我们继续转载中山大学脑与认知实验室丁玉陇教授关于知觉学习的一些见解，与大家分享！
七、颜色、形状、运动、深度。。。（原博文发表于2006.9.09）
最近讨论了一篇文章，颜色和运动、运动和立体深度、以及颜色和立体深度的联合学习（Nature1986, Nakayama and Silverman）,虽然是20年前的文章了，还是收获不小。
视觉搜索指的是从一堆背景物体中找到一个目标物体。在日常生活中，视觉搜索无处不在。例如，我们经常需要在人群中寻找我们的父母、亲人或朋友。视觉搜索早已称为一种有效的实验范式，用来探讨视知觉的机制以及注意的机制。在这个领域里最有名的研究之一是Triesman的研究。1980年，Treisman发现，如果当目标和背景只在一个维度上有差异，比如在一堆红色的圆形中寻找一个绿色的圆形，目标和背景只在颜色上有差别，那么这时的搜索效率很高，并且搜索时间和背景物体的个数没有关系，无论有多少个红色的圆形，我们寻找绿色圆形所需的时间都是一样的。这时的搜索称为并行搜索，也就是我们一下子加工了所有的物体，绿色的圆形“pop－out”在我们眼前，搜索不需要注意的参与。但是如果目标和背景在两个维度上有差别，比如在一堆红色的X和绿色的O里找绿色的X，这时目标与背景在颜色和形状上有差异，这时搜索效率变慢，并且搜索时间与背景物体的个数成正比，背景物体越多，搜索目标图形所需要的时间越长，这时的搜索称为串行搜索，我们需要将我们的注意力依次分配在各个物体上，分辨这个物体是不是我们所需要找的东西。根据这个发现，Triesman提出了有名的“注意的特征整合理论”。
Triesman当时只讨论了颜色和形状这两种特征的联合。是否所有的特征联合搜索都是串行的呢？Nature1986的文章对此进行了探讨，发现颜色和运动这两种特征的联合也是串行搜索。然而，有趣的是，当立体深度与颜色结合，或者与运动结合时，搜索表现出了并行的模式。
根据现有的神经生理学知识，颜色、形状和运动分别由不同的脑区加工处理。例如，在V4（V8）可以进行颜色分辨，有专门对绿色反应的神经元，只要它活动就可以把目标寻找出来。而运动是由另外一个脑区（MT区）加工处理的。还没有发现有脑区可以同时加工颜色和运动，没有神经元对红色的向上运动的物体有特异性兴奋。在进行颜色和运动的联合搜索时，必需要将两个脑区的神经元（例如V4区对红色反应的神经元和MT区对向上运动反应的神经元）活动联系起来，才能找到红色的向上运动的物体。联系的方法，有人提出是由于后部顶区这个与注意关系非常密切的脑区的作用，也有人提出是由于两个脑区的神经元活动同步化机制。不论是哪一种方式，相对于单个脑区有限神经元参与的特征搜索，颜色和运动的联合搜索效率都大大下降了。
对于立体深度和运动，这两种特征的加工在视通路上很难分离，已有研究发现加工运动的MT区细胞可以同时对立体深度进行加工。这样，立体深度和运动虽然在物理上可以定义为两个独立的维度，但是在心理加工上把它们结合成了一个维度。打个比方，有的神经元可能对距离比较远的向上运动的物体反应，有的神经元对距离比较远的向下运动反应，有的对距离比较近的向上运动反应；这就好像是同样在颜色区，分别有神经元对红色、绿色、和蓝色反应一样。因此，对于立体深度和运动的结合，有专门的神经元对目标刺激反应，这样的搜索就类似于单个特征的搜索，效率提高，变成并行了。
然而，对于立体深度和颜色，虽然Nature1986根据并行搜索的结果提出假设会有脑区同时对于立体深度和颜色加工，但是二十年过去了，还是没有找到有力证据。教科书上还是把立体深度和颜色的加工分别归纳于两条不同的通路上。那么，为什么立体深度和颜色的联合表现出了并行搜索的结果呢？
Nature1986给的另外一个解释是，立体深度比颜色加工得早，这样人们就可以先进行立体深度的分辨，在此基础上进行颜色的加工。因为视觉搜索常用的范式是2×2的设计，虽然物体的数量有很大的变化，但是立体深度和颜色都分别只选了两个水平（比如前、后两个深度；红、绿两种颜色）进行结合，因此，根据立体深度可以把所有物体只分成两堆，每堆内的物体只有颜色的区别，在每一堆内都只是特征搜索，表现出并行效应；整个搜索只要完成两次并行搜索，这样搜索就与物体的个数没有关系了，也是一种并行过程。如果这个假设成立的话，我们可以预期，如果立体深度的水平增多至3个、4个、5个，甚至更多，立体深度和颜色的搜索时间会逐渐提高，表现出与立体深度水平数成正比的串行效应。也不知道这样的研究是否已经有人做了。
回到学习上，我们经常会发现，在人群里寻找自己的父母要比寻找一个只见过一次面的人要容易得多，前者表现出接近并行的模式，而后者串行。这提示我们，经过学习，串行搜索可能变成并行搜索。事实上，已经有实验探讨了这个问题，发现训练确实能够使得搜索模式发生变化。那么，与这种变化所对应，我们的大脑发生了什么样的改变呢？
1。产生了专门处理熟悉刺激的神经元。例如，相对于陌生面孔，有更特异的神经元对父母兴奋；有新的脑区可以同时处理不同维度特征。
2。脑区之间的联系加强。例如，ERP的gamma－band增强
3。后部顶区不再参与搜索任务。
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