Предвнимательная обработка — это подсознательное накопление информации из окружающей среды. [1] [2] Вся доступная информация предварительно обрабатывается. [2] Затем мозг фильтрует и обрабатывает то, что важно. Информация, которая имеет наибольшую значимость (стимул, который выделяется больше всего) или релевантность тому, о чем думает человек, выбирается для дальнейшего и более полного анализа посредством сознательной (внимательной) обработки. [1] [2] Понимание того, как работает предвнимательная обработка, полезно в рекламе, в образовании и для прогнозирования когнитивных способностей .
Неясны причины, по которым определенная информация переходит от предвнимательной к внимательной обработке, а другая — нет. Общепринято, что выбор включает взаимодействие между значимостью стимула и текущими намерениями и/или целями человека. [3] Две модели предвнимательной обработки — это чистый захват и условный захват. [4]
Модель «чистого захвата» фокусируется на заметности стимула. [5] Если определенные свойства стимула выделяются на его фоне, стимул имеет более высокий шанс быть выбранным для внимательной обработки. [4] Иногда это называют обработкой «снизу вверх», поскольку именно свойства стимулов влияют на выбор. Поскольку вещи, которые влияют на предвнимательную обработку, не обязательно коррелируют с вещами, которые влияют на внимание, заметность стимула может быть важнее сознательных целей. Например, предвнимательная обработка замедляется из-за лишения сна, в то время как внимание, хотя и менее сфокусированное, не замедляется. [6] Кроме того, при поиске определенного визуального стимула среди множества визуальных отвлекающих факторов люди часто испытывают больше трудностей с поиском того, что они ищут, если один или несколько отвлекающих факторов особенно заметны. [4] Например, легче найти яркий зеленый круг (который выделяется) среди кругов-отвлекателей, если они все серые (блеклый цвет), чем найти зеленый круг среди кругов-отвлекателей, если некоторые из них красные (тоже выделяющийся цвет). Считается, что это происходит потому, что выделяющиеся красные круги отвлекают наше внимание от целевого зеленого круга. Однако это трудно доказать, потому что, когда в лабораторном эксперименте дают цель (например, зеленый круг) для поиска, участники могут обобщить задачу на поиск всего, что выделяется, а не только на поиск цели. [4] Если это происходит, сознательной целью становится поиск всего, что выделяется, что направит внимание человека как на красные круги-отвлекатели, так и на зеленую цель. Это означает, что цель человека, а не выделяемость стимулов, может быть причиной замедленной способности находить цель.
Модель «условного захвата» подчеркивает идею о том, что текущие намерения и/или цели человека влияют на скорость и эффективность предварительной обработки. [4] Мозг направляет внимание человека на стимулы с характеристиками, которые соответствуют его целям. Следовательно, эти стимулы будут обрабатываться быстрее на предварительной стадии и с большей вероятностью будут выбраны для внимательной обработки. [5] Поскольку эта модель фокусируется на важности сознательных процессов (а не свойств самого стимула) при выборе информации для внимательной обработки, ее иногда называют выбором «сверху вниз». [4] В поддержку этой модели было показано, что целевой стимул может быть обнаружен быстрее, если ему предшествует предъявление похожего, праймингового стимула. [4] Например, если человеку показывают зеленый цвет, а затем просят найти зеленый круг среди отвлекающих факторов, первоначальное воздействие цвета облегчит нахождение зеленого круга. Это происходит потому, что они уже думают о зеленом цвете и представляют его себе, поэтому, когда он снова появляется в виде зеленого круга, их мозг с готовностью направляет свое внимание на него. Это говорит о том, что обработка начального стимула ускоряет способность человека выбирать похожую цель из предвнимательной обработки. Однако может быть так, что скорость самой предвнимательной обработки не зависит от первого стимула, а скорее люди просто способны быстро отказываться от непохожих стимулов, что позволяет им быстрее снова вовлекаться в правильную цель. [4] Это означало бы, что разница во времени реакции возникает на уровне внимания, после того, как предвнимательная обработка и выбор стимула уже произошли.
