Wyszukiwanie wizualne
Wyszukiwanie wizualne to rodzaj zadania percepcyjnego wymagającego uwagi , które zwykle obejmuje aktywne skanowanie środowiska wizualnego w poszukiwaniu określonego obiektu lub cechy (celu) wśród innych obiektów lub cech (dystraktorów). Wyszukiwanie wizualne może odbywać się z ruchami oczu lub bez nich. Zdolność do świadomego zlokalizowania obiektu lub celu wśród złożonego zestawu bodźców była intensywnie badana przez ostatnie 40 lat. Praktyczne przykłady wykorzystania wyszukiwania wizualnego można zobaczyć w życiu codziennym, np. gdy wybiera się produkt na półce w supermarkecie, gdy zwierzęta szukają pożywienia wśród stosów liści, gdy próbuje się znaleźć przyjaciela w dużym tłumie ludzi lub po prostu podczas grania w gry z wyszukiwaniem wizualnym, takie jak Gdzie jest Wally?
Wiele wcześniejszej literatury na temat wyszukiwania wizualnego wykorzystywało czas reakcji w celu zmierzenia czasu potrzebnego do wykrycia celu wśród jego dystraktorów. Przykładem może być zielony kwadrat (cel) wśród zestawu czerwonych kółek (dystraktorów). Jednak pomiary czasu reakcji nie zawsze rozróżniają rolę uwagi od innych czynników: długi czas reakcji może wynikać z trudności w skierowaniu uwagi na cel, spowolnionych procesów decyzyjnych lub spowolnionych reakcji motorycznych po tym, jak uwaga jest już skierowana na cel i cel został już wykryty. Dlatego wiele paradygmatów wyszukiwania wizualnego wykorzystywało ruch oczu jako środek do pomiaru stopnia uwagi poświęcanej bodźcom. Jednak oczy mogą poruszać się niezależnie od uwagi, dlatego miary ruchu gałek ocznych nie oddają w pełni roli uwagi.
Typy wyszukiwania
Wyszukiwanie funkcji
Wyszukiwanie cech (znane również jako wyszukiwanie „rozłączne” lub „wydajne”) to proces wyszukiwania wizualnego, który koncentruje się na identyfikacji wcześniej żądanego celu wśród dystraktorów, które różnią się od celu unikalną cechą wizualną, taką jak kolor, kształt, orientacja lub rozmiar . Przykładem zadania wyszukiwania cech jest poproszenie uczestnika o zidentyfikowanie białego kwadratu (celu) otoczonego czarnymi kwadratami (rozpraszacze). W tego typu poszukiwaniach wizualnych dystraktory charakteryzują się tymi samymi cechami wizualnymi. Efektywność wyszukiwania cech ze względu na czas reakcji (RT), a dokładność zależy od efektu „wyskakiwania”, przetwarzania oddolnego i przetwarzania równoległego. Jednak na skuteczność wyszukiwania cech nie ma wpływu liczba obecnych dystraktorów.
Efekt „wyskakiwania” to element wyszukiwania cech charakteryzujący zdolność celu do wyróżnienia się spośród otaczających go dystraktorów dzięki swojej unikalnej cesze. Przetwarzanie oddolne, czyli przetwarzanie informacji zależne od danych wejściowych ze środowiska, wyjaśnia, w jaki sposób wykorzystuje się detektory cech do przetwarzania charakterystyki bodźców i odróżniania celu od jego dystraktorów. To przyciąganie wizualnej uwagi do celu w wyniku procesów oddolnych jest znane jako „istotność”. Wreszcie przetwarzanie równoległe jest mechanizmem, który następnie pozwala detektorom cech na jednoczesną pracę w celu identyfikacji celu.
Wyszukiwanie koniunkcji
Wyszukiwanie koniunkcyjne (znane również jako wyszukiwanie nieefektywne lub seryjne) to proces wyszukiwania wizualnego, który koncentruje się na identyfikacji wcześniej żądanego celu otoczonego dystraktorami nie posiadającymi żadnych cech różniących się od samego celu. Przykładem zadania wyszukiwania koniunkcji jest identyfikowanie przez osobę czerwonego X (cel) wśród dystraktorów składających się z czarnych X (ten sam kształt) i czerwonych Os (ten sam kolor). W przeciwieństwie do wyszukiwania cech, wyszukiwanie koniunkcji obejmuje dystraktory (lub grupy dystraktorów), które mogą się od siebie różnić, ale wykazują co najmniej jedną wspólną cechę z celem. Efektywność wyszukiwania koniunkcji ze względu na czas reakcji (RT), a dokładność zależy od stosunku dystraktorów i liczby obecnych dystraktorów. Ponieważ dystraktory reprezentują różne indywidualne cechy celu bardziej równomiernie między sobą (efekt współczynnika dystraktora), czas reakcji (RT) wzrasta, a dokładność maleje. Wraz ze wzrostem liczby dystraktorów czas reakcji (RT) i maleje dokładność. Jednak z praktyką oryginalny czas reakcji (RT) ograniczenia wyszukiwania koniunkcji wykazują tendencję do poprawy. Na wczesnych etapach przetwarzania wyszukiwanie koniunkcji wykorzystuje procesy oddolne do identyfikacji wcześniej określonych cech wśród bodźców. Procesy te są następnie wyprzedzane przez bardziej seryjny proces świadomej oceny wskazanych cech bodźców w celu właściwego przydzielenia skupionej uwagi przestrzennej na bodziec, który najdokładniej reprezentuje cel.
