我们很容易认为眼睛是搜索过程中最重要的部位——当然，眼睛对视觉很重要！但是眼睛只是视觉搜索过程中的一个重要部分，事实上当你在卧室、教室或外面的世界寻找物体的过程中，大脑做了大部分的工作来实现这个过程。 寻找丢失的物品需要大脑加工所看到的东西、储存所记得的东西以及控制眼动的运动等多个过程的协作去实现 。
想象一下你要在凌乱的房间里找到一只“失踪”的鞋，在房间里你可能看到的东西有床、台灯、地板上的衣服、床头柜上的小玩意，以及墙上的海报——但这些并不是你看到的全部！在你能真正识别物体之前，大脑首先会识别这些物体的特征，比如它们的颜色、形状、大小和质地：墙上的海报是由飞溅的色彩和画在背景上的图案构成的；被子是由许多彩色图案和模糊纹理的正方形图案构成的。当你环顾四周，看到所有这些特征时，你的大脑就像拼图一样把它们组合在一起，这样你就能知道你看到的是什么[1]。
环境中存在大量的视觉信息需要我们处理，但我们无法同时注意到所有的信息。那么，大脑是如何选择重要的信息呢？ 这就是选择性注意的作用，这个过程好比一个心理聚光灯，使重要的视觉信息更加明显或明确。
当你读这句话的时候，你的眼睛还在处理这一页上的其他词组，也就是说，你仍然可以“看到”其他词，但不知为何你可以只专注于这个句子中的单词。当你在阅读过程中进行视觉搜索时，你把心理聚光灯聚焦到对你完成正在进行的任务很重要的东西（这里指单词）上。
从眼睛和视觉皮层传入的视觉信息是大脑选择性注意的一部分。在图1中，你可以看到处理不同类型物体特征的视觉皮层区域，例如，V3是视觉皮层的一部分，负责处理所看到的物体的形状信息；V4部位帮助你看到颜色。你可以把神经元想象成电灯开关，视觉皮层的这些区域是神经元的集合，只有当你看到物体的特定特征时，这些神经元才会被激活。例如，当你看到一只红色的泰迪熊时，一些神经元会被激活，但当你看到一只蓝色的泰迪熊时，就不会了；当你在一页纸上看到一条垂直线时，有些神经元会被激活，而当看到一条水平线时，其他神经元会被激活。当你注意一个物体时，视觉注意会增加V4部位神经元的活动，也就是说V4部位的神经元与你注意的物体的特征有关[2]。
视觉皮层位于大脑后部，每一层（从V1到V4）都用不同的颜色标记。不同的区域执行视觉相关的不同功能，正如你在彩色框中看到的，大脑前部的蓝色区域是前额叶皮层（Prefrontal cortex, PFC），它将目标模板（见下文）记在脑中，并帮助你在视觉搜索过程中集中注意力。
当你在房间里寻找丢失的红色鞋子的时候，你可能会注意到你会倾向于看与鞋子颜色相同的东西，这是因为你的注意更有可能集中在看起来像你正在寻找的物体上。 注意是由你所寻找的物体共有的特征所引导的，这种注意引导使搜索过程变得简单有效。 想象一下，如果你在没有注意引导的情况下寻找鞋子，你就必须去看房间里的每一个物体！但有了注意引导，你不会浪费时间去看蓝色的玩具、绿色的袜子或黑色的背包——你只需要关注与那只鞋子有关的特征，如红色的东西或鞋子形状的东西（图2）。
当你在寻找一只红色的鞋子时，你的注意会被引导到与你正在寻找的物体特征相似的物体上。图中的人正在一个凌乱的房间里寻找他的红鞋子，所以注意引导很可能使他在寻找鞋子的时候也会看向那些红色的物体。
目标模板是帮助你将注意集中到房间中与你正在搜索的东西（你的目标）具有相同特征的局部心理图像，在搜索物体的过程中，注意引导从目标模板中获得帮助。在你认识世界中的物体时，你可以把这些物体存储在记忆中，就像在手机上存储图片一样。例如，想想你最喜欢的鞋子，想想它们的形状和颜色，你不需要把这些鞋子放在面前就可以想到它们的特征，因为你对这些鞋子有一个心理表征。在视觉搜索中，当你寻找红色鞋子时，记忆中的目标模板会把你的注意力（甚至是你的眼睛）引导到红色的和鞋子形状的物体上。
在使用目标模板来帮助搜索的时候，视觉皮层和前额叶皮层中的神经元就会被激活（图1）。有的视觉皮层区域会被目标物体的一些特定的特征激活，例如一些区域会因为“红色”激活，另外一些区域会因为“鞋子的形状”激活。PFC是一个控制中心，它可以帮助你在脑海中保留目标模板，保持对搜索任务的专注[3]，并且有助于与目标模板有关的神经元保持激活状态，直到你找到了想找的东西，或者放弃了寻找转而做其他的事情。
