想想你是否经常在凌乱的房间里找东西，或者在冰箱里找零食，这便是视觉搜索——一个寻找钥匙、丢失的玩具、衣服和任何你需要去找的东西的过程，这是一个我们每天都要进行无数次的复杂心理任务。对于我们来说，找到一个人（比如在学校大厅里的朋友），或者找到一个地方和东西（比如商场里你最喜欢的商店，或者父母停在停车场的车）似乎相对简单，但是这个心理任务比看起来要复杂得多。在本文中，你将了解到视觉搜索不仅仅是将眼睛移动到正在搜索的东西上，你会发现在寻找丢失的东西时，你的大脑甚至比眼睛更重要。
我们很容易认为眼睛是搜索过程中最重要的部位——当然，眼睛对视觉很重要！但是眼睛只是视觉搜索过程中的一个重要部分，事实上当你在卧室、教室或外面的世界寻找物体的过程中，大脑做了大部分的工作来实现这个过程。寻找丢失的物品需要大脑加工所看到的东西、储存所记得的东西以及控制眼动的运动等多个过程的协作去实现。
想象一下你要在凌乱的房间里找到一只“失踪”的鞋，在房间里你可能看到的东西有床、台灯、地板上的衣服、床头柜上的小玩意，以及墙上的海报——但这些并不是你看到的全部！在你能真正识别物体之前，大脑首先会识别这些物体的特征，比如它们的颜色、形状、大小和质地：墙上的海报是由飞溅的色彩和画在背景上的图案构成的；被子是由许多彩色图案和模糊纹理的正方形图案构成的。当你环顾四周，看到所有这些特征时，你的大脑就像拼图一样把它们组合在一起，这样你就能知道你看到的是什么[1]。
环境中存在大量的视觉信息需要我们处理，但我们无法同时注意到所有的信息。那么，大脑是如何选择重要的信息呢？这就是选择性注意的作用，这个过程好比一个心理聚光灯，使重要的视觉信息更加明显或明确。
想想看
当你读这句话的时候，你的眼睛还在处理这一页上的其他词组，也就是说，你仍然可以“看到”其他词，但不知为何你可以只专注于这个句子中的单词。当你在阅读过程中进行视觉搜索时，你把心理聚光灯聚焦到对你完成正在进行的任务很重要的东西（这里指单词）上。
从眼睛和视觉皮层传入的视觉信息是大脑选择性注意的一部分。在图1中，你可以看到处理不同类型物体特征的视觉皮层区域，例如，V3是视觉皮层的一部分，负责处理所看到的物体的形状信息；V4部位帮助你看到颜色。你可以把神经元想象成电灯开关，视觉皮层的这些区域是神经元的集合，只有当你看到物体的特定特征时，这些神经元才会被激活。例如，当你看到一只红色的泰迪熊时，一些神经元会被激活，但当你看到一只蓝色的泰迪熊时，就不会了；当你在一页纸上看到一条垂直线时，有些神经元会被激活，而当看到一条水平线时，其他神经元会被激活。当你注意一个物体时，视觉注意会增加V4部位神经元的活动，也就是说V4部位的神经元与你注意的物体的特征有关[2]。
目标模板是帮助你将注意集中到房间中与你正在搜索的东西（你的目标）具有相同特征的局部心理图像，在搜索物体的过程中，注意引导从目标模板中获得帮助。在你认识世界中的物体时，你可以把这些物体存储在记忆中，就像在手机上存储图片一样。例如，想想你最喜欢的鞋子，想想它们的形状和颜色，你不需要把这些鞋子放在面前就可以想到它们的特征，因为你对这些鞋子有一个心理表征。在视觉搜索中，当你寻找红色鞋子时，记忆中的目标模板会把你的注意力（甚至是你的眼睛）引导到红色的和鞋子形状的物体上。
在使用目标模板来帮助搜索的时候，视觉皮层和前额叶皮层中的神经元就会被激活（图1）。有的视觉皮层区域会被目标物体的一些特定的特征激活，例如一些区域会因为“红色”激活，另外一些区域会因为“鞋子的形状”激活。PFC是一个控制中心，它可以帮助你在脑海中保留目标模板，保持对搜索任务的专注[3]，并且有助于与目标模板有关的神经元保持激活状态，直到你找到了想找的东西，或者放弃了寻找转而做其他的事情。
如何寻找从未见过的东西？
