ГЛАВА 3. Восприятие и внимание
Если бы Создатель должен был даровать нам новый набор органов чувств, или немного реконструировать существующие, оставив всю остальную природу человека неизменной, несомненно, мы жили бы в другом мире, и мы столкнулись бы с такой жестокой реальностью, как если бы весь мир, кроме наших органов чувств, изменился.
Что мы имеем в виду, когда говорим о «вычислительном мозге», и какое отношение это имеет к выживанию человека как вида ?
Почему ощущение и восприятие — важные для когнитивных психологов темы?
Как иллюзии помогают нам понять отношения между воспринимаемыми и гипотетическими объектами?
Что такое иконическое хранение и эхоическое хранение и как они помогают нам понимать «реальный» мир?
Как когнитивные психологи определяют внимание? Приведите несколько примеров внимания в повседневной жизни.
Каковы главные теории внимания и их экспериментальные доказательства?
Что мы подразумеваем, когда говорим о «производительности обработки» и «избирательном внимании»?
Что такое «автоматическая обработка»? Приведите некоторые примеры автоматической обработки из вашего жизненного опыта.
Что методы отображения мозга говорят нам о внимании?
Проснувшись сегодня утром, вы «запустили» свой когнитивный «компьютер», который был «выключен» в течение ночи. Когда вас вытолкнул из бессознательного состояния звон будильника, вы окунулись в мир звуков; открыв глаза, вы попали в видимый мир; плеснув водой в лицо, почувствовали осязаемый мир; когда вдохнули густой аромат только что сваренного кофе, вы восхитились обоняемым миром; а откусив свежую булочку, насладились миром вкуса. Пять видов чувствительности — пять окон в мир — лишь пять способов познания. Однако эти пять каналов связи с реальным миром являются основными средствами, с помощью которых мы постигаем все: от Пикассо до панк-рока, не говоря уже о дымке в океане, музыке Баха, запахе духов, произведениях Достоевского, мятном леденце, закатах солнца и физической близости.
В этой главе мы узнаем, как мы, люди, используем вычислительный мозг, чтобы
* воспринимать информацию об окружении;
* проявлять внимание к миру;
* обрабатывать информацию на первых стадиях.
Мы начнем исследование с рассмотрения процесса восприятия сенсорных сигналов, потому что это первый шаг в обработке информации. В основе этого процесса лежит мозг, чья задача — понять и, в сущности, придать смысл поступающей в него от периферийной нервной системы информации. Эта система состоит из нервов, которые лежат вне спинного и головного мозга и участвуют в ощущении и восприятии.
Вычислительный мозг
Периферийная нервная система и мозг предназначены главным образом для восприятия и размышления, то есть чтобы видеть и понимать. Стив Пинкер говорит в своей книге «Как работает разум»: «Разум — это система органов вычисления, созданная естественным отбором, чтобы решать различные проблемы, с которыми сталкивались еще наши предки в их хищническом образе жизни, в частности: понять и перехитрить неживые объекты, животных, растения и других людей» (Pinker, 1997). Мы видим, слышим, обоняем, чувствуем вкус и осязаем окружающий мир, и это первое звено в цепи событий, включающих впоследствии кодирование стимулов, хранение информации, преобразование материала, мышление и, наконец, реагирование на знание, что, в свою очередь, ведет к новым сигналам и мыслям, которые могут начать этот цикл заново.
Понятие вычислительного мозга основано на идее, что разум — это то, что делает мозг, — разум обрабатывает информацию. Когда мы занимаемся «познанием более высокого порядка» — думаем о том, чем похожи яблоко и Америка, или выясняем, как встретить нашего друга Жана в Чили, — мы делаем определенные вычисления.
Как показано на рис. 3.1, физическая энергия, попадая в ограниченную зону обнаружения, воздействует «а органы чувств, затем преобразуется (конвертируется) в нервную энергию, задерживается ненадолго в сенсорном хранилище, передается для дальнейшей обработки и кодирования в центральную нервную систему (ЦНС). Впоследствии она может быть передана системам памяти для обработки, результаты которой могут вызвать ответные реакции, которые затем станут частью стимульного поля, подлежащего дальнейшей обработке. (В большей части этой книги будут рассматриваться очень сложные и абстрактные процессы обработки информации в системах памяти и вычисления на основе этой информации.)
Рис. 3.1. Этапы обработки информации: внешние явления и внутренние процессы и структуры
Не следует забывать, что схема на рис. 3.1 — это репрезентация гипотетических этапов обработки информации. Не надо думать, что мозг устроен точно так, как здесь изображено. Просто эта модель удобна для наглядного представления различных этапов обработки информации, постулируемых в когнитивной психологии. Современная наука дала нам возможность наблюдать активизацию мозга при обработке информации. Новые методы, упомянутые в предыдущей главе, указывают на то, что стадии, показанные на этом рисунке, аналогичны фактическим физиологическим процессам. Благодаря этим новым методам исследования мечта ученых XX столетия наблюдать локализацию связанной с когнитивными процессами активности мозга быстро становится реальностью. Некоторые из полученных в последнее время результатов, а также новые тенденции изложены в этой главе и в дальнейших главах, посвященных памяти и когнитивным процессам более высокого порядка.
Ощущение и восприятие
Ощущение относится к первоначальному опыту, возникающему в результате элементарных видов стимуляции, и подробно изучается в психофизике — отрасли экспериментальной психологии, которая занимается выяснением отношения между стимулами физического мира и их обнаружением сенсорной системой. Изучение ощущений обычно связано с устройством и работой органов чувств (уха, глаза и т. д.) и со стимулами, воздействующими на эти органы.
С другой стороны, в восприятии участвуют высшие когнитивные механизмы, интерпретирующие сенсорную информацию. Ощущение связано с начальным обнаружением стимулов; восприятие — с интерпретацией ощущаемых явлений. Когда мы читаем книгу, слушаем концерт, получаем сеанс массажа, нюхаем одеколон или едим икру, мы «переживаем» нечто гораздо большее, чем непосредственную сенсорную стимуляцию. Каждое из этих сенсорных событий обрабатывается в контексте наших знаний о мире; наш предшествующий опыт придает смысл простым ощущениям.
Точка соприкосновения между внутренним миром и внешней действительностью находится в сенсорной системе. Изучение отношения между физическими изменениями мира и психологическим опытом, связанным с этими изменениями, называют психофизикой, и это большая и важная область в психологии.
Иллюзии
Дихотомия между сенсорным опытом и перцептивной интерпретацией этого опыта-в сущности, между тем, что воспринимает наша сенсорная система, и тем, как это интерпретирует разум — заняла центральное место в исследовании восприятия и других когнитивных процессов. Это также поднимает интересный вопрос: почему разум искажает действительность?
Одним из методов исследования является измерение физического и психологического качества одних и тех же сенсорных стимулов. Иногда эти две меры реальности, «объективная» и воспринимаемая, не совпадают, например в случае иллюзий восприятия. В работах по восприятию хорошо известна иллюзия Мюллера-Лайера (рис. 3.2), в которой два равных отрезка кажутся неравными.
Рис. 3.2. Иллюзия Мюллера-Лайера. Отрезки линий на фигуре а имеют равную длину; отрезки линий на фигуре б кажутся равными, но на самом деле они не равны
Эта иллюзия, вероятно, частично объясняется влиянием нашего прошлого опыта, который научил нас ожидать, что некоторые формы находятся далеко, а другие близко. С другой стороны, некоторые исследователи утверждают, что эта иллюзия (как и многие другие подобные ей) отражает укоренившиеся инвариантные структуры мозга. (См. обсуждение иллюзий в главе 4.) Более сложную иллюзию можно увидеть на картине Мориса С. Эшера, изображенной на рис. 3.3. Здесь зрительные признаки близости и удаленности оказываются несовместимыми с движением потока воды.
Рис. 3.3. М. С. Эшер. Водопад
Предшествующее знание
Взаимосвязь между восприятием и предшествующим знанием о мире проявляется не только в простых геометрических иллюзиях, но также и при интерпретации научных данных. На рис. 3.4, а показано расположение ям для столбов, найденных при археологических раскопках. Если ваши знания об изучаемом племени привели вас к гипотезе, что их хижины были прямоугольными, вы будете склонны «видеть» или интерпретировать расположение ям так, как это показано на рис. 3.4, б. И наоборот, если у вас другая гипотеза, вы будете склонны интерпретировать расположение ям иначе — как на рис. 3.4, в. В качестве упражнения попытайтесь вычертить расположение хижин исходя из предположения, что они были треугольными, и соответственно отбирая «существенные» и «несущественные» ямы. На восприятие влияют предшествующее знание, имеющиеся гипотезы и мнения, так же как сенсорные сигналы.
