综述：选择性注意与离心率的全面回顾

本综述系统探讨了视觉选择性注意（Selective Attention）与离心率（Eccentricity）之间的功能与神经机制联系，涵盖空间提示（Spatial Cueing）、拥挤效应（Crowding）、双任务范式及视觉搜索（Visual Search）等多种实验范式。作者指出，注意可补偿外周视觉（Peripheral Vision）的功能限制，有效扩展功能视野（Functional Visual Field, FOV），且其机制与感受野（Receptive Field）特性及视觉层级结构密切相关。文章强调需区分注意作为机制与作为效应，并指出当前研究多局限于近外周区域（<20°），对远外周（>45°）及特征注意（Feature-based Attention）的关注不足。此外，注意的空间分布模式（如梯度、墨西哥帽式、环形）及其中央偏向（Central Bias）受认知负荷（Cognitive Load）影响而形成“隧道视觉（Tunnel Vision）”。未来需结合实证与建模进一步探索。

　　

1. 引言

人类视觉面临两大限制：一是视觉具有强烈的中央凹特性（Foveated），随离心率（Eccentricity）增加而退化；二是选择性注意（Selective Attention）优先处理部分刺激。本文综述注意与离心率在功能与神经机制上的联系，涵盖空间与特征注意（Feature-based Attention）的多类实验范式。

1.1. 什么是外周视觉及其功能？

外周视觉无明确定义边界，但随离心率增加，检测与辨别性能（如敏感度与决策速度）下降。原因包括瞳孔孔径变化、透镜优化差异及视网膜细胞分布（如视锥细胞集中于中央凹）。解剖学上，视网膜分为中央凹（Fovea，≤2.5°）、旁中央凹（Parafovea，2.5°–4°）和周中央凹（Perifovea，4°–9°）。功能上，外周视觉支持监测、导航和环境定位，且在时间分辨率和对瞬变信号的敏感度上可能优于中央视觉。

1.2. 什么是视觉注意及其功能？

视觉注意定义为对输入信息的临时优先处理，受任务目标（Goal-driven）、历史经验（History-driven）和刺激显著性（Stimulus-driven）调控。注意可作用于空间、特征或对象表征，通过增强相关神经信号来解决表征竞争。其机制与行为灵活性及物理约束相关，而非仅源于中枢认知瓶颈。

1.3. 本综述范围

本文整合注意与离心率交互的证据，探讨注意是否随离心率变化、是否存在偏心偏向、以及其与眼动的关系。研究筛选基于同时操纵注意与离心率的实验。

2. 理论考量

2.1. 外周视觉用于监测与定向

中央与外周视觉功能异质，分别服务于精细感知和环境监测。注意通过补偿空间非均匀性扩展功能视野，且与眼动紧密关联，但也可独立于眼动（Covert Attention）。

2.2. 非中央凹化注意模型

多数经典注意模型（如特征整合理论）视视觉场为均匀，忽略离心率变化，仅以中枢认知限制解释注意定向。

2.3. 中央凹化注意模型

此类模型强调外周视觉的限制是注意定向的基础。目标可辨别性（Discriminability）驱动注意，且随离心率下降导致搜索时间增加。该观点关联神经生理，如感受野尺寸随离心率增加，注意通过增益调控（如归一化模型）优化信号处理。功能视野（Functional Visual Field）由感觉表征和注意状态共同决定，并受训练可塑。

3. 空间注意跨离心率

空间注意研究主要基于提示任务（Cueing Task），比较有效与无效提示下的性能差异。

3.1. 外周提示注意

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  提高视觉分辨率：外周提示改善外周位置的空间锐度（Acuity）、纹理分割和目标辨别，尤其在高分辨率任务中效益随离心率增加（如Yeshurun & Carrasco, 1998）。机制涉及注意增强高频空间频率处理（Jigo et al., 2021）。

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  其他任务与测量：在对比敏感度、处理速度或记忆任务中，提示效益跨离心率恒定。注意作为机制可能稳定，但效应因任务异质。

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  缓解拥挤效应：注意减少目标与 flankers 的干扰，但对临界距离（Critical Distance）的影响结果不一（如Scolari et al., 2007 vs. Strasburger & Malania, 2013），可能因实验参数（如提示类型、刺激大小）差异所致。

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  扩展离心率范围及与眼动系统的联系：研究多限于<20°。超出有效眼动范围（~45°）后，外周提示效益可能消失（Casteau & Smith, 2020a），支持注意的眼动计划理论（Premotor Theory），但亦有反驳证据（如Wei?, 2020）。

3.2. 中央提示注意

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  低分辨率：中央符号提示的效益跨离心率恒定，因内生注意（Endogenous Attention）空间分辨率较低（约比感知分辨率低数倍），可能源于高层反馈机制。

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  内生注意与拥挤：少有研究探讨纯内生注意对拥挤的影响，但已知注意配置（如径向与切向）各向异性影响拥挤强度。

