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前注意処理とは、環境からの情報を無意識的に蓄積することです。[ 1 ] [ 2 ] 利用可能なすべての情報は前注意処理されます。[ 2 ]次に、脳は重要なものをフィルタリングして処理します。最も顕著な情報（最も目立つ刺激）または人が考えていることとの関連性が最も高い情報は、意識的（注意）処理によってさらに完全な分析のために選択されます。[ 1 ] [ 2 ]前注意処理の仕組みを理解することは、広告、教育、認知能力の予測に役立ちます。
特定の情報が前注意処理から注意処理へと進む一方で、他の情報がそうならない理由は不明である。一般的には、選択には刺激の顕著性と個人の現在の意図や目標との相互作用が関わっていると考えられている。[ 3 ] 前注意処理のモデルには、純粋捕捉モデルと条件付き捕捉モデルの2つがある。[ 4 ]
「純粋捕捉」モデルは刺激の顕著性に焦点を当てています。[ 5 ]刺激の特定の特性が背景から際立っている場合、その刺激は注意処理のために選択される可能性が高くなります。[ 4 ]これは、選択に影響を与えるのは刺激の特性であるため、「ボトムアップ」処理と呼ばれることもあります。前注意処理に影響を与えるものは、注意に影響を与えるものと必ずしも相関しないため、刺激の顕著性は意識的な目標よりも重要である可能性があります。たとえば、前注意処理は睡眠不足によって遅くなりますが、注意は集中力は低下するものの、遅くはなりません。[ 6 ] さらに、さまざまな視覚的妨害の中から特定の視覚刺激を探す場合、1つ以上の妨害が特に顕著である場合、人々は探しているものを見つけるのに苦労することがよくあります。[ 4 ]例えば、注意をそらす円がすべて灰色（地味な色）の場合、明るい緑色の円（目立つ）を見つけるのは、注意をそらす円の一部が赤色（これも目立つ色）の場合よりも簡単です。これは、目立つ赤い円が、目的の緑色の円から私たちの注意をそらすためだと考えられています。しかし、実験室で目的の円（緑色の円など）を探すように指示された場合、参加者は目的の円だけを探すのではなく、目立つものを探すようにタスクを一般化してしまう可能性があるため、これを証明するのは難しいです。[ 4 ]このようなことが起こると、意識的な目標は目立つものを見つけることになり、その結果、緑色の目的の円だけでなく、赤い注意をそらす円にも向けることになります。つまり、刺激の顕著性ではなく、人の目標が、目的の円を見つける能力の遅延を引き起こしている可能性があるということです。
「条件付き捕捉」モデルは、個人の現在の意図や目標が前注意処理の速度と効率に影響を与えるという考え方を強調しています。[ 4 ]脳は、個人の目標に合致する特徴を持つ刺激に個人の注意を向けます。その結果、これらの刺激は前注意段階でより速く処理され、注意処理のために選択される可能性が高くなります。[ 5 ]このモデルは、注意処理のための情報の選択において、（刺激自体の特性ではなく）意識的なプロセスの重要性に焦点を当てているため、「トップダウン」選択と呼ばれることもあります。[ 4 ]このモデルを支持するものとして、類似したプライミング刺激 が提示された後にターゲット刺激が提示されると、ターゲット刺激をより速く見つけることができることが示されています。[ 4 ]例えば、個人に緑色を見せてから、妨害刺激の中から緑色の円を見つけるように求められた場合、最初に緑色に触れたことで緑色の円を見つけやすくなります。これは、彼らがすでに緑色について考え、イメージしているため、緑色の円として再び現れると、脳がすぐに注意を向けるからです。これは、最初の刺激を処理することで、前注意処理から類似のターゲットを選択する能力が速くなることを示唆しています。しかし、前注意処理自体の速度は最初の刺激によって影響を受けず、むしろ人々は単に異なる刺激を素早く放棄することができ、正しいターゲットに素早く再関与できるのかもしれません。[ 4 ]これは、反応時間の差は、前注意処理と刺激選択がすでに行われた後の注意レベルで発生することを意味します。
注意前処理のための情報は感覚を通して検出されます。視覚系では、眼球後部（網膜）の受容野が軸索を介して視床、特に外側膝状体核に画像を伝達します。[ 7 ] その後、画像は一次視覚野に伝わり、視覚連合野で処理が続けられます。各段階で、画像はますます複雑に処理されます。注意前処理は網膜像から始まります。この画像は網膜から脳の皮質に伝わるにつれて拡大されます。 [ 7 ] 明暗の濃淡は視床の外側膝状体核で処理されます。[ 7 ] 脳内の単純細胞と複雑細胞は、画像のコントラスト、方向、エッジを解読することで境界と表面情報を処理します。[ 7 ] 画像が中心窩に到達すると、高度に拡大され、物体の認識が容易になります。周辺視野の画像は鮮明度は低いが、シーン認識に使用される完全な画像を作成するのに役立つ。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
