问题

为什么眼睛能看到的图像内,只能同时吸收和思考处理一部分信息?

回答
这其实是咱们大脑的“功劳”,眼睛就像一个高效的照相机,但它的“胶卷”——我们看到的清晰图像,其实只是一瞬间的事。真正将这些光信号转化为我们能理解的“画面”,并从中提取意义,是个相当复杂且有选择性的过程。

你想啊,当你看一幅画的时候,即便画面上布满了细节,你的注意力也不会均匀地分散到每一个像素点上。你会先被画面中最吸引你的部分抓住,比如一个鲜艳的色彩,一个生动的表情,或者一个突出的轮廓。然后,你的眼睛会快速地在你感兴趣的区域之间移动,就像是在画上一场“寻宝游戏”,一点一点地收集信息。

这种“只处理一部分信息”的现象,在心理学上叫做“注意力的广度”或者“选择性注意”。我们的大脑,特别是视觉皮层,接收到的信息量是极其庞大的,但它并不是全盘接收,而是会根据我们当前的目标、兴趣,甚至是潜意识的引导,去筛选和优先处理那些“重要”的信息。

打个比方,当你走在街上,周围有很多人、车、商店招牌,琳琅满目。但如果你在找一个熟人,你的大脑会自动过滤掉大部分无关的信息,将注意力集中在人脸上,寻找那个熟悉的面孔。即使你看到了很多其他东西,它们可能只是模糊的背景,没有真正进入你的“思考处理”层面。

这种选择性处理,其实是一种非常高效的生存机制。设想一下,如果大脑需要同时消化眼前所有的一切,那将是何等巨大的负担!我们会因为信息过载而瘫痪。所以,大脑学会了“偷懒”,也学会了“聚焦”。它会根据上下文,判断什么东西是当下最需要关注的,然后调动更多的资源去处理这部分信息。

更深层的原因,还涉及到我们记忆和学习的方式。我们并不是被动地记录下所有看到的东西,而是主动地去理解、去联系、去记忆。这个过程需要我们的大脑主动去“加工”信息,而加工本身就是一个筛选和重组的过程。我们只把那些我们觉得重要,或者能与已有知识联系起来的信息,更深入地存储和思考。

所以,你看到的图像,实际上是你大脑“加工”过的结果,是经过“注意力”这个滤镜筛选后的精华。你以为你看到了全部,但实际上,你只看到了大脑愿意让你看到、并且认为对你当下有意义的那一部分。这是一个持续进行、动态调整的过程,就像一个灵巧的指挥家,在庞大的交响乐团中,指挥着不同的乐器在不同的时间发出声音。

网友意见

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谢邀, @刘柯 。你邀请我这么多终于碰上个我能答的了。先来占个坑,过几天回家仔细回答。 大概理解题主什么意思,当看一本的书的时候,确实接收到了整本书的信息,但是人脑只能处理其中的一部分。根本原因就是一个,我们的大脑还不够强大,强大到有能力同时处理那么多信息。生理上的原因大概有两个,第一个就是一楼提到的,外周视觉系统中,视网膜上只有中央凹那个地方的视锥细胞分布密度比较大,可以达到很大的分辨率来进行阅读和理解,这方面我不准备多说,这是一个很底层的原因。第二个是,中枢视觉系统中,处理视觉信息的时候有注意(Attention)的参与。

如果大家不太理解什么是注意,请做一个小实验,页面的上方,大家可以盯住“首页”两个字,然后试图去看清“发现”两个字,你会发现,”发现“,以及旁边的”话题“会更清晰一点,这是因为我们把注意放在了这上面,小范围的提高了目标区域的分辨率。与此同时,左边的”提问“二字我是看不清了……这个小实验的目的是为了说明,注意是可以脱离中央凹的存在的。在外周区域,也可以通过把注意放在上面来获得很高的分辨率。(估计有人会做不出来……别着急喷我……因为我是在15寸笔记本上敲答案的……27寸显示器的土豪们请放我一马……看清实验目的就好……)