3.3. 大脑中的空间注意与离心率

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  猴单细胞记录：注意改变V1感受野特性，中央位置缩小 summation area，外周则扩大（Roberts et al., 2007）。MT区注意吸引感受野向提示位置（Womelsdorf et al., 2008）。

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  人类fMRI：注意调制pRF参数（增益、尺寸、位置），效应在皮层表面积上恒定（Brefczynski-Lewis et al., 2009）。注意场宽度约为基础感受野的1.5倍（Datta & DeYoe, 2009）。

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  人类EEG：注意相关信号（如alpha抑制、N2pc）跨离心率恒定，但测量敏感度可能不足。

4. 注意的空间分布跨离心率

4.1. 聚光灯、凸起与功能视野轮廓

注意扩展功能视野，其轮廓遵循视觉各向异性（如水平优于垂直），提示注意与感觉机制直接链接。

4.2. 梯度、变焦透镜与窗口

注意呈梯度分布（LaBerge, 1983），可灵活调整扩散范围（变焦透镜隐喻）。当注意指向外周时，其效益区域随离心率扩大（Sagi & Julesz, 1986），且可能激活对侧相同位置（Tse et al., 2003）。

4.3. 墨西哥帽、环形与圆环

高感知负荷下，注意呈墨西哥帽分布（中心抑制、外围增强），且尺寸随离心率缩放（Puckett & DeYoe, 2015）。观察者可注意环形区域（Sperling & Melchner, 1978），但证据冲突（Beck & Lavie, 2005）。EEG研究提示注意分布可能为梯度，而墨西哥帽模式或反映后期处理。

4.4. 如何理解这些不同轮廓？

不同拓扑可能源于方法差异，如环形可能来自试次间注意移动平均。性能差异也可能反映预期而非注意本身（Eimer, 1999）。

4.5. 中央选择偏向与隧道视觉

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  注意偏好中央：当多刺激竞争时，注意偏向中央视觉（Wolfe et al., 1998）。证据来自搜索任务（Motter & Simoni, 2008）和眼动偏好（van Heusden et al., 2023）。

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  注意看似收缩时：隧道视觉：中央任务负荷收缩注意至中央，导致外周性能下降（Ikeda & Takeuchi, 1975）。但效应可能源于任务优先级或一般干扰。M缩放研究结果复杂，且仅视觉（非认知）负荷引发隧道视觉（Ringer et al., 2016）。

4.6. 补偿、可塑性与年龄相关变化

训练和经验改善外周表现（Engel, 1971），如阅读扩展知觉跨度（Perceptual Span），运动员和玩家更有效利用外周视觉。但改善可能涉及一般机制而非特异可塑。年龄增加功能视野衰退，但注意特异性影响尚不明确。

4.7. 脑损伤后的注意空间分布

右侧顶叶损伤导致左侧忽视（Hemineglect），表现梯度较健侧更陡，且健侧可能呈现非单调模式（Behrmann et al., 2002）。注意分布整体右移。

5. 特征注意

5.1. 特征注意似乎以空间全局方式作用

特征注意可调制全视野的相同特征（如颜色、运动），fMRI显示其效应跨离心率恒定（van Es et al., 2018）。行为证据有限（Liu & Mance, 2011）。

5.2. 视觉搜索

目标响应随离心率减慢，但可辨别性和注意共致。Saliency驱动早期选择（<250ms），目标相关性驱动后期选择，后者受离心率影响小（van Heusden et al., 2021）。单特征搜索受眼动范围限制，联合搜索则否（Casteau & Smith, 2020b）。

5.3. 特征注意与拥挤

独特特征（如颜色）缓解拥挤，但机制争议：可能源于显著性吸引注意或感觉对比改善分割（Rashal & Yeshurun, 2014）。少有研究操纵离心率或纯目标驱动特征注意。

6. 结论与未来方向

6.1. 注意与外周视觉本质交织

注意补偿外周限制，扩展功能视野，其机制与感受野特性紧密关联。模型需整合注意场与感觉表征的交互。

6.2. 需区分机制与效应

注意机制可能稳定，但效应因任务异。复杂交互（如拥挤）需系统研究以统一结论。

6.3. 需深入更远外周

研究多限于<20°，远外周（>45°）注意几乎未知。需结合大屏、VR等技术探索注意与头动、体动的关系。

6.4. 注意喜好中央

默认中央偏向，负荷下强化。注意分布灵活，但神经估计提示恒定缩放（1.5×感受野）。未来需结合瞳孔测量（Pupillometry）和频率标记等技术揭示动态。

6.5. 特征注意值得更多关注

特征注意如何影响拥挤未探索。离心率影响显著性而非目标驱动选择。需绘制特征注意的功能视野图，并扩展至对象和场景语义。

6.6. 结论

注意理论需整合离心率，反之亦然。实证需填补空白，理论需深化机制模型。