Информация для предварительной обработки обнаруживается через органы чувств. В зрительной системе рецептивные поля в задней части глаза ( сетчатка ) передают изображение по аксонам в таламус , в частности, в латеральные коленчатые ядра . [7] Затем изображение перемещается в первичную зрительную кору и продолжает обрабатываться зрительной ассоциативной корой . На каждом этапе изображение обрабатывается с возрастающей сложностью. Предварительная обработка начинается с изображения на сетчатке ; это изображение увеличивается по мере перемещения от сетчатки к коре головного мозга. [7] Оттенки света и тени обрабатываются в латеральных коленчатых ядрах таламуса . [7] Простые и сложные клетки в мозге обрабатывают пограничную и поверхностную информацию, расшифровывая контрастность, ориентацию и края изображения. [7] Когда изображение попадает в фовеа , оно сильно увеличивается, что облегчает распознавание объекта. Изображения на периферии менее четкие, но помогают создать полное изображение, используемое для восприятия сцены. [7] [8] [9]
Визуальная сегментация сцены — это преаттентивный процесс, в ходе которого стимулы группируются в определенные объекты на фоне. [10] Фигурные и фоновые области изображения активируют различные центры обработки: фигуры используют латеральные затылочные области (которые участвуют в обработке объектов), а фон задействует дорсомедиальные области. [10] [11]
Визуальная предвнимательная обработка использует особый механизм памяти. [12] Когда стимул предъявляется последовательно, стимул воспринимается с большей скоростью, чем если бы последовательно предъявлялись разные стимулы. [12] Теория, лежащая в основе этого, называется счетом размерности-веса (DWA), где каждый раз, когда предъявляется определенный стимул (например, цвет), он вносит свой вклад в вес стимулов. [12] Большее количество предъявлений увеличивает вес стимулов и, следовательно, впоследствии уменьшает время реакции на стимул. [12] Система размерности-веса, которая вычисляет предвнимательную обработку для нашей зрительной системы, кодирует стимул и, таким образом, направляет внимание на стимул с наибольшим весом. [12]
Визуальная предвнимательная обработка также участвует в восприятии эмоций. [13] Люди — социальные существа и очень искусны в критике выражений лица. У нас есть способность бессознательно обрабатывать эмоциональные стимулы и приравнивать стимулы, такие как лицо, к значению. [13]
Слуховая система также очень важна для накопления информации для предварительной обработки внимания. Когда барабанная перепонка человека сталкивается с входящими звуковыми волнами, она вибрирует. Это посылает сообщения через слуховой нерв в мозг для предварительной обработки внимания. Способность адекватно фильтровать информацию от предварительной обработки внимания к внимательной обработке необходима для нормального развития социальных навыков. [14] Для акустической предварительной обработки височная кора считалась основным местом активации; однако недавние данные указывают на участие и лобной коры . [15] [16] Лобная кора преимущественно связана с обработкой внимания, но она также может быть вовлечена в предварительную обработку сложных или заметных акустических стимулов. [10] [15] Например, было показано, что обнаружение небольших изменений в сложных музыкальных паттернах активирует правую вентромедиальную префронтальную кору . [15]
Было показано, что в акустической преаттенциональной обработке существует некоторая степень латерализации . [17] Левое полушарие больше реагирует на временную акустическую информацию, тогда как правое полушарие реагирует на частоту слуховой информации. [17] Также существует латерализация в восприятии речи, которая является доминирующей для левого полушария в преаттенциональной обработке. [18]
Видение, звук, обоняние, осязание и вкус обрабатываются вместе преаттенционально, когда присутствует более одного сенсорного стимула. [19] Эта мультисенсорная интеграция увеличивает активность в верхней височной борозде (STS), таламусе и верхнем холмике . [19] В частности, преаттенционный процесс мультисенсорной интеграции работает совместно с вниманием, чтобы активировать такие области мозга, как STS . [19] Мультисенсорная интеграция, по-видимому, дает человеку преимущество большего понимания, если и слуховые, и визуальные стимулы обрабатываются вместе. [19] Но важно отметить, что мультисенсорная интеграция зависит от того, на что человек обращает внимание, и от его текущих целей. [19]
Обучение может привести к изменениям в активности и структурах мозга, участвующих в преаттентивной обработке. [15] Профессиональные музыканты, в частности, демонстрируют более выраженные реакции ERP ( событийно-связанного потенциала ) на отклонения в слуховых стимулах и, возможно, имеют связанные структурные различия в своем мозге ( извилина Гешла , мозолистое тело и пирамидальные тракты ). [15] Эта пластичность преаттентивной обработки также была показана в восприятии. Используя методы ЭЭГ ( электроэнцефалографии ) при преаттентивном восприятии цвета, исследование показало, насколько легко билингвам было адаптироваться к языковым конструкциям другой культуры. [20] Это означает, что преаттентивные процессы не являются жестко запрограммированными, а податливыми. [20]
Дефицит перехода от предварительной обработки к внимательной обработке связан с такими расстройствами, как шизофрения , болезнь Альцгеймера и аутизм . [14] [16] [21] Аномальная функция префронтальной коры у людей с шизофренией приводит к неспособности использовать предварительную обработку для распознавания знакомых слуховых стимулов как не представляющих угрозы. [16] Люди с шизофренией с позитивными симптомами обладают большей способностью предварительной обработки эмоционально негативных запахов. [22] Эта повышенная способность различать запахи, по-видимому, связана с их гиперчувствительностью к угрожающим ситуациям. [22] Обычно считается, что болезнь Альцгеймера влияет на работу мозга высокого уровня (например, на память), но также может оказывать негативное влияние на визуальную предварительную обработку. [21] Некоторые трудности с социальным взаимодействием, наблюдаемые у аутичных людей, могут быть вызваны нарушением фильтрации предвнимательной слуховой информации. [14] Например, им часто трудно следить за разговором, поскольку они не могут выделить важные части и легко отвлекаются на другие звуки.