擁擠效應(yīng)研究進(jìn)展及展望

李昂

摘要 擁擠效應(yīng)是指客體周圍其他物體的輪廓引起了目標(biāo)識別成績下降的現(xiàn)象。它是客體認(rèn)知中的一個(gè)重要的瓶頸，對于擁擠效應(yīng)的深入研究，有助于進(jìn)一步了解客體認(rèn)知過程。關(guān)于擁擠效應(yīng)，有很多的理論，但是都不能很好地解釋擁擠效應(yīng)。目前最為流行的是兩階段加工模型，然而涉及相關(guān)的腦區(qū)卻不甚清楚。關(guān)于擁擠效應(yīng)腦機(jī)制的研究可能是今后發(fā)展的一個(gè)方向。

關(guān)鍵詞 擁擠效應(yīng) 客體認(rèn)知 Bouma定律 整合區(qū)

中圖分類號：G444 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

擁擠效應(yīng)是指客體周圍其他物體的輪廓引起了目標(biāo)識別成績下降的現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)客體單獨(dú)出現(xiàn)在視覺的邊緣區(qū)時(shí)，我們可以很容易地辨認(rèn)出它的特征，但是如果這個(gè)客體的周圍同時(shí)存在其他客體，我們就難于辨認(rèn)此客體，這種現(xiàn)象在心理學(xué)上叫做擁擠效應(yīng)。①擁擠效應(yīng)影響了大腦在復(fù)雜環(huán)境中識別客體的能力，這種損傷在差異識別、單詞識別甚至是面孔識別任務(wù)上都有所體現(xiàn)。

1 擁擠效應(yīng)的關(guān)鍵要素

1.1 關(guān)鍵間距

關(guān)鍵間距指的客體之間恰好不會發(fā)生擁擠效應(yīng)的距離。比較常用的測量擁擠效應(yīng)的方法有：第一，求出固定目標(biāo)物條件下控制兩側(cè)物距離之于任務(wù)成績的函數(shù)，75%正確率所對應(yīng)的距離就是關(guān)鍵間隔；第二種是閾限法（e.g.差別閾限），它能操縱比較多的變量但是相對耗時(shí)，這種方法是通過估計(jì)擬合閾值實(shí)現(xiàn)的；第三種方法字母識別任務(wù)中的范式，需要同時(shí)測量周圍物視力（flanked acuity）以及相對的字母視力（letter acuity）。

1.2 相似的刺激物

目標(biāo)物和兩側(cè)物的相似程度會影響擁擠效應(yīng)。目標(biāo)物和兩側(cè)物越相似（包括形狀大小、深度、顏色等各方面）則擁擠效應(yīng)會越明顯。

1.3 Bouma定律

1970年，Bouma發(fā)現(xiàn)，字母辨認(rèn)任務(wù)中的關(guān)鍵間隔大約是目標(biāo)物偏離中央視野距離的一半。②隨后大量的研究頻繁地重復(fù)出了這個(gè)結(jié)論。Bouma定律的普遍性說明了，擁擠效應(yīng)中的關(guān)鍵間距是人類視覺中的一個(gè)基本特征，其與刺激呈現(xiàn)的方向和位置無關(guān)。

1.4 擁擠效應(yīng)在不同邊緣區(qū)的變化

不同邊緣區(qū)的擁擠效應(yīng)并不盡相同。在右側(cè)視野內(nèi)，垂直排列的兩側(cè)物會比水平排列的兩側(cè)物引起更加明顯的擁擠效應(yīng)，然而在左側(cè)的視野里，情況卻截然相反。③擁擠效應(yīng)在低級視覺區(qū)受到注意的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比高級視覺區(qū)小得多。④

2 擁擠效應(yīng)的理論基礎(chǔ)

通過對擁擠效應(yīng)的研究，我們可以對大腦認(rèn)知客觀世界的規(guī)律有進(jìn)一步的認(rèn)識。從這個(gè)角度上說，擁擠效應(yīng)是我們窺視大加工客體規(guī)律的一扇門。因?yàn)閾頂D效應(yīng)代表了邊緣視覺區(qū)一個(gè)比較重要的客體認(rèn)知瓶頸，對擁擠效應(yīng)的研究已經(jīng)成為視覺研究中的一個(gè)熱點(diǎn)問題。關(guān)于客體加工中擁擠效應(yīng)出現(xiàn)的原因，目前主流的理論是兩階段模型理論。

兩階段模型想第一階段是特征覺察。特征是大腦接受圖像的基本要素，每個(gè)特征在初級視覺皮層上都有一個(gè)相應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞，只有刺激使這些細(xì)胞處于激活狀態(tài)時(shí)，大腦的高級部分才能對其收到的刺激進(jìn)行進(jìn)一步加工。第二階段是特征整合階段。這個(gè)階段發(fā)生在初級視覺區(qū)的加工之后。在這個(gè)階段里，大腦需要把這些特征整合起來以便能認(rèn)出客體，這個(gè)階段包括整合、捆綁、分割、集中、歸類、外形整合以及選擇注意。一些實(shí)驗(yàn)表明，視覺系統(tǒng)可能存在一個(gè)對簡單的視覺刺激進(jìn)行整合的整合區(qū)。⑤然而在邊緣視覺區(qū)可能缺少一些相關(guān)刺激的整合區(qū)，所以在整合特征的時(shí)候，常常對不必要的特征也進(jìn)行了整合，從而出現(xiàn)了擁擠效應(yīng)。⑥

3 小結(jié)與展望

擁擠效應(yīng)是客體認(rèn)知過程中一個(gè)重要的瓶頸，它會影響邊緣視覺區(qū)對客觀世界的識別能力。但是如果邊緣區(qū)的目標(biāo)物和兩側(cè)的物體的間距大約在目標(biāo)物偏離視野中央距離的一半左右的話，就不會發(fā)生擁擠效應(yīng)。目前存在很多理論試圖解釋擁擠效應(yīng)及其背后的機(jī)制，但基本上都不能完全預(yù)測擁擠效應(yīng)。尤其是對擁擠效應(yīng)之后隱藏的腦機(jī)制還不甚了解。因此，通過腦成像的方法對擁擠效應(yīng)進(jìn)行研究從而提出一種更加合理的理論可能是今后擁擠效應(yīng)研究的一個(gè)主要方向。

注釋

① Levi， D. （2008）. "Crowding—An essential bottleneck for object recognition： A mini-review." Vision Research 48（5）：635-654.

② Bouma， H. （1970）. " Interaction effects in parafoveal letter recognition." Nature 116：177-178.

③ Strasburger， H. （2004）. "Unfocussed spatial attention underlies the crowding effect in indirect form vision " Journal of Vision 4：1-13.

④ Mareschal， I.， M. J. Morgan， et al. （2010）. "Attentional modulation of crowding." Vision Research 50（8）：805-809.

⑤ Pelli， D. G. （2008）. "Crowding： a cortical constraint on object recognition." Current Opinion in Neurobiology 18：445-451.

⑥ Pelli， D. G. and K. A. Tillman （2008）. "Uncrowded Window for object recognition." Nature Neuroscience 11（10）：1129-1135.