W wielu przypadkach przetwarzanie odgórne wpływa na wyszukiwanie koniunkcji poprzez eliminację bodźców niezgodnych z wcześniejszą wiedzą o opisie celu, co ostatecznie pozwala na skuteczniejszą identyfikację celu. Przykładem wpływu procesów odgórnych na zadanie wyszukiwania koniunkcji jest to, że podczas wyszukiwania czerwonego „K” wśród czerwonych „C” i czarnych „K” osoby ignorują czarne litery i skupiają się na pozostałych czerwonych literach w celu zmniejszyć ustawiony rozmiar możliwych celów, a tym samym skuteczniej identyfikować ich cel.
Wyszukiwanie wizualne w świecie rzeczywistym
W codziennych sytuacjach ludzie najczęściej przeszukują swoje pola widzenia w poszukiwaniu znanych im celów. Jeśli chodzi o wyszukiwanie znanych bodźców, przetwarzanie odgórne pozwala skuteczniej identyfikować cele o większej złożoności, niż można to przedstawić w zadaniu wyszukiwania cech lub koniunkcji. W badaniu przeprowadzonym w celu przeanalizowania efektu odwróconej litery, czyli idei, że identyfikacja litery asymetrycznej wśród liter symetrycznych jest bardziej wydajna niż jej odwrotność, naukowcy doszli do wniosku, że jednostki skuteczniej rozpoznają literę asymetryczną wśród liter symetrycznych dzięki procesom odgórnym . Procesy odgórne umożliwiły uczestnikom badania dostęp do wcześniejszej wiedzy dotyczącej rozpoznawania kształtu litery N i szybkie wyeliminowanie bodźców pasujących do ich wiedzy. W prawdziwym świecie trzeba codziennie korzystać z wcześniejszej wiedzy, aby dokładnie i skutecznie zlokalizować przedmioty, takie jak telefony, klucze itp. wśród znacznie bardziej złożonego zestawu dystraktorów. Pomimo tej złożoności wyszukiwanie wizualne złożonych obiektów (oraz wyszukiwanie kategorii obiektów, takich jak „telefon”, oparte na wcześniejszej wiedzy) wydaje się opierać na tych samych aktywnych procesach skanowania, co wyszukiwanie koniunkcji z mniej złożonymi, wymyślonymi bodźcami laboratoryjnymi, chociaż globalne informacje statystyczne dostępne w rzeczywistych scenach mogą również pomóc ludziom zlokalizować obiekty docelowe. Podczas gdy procesy oddolne mogą wchodzić w grę przy identyfikowaniu obiektów, które nie są tak znane danej osobie, ogólne przetwarzanie odgórne ma duży wpływ na wyszukiwania wizualne, które mają miejsce w życiu codziennym. Znajomość może odgrywać szczególnie krytyczną rolę, gdy części obiektów nie są widoczne (na przykład, gdy obiekty są częściowo ukryte, ponieważ znajdują się za innymi obiektami). Informacje wizualne z ukrytych części można przywołać z pamięci długotrwałej i wykorzystać do ułatwienia wyszukiwania znajomych obiektów.
Nachylenie czasu reakcji
Możliwe jest również zmierzenie roli uwagi w eksperymentach z wyszukiwaniem wizualnym poprzez obliczenie nachylenia czasu reakcji w stosunku do liczby obecnych dystraktorów. Ogólnie rzecz biorąc, gdy wymagany jest wysoki poziom uwagi podczas patrzenia na złożony zestaw bodźców ( wyszukiwanie koniunkcji ), nachylenie rośnie wraz ze wzrostem czasu reakcji. W przypadku prostych zadań wyszukiwania wizualnego ( wyszukiwanie obiektów ) nachylenie zmniejsza się, ponieważ czasy reakcji są szybkie i wymagają mniejszej uwagi. Jednak wykorzystanie nachylenia czasu reakcji do pomiaru uwagi jest kontrowersyjne, ponieważ czynniki niezwiązane z uwagą mogą również wpływać na nachylenie czasu reakcji.