Рис. 3.4. Гипотетические планы хижин, нарисованные на основе расположения ям для столбов, обнаруженных при археологических раскопках: а — расположение ям (черные пятна); б и в — гипотетические планы хижин
Таким образом, на способ восприятия нами первичной информации о мире в значительной степени влияет изначальная организация сенсорной системы и мозга-мы «оснащены», чтобы воспринимать мир определенным способом — и наш прошлый опыт, который определяет значение начального ощущения стимулов. Если бы предыдущее научение не влияло на наше восприятие, странные знаки на этой странице, которые мы называем буквами, не воспринимались бы как части слов и слова были бы лишены значения. Мы научаемся значению зрительных (а также слуховых, тактильных, вкусовых и обонятельных) сигналов. Наш мозг полон ассоциативных структур, которые интерпретируют основную энергию стимула естественного мира. Прошлое научение влияет на восприятие. Когда вы слышите балалайку, то можете представить себе русский танец. Но восприятие также находится во власти сенсорной системы.
Сенсорная предрасположенность мозга
Есть другая точка зрения на сенсорный и перцептивный процессы, которую подтверждают результаты исследований физического устройства сенсорной системы и мозга. Сенсорная система состоит из рецепторов и соединенных между собой нейронов пяти видов чувствительности (слух, зрение, осязание, вкус и запах). За последние 150 лет благодаря усилиям физиологов, врачей и психофизиологов каждый из этих видов чувствительности в большей или меньшей степени раскрыл свои секреты. С другой стороны, знание о мозге и его роли в восприятии не спешило развиваться главным образом из-за недоступности мозга. Прямое наблюдение работы мозга обычно включало удаление части его твердого корпуса, на протяжении тысячелетий развивавшегося, чтобы предохранять мозг от повреждений, или исследования мозга умершего человека врачами, интересующимися неврологической основой тех или иных симптомов. Эти исследования указали на некоторые общие особенности, такие как известная контрлатеральность мозга, согласно которой повреждение одного из полушарий приводит к дефекту в противоположной стороне тела. Мы также знаем, что при травмах, например ударе по задней части головы в области, названной затылочной долей, у человека могут «посыпаться искры из глаз». Мы «видим» яркие вспышки, хотя на глаза не воздействуют такие стимулы. Через прямую стимуляцию затылочной коры в этой части мозга запускается зрительное восприятие. Исследователи мозга недавно получили возможность наблюдать сенсорные, перцептивные и когнитивные процессы мозга, не удаляя череп и не ударяя людей по голове. Эти методы включают как поведенческие данные, например эксперименты на время реакции, так и технологию отображения, которая уже обсуждалась в предыдущей главе (ПЭТ, КАТ, ОМР и т. д.). Теперь впервые в науке о разуме действительно можно видеть работу мозга при восприятии информации о мире, а также то, как это восприятие прокладывает себе путь через лабиринт мозга.
Обработка сенсорных сигналов вычислительным мозгом играет определенную роль в эпистемологии, или изучении происхождения и природы знания. Некоторые из этих соображений ставят вопрос: каково логическое обоснование наших сенсорной, перцептивной и когнитивной систем как отражения мира? Окна разума, сенсорная система человека, появились в результате физических изменений, произошедших на нашей планете. У очень простых организмов развивались специализированные клетки, которые реагировали на свет, и более чем за миллионы лет эти клетки становились все более специализированными, пока не появилось нечто подобное глазу (рис. 3.5). С развитием глаза появился и мозг. В конце концов, видеть мир — это хорошо, но еще лучше — понять, что он означает! Глаз и другие органы чувств столь же глупы, как мозг мудр. И наоборот, мудрый мозг без сенсорного входа лишен существенного знания о мире. Ощущения мира и их значение — в той же мере функция биологически закрепленных механизмов, что и опыта наблюдателя.
Рис. 3.5. а. Глазная ямка моллюска. б. Глаз кораблика, имеющий элементарные рецепторы и нервные волокна
Все, что мы знаем, неверно
Удобно представлять себе различные элементы сенсорной системы в виде каналов, открытых для внешней реальности. Высшим уровням обработки доступны только те ощущения, которые обеспечиваются работой рецепторов, а поскольку восприимчивость этой системы ограничена, наши знания также неизбежно ограничены. Похоже, что мы преувеличиваем важность деталей физического мира, которые можем обнаружить, и недооцениваем важность тех, что нам недоступны или требуют специальных фильтров для преобразования. Как изменился бы наш взгляд на реальность, если бы мы могли видеть в инфракрасном диапазоне, но не могли бы видеть обычно воспринимаемую часть спектра? Не изменился ли тогда наш распорядок дня и ночи? Как бы это сказалось на истории, торговле, моде, философии — на всем обществе, наконец? Но самое главное — как бы это повлияло на наши представления о реальности? Поскольку мы воспринимаем реальность через такие ограниченные (часто искажающие) каналы, то вынуждены заключить, что все, что нам известно, на самом деле неверно. Однако в пределах возможностей нашего сенсорного аппарата мы можем составить примерное описание того, как мы обрабатываем огромное количество информации, которую можем обнаружить, хорошо понимая, что реальность нашего непосредственного мира гораздо более разнообразна, чем мы можем ощутить.
Наша точка зрения на перцептивный процесс состоит в том, что обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов определяются следующими факторами:
* Энергией стимула, ощущаемой сенсорными системами и мозгом.
* Знанием, сохраненном в памяти до опыта.
Значительная часть когнитивных исследований касается того, как сенсорные системы и мозг искажают сенсорную информацию. Сейчас нам кажется, что информация, хранящаяся в нашей памяти, является лишь абстрактной репрезентацией действительности. Ключом к обработке сенсорной информации и ее когнитивной интерпретации, по-видимому, является абстрагирование информации. На сенсорном уровне информация очень определенна, тогда как на уровне интерпретации она обычно абстрактна. Наше представление о мире возникает в результате интеграции того, что мы знаем (в абстрактном смысле), с тем, что мы ощущаем (в конкретном смысле). Теперь мы обратимся к другому аспекту восприятия — вопросу о том, какой объем информации может воспринять человек за один момент времени.
Ощущение относится к первоначальному опыту, возникающему в результате элементарных видов стимуляции, и подробно изучается в психофизике — отрасли экспериментальной психологии, которая занимается выяснением отношения между стимулами физического мира и их обнаружением сенсорной системой. Изучение ощущений обычно связано с устройством и работой органов чувств (уха, глаза и т. д.) и со стимулами, воздействующими на эти органы.
С другой стороны, в восприятии участвуют высшие когнитивные механизмы, интерпретирующие сенсорную информацию. Ощущение связано с начальным обнаружением стимулов; восприятие — с интерпретацией ощущаемых явлений. Когда мы читаем книгу, слушаем концерт, получаем сеанс массажа, нюхаем одеколон или едим икру, мы «переживаем» нечто гораздо большее, чем непосредственную сенсорную стимуляцию. Каждое из этих сенсорных событий обрабатывается в контексте наших знаний о мире; наш предшествующий опыт придает смысл простым ощущениям.
Точка соприкосновения между внутренним миром и внешней действительностью находится в сенсорной системе. Изучение отношения между физическими изменениями мира и психологическим опытом, связанным с этими изменениями, называют психофизикой, и это большая и важная область в психологии.
Иллюзии
Дихотомия между сенсорным опытом и перцептивной интерпретацией этого опыта-в сущности, между тем, что воспринимает наша сенсорная система, и тем, как это интерпретирует разум — заняла центральное место в исследовании восприятия и других когнитивных процессов. Это также поднимает интересный вопрос: почему разум искажает действительность?
Одним из методов исследования является измерение физического и психологического качества одних и тех же сенсорных стимулов. Иногда эти две меры реальности, «объективная» и воспринимаемая, не совпадают, например в случае иллюзий восприятия. В работах по восприятию хорошо известна иллюзия Мюллера-Лайера (рис. 3.2), в которой два равных отрезка кажутся неравными.
Рис. 3.2. Иллюзия Мюллера-Лайера. Отрезки линий на фигуре а имеют равную длину; отрезки линий на фигуре б кажутся равными, но на самом деле они не равны
Эта иллюзия, вероятно, частично объясняется влиянием нашего прошлого опыта, который научил нас ожидать, что некоторые формы находятся далеко, а другие близко. С другой стороны, некоторые исследователи утверждают, что эта иллюзия (как и многие другие подобные ей) отражает укоренившиеся инвариантные структуры мозга. (См. обсуждение иллюзий в главе 4.) Более сложную иллюзию можно увидеть на картине Мориса С. Эшера, изображенной на рис. 3.3. Здесь зрительные признаки близости и удаленности оказываются несовместимыми с движением потока воды.
