機能統合理論

特徴統合理論は、 1980 年にAnne Treismanと Garry Gelade によって開発された注意の理論であり、刺激を知覚する際、特徴は「早期に、自動的に、並行して登録されるが、物体は処理の後の段階で個別に識別される」と示唆しています。この理論は、人間の視覚的注意に関する最も影響力のある心理学的モデルの 1 つです。

トレイスマンによれば、特徴統合理論の最初の段階は前注意段階です。この段階では、脳のさまざまな部分が自動的に視野内にある基本的な特徴 (色、形、動き) に関する情報を集めます。特徴が自動的に分離されるという考え方は直感に反するように思えます。しかし、このプロセスは物体を意識する前の知覚処理の初期段階で発生するため、私たちはこのプロセスに気づいていません。

特徴統合理論の第 2 段階は、集中注意段階です。この段階では、被験者はオブジェクトの個々の特徴を組み合わせてオブジェクト全体を認識します。オブジェクトの個々の特徴を組み合わせるには注意が必要であり、そのオブジェクトの選択は場所の「マスター マップ」内で行われます。場所のマスター マップには、特徴が検出されたすべての場所が含まれており、マスター マップ内の各場所は複数の特徴マップにアクセスできます。これらの複数の特徴マップ、またはサブ マップには、大きな特徴のストレージ ベースが含まれています。色、形状、方向、音、動きなどの特徴は、これらのサブ マップに保存されます^{[1] [2]}。マップ上の特定の場所に注意が集中すると、現在その位置にある特徴が注目され、「オブジェクト ファイル」に保存されます。オブジェクトが既知のものである場合、オブジェクトと事前の知識との関連付けが行われ、その結果、そのオブジェクトが識別されます。事前の知識を使用して現在の状況や決定を通知するこのトップダウン プロセスは、オブジェクトの識別または認識に最も重要です^{[3] [4] 。この段階をサポートするために、研究者はしばしば}バリント症候群の患者を参照します。頭頂葉の損傷により、これらの人々は個々の物体に注意を集中することができません。特徴を組み合わせる必要がある刺激を与えられた場合、バリント症候群の人々は特徴を組み合わせるのに十分な時間注意を集中することができず、理論のこの段階を裏付けています。^[5]

トレイスマンは、視覚探索タスクを「特徴探索」と「結合探索」の 2 種類に区別しています。特徴探索は、色、形、照明の知覚方向、動き、または向きなど、1 つの特徴のみで定義されるターゲットに対して、高速かつ事前注意で実行できます。特徴は探索中に「飛び出し」、錯覚的な結合を形成できる必要があります。逆に、結合探索は 2 つ以上の特徴の組み合わせで発生し、連続的に識別されます。結合探索は特徴探索よりもはるかに遅く、意識的な注意と努力が必要です。この記事で参照されている複数の実験で、トレイスマンは、色、向き、および強度が特徴探索を実行できる特徴であると結論付けました。

特徴統合理論への反応として、ウルフ (1994) は、誘導探索モデル 2.0 を提唱しました。このモデルによると、注意は前注意プロセスを通じてオブジェクトまたは場所に向けられます。ウルフの説明によると、前注意プロセスは、ボトムアップとトップダウンの両方の方法で注意を向けます。ボトムアップとトップダウンの両方の処理を通じて取得された情報は、優先度に従ってランク付けされます。優先度のランク付けは視覚検索を導き、検索をより効率的にします。誘導探索モデル 2.0 と特徴統合理論のどちらが視覚検索の「正しい」理論であるかは、依然として激しく議論されているトピックです。