Orientacja wzrokowa i uwaga
Jednym z oczywistych sposobów selekcji informacji wizualnych jest zwrócenie się w ich kierunku, znane również jako orientacja wizualna. Może to być ruch głowy i/lub oczu w kierunku bodźca wzrokowego, zwany sakadą . Poprzez proces zwany foveation, oczy skupiają się na obiekcie zainteresowania, powodując, że obraz bodźca wzrokowego pada na dołek oka , centralną część siatkówki o największej ostrości wzroku.
Istnieją dwa rodzaje orientacji:
- Orientacja egzogenna to mimowolny i automatyczny ruch, który ma na celu skierowanie uwagi wzrokowej na nagłe zaburzenie peryferyjnego pola widzenia. Uwaga jest zatem kierowana z zewnątrz przez bodziec, co skutkuje odruchową sakadą.
- Orientacja endogenna to dobrowolny ruch, który ma na celu skupienie uwagi wzrokowej na bodźcu zorientowanym na cel. Zatem skupienie uwagi postrzegającego może być manipulowane przez wymagania zadania. Sakada skanująca jest wyzwalana endogennie w celu zbadania środowiska wizualnego.
Wyszukiwanie wizualne opiera się głównie na orientacji endogenicznej, ponieważ celem uczestników jest wykrycie obecności lub braku określonego obiektu docelowego w szeregu innych rozpraszających uwagę obiektów.
Wczesne badania sugerowały, że uwaga może być potajemnie (bez ruchu gałek ocznych) przenoszona na bodźce obwodowe, ale późniejsze badania wykazały, że podczas tych zadań występują małe sakady ( mikrosakkady ) i że te ruchy gałek ocznych są często kierowane w kierunku obserwowanych miejsc (niezależnie od tego, czy tam są, czy nie). są widoczne bodźce). Odkrycia te wskazują, że uwaga odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu wyszukiwania wizualnego.
Następnie konkurujące ze sobą teorie uwagi zdominowały dyskurs wyszukiwania wizualnego. Środowisko zawiera ogromną ilość informacji. Ilość informacji, które jesteśmy w stanie przetworzyć w danym momencie, jest ograniczona, dlatego konieczne jest posiadanie mechanizmów, za pomocą których można filtrować zewnętrzne bodźce i zajmować się tylko istotnymi informacjami. W badaniu uwagi psychologowie rozróżniają procesy przeduważne i uważne. Procesy przeduważne są równomiernie rozłożone we wszystkich sygnałach wejściowych, tworząc rodzaj uwagi „niskiego poziomu”. Procesy uwagi są bardziej selektywne i można je zastosować tylko do określonych danych wejściowych z wyprzedzeniem. Duża część obecnej debaty w teorii wyszukiwania wizualnego koncentruje się na selektywnej uwadze i na tym, co system wizualny jest w stanie osiągnąć bez skupiania uwagi.
Teoria
Teoria integracji cech (FIT)
Popularnym wyjaśnieniem różnych czasów reakcji wyszukiwania cech i koniunkcji jest teoria integracji cech (FIT), wprowadzona przez Treismana i Gelade'a w 1980 r. Teoria ta sugeruje, że pewne cechy wizualne są rejestrowane wcześnie, automatycznie i są szybko kodowane równolegle w pole widzenia za pomocą procesów przeduważnych. Eksperymenty pokazują, że cechy te obejmują luminancję, kolor, orientację, kierunek ruchu i prędkość, a także kilka prostych aspektów formy. Na przykład czerwony X można szybko znaleźć wśród dowolnej liczby czarnych X i Os, ponieważ czerwony X ma cechę rozróżniającą koloru i „wyskakuje”. W przeciwieństwie do tego, teoria ta sugeruje również, że aby zintegrować dwie lub więcej cech wizualnych należących do tego samego obiektu, potrzebny jest późniejszy proces obejmujący integrację informacji z różnych obszarów mózgu, który jest kodowany seryjnie przy użyciu uwagi skupionej. Na przykład podczas lokalizowania pomarańczowego kwadratu wśród niebieskich kwadratów i pomarańczowych trójkątów ani cecha koloru „pomarańczowy”, ani funkcja kształtu „kwadrat” nie wystarczają do zlokalizowania celu wyszukiwania. Zamiast tego, aby zlokalizować cel, należy zintegrować informacje zarówno o kolorze, jak i kształcie.
Dowodem na to, że do zintegrowania dwóch lub więcej cech tego samego obiektu potrzebna jest uwaga, a tym samym późniejsze przetwarzanie wizualne, jest występowanie iluzorycznych połączeń lub gdy cechy nie łączą się poprawnie Na przykład, jeśli wyświetlanie zielonego X i czerwonego O są wyświetlane na ekranie tak krótko, że późniejszy wzrokowy proces seryjnego wyszukiwania ze zogniskowaną uwagą nie może nastąpić, obserwator może stwierdzić, że widział czerwony X i zielony O.