当你知道要搜索的东西的确切外观时，视觉搜索就会变得比较容易。那么，当你不知道一个物体到底是什么样子的时候，你是如何找到它的呢？假设你的朋友让你帮他在公园里找他新养的狗，但是你从来没有见过那只狗，那么你如何帮助他找到丢失的小狗呢？你之前可能见过很多狗，也许你自己也有一只，从你过去与狗打交道的经验中，你知道狗的典型特征是什么（四条腿、一条尾巴、有毛等等）——你可以用这些特征来帮助指导你的搜索。如果你朋友的狗是一只常见的狗（比如金毛犬或拉布拉多犬），这会比寻找一只不常见的狗（比如中国冠毛犬或小的拳师犬）更快[4]（图3）。
搜索一只不熟悉的狗是分类搜索的一个例子，在一天中，你可能经常发现自己在寻找物体类别中的项目，在这种情况下，直到你找到了那个物体，你才会知道它的确切外观。例如，当你在背包里找不到铅笔的时候，你想要在教室里或老师的桌子上寻找任何可以借的书写用具，可能很快就能找到一支铅笔。因为你对书写用具的经验告诉你，它们往往又长又细呈圆柱形，这些信息可以帮助你形成一个有用的目标模板，将你的搜索快速引导到桌子上的铅笔上。关键是，你非常善于发现事物，以至于你不需要知道一个物体（比如一个书写工具）的确切外观就能快速找到它。
结论
术语表
视觉搜索（Visualsearch）：寻找物体的心理任务。
特征（Features）：物体的特定视觉成分或性质，如颜色、形状、方向和大小。
选择性注意（Selectiveattention）：把注意力集中在某件事情上，这样你就能得到它的详细信息（你把它想象成一个心理聚光灯）。
视觉皮层（Visualcortex）：大脑中处理视觉信息和物体特征的部位。
注意力引导（Attentionalguidance）：将注意力转移到物体的重要特征上的过程。
目标模板（Targettemplates）：在视觉搜索过程中用于引导注意力的目标对象的心理图像或表征。
分类搜索（Categoricalsearch）：一种视觉搜索的形式，你可以在其中查找特定类别中的任何对象。
参考文献
[1]Martin,C.,Fidalgo,C.,andBarense,M.2017.Knowingwhatwesee.Front.YoungMinds5:15.
[2]Maunsell,J.H.,andTreue,S.2006.Feature-basedattentioninvisualcortex.TrendsNeurosci.29:317–22.
[3]Soto,D.,Humphreys,G.W.,andRotshtein,P.2007.Dissociatingtheneuralmechanismsofmemory-basedguidanceofvisualselection.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.104:17186–91.
[4]Robbins,A.,andHout,M.C.2015.Categoricaltargettemplates:typicalcategorymembersarefoundandidentifiedquicklyduringword-cuedsearch.Vis.Cogn.23:817–21.
原文
RobbinsAandHoutM(2019)UsingYourBrain(NotJustYourEyes)toFindLostObjects.Front.YoungMinds.7:89
作者
ArrynRobbins
MichaelC.Hout
编辑
FanliJia
小小评阅人
LycomingValleyIntermediateSchool,9-12岁
St.BernardRegionalCatholicSchool,11-14岁
科学顾问
DavidAndrew
PaulNealen
脑与心智毕生发展研究中心
中文翻译
刘斯漫
中文编辑
范雪如
中文审校
左西年
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