注意が視覚認知において重要な役割を果たすという概念を検証するため、Treisman と Schmidt (1982) は、特徴が処理の初期段階で互いに独立して存在する可能性があることを示す実験を設計しました。参加者には、2 つの黒い数字で隠された 4 つのオブジェクトを含む画像が示されました。ディスプレイは 5 分の 1 秒間点滅し、その後、ランダム ドットのマスキング フィールドが画面に表示され、「刺激をオフにした後も残っている可能性のある残留知覚」を排除しました。^[6]参加者は、図形が以前あった各場所で見た黒い数字を報告することになりました。この実験の結果は、Treisman と Schmidt の仮説を検証しました。18% の試行で、参加者は「2 つの異なる刺激の特徴の組み合わせで構成された」図形を見たと報告しました。^{[7]刺激に大きな違いがある場合でも、これはしばしば}錯覚的結合と呼ばれます。特に、錯覚的結合はさまざまな状況で発生します。例えば、赤いシャツと黄色い帽子をかぶった通りすがりの人を特定し、その人を黄色いシャツと赤い帽子をかぶった人へと素早く変換することができます。特徴統合理論は錯覚的結合を説明しています。特徴は初期処理中に互いに独立して存在し、特定のオブジェクトに関連付けられていないため、実験室環境でも実際の生活状況でも誤って簡単に結合される可能性があります。^[8]

前述のように、バリント症候群の患者は特徴統合理論を裏付けています。特に、バリント症候群を患い、個々の物体に注意を集中できなかった研究参加者RMは、「青いO」や「赤いT」などの単純な刺激が提示されたときに錯覚的な結合を経験します。23％の試験では、刺激を10秒間見ることができても、RMは「赤いO」または「青いT」を見たと報告しました。^[9]この発見は、集中した注意が欠如している人が誤って特徴を組み合わせるという特徴統合理論の予測と一致しています。

人々が物体を知覚するために事前の知識や経験を用いると、間違いや錯覚的結合を起こす可能性が低くなります。この現象を説明するために、TreismanとSouther (1986)は、錯覚的結合が存在する可能性のある3つの形状を参加者に提示する実験を行いました。驚いたことに、彼女が参加者に、ニンジン、湖、タイヤ（それぞれオレンジ色の三角形、青い楕円、黒い円の代わりに）を見せていると伝えると、錯覚的結合は存在しませんでした。^[10] Treismanは、事前の知識が適切な知覚に重要な役割を果たすと主張しました。通常、ボトムアップ処理は新しい物体を識別するために使用されますが、事前の知識を思い出すと、トップダウン処理が使用されます。これは、人々が見慣れた物体よりも見慣れた物体を識別する方が得意である理由を説明しています。

読みながら文字を識別する際には、文字の形だけでなく、色や周囲の要素などの他の特徴も考慮されます。個々の文字は、別の文字と空間的に結合されているときに連続的に処理されます。文字の各特徴の位置は、文字が読者の目の前にあるときでさえ、事前にはわかりません。文字の特徴の位置や文字の位置が不明であるため、注意深く集中していないと、特徴の入れ替わりが発生する可能性があります。これは横方向のマスキングとして知られており、この場合、文字を背景から分離することが困難であることを意味します。^[11]

• バインディングの問題
• 視覚検索

• アン・トレイスマン、ギャリー・ジェラード（1980年）。「注意の特徴統合理論」認知心理学、12（1）、97-136頁。
• アン・トレイスマン、ヒラリー・シュミット (1982)。「物体の知覚における錯覚的結合」認知心理学、14、pp.107-141。
• アン・トレイスマン、ジャネット・サウザー (1986)。「錯覚語: 文字を結合して単語を形成する際の注意とトップダウン制約の役割」実験心理学ジャーナル: 人間の知覚とパフォーマンス、12 (1)、pp. 3–17
• アン・トレイスマン (1988)。「特徴と対象:第14回バートレット記念講演」実験心理学季刊誌、40A、pp.201-236。
• Anne Treisman とNancy Kanwisher (1998)。「視覚的に提示されたオブジェクトの知覚: 認識、意識、モジュール性」Current Opinion in Neurobiology、8、pp. 218–226。
• JM ウルフ (1994)。「ガイド付き検索 2.0: 視覚検索の改訂モデル」Psychonomic Bulletin & Review、1、pp. 202–238

• 1998 年 Treisman と Kanwisher による論文 (web.mit.edu)