FIT jest dychotomią ze względu na rozróżnienie między dwoma etapami: etapem przeduważnym i uważnym. Procesy przeduważne to te wykonywane w pierwszym etapie modelu FIT, w którym analizowane są najprostsze cechy obiektu, takie jak kolor, rozmiar i układ. Drugi uważny etap modelu obejmuje przetwarzanie międzywymiarowe, po którym następuje rzeczywista identyfikacja obiektu i zebranie informacji o obiekcie docelowym. Teoria ta nie zawsze była tym, czym jest dzisiaj; pojawiły się nieporozumienia i problemy z jego propozycjami, które pozwoliły na zmianę i zmianę teorii w czasie, a ta krytyka i rewizja pozwoliły jej na dokładniejsze opisanie wyszukiwania wizualnego. Nie było zgody co do tego, czy istnieje wyraźne rozróżnienie między wykrywaniem obiektów a innymi wyszukiwaniami, które wykorzystują mapę główną uwzględniającą wiele wymiarów w celu wyszukania obiektu. Niektórzy psychologowie popierają ideę, że integracja cech jest całkowicie oddzielona od tego rodzaju przeszukiwania mapy głównej, podczas gdy wielu innych zdecydowało, że integracja cech obejmuje wykorzystanie mapy głównej w celu zlokalizowania obiektu w wielu wymiarach.
FIT wyjaśnia również, że istnieje rozróżnienie między procesami mózgu, które są używane w zadaniu równoległym i skoncentrowanym. Chan i Hayward przeprowadzili wiele eksperymentów potwierdzających ten pomysł, demonstrując rolę wymiarów w wyszukiwaniu wizualnym. Badając, czy skupienie uwagi może zmniejszyć koszty spowodowane przełączaniem wymiarów w wyszukiwaniu wizualnym, wyjaśnili, że zebrane wyniki wspierają mechanizmy teorii integracji cech w porównaniu z innymi podejściami opartymi na wyszukiwaniu. Odkryli, że pojedyncze wymiary pozwalają na znacznie wydajniejsze przeszukiwanie niezależnie od wielkości przeszukiwanego obszaru, ale po dodaniu kolejnych wymiarów znacznie trudniej jest efektywnie przeszukiwać, a im większy przeszukiwany obszar, tym dłużej trwa poszukiwanie jednego aby znaleźć cel.
Model wyszukiwania z przewodnikiem
Drugą główną funkcją procesów przeduważnych jest kierowanie uwagi na najbardziej „obiecujące” informacje w polu widzenia. Istnieją dwa sposoby wykorzystania tych procesów do kierowania uwagi: aktywacja oddolna (która jest napędzana bodźcem) i aktywacja odgórna (która jest sterowana przez użytkownika). W modelu wyszukiwania kierowanego autorstwa Jeremy'ego Wolfe'a informacje z przetwarzania bodźca od góry do dołu i od dołu są wykorzystywane do tworzenia rankingu elementów w kolejności ich priorytetu uwagi. Podczas wyszukiwania wizualnego uwaga zostanie skierowana na element o najwyższym priorytecie. Jeśli ten element zostanie odrzucony, uwaga zostanie przeniesiona do następnego elementu i następnego, i tak dalej. Teoria wyszukiwania kierowanego jest zgodna z teorią wyszukiwania równoległego.
Mapa aktywacji jest reprezentacją przestrzeni wizualnej, w której poziom aktywacji w lokalizacji odzwierciedla prawdopodobieństwo, że lokalizacja zawiera cel. Prawdopodobieństwo to opiera się na przeduważnych, charakterystycznych informacjach postrzegającego. Zgodnie z modelem wyszukiwania z przewodnikiem, wstępne przetwarzanie podstawowych funkcji tworzy mapę aktywacji, w której każdy element na wyświetlaczu wizualnym ma swój własny poziom aktywacji. Uwaga jest wymagana na podstawie szczytów aktywacji na mapie aktywacji w poszukiwaniu celu. Wyszukiwanie wizualne może przebiegać wydajnie lub nieefektywnie. Podczas wydajnego wyszukiwania liczba elementów dystraktorów nie ma wpływu na wydajność. Funkcje czasu reakcji są płaskie i zakłada się, że wyszukiwanie jest wyszukiwaniem równoległym. Zatem w modelu wyszukiwania kierowanego wyszukiwanie jest skuteczne, jeśli cel generuje najwyższy lub jeden z najwyższych pików aktywacji. Załóżmy na przykład, że ktoś szuka czerwonych, poziomych celów. Przetwarzanie cech uaktywniłoby wszystkie czerwone obiekty i wszystkie obiekty poziome. Następnie uwaga jest kierowana na przedmioty w zależności od ich poziomu aktywacji, zaczynając od tych najbardziej aktywowanych. To wyjaśnia, dlaczego czas wyszukiwania jest dłuższy, gdy dystraktory dzielą jedną lub więcej cech z bodźcami docelowymi. Natomiast podczas nieefektywnego poszukiwania czas reakcji na zidentyfikowanie celu wzrasta liniowo wraz z liczbą obecnych elementów dystraktorowych. Zgodnie z modelem wyszukiwania kierowanego dzieje się tak dlatego, że szczyt generowany przez cel nie należy do najwyższych.