当你知道要搜索的东西的确切外观时，视觉搜索就会变得比较容易。那么，当你不知道一个物体到底是什么样子的时候，你是如何找到它的呢？假设你的朋友让你帮他在公园里找他新养的狗，但是你从来没有见过那只狗，那么你如何帮助他找到丢失的小狗呢？你之前可能见过很多狗，也许你自己也有一只，从你过去与狗打交道的经验中，你知道狗的典型特征是什么（四条腿、一条尾巴、有毛等等）——你可以用这些特征来帮助指导你的搜索。如果你朋友的狗是一只常见的狗（比如金毛犬或拉布拉多犬），这会比寻找一只不常见的狗（比如中国冠毛犬或小的拳师犬）更快[4]（图3）。
在左图中，这个人正在搜索一只狗，所以他的目标模板很可能包含与一条典型的狗相匹配的特征，比如一条金毛犬。在右图中，这个人找到一只不常见的狗的速度很慢，因为这只狗的特征和他的目标模板不匹配（也就是说，它比他想象的要小，毛更少，颜色也不一样）。
搜索一只不熟悉的狗是分类搜索的一个例子，在一天中，你可能经常发现自己在寻找物体类别中的项目，在这种情况下，直到你找到了那个物体，你才会知道它的确切外观。例如，当你在背包里找不到铅笔的时候，你想要在教室里或老师的桌子上寻找任何可以借的书写用具，可能很快就能找到一支铅笔。因为你对书写用具的经验告诉你，它们往往又长又细呈圆柱形，这些信息可以帮助你形成一个有用的目标模板，将你的搜索快速引导到桌子上的铅笔上。关键是，你非常善于发现事物，以至于你不需要知道一个物体（比如一个书写工具）的确切外观就能快速找到它。
结论
在家里或外面找物体远比大多数人意识到的要复杂得多。无论是寻找确切的对象（寻找特定的狗），还是与之类似的属于同一类别的对象（寻找任意一只狗），视觉搜索的行为依赖于许多不同大脑区域的团队合作，还依赖于你对正在搜索的物体的经验。经验可以帮助你建立一个目标模板——你正在寻找的东西的一个有用的心理图像，使你将注意（和眼睛）引导到正在搜索的物体上。下次当你寻找一只丢失的鞋子时，花点时间想一想今天学到的知识，并感谢你的大脑为帮助你找到所需要的东西所做的工作吧！
术语表
视觉搜索（Visual search）：寻找物体的心理任务。
特征（Features）：物体的特定视觉成分或性质，如颜色、形状、方向和大小。
选择性注意（Selective attention）：把注意力集中在某件事情上，这样你就能得到它的详细信息（你把它想象成一个心理聚光灯）。
视觉皮层（Visual cortex）：大脑中处理视觉信息和物体特征的部位。
注意力引导（Attentional guidance）：将注意力转移到物体的重要特征上的过程。
目标模板（Target templates）：在视觉搜索过程中用于引导注意力的目标对象的心理图像或表征。
分类搜索（Categorical search）：一种视觉搜索的形式，你可以在其中查找特定类别中的任何对象。
参考文献
[1] Martin, C., Fidalgo, C., and Barense, M. 2017. Knowing what we see. Front. Young Minds 5:15.
[2] Maunsell, J. H., and Treue, S. 2006. Feature-based attention in visual cortex. Trends Neurosci. 29:317–22.
[3] Soto, D., Humphreys, G. W., and Rotshtein, P. 2007. Dissociating the neural mechanisms of memory-based guidance of visual selection. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104:17186–91.
[4] Robbins, A., and Hout, M. C. 2015. Categorical target templates: typical category members are found and identified quickly during word-cued search. Vis. Cogn. 23:817–21.
原文
Robbins A and Hout M (2019) Using Your Brain (Not Just Your Eyes) to Find Lost Objects. Front. Young Minds. 7:89
