Visual search task: ricerca visiva, set size e studi

Cos'è un compito di ricerca visiva? Come funziona un esperimento di visual search

Nella classica versione di laboratorio, descritta da Jeremy Wolfe nel 2021, dici se un bersaglio è presente tra altri elementi, e il bersaglio c'è in circa metà delle prove. I ricercatori cambiano quanti elementi compaiono, il cosiddetto set size, e registrano per ciascuno tempo di reazione ed errori.

L'effetto set size è il risultato principale. In alcune ricerche, aggiungere distrattori cambia poco: il bersaglio sembra saltare all'occhio (pop-out), e la pendenza del tempo di reazione è vicina a zero millisecondi per elemento. In altre, il tempo di ricerca sale in modo più o meno lineare man mano che si aggiungono elementi. Wolfe fa l'esempio di un 2 digitale tra 5 digitali, dove le pendenze sono di circa 90 millisecondi per elemento quando il bersaglio è assente e circa la metà quando è presente, perché in media controlli circa metà degli elementi prima di trovarlo.

Ricerca per caratteristica e per congiunzione e guided search

Ulric Neisser ha pubblicato esperimenti di esplorazione visiva nel 1963, e la revisione di Wolfe del 2021 dice che i principali schemi della ricerca sono stati scoperti negli anni Sessanta e Settanta. Wolfe scrive che quegli schemi sono stati la base della teoria dell'integrazione delle caratteristiche, formulata da Anne Treisman e Garry Gelade nel 1980.

Come la descrivono i ricercatori successivi, la teoria sosteneva che caratteristiche di base come colore e orientamento vengono elaborate in parallelo su tutta la scena, quindi un bersaglio definito da una sola caratteristica salta all'occhio. Un bersaglio definito da una congiunzione, come una barra verticale rossa tra barre rosse orizzontali e verdi verticali, richiede l'attenzione per unire le sue caratteristiche, quindi gli elementi vengono controllati uno alla volta.

La guided search è nata come risposta. Nel 1989, Wolfe, Cave e Franzel hanno testato ricerche per congiunzione e hanno trovato che per molte persone senza pratica le pendenze erano troppo basse per una ricerca strettamente seriale. Le ricerche per congiunzioni triple erano ancora più facili. Hanno proposto che l'elaborazione parallela delle caratteristiche guidi l'attenzione verso i bersagli probabili. La versione del 2021, Guided Search 6.0, indica cinque fonti di guida: cosa stai cercando, cosa spicca, la storia recente, la ricompensa, e la struttura e il significato di una scena.

La ricerca visiva nella vita quotidiana e i test di ricerca visiva online

Tra gli esempi di ricerca quotidiana di Wolfe ci sono trovare la forchetta a cena, notare un cartello di uscita alla guida, i radiologi che leggono gli esami e gli addetti alla sicurezza che controllano i bagagli.

Lavori di screening come questi sono ricerche di bersagli rari, ed è qui che entra in gioco l'effetto prevalenza. In un articolo su Nature del 2005, Wolfe e colleghi hanno riportato che quando i bersagli sono rari, le persone spesso non li vedono quando compaiono. Uno studio del 2014 di Mitroff e Biggs ha usato milioni di prove del gioco per smartphone Airport Scanner e ha trovato che il rilevamento di elementi estremamente rari era molto basso.

Gli specialisti usano anche test su carta basati sulla ricerca. I test di cancellazione ti chiedono di barrare ogni bersaglio in una pagina. In uno studio del 2001 su 35 persone con neglect spaziale, i test di cancellazione di lettere e delle campanelle mancavano ciascuno il 6% dei casi, mentre la bisezione di linee ne mancava il 40%.