Podstawa biologiczna
Podczas eksperymentów wyszukiwania wizualnego tylna kora ciemieniowa wywołała znaczną aktywację podczas eksperymentów funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) i elektroencefalografii (EEG) w celu niewydajnego wyszukiwania koniunkcji, co zostało również potwierdzone w badaniach uszkodzeń. Pacjenci ze zmianami w tylnej korze ciemieniowej wykazują niską dokładność i bardzo wolne czasy reakcji podczas zadania wyszukiwania koniunkcji, ale mają nienaruszone wyszukiwanie cech pozostające po stronie ipsilesional (po tej samej stronie ciała, co uszkodzenie). Ashbridge, Walsh i Cowey w (1997) wykazali, że podczas stosowania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) do prawej kory ciemieniowej, wyszukiwanie koniunkcji było osłabione o 100 milisekund po wystąpieniu bodźca. Nie znaleziono tego podczas wyszukiwania funkcji. Nobre, Coull, Walsh i Frith (2003) zidentyfikowali za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), że bruzda śródciemieniowa zlokalizowana w górnej korze ciemieniowej została aktywowana specjalnie w celu wyszukiwania cech i wiązania poszczególnych cech percepcyjnych w przeciwieństwie do wyszukiwania koniunkcji. I odwrotnie, autorzy dalej identyfikują, że w przypadku wyszukiwania koniunkcji górny płat ciemieniowy i prawy zakręt kątowy wywołują obustronnie podczas eksperymentów fMRI.
W przeciwieństwie do tego Leonards, Sunaert, Vam Hecke i Orban (2000) stwierdzili, że podczas eksperymentów fMRI obserwuje się znaczną aktywację w górnej bruździe czołowej, głównie w celu wyszukiwania koniunkcji. Te badania stawiają hipotezę, że aktywacja w tym regionie może w rzeczywistości odzwierciedlać pamięć roboczą do przechowywania i utrzymywania informacji o bodźcu w umyśle w celu zidentyfikowania celu. Ponadto podczas pozytonowej tomografii emisyjnej zaobserwowano znaczną aktywację czołową, w tym obustronnie brzuszno-boczną korę przedczołową i prawą grzbietowo-boczną korę przedczołową dla uważnych reprezentacji przestrzennych podczas wyszukiwania wizualnego. Te same regiony związane z uwagą przestrzenną w korze ciemieniowej pokrywają się z regionami związanymi z wyszukiwaniem cech. Ponadto, przednie pole oka (FEF), zlokalizowane obustronnie w korze przedczołowej, odgrywa kluczową rolę w sakkadowych ruchach gałek ocznych i kontroli uwagi wzrokowej.
Ponadto badania na małpach i rejestracja pojedynczych komórek wykazały, że górny wzgórek bierze udział w wyborze celu podczas wyszukiwania wzrokowego, a także w inicjowaniu ruchów. I odwrotnie, zasugerowano również, że aktywacja wzgórka górnego wynika z odłączenia uwagi, zapewniając, że następny bodziec może być wewnętrznie reprezentowany. Zdolność do bezpośredniego zajmowania się określonymi bodźcami podczas eksperymentów z wyszukiwaniem wizualnym została powiązana z jądrem pulvinar (znajdującym się w śródmózgowiu), jednocześnie hamując uwagę na bodźce pozostawione bez opieki. I odwrotnie, Bender i Butter (1987) stwierdzili, że podczas testów na małpach nie stwierdzono zajęcia jądra pulvinar podczas zadań wyszukiwania wizualnego.
Istnieją dowody na hipotezę istotności V1 , że pierwotna kora wzrokowa (V1) tworzy oddolną mapę istotności, aby egzogennie kierować uwagą, a ta mapa istotności V1 jest odczytywana przez wyższy wzgórek, który otrzymuje monosynaptyczne dane wejściowe z V1.
