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寻找注意力的原子

探索注意力的基本单位,以及它如何让我们能够选择性地处理我们身处复杂视觉和听觉世界中的信息。

作者:特约博主
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作者:Julian De Freitas

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想象一下,能够感知此刻发生的一切。你不仅会意识到屏幕上这些文字,还会精确到厘米地了解附近物体的具体位置,感受到鞋子里脚趾的触感,听到每一个细微的嘎吱声和吱呀声。你将能够同时专注于成千上万个记忆,并跟踪你情绪的每一次变化,无论你当时在忙些什么。毋庸置疑,你的大脑会被所有这些信息淹没。那么,为什么你仍然能够正常运作呢?因为你能够一次只选择性地处理信息丰富世界中的一小部分——也就是说,你拥有“注意力”的能力。注意力是“决定”大脑处理什么、忽略什么的守门人。然而,我们通常如此自然地运用注意力,以至于很少停下来思考大脑究竟是如何完成这项壮举的。

从小处着手

要理解某事物的工作原理,最好的起点之一是确定其运作的基本“单位”。例如,通过发现原子,科学家们了解到原子质子的数量区分了化学元素,而原子电子的数量则影响着它们的磁性。几十年来,研究注意力的认知科学家一直在问一个类似的问题:注意力的单位是什么?也就是说,在最基本的层面上,注意力“抓住”的是周围世界的什么?根据我们的直观经验,我们可能会认为注意力就像一个聚光灯,照亮我们视野中的一切。这种注意力的聚光灯理论不仅直观,而且在很长一段时间内是视觉科学中的主流理论。该理论认为,所有落在我们注意力聚光灯内的东西都应该被同样快速地处理——包括所有物体及其周围的空间。例如,当你专注于一片多云天空中的一朵特定云的形状时,你会像你看正在关注的那朵云一样清晰地处理旁边一朵云的形状,因为这两朵云仍然在你的视野或聚光灯内。然而,视觉感知领域的丰富研究表明,这种基于聚光灯的注意力理论是错误的。正如认知科学家们发现的那样,大脑会更快地处理你特别关注的物体的信息。它不会像处理视野中所有物体那样快速地处理信息,尽管通常看起来确实如此。因此,你实际上比观察附近一朵云的形状更清晰地处理你正在关注的那朵云的形状,即使你能同时看到它们。这本质上就是基于物体的注意力理论。它认为注意力会抓住结构。

执着于物体

基于物体的注意力的最有力证据是由一群美国和英国的心理学家展示的。他们在 1994 年的一项 实验

中,向参与者展示了两个并排放在电脑屏幕上的矩形。其中一个矩形的角落短暂闪烁(称为提示),警告参与者另一个角落很快会再次闪烁(称为目标)。参与者的任务很简单:一旦看到目标就立即按下空格键。诀窍在于:有时目标会出现在被提示的同一个矩形上,有时则会出现在相邻的矩形上。当实验人员比较参与者的反应时间时,他们发现,即使在两种情况下提示和目标之间的距离**完全相同**,出现在被提示的矩形上的目标,参与者的反应也更快。如果大脑平等地对待我们视野内的所有物体和空间,那么注意力就不会在物体之间的空间转移时变慢——但它确实变慢了。研究人员将这种现象命名为“同体优势”。

注意力随时间而变化

虽然这项研究告诉我们一些关于注意力在空间世界中如何运作的信息,但它并没有说明注意力是如何随**时间**运作的。然而,我们一直在关注时间:从一个时刻到下一个时刻,例如在交谈、阅读或听音乐时。因此,在最近的一项 实验

中,我与耶鲁大学的心理学家 Brandon Liverence

Brian Scholl

合作,提出了一个问题:注意力的单位在时间上是什么?注意力的运作方式是否像时间上的聚光灯,同样快速地处理不同的事件?或者注意力是否会“更快地”处理时间上的“物体”?尽管我们大多数人都不习惯谈论时间上的物体,但我们的大脑能够区分时间上的界限,比如句子之间。那么,例如,在与朋友交谈时,你的大脑处理单个句子中的信息是否比跨越两个句子更快?时间上的一个物体是**节奏模式**。节奏是我们进行演讲或与他人同步动作的能力等事物的内在组成部分。就像一个简单的矩形物体有边界一样,一个简单的重复节奏也有界限,一个节奏单元结束,下一个就随之开始。正是这种重复的结构吸引着我们,例如,当我们随着节拍敲打时。

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保持节拍

在我们的实验中,参与者听简单、重复的节奏。给定的节奏物体仅仅是相同音高的长短音符的模式——例如 da da da daaa,da daaa——这个模式的每一次重复都构成一个单独的物体。就像在矩形实验中一样,参与者偶尔会听到一个更高的音高(提示),随后不久会听到第二个更高的音高(目标)。他们的任务是,一旦听到目标就立即按下空格键。提示和目标可以同时出现在一个节奏单元内,也可以出现在相邻的节奏单元内。令人着迷的是,我们发现,尽管提示和目标之间经过的时间完全相同,但参与者对出现在与提示相同的节奏物体中的目标的反应速度更快。在时间上,正如在空间上一样,似乎存在同体优势。此外,即使节奏不是通过听觉,而是通过视觉传达的——通过一个有枢轴的杆子上下摆动来标记节奏的每一个新节拍——这种同体优势仍然存在。在这个视觉版本中,提示和目标是杆子上更明亮的闪光。再次,参与者对出现在提示发生过的相同节奏物体中的目标的反应速度更快。

注意力的一个新单位

总而言之,这些发现表明,注意力的普遍单位——不仅在空间上,而且在时间上,并且在视觉和听觉上——都是物体。尽管我们可能没有意识到,但我们的大脑实际上处理我们特别关注的物体的信息的速度比处理相邻物体的信息要快。所以下次你在管弦乐演出时感觉自己一直在持续地感知一切,请记住,在幕后,你的大脑实际上是以一口大小的块来处理音乐的。当然,至于我们为什么以及如何在根本上将世界感知为连续的,这仍然是一个谜。Julian De Freitas 是牛津大学实验心理学研究生。图片来源:Alexander Raths / Shutterstock

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