[眼动文章] 趁年轻多读书：青春期视觉搜索加快

陕西师范大学心理学院 彭雅桢

这是网络上流行的“找青蛙”图片，你能找到图片中隐藏的青蛙吗？用多久能找到呢？

在一堆物品中找到特定的物件，考验的是我们视觉搜索的能力，这一能力在人一生中是怎样发展的呢？在前人研究的基础上，本研究选取了12到19岁的青少年，对他们视觉搜索能力的变化做了更具体的分析。

1. 前言

视觉搜索是一个常见的日常任务，比如超市购物时寻找特定的产品，在实验室中，视觉搜索任务变现为要求被试在诸多相似的刺激中寻找特定的靶刺激，搜索结果从表现（识别靶刺激的次数）和行为（注视点数量、分布及注视时间）两方面进行分析。搜索中被试需要利用他们的中央凹视力和外周视力收集信息，中央凹视力提供关于当前注视对象的详细信息，而外周视力提供低分辨率的信息，用于选择下一个要注视的对象。因此，在一个视觉搜索任务中，这两种视力构成的子任务互相独立，同时进行。而与分辨靶刺激相关的能力如光栅视力和游标视敏度，在青春期还在发展完善，所以年龄更小的儿童比年龄大的儿童视觉搜索的速度更慢。

Seassau等人在2013年选取9-15岁的被试进行视觉搜索任务，结果发现随着年龄增长，视觉搜索的速度更快，而Hoyer等人在2011年的实验中发现，25-70岁的成年人随着年龄增长，视觉搜索速度逐渐减慢，这说明视觉搜索速度在15-25岁期间达到顶峰。但是，这些研究在比较视觉搜索表现和行为时，选取被试年龄的分组过于分散，也没有对搜索的结果进行定量分析，所以本研究采用横断研究对12-19岁被试的视觉搜索上发生的变化进行更详细的定量分析。

2. 研究方法

被试为140名青少年(65名女性)，均从同一所中学招募，视力正常；被试在了解指导语后佩戴仪器开始实验，在认识靶刺激后在屏幕上寻找靶刺激，出现靶刺激就按“up”键，未出现靶刺激就按“down”键。使用频率为250hz的SMI 眼动系统来记录眼球运动。

一次视觉搜索任务如图2所示，所有刺激以6*6方式排列，分为靶刺激和干扰刺激两种，靶刺激频率为8.19c/deg，旋转方向为0°；干扰刺激分为高频(HSF：指在空间频率与靶刺激一致的刺激）和低频(LSF：指空间频率比靶刺激低（4.82c/deg）的刺激）。所有干扰刺激的方向（10、30、50、70、90°）随机旋转。

实验一共包含144次试验，其中一半包含靶刺激，一半不包含，而包含靶刺激与不包含靶刺激的试验中又分别有一半是混合频率呈现：每次试验的36个刺激中，包含18个HSF与18个LSF。其余一半是单一频率呈现：刺激均为HSF。在单一频率呈现条件下，所有刺激的空间频率都与靶刺激相同，被试不用使用外周视力进行下一个潜在注视点的选择，所以使用混合频率呈现的结果使我们能够确定中央凹视力的辨别速度和外周视力的选择效率。

在进行数据分析时将首视点排除了，因为此研究与测谎与犯罪领域的眼动研究不同，在这些研究中首视点能说明被试的动机，而本实验中首视点不集中在任何刺激上，时间显著长于其他注视点，故排除。如下图是一位被试的眼动轨迹，白点是首视点，黄点是注视点，黑点为最后一个注视点。

3. 研究结果

3.1 反应时

反应时随着年龄增长显著减少，这种下降趋势并不受有无靶刺激的影响。

3.2 注视时长

随年龄增长显著下降；空间频率显著影响，被试对HSF的注视时间显著更长；视觉刺激的方向也有显著影响，并且在注视HSF时，这种影响表现的更显著。

3.3 注视次数、反应正确率

与年龄不存在显著相关。

3.4 注视次数的分布

与年龄不存在显著相关。空间频率的影响显著，被试对HSF的注视次数大约是对LSF的3倍。这一结果表明我们对空间频率的操纵确实将两种视觉搜索子任务进行了成功的分离，而前人实验中并没有做到。刺激方向对眼动注视次数的分布也有显著影响，这种影响在注视HSF时更显著。

4. 讨论

本研究结果表明，青少年时期视觉搜索的变化表现在搜索速度加快上，而搜索行为没有变化，也就是说明视觉信息处理的速度加快了，但信息收集的方式并没有改变。对于青少年来说，只需在注视上额外多分配一些时间，就能应对视觉搜索中的困难因素。我们的研究推断视觉搜索速度的加快一直持续到青春期末期，并提供了一个关于减少的定量估计：5毫秒/年。

视觉搜索能力在我们的日常学习生活中发挥着重要的作用，前人研究和本研究已经证实，这一能力在人的一生中呈倒U型曲线发展，20-25岁间达到顶峰。

所以，趁年轻多读书！

笔者的话

本研究简单有趣，望大家喜欢，内容呈现详略带有笔者的个人偏好，感兴趣的朋友们可寻找原文（参考文献第一篇）。

参考文献

Rudolf B., Jos N., Maarten A. F.& Ignace T. C. (2018). Visual Search Accelerates during Adolescence.Journal of Vision, 18(5), 1–11.

钟少玲, 李奇光, 周建松, 张四美, 王军, 郭慧娟, 王小平. 眼动技术在测谎中的应用. 中国临床心理学杂志, 26(4), 698–700.

Yufei Tan, Xiuhong Tong, WeiChen, Xuchu Weng, Sheng He, & Jing Zhao (2018). Vernier But Not Grating Acuity Contributes to an Early Stage of Visual Word Processing. Neurosci,34(3), 517–526.