Рис. 3.3. М. С. Эшер. Водопад
Предшествующее знание
Взаимосвязь между восприятием и предшествующим знанием о мире проявляется не только в простых геометрических иллюзиях, но также и при интерпретации научных данных. На рис. 3.4, а показано расположение ям для столбов, найденных при археологических раскопках. Если ваши знания об изучаемом племени привели вас к гипотезе, что их хижины были прямоугольными, вы будете склонны «видеть» или интерпретировать расположение ям так, как это показано на рис. 3.4, б. И наоборот, если у вас другая гипотеза, вы будете склонны интерпретировать расположение ям иначе — как на рис. 3.4, в. В качестве упражнения попытайтесь вычертить расположение хижин исходя из предположения, что они были треугольными, и соответственно отбирая «существенные» и «несущественные» ямы. На восприятие влияют предшествующее знание, имеющиеся гипотезы и мнения, так же как сенсорные сигналы.
Рис. 3.4. Гипотетические планы хижин, нарисованные на основе расположения ям для столбов, обнаруженных при археологических раскопках: а — расположение ям (черные пятна); б и в — гипотетические планы хижин
Таким образом, на способ восприятия нами первичной информации о мире в значительной степени влияет изначальная организация сенсорной системы и мозга-мы «оснащены», чтобы воспринимать мир определенным способом — и наш прошлый опыт, который определяет значение начального ощущения стимулов. Если бы предыдущее научение не влияло на наше восприятие, странные знаки на этой странице, которые мы называем буквами, не воспринимались бы как части слов и слова были бы лишены значения. Мы научаемся значению зрительных (а также слуховых, тактильных, вкусовых и обонятельных) сигналов. Наш мозг полон ассоциативных структур, которые интерпретируют основную энергию стимула естественного мира. Прошлое научение влияет на восприятие. Когда вы слышите балалайку, то можете представить себе русский танец. Но восприятие также находится во власти сенсорной системы.
Сенсорная предрасположенность мозга
Есть другая точка зрения на сенсорный и перцептивный процессы, которую подтверждают результаты исследований физического устройства сенсорной системы и мозга. Сенсорная система состоит из рецепторов и соединенных между собой нейронов пяти видов чувствительности (слух, зрение, осязание, вкус и запах). За последние 150 лет благодаря усилиям физиологов, врачей и психофизиологов каждый из этих видов чувствительности в большей или меньшей степени раскрыл свои секреты. С другой стороны, знание о мозге и его роли в восприятии не спешило развиваться главным образом из-за недоступности мозга. Прямое наблюдение работы мозга обычно включало удаление части его твердого корпуса, на протяжении тысячелетий развивавшегося, чтобы предохранять мозг от повреждений, или исследования мозга умершего человека врачами, интересующимися неврологической основой тех или иных симптомов. Эти исследования указали на некоторые общие особенности, такие как известная контрлатеральность мозга, согласно которой повреждение одного из полушарий приводит к дефекту в противоположной стороне тела. Мы также знаем, что при травмах, например ударе по задней части головы в области, названной затылочной долей, у человека могут «посыпаться искры из глаз». Мы «видим» яркие вспышки, хотя на глаза не воздействуют такие стимулы. Через прямую стимуляцию затылочной коры в этой части мозга запускается зрительное восприятие. Исследователи мозга недавно получили возможность наблюдать сенсорные, перцептивные и когнитивные процессы мозга, не удаляя череп и не ударяя людей по голове. Эти методы включают как поведенческие данные, например эксперименты на время реакции, так и технологию отображения, которая уже обсуждалась в предыдущей главе (ПЭТ, КАТ, ОМР и т. д.). Теперь впервые в науке о разуме действительно можно видеть работу мозга при восприятии информации о мире, а также то, как это восприятие прокладывает себе путь через лабиринт мозга.
Обработка сенсорных сигналов вычислительным мозгом играет определенную роль в эпистемологии, или изучении происхождения и природы знания. Некоторые из этих соображений ставят вопрос: каково логическое обоснование наших сенсорной, перцептивной и когнитивной систем как отражения мира? Окна разума, сенсорная система человека, появились в результате физических изменений, произошедших на нашей планете. У очень простых организмов развивались специализированные клетки, которые реагировали на свет, и более чем за миллионы лет эти клетки становились все более специализированными, пока не появилось нечто подобное глазу (рис. 3.5). С развитием глаза появился и мозг. В конце концов, видеть мир — это хорошо, но еще лучше — понять, что он означает! Глаз и другие органы чувств столь же глупы, как мозг мудр. И наоборот, мудрый мозг без сенсорного входа лишен существенного знания о мире. Ощущения мира и их значение — в той же мере функция биологически закрепленных механизмов, что и опыта наблюдателя.
Рис. 3.5. а. Глазная ямка моллюска. б. Глаз кораблика, имеющий элементарные рецепторы и нервные волокна
Удобно представлять себе различные элементы сенсорной системы в виде каналов, открытых для внешней реальности. Высшим уровням обработки доступны только те ощущения, которые обеспечиваются работой рецепторов, а поскольку восприимчивость этой системы ограничена, наши знания также неизбежно ограничены. Похоже, что мы преувеличиваем важность деталей физического мира, которые можем обнаружить, и недооцениваем важность тех, что нам недоступны или требуют специальных фильтров для преобразования. Как изменился бы наш взгляд на реальность, если бы мы могли видеть в инфракрасном диапазоне, но не могли бы видеть обычно воспринимаемую часть спектра? Не изменился ли тогда наш распорядок дня и ночи? Как бы это сказалось на истории, торговле, моде, философии — на всем обществе, наконец? Но самое главное — как бы это повлияло на наши представления о реальности? Поскольку мы воспринимаем реальность через такие ограниченные (часто искажающие) каналы, то вынуждены заключить, что все, что нам известно, на самом деле неверно. Однако в пределах возможностей нашего сенсорного аппарата мы можем составить примерное описание того, как мы обрабатываем огромное количество информации, которую можем обнаружить, хорошо понимая, что реальность нашего непосредственного мира гораздо более разнообразна, чем мы можем ощутить.
Наша точка зрения на перцептивный процесс состоит в том, что обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов определяются следующими факторами:
* Энергией стимула, ощущаемой сенсорными системами и мозгом.
* Знанием, сохраненном в памяти до опыта.
Значительная часть когнитивных исследований касается того, как сенсорные системы и мозг искажают сенсорную информацию. Сейчас нам кажется, что информация, хранящаяся в нашей памяти, является лишь абстрактной репрезентацией действительности. Ключом к обработке сенсорной информации и ее когнитивной интерпретации, по-видимому, является абстрагирование информации. На сенсорном уровне информация очень определенна, тогда как на уровне интерпретации она обычно абстрактна. Наше представление о мире возникает в результате интеграции того, что мы знаем (в абстрактном смысле), с тем, что мы ощущаем (в конкретном смысле). Теперь мы обратимся к другому аспекту восприятия — вопросу о том, какой объем информации может воспринять человек за один момент времени.
Объем восприятия
Какой объем информации мы можем воспринять при кратковременной экспозиции стимула? Этот давний вопрос имеет отношение к явлению, которое характеризует начальную стадию обработки информации и называется объемом восприятия. Известно, что мир наполнен стимулами, огромное количество которых находится в диапазоне сенсорного обнаружения. Какая же часть этих ощущений доступна для дальнейшей обработки? При попытке определить объем восприятия человека произошло большое недоразумение, вызванное неумением различить две гипотетические структуры — доперцептивное хранилище информации и кратковременную память. Ниже приводится часто цитируемое высказывание Уильяма Гамильтона (1859/1954) об этой проблеме, в котором он не делает различия между двумя системами хранения:
Сколько различных объектов можно одновременно представить себе мысленно — пусть не особенно отчетливо, но все же без полной путаницы? Я заметил, что разные философы ставят этот вопрос и отвечают на него по-разному, причем явно не зная друг друга. По мнению Чарльза Бонне, в сознании может содержаться четкое представление о шести объектах одновременно; Абрахам Такер снижает это число до четырех, а Дестут-Трейси снова увеличивает его до шести. Мнение первого и последнего из этих философов кажется мне правильным. Вы легко можете сами проделать этот эксперимент, но при этом вы не должны объединять объекты в классы. Если вы бросите на пол горсть гравия, вам будет трудно увидеть одновременно более шести или максимум семи камешков без их смешивания. Но если вы сгруппируете их по два, три или пять, вы сможете охватить столько же групп, сколько и отдельных единиц, поскольку в сознании группа рассматривается как одна единица.