視覚シーンのセグメンテーションは、刺激が背景に対して特定のオブジェクトとしてグループ化される前注意プロセスです。[ 10 ]画像の図形領域と背景領域は異なる処理センターを活性化します。図形は外側後頭領域（オブジェクト処理に関与）を使用し、背景は背内側領域を活性化します。[ 10 ] [ 11 ]
視覚の前注意処理は、独特の記憶メカニズムを使用します。[ 12 ] 刺激が連続して提示されると、異なる刺激が連続して提示される場合よりも、刺激はより速い速度で知覚されます。[ 12 ] この背後にある理論は次元重み付け説明（DWA）と呼ばれ、特定の刺激（例えば色）が提示されるたびに、刺激の重みに寄与します。[ 12 ]提示回数が増えると刺激の重みが増加し、その結果、刺激に対する反応時間が短縮されます。[ 12 ] 私たちの視覚系の前注意処理を計算する次元重み付けシステムは、刺激を符号化し、最も重みのある刺激に注意を向けます。[ 12 ]
視覚的な前注意処理も感情の知覚に関与している。[ 13 ] 人間は社会的な生き物であり、顔の表情を批評することに非常に長けている。私たちは感情的な刺激を無意識に処理し、顔などの刺激を意味と結びつける能力を持っている。[ 13 ]
聴覚系は、注意前処理のための情報蓄積においても非常に重要です。人の鼓膜に音波が当たると、鼓膜が振動します。これにより、聴神経を介して脳にメッセージが送られ、注意前処理が行われます。注意前処理から注意処理への情報を適切にフィルタリングする能力は、社会スキルの正常な発達に必要です。[ 14 ]音響の注意前処理については、側頭皮質が主な活性化部位であると考えられていましたが、最近の証拠は前頭皮質の関与も示しています。[ 15 ] [ 16 ]前頭皮質は主に注意処理に関連していますが、複雑または顕著な音響刺激の注意前処理にも関与している可能性があります。[ 10 ] [ 15 ]例えば、複雑な音楽パターンのわずかな変化を検出すると、右腹内側前頭前野が 活性化することが示されています。[ 15 ]
音響前注意処理にはある程度の側性化があることが示されている。[ 17 ]左半球は時間的な音響情報により反応し、右半球は聴覚情報の周波数に反応する。[ 17 ] また、音声の知覚にも側性化があり、前注意処理では左半球が優位である。[ 18 ]
視覚、聴覚、嗅覚、触覚、味覚は、複数の感覚刺激が存在する場合、注意を向ける前に一緒に処理されます。[ 19 ] この多感覚統合により、上側頭溝（STS）、視床、上丘の活動が増加します。[ 19 ]具体的には、多感覚統合の注意を向ける前のプロセスは、注意と連携して、 STS などの脳領域を活性化します。[ 19 ] 多感覚統合は、聴覚刺激と視覚刺激の両方が一緒に処理されている場合、理解力の向上という利点を人に与えるようです。[ 19 ] また、人が何に注意を向けているか、現在の目標によっても影響を受けます。[ 19 ]
トレーニングによって、注意前処理に関わる活動や脳構造に変化が生じる可能性がある。[ 15 ]特にプロの音楽家は、聴覚刺激のずれに対してERP（事象関連電位）反応が大きく、脳の構造的な違い（ヘシュル回、脳梁、錐体路）が関連している可能性がある。[ 15 ] この注意前処理の可塑性は知覚においても示されている。注意前色知覚におけるEEG（脳波）法を用いた研究では、バイリンガルが異文化の言語構造に適応するのがいかに容易であるかが観察された。[ 20 ]これは、注意前処理が固定的なものではなく、可塑性があることを意味する。[ 20 ]
前注意処理から注意処理への移行の欠陥は、統合失調症、アルツハイマー病、自閉症などの障害と関連している。[ 14 ] [ 16 ] [ 21 ]統合失調症患者では前頭前野の機能異常により、前注意処理を使用して馴染みのある聴覚刺激を脅威ではないと認識することができない。[ 16 ]陽性症状のある統合失調症患者は、感情的に否定的な臭いを前注意的に処理する能力が高い。[ 22 ] この臭いを識別する能力の高まりは、脅威的な状況に対する過敏性に関係しているようだ。[ 22 ]アルツハイマー病は一般的に高次の脳機能（記憶など）に影響を与えると考えられているが、視覚の前注意処理にも悪影響を及ぼす可能性がある。[ 21 ]自閉症の人に見られる社会的相互作用の困難の一部は、注意を向ける前の聴覚情報のフィルタリングの障害によるものかもしれない。[ 14 ]例えば、彼らはどの部分が重要かを区別できず、他の音に気を取られやすいため、会話についていくのが難しいことが多い。