视觉搜索任务依赖于自下而上的感官处理，以及自上而下由期望驱动的注意力处理（图16-4A）。这两种类型的处理在大脑中相互交织着进行，难以区分。但最近，人们开发了一种新颖的搜索任务来尝试将它们分开。20 参与者坐在空白的屏幕前，他们的任务是用目光扫视屏幕，找到一个隐藏目标的位置。当他们的目光停留在目标附近时，会听到奖励音。隐藏目标的位置在每次试验中都会发生变化，并且服从高斯分布（一种钟形曲线，由其峰值和宽度定义），但在一个试验环节内保持不变，然而参与者并不了解这一信息（图16-4D）。

在试验环节开始时，参与者并没有任何先验知识来指导他们的搜索。一旦获得奖励，他们就可以使用该反馈来协助下一次试验。随着试验的进行，参与者通过制定隐藏目标分布的预期，来指导未来的搜索，以提高成功率。经过大约十几次的试验后，参与者的视觉注意力缩小到了目标出现概率高的区域。图16-4D 显示了在所有参与者身上出现的这种效应的特征。随着实验不断推进，搜索区域的范围开始大幅缩小。令人惊讶的是，尽管被试者在几次试验后的第一次扫视总是能到达隐藏目标分布的中心，但他们中许多人并没有办法描述出是如何做到这一点的。

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图16-4　学习朝哪里看。（A）有经验的行人事先知道在街道场景中寻找路标、汽车和人行道的位置；（B）在一片草地上觅食的鸭子；（C）屏幕的表征图像与试验期间学习的隐藏目标分布区域进行的叠加，以及来自参与者M的三次试验的目光轨迹样本。每个试验中第一次目光停留的区域用黑色记号标记。最终获得奖励的注视位置以带阴影的灰色点进行标记。（D）对目光注视过的屏幕区域的采样，从在早期试验中遍布了整个屏幕（浅灰色圆圈；前五个试验），缩小到接近高斯整数分布大小和位置的区域［正方形，颜色与后面试验C中给出的概率成比例（红色圆圈；试验32-39）］。图片来源：L.Chukoskie，J.Snider，M.C.Mozer，R.J.Krauzlis，and T.J.Sejnowski，“Leaming Where to Look for a Hidden Target”，图1。

这些实验表明，大脑无意识的控制是由经验引导的。通过消除视觉输入，可以独立地研究无意识过程。这项搜索任务涉及的大脑区域包括视觉皮层和上丘，它们分别控制着视野中对象的立体形貌分布，以及分别将视线指向视觉目标，与眼动系统的其他部分紧密合作。学习过程也涉及基底神经节，这是脊椎动物大脑的一个重要组成部分，能通过强化学习来学习按顺序发生的动作。21预期和收到的奖励之间的差异，表现为中脑部位的多巴胺神经元放电频率的瞬时增加，从而能够调节突触可塑性，并在无意识层面影响决策和计划的制定（已在第10章中讨论过）。