Сэр Уильям Гамильтон размышляет об объеме восприятия
Если у нас есть время сосчитать камни, мы почти всегда получим верный результат, но, как полагает Гамильтон, при кратковременных экспозициях способность к быстрым решениям основывается на сенсорном хранении. Это представление согласуется со здравым смыслом. Закрыв глаза, мы продолжаем «видеть» мир; когда кончается музыкальная пьеса, мы все еще «слышим» ее; убирая руку с рельефной поверхности, мы все еще продолжаем ее «чувствовать». Однако все эти сенсорные следы быстро угасают и большей частью скоро забываются. Каковы границы этих переходных впечатлений? Как долго они длятся? Как много можно воспринять за короткое время и насколько оно коротко?
В первых экспериментах по определению объема восприятия использовались зрительные стимулы не только потому, что зрение — очень важный вид чувствительности, но и потому, что зрительные стимулы несколько легче контролировать в эксперименте по сравнению с другими видами стимулов (например, осязательными или вкусовыми). Изучение зрения имело и практический смысл, поскольку оно было связано с быстро развивающимися исследованиями чтения. (Во многих ранних исследованиях объема восприятия измерялось количество информации, которое можно воспринять за короткий период.) Джаваль (Javal, 1878) заметил, что при чтении происходит не плавное сканирование строк текста, а «перепрыгивание» с одной точки фиксации на другую. Чтение, или сбор текстового материала, происходит в точках фиксации, а не во время скачков, или саккадических движений (Cattell, 1886a, 1886b; Erdmann & Dodge, 1898).
В этих первых работах было показано, что наибольшее количество информации, которое можно собрать при единичном предъявлении, составляет 4-5 не связанных между собой букв. Важно иметь в виду, что в этих ранних исследованиях чтения выводы основывались на сообщениях испытуемых о том, что они видели. Такой способ отчета исключал рассмотрение возможности того, что восприятие сохраняет по инерции больше 4-5 букв, но в сознании испытуемого удерживаются, то есть воспроизводятся из воспринятого, только четыре или пять из них. То, что объем воспринимаемого больше воспроизведенного, можно объяснить наличием как минимум двух составляющих отчета испытуемого: 1) объем восприятия и 2) воспроизведение немедленных впечатлений. Однако на протяжении 60 лет считалось непреложным фактом, что объем восприятия при чтении составляет 4,5 буквы, пока не был проведен ряд критических экспериментов, доказавших ошибочность такой позиции.
Эти важнейшие эксперименты двояко повлияли на когнитивную психологию. Во-первых, значительно изменилось представление о величине объема восприятия; и, во-вторых, обработка информации стала рассматриваться как процесс, состоящий из последовательных этапов, каждый из которых протекает по своим законам. Последнее должно было подкрепить метафору «ящиков в голове» как способа репрезентации гипотетических когнитивных структур. Мы встретимся с этой метафорой в последующих главах.
Иконическое хранение
Сохранность зрительных впечатлений и их кратковременную доступность для дальнейшей обработки Найссер (Neisser, 1967) назвал иконической памятью. Возникает вопрос, правильно ли применять к этому сенсорному явлению термин «память»? Для многих (если не большинства) когнитивных психологов «память» означает кодирование и хранение информации с участием высших когнитивных процессов. Верно, что иконическая память включает определенную форму хранения, но недавние открытия показывают, что она не зависит от процессов высшего уровня, таких как внимание.
Многие исследователи обнаруживали, что входящая информация точно представлена в иконической памяти, но она быстро исчезает, если не передается для дальнейшей обработки. Возникает вопрос, не теряет ли испытуемый некоторое количество информации в то время, когда он дает вербальный отчет, то есть когда он «считывает» зрительную информацию с быстро угасающего сенсорного следа? Если бы это было так, это бы означало, что количество информации, которое, как полагали, соответствует объему восприятия, в действительности есть то количество, которое можно успеть пересказать, прежде чем оно угаснет, — другими словами, оно является совместной функцией иконического угасания и времени, требуемого для пересказа зрительной информации.
Сперлинг (Sperling, 1960) предположил, что применявшаяся раннее методика, в рамках которой испытуемых просили сообщить обо всех элементах, которые они могут запомнить, в действительности была тестом на запоминание увиденного, а это может отличаться от того, что они первоначально восприняли. Икона — зрительный отпечаток — может содержать больше, чем мы можем запомнить. Чтобы решить эту проблему, Сперлинг разработал методику «частичного отчета», в которой испытуемому в течение 50 мс предъявлялся такого рода набор букв:
R G C
L X N
S B J
Если испытуемые пытаются воспроизвести как можно больше из предъявленных девяти букв, есть все шансы, что они вспомнят четыре или пять. Сперлинг, однако, немедленно после предъявления всего набора букв подавал один из трех звуков — высокого, среднего или низкого тона. (Так, в нашем примере ряд RGC мог бы обозначаться высоким тоном, ряд LXN — средним и т. д.) Эти звуки служили испытуемому указанием на то, какой ряд букв следует вспомнить — первый, второй или третий соответственно. Каждый ряд точно воспроизводился испытуемым практически в 100% случаев. Поскольку испытуемый не знал заранее, какой из трех рядов ему укажут для припоминания, можно заключить, что все девять букв были доступны для воспроизведения; следовательно, сенсорное хранилище должно удерживать как минимум девять элементов. Другая особенность экспериментов Сперлинга состояла в том, что он изменял время между предъявлением букв и подачей звука; это создавало возможность измерять длительность иконического хранения: при задержке звука более 1 с количество воспроизводимых букв падало до уровня, характерного для экспериментов по методике полного отчета (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Зависимость воспроизведения от времени задержки слуховой подсказки. Столбик слева показывает время предъявления букв; столбик справа показывает уровень непосредственной памяти на этот материал. Адаптировано из: Sperling, 1960
Влияние задержки подсказки
Чтобы оценить характер затухания информации в этом очень кратковременном хранилище, были проведены исследования, в которых варьировался интервал между предъявлением букв и подачей подсказки (звукового тона или метки в виде небольшого прямоугольника). Судя по влиянию этой процедуры на воспроизведение, была определена длительность иконического хранения, равная примерно 250 мс[16].
Сохранность зрительных впечатлений и их кратковременную доступность для дальнейшей обработки Найссер (Neisser, 1967) назвал иконической памятью. Возникает вопрос, правильно ли применять к этому сенсорному явлению термин «память»? Для многих (если не большинства) когнитивных психологов «память» означает кодирование и хранение информации с участием высших когнитивных процессов. Верно, что иконическая память включает определенную форму хранения, но недавние открытия показывают, что она не зависит от процессов высшего уровня, таких как внимание.
Многие исследователи обнаруживали, что входящая информация точно представлена в иконической памяти, но она быстро исчезает, если не передается для дальнейшей обработки. Возникает вопрос, не теряет ли испытуемый некоторое количество информации в то время, когда он дает вербальный отчет, то есть когда он «считывает» зрительную информацию с быстро угасающего сенсорного следа? Если бы это было так, это бы означало, что количество информации, которое, как полагали, соответствует объему восприятия, в действительности есть то количество, которое можно успеть пересказать, прежде чем оно угаснет, — другими словами, оно является совместной функцией иконического угасания и времени, требуемого для пересказа зрительной информации.
Сперлинг (Sperling, 1960) предположил, что применявшаяся раннее методика, в рамках которой испытуемых просили сообщить обо всех элементах, которые они могут запомнить, в действительности была тестом на запоминание увиденного, а это может отличаться от того, что они первоначально восприняли. Икона — зрительный отпечаток — может содержать больше, чем мы можем запомнить. Чтобы решить эту проблему, Сперлинг разработал методику «частичного отчета», в которой испытуемому в течение 50 мс предъявлялся такого рода набор букв:
R G C
L X N
S B J
Если испытуемые пытаются воспроизвести как можно больше из предъявленных девяти букв, есть все шансы, что они вспомнят четыре или пять. Сперлинг, однако, немедленно после предъявления всего набора букв подавал один из трех звуков — высокого, среднего или низкого тона. (Так, в нашем примере ряд RGC мог бы обозначаться высоким тоном, ряд LXN — средним и т. д.) Эти звуки служили испытуемому указанием на то, какой ряд букв следует вспомнить — первый, второй или третий соответственно. Каждый ряд точно воспроизводился испытуемым практически в 100% случаев. Поскольку испытуемый не знал заранее, какой из трех рядов ему укажут для припоминания, можно заключить, что все девять букв были доступны для воспроизведения; следовательно, сенсорное хранилище должно удерживать как минимум девять элементов. Другая особенность экспериментов Сперлинга состояла в том, что он изменял время между предъявлением букв и подачей звука; это создавало возможность измерять длительность иконического хранения: при задержке звука более 1 с количество воспроизводимых букв падало до уровня, характерного для экспериментов по методике полного отчета (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Зависимость воспроизведения от времени задержки слуховой подсказки. Столбик слева показывает время предъявления букв; столбик справа показывает уровень непосредственной памяти на этот материал. Адаптировано из: Sperling, 1960
Влияние задержки подсказки
Чтобы оценить характер затухания информации в этом очень кратковременном хранилище, были проведены исследования, в которых варьировался интервал между предъявлением букв и подачей подсказки (звукового тона или метки в виде небольшого прямоугольника). Судя по влиянию этой процедуры на воспроизведение, была определена длительность иконического хранения, равная примерно 250 мс[16].