Ewolucja
Istnieje wiele spekulacji na temat pochodzenia i ewolucji wyszukiwania wizualnego u ludzi. Wykazano, że podczas wizualnej eksploracji złożonych scen naturalnych zarówno ludzie, jak i naczelne wykonują wysoce stereotypowe ruchy gałek ocznych. Co więcej, szympansy wykazały lepszą wydajność w wizualnym wyszukiwaniu wyprostowanych twarzy ludzkich lub psich, co sugeruje, że wyszukiwanie wizualne (szczególnie tam, gdzie celem jest twarz) nie jest charakterystyczne dla ludzi i może być cechą pierwotną. Badania sugerują, że skuteczne wyszukiwanie wizualne mogło rozwinąć się jako umiejętność niezbędna do przetrwania, gdzie umiejętność wykrywania zagrożeń i identyfikowania żywności była niezbędna.
Znaczenie bodźców zagrażających o znaczeniu ewolucyjnym zostało wykazane w badaniu przeprowadzonym przez LoBue i DeLoache (2008), w którym dzieci (i dorośli) byli w stanie wykryć węże szybciej niż inne cele wśród bodźców dystraktorowych. Jednak niektórzy badacze kwestionują, czy istotne ewolucyjnie bodźce zagrożenia są wykrywane automatycznie.
Rozpoznawanie twarzy
W ciągu ostatnich kilku dekad przeprowadzono ogromną liczbę badań nad rozpoznawaniem twarzy, wskazując, że twarze wytrzymują specjalistyczne przetwarzanie w regionie zwanym wrzecionowatym obszarem twarzy (FFA), zlokalizowanym w środkowym zakręcie wrzecionowatym w płacie skroniowym. Trwają debaty, czy zarówno twarze, jak i obiekty są wykrywane i przetwarzane w różnych systemach oraz czy oba mają regiony specyficzne dla kategorii do rozpoznawania i identyfikacji. Wiele dotychczasowych badań koncentruje się na dokładności wykrywania i czasie potrzebnym do wykrycia twarzy w złożonej tablicy wyszukiwania wizualnego. Kiedy twarze są wyświetlane oddzielnie, pionowe twarze są przetwarzane szybciej i dokładniej niż twarze odwrócone, ale efekt ten zaobserwowano również w obiektach innych niż twarze. Gdy twarze mają zostać wykryte wśród odwróconych lub pomieszanych twarzy, czas reakcji dla twarzy nienaruszonych i wyprostowanych wydłuża się wraz ze wzrostem liczby dystraktorów w macierzy. Dlatego argumentuje się, że teoria „wyskakiwania” zdefiniowana w wyszukiwaniu cech nie ma zastosowania do rozpoznawania twarzy w takim paradygmacie wyszukiwania wizualnego. Przeciwnie, argumentowano, że efekt odwrotny jest odwrotny, aw środowisku naturalnym efekt „wyskakujenia” twarzy jest wyraźnie widoczny. Może to wynikać z rozwoju ewolucyjnego, ponieważ potrzeba identyfikacji twarzy, które wydają się zagrażać jednostce lub grupie, jest uważana za kluczową dla przetrwania najlepiej przystosowanych. Niedawno odkryto, że twarze można skutecznie wykrywać w paradygmacie wyszukiwania wizualnego, jeśli rozpraszacze są obiektami innymi niż twarze, jednak dyskutuje się, czy ten pozorny efekt „wyskakujenia” jest napędzany przez mechanizm wysokiego poziomu, czy przez niski poziom -poziom mylące funkcje. Ponadto pacjenci z zaburzeniami rozwojowymi prosopagnosia , cierpiący na upośledzoną identyfikację twarzy, na ogół wykrywa twarze normalnie, co sugeruje, że wzrokowe wyszukiwanie twarzy jest ułatwione przez mechanizmy inne niż obwody identyfikacji twarzy w obszarze twarzy wrzecionowatej .
Pacjenci z postaciami demencji mogą również mieć deficyty w rozpoznawaniu twarzy i zdolności rozpoznawania ludzkich emocji na twarzy. W metaanalizie dziewiętnastu różnych badań porównujących normalne osoby dorosłe z pacjentami z demencją pod względem ich zdolności rozpoznawania emocji twarzy, stwierdzono, że pacjenci z otępieniem czołowo-skroniowym mają niższą zdolność rozpoznawania wielu różnych emocji. Pacjenci ci byli znacznie mniej dokładni niż uczestnicy kontrolni (a nawet w porównaniu z pacjentami z chorobą Alzheimera) w rozpoznawaniu negatywnych emocji, ale nie byli znacząco upośledzeni w rozpoznawaniu szczęścia. Szczególnie złość i wstręt były najtrudniejsze do rozpoznania przez pacjentów z demencją.
Rozpoznawanie twarzy to złożony proces, na który ma wpływ wiele czynników, zarówno środowiskowych, jak i wewnętrznych. Inne aspekty, które należy wziąć pod uwagę, to rasa i kultura oraz ich wpływ na zdolność rozpoznawania twarzy. Niektóre czynniki, takie jak efekt wyścigu krzyżowego, mogą wpływać na zdolność rozpoznawania i zapamiętywania twarzy.