Un test di ricerca visiva online può mostrare l'effetto set size, ma i punteggi di siti diversi non sono confrontabili. Uno studio del 2021 sulle piattaforme per esperimenti online ha trovato tempi ragionevoli nel complesso, ma anche che i tempi di risposta venivano registrati con un ritardo medio di circa 80 millisecondi, fino a 100 millisecondi in alcune configurazioni. Non abbiamo trovato norme validate per i test di ricerca visiva online.

Allenamento della ricerca visiva: cosa hanno trovato gli studi sulla pratica

Le persone diventano più veloci nei compiti di ricerca che praticano. Nel 1995, Sireteanu e Rettenbach hanno riportato che alcune ricerche che all'inizio procedono elemento per elemento diventavano ricerche pop-out dopo qualche centinaio di prove. Il loro follow-up del 2000 ha trovato che l'apprendimento si manteneva per diversi mesi e si trasferiva ad altri compiti di ricerca, ad altre posizioni nel campo visivo e da un occhio all'altro. Anche la ricerca per congiunzione diventava più efficiente con una pratica lunga.

In uno studio del 1997, Ahissar e Hochstein hanno trovato che l'apprendimento su versioni facili di un compito pop-out si estendeva a nuovi orientamenti e posizioni, mentre l'apprendimento su versioni più difficili diventava più specifico per l'orientamento e la posizione allenati.

Uno studio del 2013 ha usato un gioco di ricerca visiva come placebo attivo per l'allenamento della memoria di lavoro; la nostra guida ai giochi per la memoria di lavoro lo tratta. Una revisione del 2016 guidata da Daniel Simons ha trovato ampie evidenze che le persone migliorano nei compiti allenati e poche per la vita quotidiana; la nostra guida all'allenamento visivo la riassume.

Esercizi di esplorazione visiva dopo un ictus: emianopsia e neglect

Dopo un ictus, alcune persone perdono la stessa metà del campo visivo in entrambi gli occhi (emianopsia omonima), e alcune smettono di prestare attenzione a un lato dello spazio (neglect spaziale). L'allenamento all'esplorazione visiva insegna movimenti oculari deliberati verso il lato colpito, spesso con schermate di ricerca.

Una revisione Cochrane del 2019 sulla perdita di campo visivo dopo un ictus ha trovato quattro studi (193 partecipanti) sull'allenamento all'esplorazione contro un controllo o un placebo. Ha trovato evidenze di bassa qualità che l'allenamento all'esplorazione migliorava la qualità della vita in un questionario sulla vista, ed evidenze di qualità bassa o molto bassa di nessun effetto sul campo visivo, sulle attività estese della vita quotidiana, sulla lettura o sulla capacità di esplorazione. Una revisione Cochrane del 2021 sul neglect ha incluso 65 studi con 1.951 partecipanti e ha valutato molto incerte le evidenze per gli interventi visivi sulla funzione quotidiana a lungo termine.

Ricerca a esposizione breve e campo visivo utile

Nella ricerca a esposizione breve, la schermata lampeggia e scompare, quindi non puoi muovere gli occhi per esplorarla. Questo collega la ricerca al campo visivo utile (UFOV), l'area da cui riesci a raccogliere informazioni con un solo sguardo. Karlene Ball e colleghi lo hanno studiato in un articolo del 1988 intitolato «Age and visual search: expanding the useful field of view». Hanno trovato che il campo era più piccolo negli anziani e si recuperava in parte con la pratica.

L'allenamento UFOV è stato poi testato nello studio ACTIVE sugli anziani. Le nostre guide all'allenamento visivo e all'allenamento della visione periferica trattano ACTIVE e gli studi sui videogiochi d'azione che riguardano la localizzazione di bersagli brevi lontani dal centro.

Circle Spot, C Count e Middle Match: giochi di ricerca a lampo breve

Circle Spot e C Count si ispirano alla ricerca visiva a esposizione breve, e Middle Match è simile al compito del campo visivo utile. Tutti e tre ti chiedono di trovare un bersaglio tra distrattori in una schermata che lampeggia.