Эхоическое хранение
Если мы можем «видеть» после того, как прекратилась внешняя физическая стимуляция, то не можем ли мы «слышать» после прекращения звука? Видимо, можем. Найссер (Neisser, 1967) назвал сенсорную слуховую память эхоической памятью. Эхоическое хранение похоже на иконическое в том смысле, что необработанная сенсорная информация сохраняется в ней с высокой точностью (с тем, чтобы можно было выделить существенные черты и подвергнуть их дальнейшему анализу) в течение очень короткого времени. Подобно иконе, дающей нам дополнительное время, чтобы разглядеть быстро исчезающие стимулы, эхоическая память дает нам дополнительное время, чтобы расслышать слуховое сообщение. Если мы рассмотрим сложный процесс понимания обычной речи, нам станет очевидна роль эхоической памяти. Звуковые колебания, составляющие речь, распространяются с течением времени. Информация, содержащаяся в каждой частичке речи, музыки или другого звука, не имеет смысла, если не находится в контексте других звуков. Эхоическое хранение, запечатлевая на короткое время слуховую информацию, обеспечивает нас непосредственными контекстуальными признаками, необходимыми для понимания слуховой информации.
Хотя полное описание кратковременной памяти (КП) будет приведено в главе 7, важно провести различение между этим видом памяти и эхоическим хранением. Время хранения в эхоической памяти очень мало (от 250 мс до 4 с), а в КП оно значительно больше и составляет 10-30 с. Слуховая информация точно хранится в обеих системах, но в КП, видимо, менее достоверно. Оба вида памяти имеют ограниченный объем, но обеспечивают нас необходимыми для понимания контекстуальными признаками. .
С помощью стерео- и квадрофонического оборудования генерировалась матрица сигналов, аналогичных сигналам в зрительных экспериментах Сперлинга и др. Одними из первых свойства эхоической памяти продемонстрировали Морей, Бейтс и Барнетт (Мокеу, Bates & Barnett, 1965) в статье «Эксперименты с четырехухим человеком». Испытуемого (всего лишь с двумя ушами) помещали среди четырех громкоговорителей или надевали на него квадрофонические наушники; эти устройства позволяли предъявлять четыре сообщения одновременно — совсем как это бывает на вечеринке или если сесть в центре струнного квартета, исполняющего Бетховена. Во всех этих случаях человек может прислушиваться либо к одному голосу (или сигналу), либо к другому. В эксперименте Морея сообщение состояло из букв алфавита — от одной до четырех, — предъявляемых одновременно по одному, двум, трем или всем четырем каналам. Как и в экспериментах со зрением, испытуемого просили повторить как можно больше букв; в некоторых экспериментах с частичным отчетом могли загораться четыре лампы, соответствующие расположению источника звука и указывающие испытуемому на те каналы, сигналы из которых он должен воспроизвести. Лампы зажигались через 1 с после предъявления букв. Результаты воспроизведения с частичным отчетом были выше результатов с полным отчетом, что указывало на верность представления о кратковременном хранении слуховой информации в эхоической памяти.
Еще более близкую аналогию методике Сперлинга с частичным отчетом имеет эксперимент Дарвина, Турвея и Краудера (Darwin, Turvey & Crowder, 1972). Через стереонаушники испытуемым предъявлялась матрица слуховой информации (сходная с вышеописанной визуальной матрицей), состоящая из трех наборов по три знака, причем в наборах были смешаны цифры и буквы. Испытуемый слышал три коротких списка по три элемента, примерно так:
B — 8 — F
2 — 6 — R
L — U — 10
Общее время предъявления составляло 1 с. Так, в приведенном примере испытуемый услышал бы одновременно В и «8» в левом ухе и F и «8» в правом ухе. Субъективно это ощущалось так, будто сообщения справа и слева локализованы в их источниках, а сообщение «посередине» (получаемое одновременным испусканием звука из обоих источников) казалось исходящим из головы. Эта методика, сходная с предъявлением зрительной матрицы Сперлингом, на самом деле как бы создавала «трехухого человека». Воспроизведение измерялось посредством как полного, так и частичного отчета. Зрительная подсказка в виде прямоугольного столбика проецировалась на левую, среднюю и правую части экрана перед испытуемыми. Как и в опытах со зрением, переменная задержка подсказки позволяла проследить затухание памяти. Дарвин с коллегами задерживали зрительный сигнал на 0, 1, 2 и 4 с; количество соответствующего воспроизведенного материала отражено на рис. 3.7. Очевидно, что эхоическое хранение длится около 4 с, но наиболее полно информация сохраняется в течение первой секунды после слуховой стимуляции.
Рис. 3.7. Зависимость воспроизведения от задержки слуховой инструкции. Адаптировано из: Darwin, Turvey & Crowder, 1972
Мы рассмотрели две сенсорные модальности обнаружения информации: зрение и слух. К сожалению, собрано недостаточно данных, касающихся вкуса, обоняния и осязания, чтобы можно было с уверенностью сказать, существует ли раннее перцептивное хранилище памяти для этих видов чувствительности, соответствующее иконическому и эхоическому хранению для зрения и слуху. Согласно некоторым данным, тактильная чувствительность имеет механизм, аналогичный раннему сенсорному хранению (Bliss, et al., 1966).
Функции сенсорных хранилищ
Плодотворная работа в области исследования зрения и слуха дала когнитивной психологии важные конструкты, помогающие объяснить последовательность этапов обработки информации. Какова же общая задача этих кратковременных и живых сенсорных отпечатков внешней реальности? Каково их место в когнитивной психологии в целом?
Удивительно мало внимания уделялось интегрированию теорий сенсорной информации в более крупные схемы человеческой деятельности. Одно соображение, касающееся иконического и эхоического хранения (и, возможно, других аналогичных систем), состоит в том, что выделение информации из внешнего, физического, мира происходит по принципу экономии. Учитывая астрономическое количество сенсорной информации, постоянно возбуждающей нашу нервную систему, и ограниченные возможности когнитивных систем «высшего уровня» обрабатывать эту информацию, очевидно, что только небольшая часть сенсорных признаков может быть отобрана для дальнейшей обработки.
Эти соображения, по-видимому, применимы к зрению и слуху: для сенсорной системы кажется естественным, даже необходимым, на мгновение удержать информацию, чтобы отобрать для дальнейшей обработки наиболее существенную. При чтении, например, точное отражение букв и слов может быть необходимо для понимания, а при слушании очевидно, что понимание всех стимулов от разговоров до музыки зависит от точной регистрации слуховых сигналов.
Видимо, существует тонкий баланс между отбором соответствующей информации для дальнейшей обработки и отклонением несущественной информации. Временное хранение сенсорной информации, живое и точное, такое как в эхоической или иконической памяти, дает нам механизм, при помощи которого можно отбирать для дальнейшей обработки только существенную информацию. Сохраняя на короткое время полный сенсорный отпечаток, мы получаем возможность сканировать непосредственные события, «выдергивая» наиболее рельефные стимулы и встраивая их в запутанную матрицу нашей памяти. Когда все работает исправно, информация кодируется, преобразуется и хранится в количестве, не большем и не меньшем, чем это необходимо для нормального существования человека. С этим представлением совпадает мысль, высказанная Эдвином Борингом (Boring, 1946) более четырех десятилетий назад: «Задача восприятия — в том, чтобы экономить мыслительную деятельность. Оно отбирает и определяет то, что непреходяще и, следовательно, важно для выживания и благополучия организма».