Rozważania
Starzenie się
Badania wskazują, że wydajność w zadaniach związanych z wyszukiwaniem wzrokowym znacznie poprawia się w dzieciństwie i spada w późniejszym życiu. Mówiąc dokładniej, wykazano, że młodzi dorośli mają krótszy czas reakcji na połączone zadania wyszukiwania wizualnego niż zarówno dzieci, jak i osoby starsze, ale ich czas reakcji był podobny w przypadku zadań związanych z wyszukiwaniem wizualnym. Sugeruje to, że jest coś w procesie integracji cech wizualnych lub wyszukiwania seryjnego, co jest trudne dla dzieci i osób starszych, ale nie dla młodych dorosłych. Badania sugerują liczne mechanizmy zaangażowane w tę trudność u dzieci, w tym obwodową ostrość wzroku, zdolność poruszania gałek ocznych, zdolność skupienia uwagi i zdolność do dzielenia uwagi wzrokowej na wiele obiektów.
Badania sugerują podobne mechanizmy trudności u osób starszych, takie jak związane z wiekiem zmiany optyczne, które wpływają na ostrość obwodową, zdolność do przenoszenia uwagi w polu widzenia, zdolność do odwrócenia uwagi i zdolność do ignorowania dystraktorów.
Badanie przeprowadzone przez Lorenzo-López i in. (2008) dostarcza neurologicznych dowodów na to, że starsi dorośli mają wolniejszy czas reakcji podczas wyszukiwania koniunkcyjnego w porównaniu z młodymi dorosłymi. Potencjały związane ze zdarzeniami (ERP) wykazywały dłuższe opóźnienia i mniejsze amplitudy u starszych osób niż u młodych dorosłych w komponencie P3 , co jest związane z aktywnością płatów ciemieniowych. Sugeruje to udział funkcji płata ciemieniowego w związanym z wiekiem spadkiem szybkości zadań wyszukiwania wizualnego. Wyniki pokazały również, że starsi dorośli, w porównaniu z młodymi dorosłymi, mieli znacznie mniejszą aktywność w przedniej części kory zakrętu obręczy oraz w wielu regionach limbicznych i potyliczno-skroniowych, które są zaangażowane w wykonywanie zadań wyszukiwania wzrokowego.
choroba Alzheimera
Badania wykazały, że osoby z chorobą Alzheimera (AD) są ogólnie znacznie upośledzone w zadaniach wyszukiwania wizualnego. Co zaskakujące, osoby cierpiące na AD wykazują wzmocnione wskazówki przestrzenne, ale korzyść tę uzyskuje się tylko w przypadku wskazówek o wysokiej precyzji przestrzennej. Nieprawidłowa uwaga wzrokowa może leżeć u podstaw pewnych trudności wzrokowo-przestrzennych u pacjentów z (AD). Osoby z AD mają hipometabolizm i neuropatologię w korze ciemieniowej, a biorąc pod uwagę rolę ciemieniową dla uwagi wzrokowej, pacjenci z AD mogą mieć zaniedbanie połowicze , co może skutkować trudnością w oderwaniu uwagi od wyszukiwania wzrokowego.
Eksperyment przeprowadzony przez Talesa i in. (2000) badali zdolność pacjentów z AD do wykonywania różnego rodzaju zadań wyszukiwania wzrokowego. Ich wyniki pokazały, że wskaźniki wyszukiwania w zadaniach „wyskakujących” były podobne zarówno dla AD, jak i dla grup kontrolnych, jednak osoby z AD wyszukiwały znacznie wolniej w porównaniu z grupą kontrolną w zadaniu łączonym. Jedną z interpretacji tych wyników jest to, że układ wzrokowy pacjentów z AD ma problem z wiązaniem cech, tak że nie jest w stanie skutecznie przekazywać różnych opisów cech bodźca. Uważa się, że w wiązaniu cech pośredniczą obszary w korze skroniowej i ciemieniowej, i wiadomo, że te obszary są dotknięte patologią związaną z AD.
Inną możliwością upośledzenia osób z AD podczas wyszukiwania koniunkcji jest to, że w AD mogą wystąpić pewne uszkodzenia ogólnych mechanizmów uwagi, a zatem wpłynie to na każde zadanie związane z uwagą, w tym wyszukiwanie wizualne.