• Circle Spot si ispira alla ricerca a esposizione breve con localizzazione. Una O compare tra delle C girate in direzioni diverse su una griglia, poi tutto scompare, e tocchi il punto dove c'era la O. Man mano che i livelli salgono, compaiono più simboli, le C diventano più piccole e il lampo si accorcia, quindi cambiano sia il set size sia l'esposizione. Non è stato testato se la O salti all'occhio tra le C.
• C Count si ispira alla ricerca con conteggio. Una carta mostra una direzione bersaglio, poi cubi con delle C emergono dall'acqua per poco tempo. Conti le C la cui apertura punta nella direzione bersaglio e scegli la risposta tra quattro numeri. Con i livelli compaiono più cubi, e alcuni livelli ti danno meno tempo per contarli.
• Middle Match è simile al compito del campo visivo utile, tranne che la C centrale stabilisce quale C dell'anello devi cercare. Una C centrale e un anello di C lampeggiano insieme; esattamente una C dell'anello è girata come quella centrale, e tocchi il punto dove si trovava. Con i livelli l'anello ha più C, un raggio più ampio e un lampo più breve.
• Tutti e tre hanno una modalità binoculare facoltativa, con occhiali rosso-blu su telefono, tablet o computer, oppure integrata su Meta Quest. Assegnano punti e regolano il livello dopo ogni risposta, invece di registrare le pendenze del tempo di reazione. Qualsiasi punteggio è un risultato di allenamento, non una misura clinica.

Dove si colloca Optics Trainer

Optics Trainer è una serie di giochi di allenamento visivo e cognitivo per iPhone, iPad, Android, browser web e Meta Quest. L'interfaccia dell'app è disponibile in italiano. Circle Spot e C Count si ispirano ai compiti di ricerca visiva descritti sopra, Middle Match è simile al compito del campo visivo utile, e tutti e tre ti sfidano a trovare bersagli in un lampo breve.

Questi giochi non sono stati testati in nessuno degli studi descritti qui. Non sono test né misure, non danno una pendenza del tempo di reazione né una norma, e non sono un trattamento né una diagnosi. Non hanno l'autorizzazione FDA, non sono un dispositivo medico con marcatura CE e non sono un'alternativa all'allenamento all'esplorazione visiva o alla riabilitazione prescritti dopo un ictus. Non affermiamo che cambino l'attenzione, la visione periferica, la guida, la lettura o la vita quotidiana. Per la misurazione clinica dei movimenti oculari, vedi Optics Tracker (in inglese) sul nostro sito per le cliniche.

Optics Trainer non sostituisce una diagnosi professionale né un trattamento prescritto. Rivolgiti al tuo professionista della visione per indicazioni sul tuo caso specifico. Le app per telefono e tablet partono con una prova gratuita di 7 giorni, e un account web gratuito include 3 partite al giorno. Dopo, l'accesso da mobile e web costa 17,99 € al mese sull'App Store (Google Play e la versione web mostrano il prezzo al pagamento); è disponibile anche un abbonamento annuale. L'accesso in realtà virtuale parte con una prova gratuita di 7 giorni; poi il prezzo è indicato nella tua valuta nel Meta Quest Store.

Domande frequenti

Fonti

1. Treisman AM, Gelade G. A feature-integration theory of attention. Cogn Psychol. 1980
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4. Wolfe JM. Guided Search 2.0: a revised model of visual search. Psychon Bull Rev. 1994
5. Wolfe JM, Horowitz TS. Five factors that guide attention in visual search. Nat Hum Behav. 2017
6. Wolfe JM. Visual search: how do we find what we are looking for? Annu Rev Vis Sci. 2020
7. Wolfe JM. Guided Search 6.0: an updated model of visual search. Psychon Bull Rev. 2021
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9. Mitroff SR, Biggs AT. The ultra-rare-item effect: visual search for exceedingly rare items is highly susceptible to error. Psychol Sci. 2014
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