人类的视觉感受系统无时无刻不在接受着大量的信息,但是这些信息大部分都是无用信息,这对我们的信息加工容量提出挑战,我们需要时刻集中于任务相关信息,忽略或者抑制任务无关信息,这种选择性加工的过程就是视觉注意。注意一般认为分为Bottom-upTop-down两种,第一种注意是底层的一些东西会引起你的注意,比如说,我现在正在敲回答,突然右下角出现了一个腾讯的广告……我的注意会被自动吸引过去,这是远古时期以来进化而来的机制……防止我们在专心做事时候被野兽偷袭吃掉……(自己脑补的)。 Top-down是自顶向下的一种注意,一般认为是由意识控制,我们可以选择将我们的注意力放在什么位置,比如说上文提到的小实验,我们用到的就是这种Top-down 的注意。这种注意力可以可以放在特定的空间位置上,也可以放在一些特征上,如物体的形状,物体的颜色。我看书的时候一般注意不到……哪里多了一个黑点……这种注意是从高级的脑区向下传递的,我们看书,写字,敲答案的时候,都用到这种注意。(目测有人要跟我提眼动,我个人没学那么多,不过感觉是一套系统里面的)。 注意的机制现在还不清楚,现在还存在很多的假说,但是有一些效应是已经被证实的。比如说,注意放在一个区域的时候,这个区域对应的视觉皮层的细胞的感受野会变小,以提高更高的分辨率【1】。

答主是做认知神经方向的本科生,注意假说模型懂得不多,抛砖引玉,希望有人能更清楚的来解释下。在这稍微提一下注意的假说,影响力比较大的是Itti和Koch根据前人结果整合而成的一个模型,该模型从输入图像提取颜色,方向,亮度等特征,形成各个特征维的特征图(知觉系统对各个特征进行独立编码,形成特征图),然后通过特征图之间的整合得到显著图,由显著图引导视觉关注焦点的定位和转移。该模型使用固定尺寸的圆形区域覆盖关注区域。当遇到较大的物体时候,一个圆形无法完全覆盖,即对同一个物体的关注焦点需要转移多次。而对于较小物体,圆形区域可能覆盖不相关的背景图像,使得关注区域包含很多冗余信息,根据前人提出过的变焦透镜模型,可变尺寸注意模型,它实现了以目标中心为焦点圆心,焦点半径随目标大小改变的圆形区域注意模型,这一定程度上可以解决这个问题。【2】

觉得扯得有点远了,注意的模型大概就是这样。人脑还是很厉害的。

好像到这就差不多答完了,看起来好像解决了题主的问题。但是我还想往深挖一下,眼睛看到的图像,不能同时吸收和思考的根本原因在哪里?

我稍微想了下,我想说两个点。其实这两个点是答案的两个方面。第一是大脑存在极限,第二个是节能。

根本原因我想是因为我们的大脑需要保持一个合适的大小。我记得有一期环球科学谈的就是大脑的极限,写的很好,我不太记得是第几期了,欢迎大家在评论区补充。

如果我们能够同时吸收和思考处理眼睛看到的图像,我想我们的视觉区一定会非常的大……我们的脑子也会变得很大,这样会带来很多严重的后果,比如说,由于神经元之间传导速度是固定的,这会使得我们的反应变慢,拥有强大大脑的人可能会因为慢了0.1秒而被脑子小的野兽吃掉,大脑变大也会让能量消耗变多,我们需要更多的食物来喂养大脑。而多出来的这个功能,却并不能在很多时候给我们带来很多的好处,我们变成人类之后能够打败那些在生理上比我们强大的动物,是靠着手里拿的工具以及人类的智慧完成的。

写完了,最后来总结下,这篇答案主要说了以下几点:

1. 我们没法同时吸收和思考处理信息是因为我们大脑不够强大(生理结构的限制)来处理所有信息……

2. 我们的大脑有注意这个机制来筛选有用的信息,简单的介绍下注意的两种形式。

3. 为什么大脑没有进化出更强大的生理结构来吸收和思考处理信息。

大概就像说这些,好像头一次写了这么多,还请多多指教。谢谢各位。



参考文献:

【1】Anton-Erxleben K, Carrasco M. Attentional enhancement of spatial resolution: linking behavioural and neurophysiological evidence[J]. Nature Reviews Neuroscience, 2013, 14(3): 188-200.

【2】复杂目标视觉注意模型研究 从这篇文章背景部分摘了一点

2015.1.28 10:26 第一版 2015.2.7 23:00 更新

2015.7.6 进行少许润色和补充

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比如说我们在看某本书的时候,人的眼睛扫描和接收到的是一整本书。

你自己试一下就知道这完全不对了,譬如说,你盯着我这个答案这行字看,这个问题的话题标签也在你的视野内,请你告诉我,你看到了几个话题?

人的视觉分辨率是中心区域最高(

中央凹 - 必应网典

),周围下降的,也就是说当你看某本书的时候,事实上只有你眼睛聚焦的部分才是看得清楚文字的,而周围的部分,你根本就看不清楚,谈何处理呢?

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