Opowieści i in. (2000) wykryli podwójną dysocjację w swoich eksperymentalnych wynikach dotyczących AD i wyszukiwania wizualnego. Wcześniejsze prace prowadzono na pacjentach z chorobą Parkinsona (PD) w zakresie upośledzenia zadań wyszukiwania wizualnego u pacjentów z PD. W badaniach tych znaleziono dowody upośledzenia zadania „wyskakującego” u pacjentów z PD, ale nie znaleziono dowodów na upośledzenie zadania koniunkcji. Jak omówiono, pacjenci z AD wykazują dokładne przeciwieństwo tych wyników: normalną wydajność zaobserwowano w zadaniu „wyskakującym”, ale stwierdzono upośledzenie w zadaniu koniunkcji. Ta podwójna dysocjacja dostarcza dowodów na to, że PD i AD wpływają na ścieżkę wzrokową na różne sposoby oraz że zadanie wyskakujące i zadanie połączenia są przetwarzane w różny sposób w ramach tej ścieżki.
Autyzm
Badania konsekwentnie wykazały, że autyzm osoby radziły sobie lepiej i miały krótszy czas reakcji w zadaniach związanych z wyszukiwaniem wizualnym cech i koniunkcji niż dopasowane grupy kontrolne bez autyzmu. Zaproponowano kilka wyjaśnień tych obserwacji. Jedną z możliwości jest to, że osoby z autyzmem mają zwiększoną zdolność percepcyjną. Oznacza to, że osoby z autyzmem są w stanie przetwarzać większe ilości informacji percepcyjnych, co pozwala na lepsze przetwarzanie równoległe, a tym samym na szybszą lokalizację celu. Po drugie, osoby autystyczne wykazują lepsze wyniki w zadaniach rozróżniania między podobnymi bodźcami i dlatego mogą mieć zwiększoną zdolność rozróżniania elementów na ekranie wyszukiwania wizualnego. Trzecią sugestią jest to, że osoby z autyzmem mogą mieć silniejsze odgórne przetwarzanie pobudzenia celu i silniejsze przetwarzanie hamowania dystraktora niż grupy kontrolne. Keehn i in. (2008) wykorzystali projekt funkcjonalnego rezonansu magnetycznego związanego ze zdarzeniami do zbadania neurofunkcjonalnych korelatów wyszukiwania wzrokowego u dzieci autystycznych i dopasowanych grup kontrolnych dzieci typowo rozwijających się. Dzieci z autyzmem wykazywały lepszą wydajność wyszukiwania i zwiększone wzorce aktywacji neuronów w płacie czołowym, ciemieniowym i potylicznym w porównaniu z typowo rozwijającymi się dziećmi. Tak więc lepsze wyniki osób z autyzmem w zadaniach wyszukiwania wzrokowego mogą wynikać ze zwiększonego rozróżniania przedmiotów na wyświetlaczu, co jest związane z aktywnością potyliczną, oraz zwiększonymi przesunięciami uwagi wzrokowej z góry na dół, co jest związane z obszarami czołowymi i ciemieniowymi.
Psychologia konsumenta
W ostatniej dekadzie przeprowadzono szeroko zakrojone badania nad tym, w jaki sposób firmy mogą maksymalizować sprzedaż za pomocą technik psychologicznych wywodzących się z wyszukiwania wizualnego w celu określenia, w jaki sposób produkty powinny być umieszczane na półkach. Pieters i Warlop (1999) wykorzystali do śledzenia ruchu gałek ocznych do oceny sakad i fiksacje konsumentów podczas wizualnego skanowania/przeszukiwania szeregu produktów na półce w supermarkecie. Ich badania sugerują, że konsumenci kierują swoją uwagę w szczególności na produkty o przyciągających wzrok właściwościach, takich jak kształt, kolor czy nazwa marki. Efekt ten jest spowodowany wymuszonym poszukiwaniem wizualnym, w którym ruchy gałek ocznych przyspieszają, a sakady są minimalizowane, co powoduje, że konsument szybko wybiera produkt z efektem „pop out”. Badanie to sugeruje, że stosuje się przede wszystkim wydajne wyszukiwanie, co wskazuje, że konsumenci nie skupiają się na przedmiotach, które mają bardzo podobne cechy. Im bardziej wyróżnia się lub maksymalnie różni wizualnie produkt od otaczających go produktów, tym większe prawdopodobieństwo, że konsument go zauważy. Janiszewski (1998) omówił dwa typy poszukiwań konsumenckich. Jednym z rodzajów wyszukiwania jest wyszukiwanie ukierunkowane na cel, które ma miejsce, gdy ktoś wykorzystuje zgromadzoną wiedzę o produkcie w celu dokonania wyboru zakupu. Drugi to wyszukiwanie eksploracyjne. Dzieje się tak, gdy konsument ma minimalną wcześniejszą wiedzę na temat wyboru produktu. Stwierdzono, że w przypadku wyszukiwania eksploracyjnego ludzie zwracaliby mniejszą uwagę na produkty umieszczone w wizualnie konkurencyjnych obszarach, takich jak środek półki na optymalnej wysokości oglądania. Wynikało to przede wszystkim z konkurencji w zakresie uwagi, co oznacza, że mniej informacji było przechowywanych w wizualnej pamięci roboczej tych produktów.