Иконическое, эхоическое и другие хранилища информации позволяют нам выделять только существенную информацию и подвергать ее дальнейшей обработке. Сами ограничения нервной системы человека препятствуют тому, чтобы из нашего кратковременного сенсорного хранилища записывалась вся информация или ее большая часть.
Способность к комплексной обработке зрительных стимулов можно объяснить в терминах сенсорного хранения; способность к чтению вполне может основываться на иконическом хранении, позволяющем выявлять неоспоримые признаки зрительного поля и игнорировать несущественные внешние стимулы. Сходным образом наша способность понимать речь вполне может основываться на эхоическом хранении, позволяющем на короткое время сохранять слуховые признаки при одновременном поступлении новых; это дает возможность переходить к абстракциям, основываясь на фонетическом контексте.
Развитие кратковременных сенсорных хранилищ, как и других, менее четко определенных, видов хранения, возможно, было составной частью эволюции человека. Функционирование их в качестве механизмов выживания является чисто умозрительным, но вполне правдоподобно, что они позволяют нам воспринимать «все» и при этом обращать внимание только на существенные компоненты перцептов, образуя тем самым наиболее экономичную систему. Сенсорное хранение дает нам время для извлечения важных признаков с целью их последующей обработки и организации действия.
Внимание
Когда примерно 100 лет назад Уильям Джемс (James, 1890) написал: «Каждому известно, что такое внимание», он тем не менее дал следующее объяснение:
Это когда разум охватывает в ясной и отчетливой форме нечто, в чем видится одновременно несколько возможных объектов или ходов мысли. Сосредоточение, концентрация сознания — вот его суть. Оно означает отвлечение от одних вещей ради того, чтобы эффективно работать с другими.
Сказанное Джемсом, конечно, не означает, что нам известно о внимании все; это было не так в 1890 году, это не так и сегодня. Однако благодаря нескольким тщательно продуманным экспериментам по исследованию феномена внимания стало возможным как-то определиться по основным вопросам; в результате появились модели, представляющие общую перспективу этой проблемы. Этот раздел прежде всего касается исследований внимания в когнитивной психологии и включает новые открытия в нейрокогнитологии. Он разделен на четыре части: в первой рассматриваются обычные явления, связанные с вниманием; во второй описаны модели внимания и главные проблемы в этой области; в третьей изложено обсуждение этих проблем и моделей, а в четвертой речь идет о нейрокогнитологии внимания.
Мы будем использовать следующее очень общее определение внимания: концентрация умственного усилия на сенсорных или мысленных событиях. В исследованиях внимания рассматриваются пять главных аспектов: пропускная способность и избирательность внимания, уровень возбуждения, управление вниманием, сознание и когнитивная нейронаука.
Многие современные теории внимания исходят из того, что наблюдателя всегда окружают мириады признаков. Возможности нашей нервной системы слишком ограничены, чтобы ощущать все эти миллионы внешних стимулов, но даже если бы мы могли обнаружить их все, мозг не смог бы их обработать, так как пропускная способность нервной системы ограничена. Наши органы чувств, подобно другим средствам связи, работают вполне сносно, если количество обрабатываемой информации находится в пределах их возможностей; при перегрузке происходит сбой.
Дональд Бродбент (1926-1992). Первым исследовал внимание и обработку информации
Современный подход к проблемам внимания сформировался в 1958 году, когда британский психолог Дональд Бродбент написал в своей нашумевшей книге «Восприятие и коммуникация», что восприятие есть результат работы системы обработки информации с ограниченной пропускной способностью[17]. В теории Бродбента существенным было представление о том, что мир содержит в себе возможность получения гораздо большего количества ощущений, чем позволяют охватить перцептивные и когнитивные способности человека. Поэтому для того, чтобы справиться с потоком поступающей информации, люди избирательно направляют внимание только на некоторые признаки и «отстраняются» от остальных. Теория Бродбента более подробно обсуждается далее в этой главе. Пока же основы модели обработки информации могут быть представлены как теория каналов. Информация, например в форме человеческого голоса, поступает в канал и последовательно переходит из одного хранилища, или обрабатывающей системы, в другое: из сенсорного хранилища в систему кратковременного хранения и затем на долговременное хранение. Первоначальная теория слегка изменилась, но основная архитектура системы осталась прежней.
Долгое время считалось, что можно уделять внимание одному признаку только за счет другого. Если мы попытаемся понять несколько сообщений, особенно однотипных, одновременно, нам придется пожертвовать точностью. Так, ведя машину (хорошо знакомая многим ситуация), мы можем направлять внимание на дорогу и одновременно слушать радио; но очень трудно одновременно направлять внимание более чем на два признака, если они имеют одну модальность, например два слуховых признака или два зрительных. Так же трудно работать с высокой производительностью, когда мы сталкиваемся с двумя концептуальными задачами, как в случае деления в уме счета за ужин на семерых человек и ответа на вопрос о том, сколько сейчас времени. В такой ситуации возможен следующий ответ: «Каждый из вас должен 23 часа 27 минут и дополнительно $12,54 чаевых».
Наш повседневный опыт говорит нам о том, что одним признакам окружения мы уделяем больше внимания, чем другим, и что те признаки, на которые мы обращаем внимание, как правило, поступают в дальнейшую обработку, а те, которые его не удостаиваются, могут не подвергаться дальнейшей обработке. Каким признакам мы уделяем внимание, а каким нет — зависит от определенного контроля за ситуацией с нашей стороны («Обрати внимание, когда будет повтор этого момента, не вышел ли игрок за пределы поля») и от нашего долговременного опыта (при чтении технического отчета в поисках конкретного факта). Во всех случаях механизм внимания переключается на одни стимулы, предпочитая их другим, хотя из последних не все обязательно полностью исключаются из сферы внимания: они могут и отслеживаться и отфильтровываться.
Особенно хорошо это видно на примере слуховых признаков: на вечеринке вы можете слушать Голос одного человека, улавливая в то же время что-то из высказываний других присутствующих. Многим из нас случалось замечать, как перескакивает Внимание с голоса нашего собеседника на голос кого-то другого, рассказывающего свежую сплетню. Это довольно легко — настроиться на рассказчика сплетни и одновременно скрывать, что не слушаешь нудный рассказ своего собеседника о его поездке в Барселону. Правда, можно себя раскрыть каким-нибудь вопросом невпопад, вроде: «Вы были когда-нибудь в Европе?»
В качестве упражнения на критическое размышление о внимании последите за своей собственной рассеянностью в течение нескольких дней (или за глупыми высказываниями и действиями других людей, например вашего преподавателя когнитивной психологии) и затем выделите отдельные типы поведения и действий. Вероятно, вы обнаружите, что большинство ошибок происходят из-за автоматической обработки (ваш мозг находится на «автопилоте») и/или из-за того, что вы обращаете внимание на что-то еще («витаете в облаках»). Те, кто изучают такие явления, находят, что люди обычно повторяют действия, используют неправильное слово, путают вещи или забывают важный компонент некоторого действия.
Рассеянный преподаватель (студент?)
В течение нескольких недель один мой знакомый преподаватель выдавливал крем для кожи, который был упакован в тюбик почти такой же, как тюбик с зубной пастой, на зубную щетку и начинал чистить зубы до того, как понимал свою ошибку; он наливал воду в кофейник, ставил его на кофеварку, включал ее и, увидев, что ничего не происходит, понимал, что он налил воду не туда, куда нужно; а при чтении лекций о кинетическом искусстве (думая при этом об эксперименте с балеринами) использовал термин «кинестетическое искусство». Большинство людей делают подобные глупости каждый день, а понимая, что сделали, чувствуют смущение.
В качестве еще одного примера можно вспомнить сцену из «Мнимого больного» Мольера, когда два персонажа — ипохондрик и доктор — начинают говорить одновременно. Нередко множественные сигналы встречаются в опере. Вы пытаетесь слушать всех, но, обнаружив, что только путаетесь, решаете «настроиться» на кого-то одного; других вы тоже слышите, но не разбираете, что они говорят. Когда вы смотрите футбол со всеми его множественными действиями, трудно наблюдать за всеми игроков одновременно. Все существование человека в бодрствующем состоянии можно сравнить с этими примерами в том смысле, что на нас постоянно обрушивается град сенсорных сигналов и мы должны выбрать, какие из них следует обрабатывать.
С помощью этих примеров можно выделить пять вопросов, касающихся внимания:
1. Пропускная способность и избирательность. Мы можем обращать внимание на некоторые, но не все, сигналы из внешнего мира.
2. Контроль. Мы имеем некоторый контроль над стимулами, на которые мы обращаем внимание.
