擁擠效應研究進展及展望

李昂

摘要 擁擠效應是指客體周圍其他物體的輪廓引起了目標識別成績下降的現象。它是客體認知中的一個重要的瓶頸，對于擁擠效應的深入研究，有助于進一步了解客體認知過程。關于擁擠效應，有很多的理論，但是都不能很好地解釋擁擠效應。目前最為流行的是兩階段加工模型，然而涉及相關的腦區卻不甚清楚。關于擁擠效應腦機制的研究可能是今后發展的一個方向。

關鍵詞 擁擠效應 客體認知 Bouma定律 整合區

中圖分類號：G444 文獻標識碼：A

0 引言

擁擠效應是指客體周圍其他物體的輪廓引起了目標識別成績下降的現象。當一個客體單獨出現在視覺的邊緣區時，我們可以很容易地辨認出它的特征，但是如果這個客體的周圍同時存在其他客體，我們就難于辨認此客體，這種現象在心理學上叫做擁擠效應。①擁擠效應影響了大腦在復雜環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上都有所體現。

1 擁擠效應的關鍵要素

1.1 關鍵間距

關鍵間距指的客體之間恰好不會發生擁擠效應的距離。比較常用的測量擁擠效應的方法有：第一，求出固定目標物條件下控制兩側物距離之于任務成績的函數，75%正確率所對應的距離就是關鍵間隔；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，這種方法是通過估計擬合閾值實現的；第三種方法字母識別任務中的范式，需要同時測量周圍物視力（flanked acuity）以及相對的字母視力（letter acuity）。

1.2 相似的刺激物

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

1.3 Bouma定律

1970年，Bouma發現，字母辨認任務中的關鍵間隔大約是目標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出了這個結論。Bouma定律的普遍性說明了，擁擠效應中的關鍵間距是人類視覺中的一個基本特征，其與刺激呈現的方向和位置無關。

1.4 擁擠效應在不同邊緣區的變化

不同邊緣區的擁擠效應并不盡相同。在右側視野內，垂直排列的兩側物會比水平排列的兩側物引起更加明顯的擁擠效應，然而在左側的視野里，情況卻截然相反。③擁擠效應在低級視覺區受到注意的影響要遠遠比高級視覺區小得多。④

2 擁擠效應的理論基礎

通過對擁擠效應的研究，我們可以對大腦認知客觀世界的規律有進一步的認識。從這個角度上說，擁擠效應是我們窺視大加工客體規律的一扇門。因為擁擠效應代表了邊緣視覺區一個比較重要的客體認知瓶頸，對擁擠效應的研究已經成為視覺研究中的一個熱點問題。關于客體加工中擁擠效應出現的原因，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，每個特征在初級視覺皮層上都有一個相應的神經細胞，只有刺激使這些細胞處于激活狀態時，大腦的高級部分才能對其收到的刺激進行進一步加工。第二階段是特征整合階段。這個階段發生在初級視覺區的加工之后。在這個階段里，大腦需要把這些特征整合起來以便能認出客體，這個階段包括整合、捆綁、分割、集中、歸類、外形整合以及選擇注意。一些實驗表明，視覺系統可能存在一個對簡單的視覺刺激進行整合的整合區。⑤然而在邊緣視覺區可能缺少一些相關刺激的整合區，所以在整合特征的時候，常常對不必要的特征也進行了整合，從而出現了擁擠效應。⑥

3 小結與展望

擁擠效應是客體認知過程中一個重要的瓶頸，它會影響邊緣視覺區對客觀世界的識別能力。但是如果邊緣區的目標物和兩側的物體的間距大約在目標物偏離視野中央距離的一半左右的話，就不會發生擁擠效應。目前存在很多理論試圖解釋擁擠效應及其背后的機制，但基本上都不能完全預測擁擠效應。尤其是對擁擠效應之后隱藏的腦機制還不甚了解。因此，通過腦成像的方法對擁擠效應進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研究的一個主要方向。

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.