8、测试V1创建自下而上显著性图的假设

测试V1创建自下而上显著性图的假设

1. 引言

由于大脑中存在信息传输和处理瓶颈，如视神经和注意力瓶颈，只有有限的视觉输入信息能够被详细处理。这就需要在视觉通路的某个位置选择最合适的信息进行详细或专注的处理。虽然我们往往会注意到目标导向或自上而下的选择，但很多选择是以自下而上或刺激驱动的方式进行的，特别是在视觉刺激出现后立即或很快进行的选择。

例如，水平线条中的一条垂直线条，或者蓝色圆点中的一个红色圆点，会自动吸引我们的注意力，在注意前就具有很高的显著性。从生理学角度来看，初级视觉皮层（V1）中的神经元，当它的感受野内出现其偏好的特征（如特定的方向、颜色或运动方向），且该特征在整个显示中是独特的时，其反应会比在同质背景中作为元素之一时更高。即使动物处于麻醉状态，这种情况也会发生，这表明存在自下而上的机制。

这种现象是因为当神经元偏好的刺激被相同或相似特征的刺激包围时，其反应往往会受到抑制。这种上下文影响被称为同特征抑制，特别是同向抑制，它是由附近V1神经元之间的皮质内连接介导的。同样的机制也使得V1细胞对位于同质方向纹理边界处的定向线条的反应比对位于中间的线条更强烈，因为边界处的线条具有较少的同向邻居。

这些观察结果表明，V1机制有助于对独特方向单例或方向纹理边界处的线条等突出特征产生自下而上的显著性。这与高显著性输入可以影响从V1接收输入的纹外区域的反应这一观察结果是一致的。

行为研究在视觉搜索和分割任务中广泛研究了自下而上的显著性，展示了除基本特征突出之外更复杂、微妙和普遍的情况。例如，独特的特征组合（如红色垂直线条作为颜色 - 方向组合）通常显著性较低，需要更长的搜索时间；搜索的难易程度会随着目标和干扰物的交换而改变；目标的显著性会随