3. Автоматическая обработка. Многие привычные процессы (например, вождение автомобиля) настолько знакомы, что требуют небольшого количества сознательного внимания и протекают автоматически.
4. Нейрокогнитология. Наш мозг и ЦНС — анатомическая основа внимания, так же как всех когнитивных процессов.
5. Сознание. Внимание привносит события в сознание.
Как видно из примера с футболом, вы обращаете внимание только на малую часть всего происходящего: вы можете направлять внимание избирательно, сосредоточиваясь на одних признаках (например, на человеке, говорящем о футболе) больше, чем на других. Тот факт, что наше внимание действует избирательно, имеет несколько объяснений. Во-первых, наша способность к обработке информации ограничена пропускной способностью канала. Во-вторых, мы можем в какой-то степени управлять тем, на что обращать свое внимание. Если два персонажа говорят одновременно, мы можем выбирать, к кому из них прислушиваться, или (в примере с футболом) мы обращаем внимание на одного из игроков, скажем на центрального нападающего. В-третьих, восприятие событий связано с автоматической обработкой материала. В-четвертых, недавние исследования нервных основ внимания указывают на то, что система внимания человеческого мозга отделена от других систем мозга, таких как системы обработки данных. Последние открытия имеют значение для когнитивных теорий внимания, а также служат мостом между нейронаукой и когнитивной психологией. Наконец, то, на что вы обращаете внимание, есть часть вашего сознательного опыта. Эти пять тем составляют «активный центр» исследований внимания.
Наша способность реагировать на некоторый сигнал в определенной мере зависит от того, насколько он «чист», то есть насколько в нем отсутствует конкурирующая информация, или «шум». Если вам случалось ездить на машине по Квебеку, то вы, очевидно, заметили, что основные дорожные знаки содержат надписи и на английском, и на французском языке.
Если вы обращаете внимание только на одну из надписей — скажем, на английскую,- вы проедете через сложную дорожную развязку без всяких проблем; но если вы будете раздумывать над этим составным стимулом и переключать внимание с одной надписи на другую, ваше путешествие может стать опасным.
Пропускная способность и избирательность внимания
То, что мы избирательно направляем свое внимание на некоторую часть всех имеющихся признаков, очевидно из многих обычных ситуаций, вроде тех, что описаны выше. Причина избирательной направленности внимания часто объясняется недостаточной пропускной способностью канала или нашей неспособностью обрабатывать все сенсорные признаки одновременно. Это предполагает, что где-то в переработке информации есть «узкое место», частично обусловленное неврологическими возможностями. Избирательное внимание подобно свету фонарика в темной комнате, который освещает интересующие нас вещи, оставляя другие в темноте. Что касается информации, на которую мы реагируем и которую запоминаем, то, по-видимому, в дополнение к этим сенсорным ограничениям существует ограничение со стороны когнитивной способности. Так, мы тщательно нацеливаем луч внимания на процесс, к которому проявляем интерес, и игнорируем (или ослабляем) другие сигналы.
Слуховые сигналы
Информационный подход к феномену внимания в значительной степени сформировался на основе изучения слуха, но с тех пор были проведены исследования с использованием также зрительных и семантических стимулов. Исследования Черри (Cherry, 1953) привели к разработке экспериментальной процедуры, в ходе которой испытуемый выделяет сигнал и которая стала стандартной методикой изучения слухового внимания. Согласно этой методике, испытуемого просят повторять устное сообщение во время его предъявления. Это нетрудно, если речь медленная, но если речь произносится быстро, испытуемый не сможет повторять всю поступающую информацию. Многим из нас приходилось испытать это хотя бы в игре. В экспериментах Черри, однако, была еще одна особенность: предъявлялись два слуховых сообщения одновременно — одно из них должно было быть «оттенено», выделено, а другое — проигнорировано. Иногда эти сообщения предъявлялись через наушники, иногда — через акустические системы, находящиеся в разных местах. Черри (Cherry, 1966) отмечает:
Удивительно то, что испытуемые справляются успешно с самыми разными текстами, хотя они и признают это очень трудным делом. Поскольку оба сообщения читает один диктор, нет признаков, помогающих различить голоса, как в обычной жизни при разговоре на вечеринке. И, кроме того, когда оба сообщения записываются на пленку, а затем воспроизводятся через наушники, все бинауральные признаки направления также отсутствуют.
Черри обнаружил, что, несмотря на способность испытуемых к выделению сообщений, они довольно мало что из них запоминали. Возможно, основная часть обработки информации происходила во временной памяти, поэтому отсутствовали постоянное хранение и понимание сообщения. Сообщение, которому не уделялось внимания, запоминалось намного хуже (что понятно). Когда в качестве сообщения предъявлялась речь, испытуемые отмечали, что распознают ее как речь. Но когда в игнорируемом канале английский язык сменялся немецким, они этого не замечали. Способность фокусироваться на одном сообщении и затормаживать обработку информации из другого сообщения является важным свойством человека: оно позволяет нам обрабатывать ограниченное количество информации и не перегружать механизмы обработки.
Какие выводы мы можем сделать из наблюдений Черри? Поскольку в его экспериментах многие главные признаки (например, визуальные) были устранены, испытуемый должен был ориентироваться на какие-то другие признаки, связанные, по-видимому, с законами нашего языка. На протяжении жизни мы многое узнаем о фонетике, сочетании букв, синтаксисе, строении фраз, звуковых паттернах, речевых клише и грамматике. Благодаря способности обращать внимание на тончайшие признаки контекста и немедленно сверять их с нашими знаниями о языке мы можем разбирать речь, даже когда она предъявляется в одно ухо, а в другое предъявляется аудиальный сигнал. Для восприятия аномальных сообщений — то есть тех, которые не согласуются с лексической и грамматической структурой нашего родного языка, — требуются мощные сигнальные характеристики; в то же время хорошо знакомые сообщения обрабатываются легче.
Прочитайте сообщение, написанное вот так, начиная со слова «среди». Затерянный Среди где-то самых среди потрясающих Рот Маунтинс когнитивных возле способностей Сентрал Сити Колорадо человека выделяется старый способность шахтер выделять припрятал одно сообщение ящик из другого золота. Мы хотя делаем это несколько, фокусируя сотен наше людей внимание на пытались некоторых его признаках искать, таких они как ничего тип не нашли шрифта. Если Когда мы вы фокусируем пройдете наше 300 шагов внимание на на запад определенных и признаках, 600 шагов сообщение, на северо-запад связанное от кабака с другими «Славная дыра» признаками, и выкопаете не опознается. ям/Однако в три фута некоторая глубиной вам информация хватит денег из несопровождаемого сходить на вниманием концерт источника Тины может Тернер обнаруживаться.
Большой теоретический интерес представляет судьба «забытых» сообщений. Какая часть информации из несопровождаемых вниманием каналов, если таковая имеется, «тонет» в нас? Помните нашего приятеля с вечеринки, который, чтобы поддержать разговор, спросил невпопад: «А вы были в Европе?» Он наверняка слышал своим «глухим» ухом что-то, что подтолкнуло его задать этот неподходящий вопрос.
В одном эксперименте (Moray, 1959) было зарегистрировано, что информация, поступавшая в «глухое» ухо, не сохранялась испытуемыми, прислушивавшимися к противоположному каналу, несмотря на то что некоторые слова повторялись около 35 раз. Даже когда Морей предупреждал своих испытуемых, что их попросят повторить кое-что из информации, поступающей по игнорируемому каналу, они очень мало что могли воспроизвести. Тогда Морей предпринял важный шаг: он сделал так, что сообщению в игнорируемом канале предшествовало имя испытуемого. При таком условии это сообщение принималось более часто. (А не так ли это происходит и на вечеринке? Кто-то на другом конце комнаты говорит: «И я понимаю, что жена Рэнди...» И все Рэнди и жены людей по имени Рэнди, полностью поглощенные до этого каждый своей беседой, живо поворачивают ухо к говорящему.) Вторжение интересных, часто непристойных, событий, которые приковывают к себе внимание, было названо феноменом вечеринки с коктейлем. (А с вами случалось такое?)
О чем вы прочитали? Можете вы что-нибудь сказать о сообщении, написанном вот так? Если да, то какие слова привлекли ваше внимание и почему? Некоторые признаки помогли вам правильно ориентироваться; среди них — физическая природа стимула, смысл предложений и правила синтаксиса. Возможно, вас сбивали признаки игнорируемого текста. Вас могли сбить «эмоциональные» слова (например, «золото», «Славная дыра», «кабак», Тина Тернер) или отличительные зрительные признаки (например, 300, 600). Найдите примеры избирательного внимания в повседневной жизни. Почему оно свойственно людям?
