快速、并行的前注意感覺分析階段，其后是一個有限能力的注意階段，這一階段的輸出導致了覺知和不同的外顯行為眼動。注意操作相比無意識加工出現(xiàn)較晚，其影響有意識信息被知覺、編碼、報告等的方式。

5 結(jié)束語

外顯眼動-內(nèi)隱注意的眼動模型是本文根據(jù)選擇性注意的神經(jīng)機制并結(jié)合已有眼動模型優(yōu)缺點而設計的眼動模型，用以描述刺激顯著性與自上而下的主動注意控制如何通過互相作用產(chǎn)生不同程度的大腦活動，從而產(chǎn)生不同的眼動和覺知狀態(tài)。該模型的主要創(chuàng)新點在于重視內(nèi)隱注意對眼動的影響，指出了內(nèi)隱注意對視覺的重要作用，揭示了在引起大腦覺知產(chǎn)生前的神經(jīng)機制對輸入信息的加工過程和影響。

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(責任編輯楊黎麗)

Research and Innovation in Neural Mechanisms of Selective Attention and Eye Movement Patterns of Attention

XU Peng，ZHANG Jia-jian，ZHAO Bing
(Business School，Hohai University，Nanjing 211100，China)

Based on different standards，we classified eye movement models，and analyzed different models of research emphasis and studied the advantages and problems of each model.This paper summarized the neural mechanisms related to attention and awareness of the role of attention in the research that were tested in humans.On the basis of existing models，we designed a conspicuous move outside-pay attention to the implicit model to describe stimulate significant attention and top-down initiative to control how different levels of brain activity generated by the interaction，thus result in eye movement and awareness of different states.

selective attention;note that the neural mechanisms;note that eye movement patterns

TP18

A

1674-8425(2015)11-0112-08

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2015.11.019

2015-04-21

江蘇省社科聯(lián)研究基金資助項目(201035);中央高?；究蒲袠I(yè)務費資助項目(2010B10714)

徐鵬(1991—)，男，碩士研究生，主要從事技術(shù)經(jīng)濟及管理研究。

徐鵬，張家健，趙冰.選擇性注意的神經(jīng)機制和眼動注意模型的研究綜述［J］.重慶理工大學學報:自然科學版，2015(11):112-119.

format:XU Peng，ZHANG Jia-jian，ZHAO Bing.Research and Innovation in Neural Mechanisms of Selective Attention and Eye Movement Patterns of Attention［J］.Journal of Chongqing University of Technology:Natural Science，2015(11):112-119.