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大腦帶我們看見真實世界嗎?

你曾注意過嗎?當你緊盯著眼前的電腦螢幕時,你的注意力仍可以轉移到不是你眼睛直視的地方?

認知科學家形容注意力像是可移動的聚光燈,照亮它聚焦的地方;或形容它為照相機的變焦鏡頭,聚焦處有清晰的畫面。這樣的形容很常見,因為聚光燈和相機鏡頭都直覺地描述注意力「照亮區域」或「拍得銳利」,也才讓我們清楚地接收看到的東西。一些早期的重要發現提供了證據:

紐約大學的心理學家Marisa Carrasco的實驗發現,注意力所及的區域視覺接收得較銳利清晰(Carrasco et al, 2004):在一個畫面上同時出現兩個明暗度(清晰度)不同的正弦波紋理圖(如左圖),但在紋理圖出現之前,其中一個紋理圖的位置會出現擷取你注意力的信號,而受試者必須回答他認為其中一個較清晰的紋理圖的傾斜方向。實驗結果發現有信號先出現的紋理圖被受試者認為較為清晰,即使它的物理性質是較不清晰的;換句話說就是,即使該紋理圖的本身是較不清晰的,但因為注意力先被轉移過來而變清晰了,這跟相機上的變焦鏡有異曲同工之妙!

Carrasco的實驗室也接續發現,不僅是清晰度,注意力也提升了我們對顏色飽和方向速度的感知。這些研究的共同結論是:注意力集中的區域,使得接收到腦中的視覺資訊更加完整清晰。

然而,也有一些研究瓦解了注意力總是提升資訊接收的直覺概念,甚至可能會扭曲視覺感知的內容。西北大學的Satoru Suzuki 和哈佛大學的Patrick Cavanagh 的實驗用兩條平行線段上下排列(一條在另一條之上)要受試者區辨上面的是在下面的那一條的左邊或是右邊。在平行直線出現之前,會快速閃現一個擷取你注意力的信號,而這個信號會把平行線推往反方向。(Suzuki & Cavanagh, 1997) 舉例來說,在兩條平行線(如右圖)出現之前,若在右上角先快速閃現一個擷取你注意力的信號(Single Cue),便會讓受試者以為兩條對齊的平行線上面那一條往左邊偏,彷彿增加了Cue本身與上半部線段的距離;如果右上和左下角各出現一個(Double Cue),會讓兩條對齊的平行線看起來分離得更遠。研究者稱著個現象是attentional repulsion effect。

Suzuki & Cavanagh引用Connor等人在1996年的神經科學研究,說明在這一小段移動注意力的過程,在邊緣Cue所屬的神經元的receptive fields往原本注意力集中的方向移動。舉例來說,如果你緊盯著一瓶水,而注視這瓶水的receptive fields通常會比這瓶水本身的範圍來得大,大腦就會處理到水瓶以外邊緣一些範圍的資訊,而這也表示處裡的神經元比「只看這瓶水」所需的神經元來得多,對於水瓶這個空間的資訊就會被「放大」,這也說明為什麼如果此時周遭有一個新的物體,看起來會比實際上的遠一些。

一個近期的研究指出,這個理論比原本提出的理論更複雜。Ono等人(Ono & Watanabe, 2011)的實驗與Suzuki & Cavanagh大致相同,唯獨Cue會在平行線後出現(也就是把Cue和Vernier的順序對調)沒想到在這樣的情況得到類似卻相反的結果──在線段之後出現的Cue使得線段看起來比實際還偏向他,研究者稱它是attentional attraction effect。

事實上,這樣的結果似乎也表達,在視覺區間注意力重新定義了物件與物件之間的位置關係。(Liverence & Scholl, 2011)他們的實驗讓受試者注意兩個特定的圓形(目標物)在兩個類似目標物的圓形(干擾物)中移動(multiple-object tracking task),並在數秒之後重新定位它們的最後顯示位置。實驗結果發現,受試者所定位的兩個目標物比實際上的接近,而定位的兩個干擾物則比實際上的遠。也就是注意力同時壓縮了目標物與目標物間的距離(如果兩目標物彼此attract),以及延展了干擾物與干擾物間的距離(如果兩干擾物彼此repel)。這個結果似乎指出--因為我們所見總是離不開把注意力放在空間與物件之間--我們總是看到的與實際不符。這似乎是個哲學難題,我們看到的是真實反映實際情況的世界嗎?

這些研究提供了一些想法關於我們對注意力為「變焦鏡」的形容:雖然注意力像是聚光燈使得我們得以接收資訊,但他應該也是一個「不真實的變焦鏡」──既讓我們看見的世界銳利,也讓它變形。

資料來源:『Scientific American』:『The Secrets of Your Brain’s Zoom Lens』[17 April 2012]

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關於作者

中大認知所碩士。使用者經驗工程師。喜歡寫東西分享。