视觉觅食中注意力对动作的导向作用:解锁视觉行为奥秘

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  在视觉搜索研究中,视觉觅食任务潜力未被充分挖掘。研究人员聚焦 “Attention directs actions in visual foraging” 主题,发现注意力对物体部分的优先选择会产生运动偏向,该结果为理解人类视觉行为提供新视角。

  在日常生活中,人们常常需要在纷繁复杂的视觉环境里寻找目标物体,比如在超市货架上挑选商品、在花丛中寻找花朵等。这看似简单的行为背后,实则涉及视觉注意力与动作执行之间复杂的协作。然而,以往的研究在探索这一协作关系时存在诸多不足。传统研究中,选择性注意力的研究常采用简单按钮按压任务,这种方式无法真实反映自然情境下的目标导向行为;而当研究涉及目标导向行为时,实验又多为短暂离散的试次,与人类在真实环境中的连续行为不符。因此,为了更深入地理解人类在自然视觉搜索中的行为机制,探究注意力与目标导向行为之间的相互作用迫在眉睫。
德国菲利普斯 - 马尔堡大学(Philipps - University Marburg)的研究人员 Jan Tünnermann 和 Anna Schub? 开展了一项关于视觉觅食(Visual foraging)的研究。他们利用视觉觅食范式,构建特殊刺激 “结合物体(conjunction objects)”,让参与者在平板电脑上通过触控笔点击目标物体进行收集任务。研究发现,注意力对物体一部分的优先选择,会伴随收集动作(触控笔点击)向该优先部分的运动偏向(motor bias) ,并且这种偏向会与运动精度需求等运动因素相结合。这一研究成果发表在《Scientific Reports》上,为揭示人类视觉行为的奥秘提供了重要依据,有助于人们更深入地理解大脑在视觉搜索过程中的工作机制。

研究人员采用了多种关键技术方法。在实验装置上,使用大型平板电脑(WACOM MobileStudio Pro 16)呈现刺激,参与者通过触控笔与之交互,实验由 OpenSesame 软件结合 PsychoPy 后端实现。数据处理方面,运用贝叶斯参数估计(Bayesian parameter estimation)方法,以获取更准确的统计结果,相关模型通过 PyMC 实现,利用 NUTS 采样,并借助 ArviZ 和 Seaborn 进行评估和可视化分析。

研究结果


  1. 行为表现:参与者完成一个 “斑块(patch)” 任务平均用时 49.28 秒,错误率较低。目标间时间间隔(Inter - target times,ITTs)在试验后期显著增加,计算得到的 “末端峰值因子(end peak factor)” 显示,该研究中的末端峰值比以往特征搜索和典型结合搜索中的更高,表明当前实验成功引发了类似连续采集的觅食行为。
  2. 切换概率:通过分析参与者点击物体部位的切换概率发现,平均切换概率低于 0.5,说明参与者并非随机在两个物体部分间切换,而是倾向于多次点击同一部分,体现出注意力对动作选择的影响。
  3. 物体部分偏好:研究发现参与者对点击物体的某一部分存在偏好,且这种偏好具有时间上的稳定性。通过自我报告和实际点击行为的对比,证实了主观报告与客观行为之间存在对应关系。
  4. 模板策略:实验后的问题反馈显示,没有参与者将物体作为一个整体来搜索,仅有四人报告在搜索过程中切换过物体部分。

研究结论与讨论


该研究表明,注意力在视觉觅食中不仅负责选择目标物体,还为动作控制提供精确空间信息,对目标导向运动进行微调。同时,选择性注意力并非引导这些动作的唯一因素,运动因素也在塑造最终目标位置中发挥作用,这与将感知和动作视为并行交互过程的模型相符。

从更广泛的角度来看,视觉觅食任务为研究注意力和动作的相互作用提供了一个极具前景的框架。它具有自然主义特性,更贴近真实行为;任务中的错误成本可灵活操纵,便于研究注意力影响的强度;而且能在短时间内收集大量数据。此次研究成果进一步巩固了注意力与动作紧密相连的观点,为后续研究在视觉搜索、注意力机制以及动作控制等领域的探索奠定了基础,有助于推动相关领域的进一步发展,让人们对人类视觉行为的理解迈向新的高度。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号