Однако необходимость уделять внимание одному сообщению очень сильна и, за исключением специальной информации, мало что будет принято помимо того, что поступает по основному каналу. Нет оснований полагать, что на сенсорном уровне уши получали неодинаковую стимуляцию. Как и нет никаких свидетельств, что одно из сообщений не достигало слуховой зоны коры мозга. Однако есть доказательства того, что определенные части коры отвечают за внимание, тогда как другие — за обработку информации (Posner, 1988), — тема, которую мы рассмотрим далее в этой главе.
Модели избирательного внимания
Модель с фильтрацией (Бродбент)
Целостную теорию внимания первым разработал британский ученый Бродбент (Broadbent, 1958). Эта теория, названная моделью с фильтрацией, была связана с так называемой «одноканальной теорией» и основывалась на идее о том, что обработка информации ограничена пропускной способностью канала — как гласила исходная теория обработки информации Клода Шеннона и Уоррена Вивера (Shannon & Weaver, 1949).
Бродбент утверждал, что сообщения, проходящие по отдельному нерву, могут различаться в зависимости от того, какое из нервных волокон они стимулируют или какое количество нервных импульсов они производят. (Нейропсихологическими исследованиями было установлено, что сигналы высокой частоты и сигналы низкой частоты действительно передаются разными волокнами.) Так, в случае, когда несколько нервов возбуждаются одновременно, в мозг одновременно могут прийти несколько сенсорных сообщений.
В модели Бродбента (рис. 3.8) такие сообщения обрабатываются несколькими параллельными сенсорными каналами. (Предполагается, что такие каналы имеют различные нервные коды и могут выбираться на основе такого кода. Например, два одновременно предъявляемых сигнала — высокой и низкой частоты — можно различить на основе их физических характеристик, даже если они оба достигают мозга в одно и то же время.) Дальнейшая обработка информации происходит только после того, как на этот сигнал будет направлено внимание и он будет передан через избирательный фильтр в канал с ограниченной пропускной способностью. На рис. 3.8 мы видим, что в систему входит больше информации, чем может быть обработано каналом с ограниченной пропускной способностью; Бродбент считал, что для исключения перегрузки системы избирательный фильтр можно переключить на какой-нибудь другой сенсорный канал.
Рис. 3.8. Схема информационного потока, объединяющая взгляды, выраженные в различных современных теориях. Включает элементы теории Бродбента, не оговоренные в тексте. Адаптировано из: Broadbent, 1958
Модель с фильтрацией действительно выглядит правдоподобной. Очевидно, что наша способность к обработке информации ограниченна. Чтобы извлечь смысл из того, что мы слышим, наш мозг должен настроиться на один тип импульсов (на основании физических характеристик): точно так же, как перестраиваемый фильтр в высококачественном приемнике способен обнаруживать сообщения (электрические импульсы) той или иной частоты и посылать каждое сообщение на соответствующий усилительный канал для дальнейшей обработки. Когда того требует ситуация, мы можем переключить наше внимание на другой канал. Однако если селекция ведется на основе физических характеристик сигнала, как вначале полагал Бродбент, тогда переключение внимания не должно быть связано с содержанием сообщения.
В одном из первых экспериментов Бродбент (Broadbent, 1954) использовал для проверки своей теории методику дихотического слушания. В одно ухо испытуемого он предъявлял три цифры, а в другое (в то же самое время) — три другие цифры. Испытуемый, таким образом, мог слышать:
Правое ухо: 4, 9, 3.
Левое ухо: 6, 2, 7.
В одном случае испытуемых просили воспроизвести цифры, предъявленные через какое-либо ухо (например, 493 или 627). В другом случае их просили воспроизвести цифры в порядке их предъявления. Поскольку предъявлялись по две цифры одновременно, испытуемые могли сначала воспроизвести одну из цифр пары, но им приходилось назвать их обе, Прежде чем продолжать последовательность. В этом случае отчет испытуемого выглядел так: 4, 6 2, 9 3, 7.
С учетом количества воспроизводимой информации (шесть единиц) и скорости предъявления (две в секунду), Бродбент мог ожидать, что точность воспроизведения будет около 95%. Но в обоих экспериментах испытуемые воспроизводили меньше ожидаемого. В первом случае верность воспроизведения была около 65%, а во втором — 20%.
Бродбент объясняет эту разницу необходимостью во втором эксперименте более часто переключать внимание с одного источника информации на другой. В первом эксперименте, где испытуемых просили вспомнить сначала все элементы, предъявленные в одно ухо, а затем элементы, предъявленные во второе ухо, они могли направить все внимание на стимулы из одного «канала», а затем — на стимулы из другого (предполагается, что эти вторые стимулы удерживались на короткое время в некоторой системе памяти). Во втором эксперименте, однако, испытуемые должны были переключать внимание как минимум три раза: например, с левого уха на правое, затем обратно на левое и еще раз с левого на правое.
Процесс отбора сигналов легко обсуждать в терминах восприятия; однако Бродбент (Broadbent, 1981) и другие исследователи решили расширить понятие памяти. Все мы носим в себе множество репрезентаций прошлых событий: знакомства со многими людьми, планы на будущее, воспоминания о прошлом опыте, мысли о членах семьи и т. д. В любой момент нашей личной истории мы можем воспроизвести только небольшую часть этих репрезентаций; другие остаются на заднем плане, дожидаясь, когда они понадобятся. Связь, проведенная Бродбентом между селективным восприятием и памятью, поднимает вопросы, интересные в теоретическом и практическом плане, но, что более важно, она напоминает нам, что селективное восприятие не ограничено узким кругом явлений, — оно касается почти всех других когнитивных систем.
Выпускники Оксфорда Грей и Веддерберн (Gray & Wedderbum, 1960) провели эксперимент, результаты которого поставили теорию с фильтрацией Бродбента под сомнение. Они предъявляли через левое и правое ухо слоги, составляющие вместе одно слово, и случайные цифры, так что когда в одном ухе слышался слог, в другом слышалась цифра. Например:
Левое ухо — Правое ухо
ОБЪ — 6
2 — ЕК
ТИВ — 9
Если модель с фильтрацией Бродбента (основанная на физической природе слуховых сигналов) верна, то испытуемые, когда их просили повторить услышанное через один канал, должны были произнести нечто невнятное — например, «об-два-тив» или «шесть-ек-девять». Но вместо этого они говорили слово «объектив» (обь-ек-тив — в нашем примере), демонстрируя тем самым свою способность быстро переключаться с одного канала на другой.
Во втором эксперименте (иногда эту задачу называют «Дорогая тетя Джейн» или «Какого черта») Грей и Веддерберн использовали ту же самую процедуру, но вместо слогов предъявляли фразы (например, «Мышь ест сыр», «Какого черта» или «Дорогая тетя Джейн»):
Левое ухо — Правое ухо
Дорогая — 3
5 — тетя
Джейн — 4
Как и в эксперименте с цифрами и разделенными словами, испытуемые в этом эксперименте склонны были слышать фразу «Дорогая тетя Джейн»; они, таким образом, явно группировали части сообщений по их смыслу. Как пишут Грей и Веддерберн, «испытуемые в этой ситуации действовали разумно».
Можно утверждать, что эти исследователи играли не вполне честно — поскольку стремление понять смысл разделенного слова или фразы, естественно, заставляло испытуемых быстро переключаться между каналами, что не характерно для обычного восприятия информации.
Более серьезное испытание теории фильтрации провела Энн Трейсман с коллегами; ее работу мы рассмотрим ниже.
Энн Трейсман. Создала модель внимания, известную как модель делителя
Модель делителя (Трейсман)
Среди наиболее очевидных проблем модели фильтрации — обнаружение сенсорной информации (например, имени испытуемого) через игнорируемый канал. Морей (Moray, 1959) провел такой эксперимент и обнаружил, что примерно в трети всех случаев испытуемые замечали собственные имена, предъявляемые по игнорируемому каналу. Из повседневного опыта мы также знаем, что, сосредоточив внимание на одном сообщении, можно следить также и за другим. Родитель может быть поглощен церковной проповедью, слышной на фоне воплей из детской. Благая весть хорошо слышна, и крик детей не беспокоит умиротворенного прихожанина. Но как только его собственный ребенок издает малейший шепот, он будет воспринят не менее отчетливо, чем трубный зов. Надо отдать должное Бродбенту: в первоначальном варианте теории он полагал, что избирательный фильтр допускает восприятие одного-двух «наиболее вероятных» (то есть тех, которые возможны в данном контексте) слов через игнорируемый канал.
Внимание, сознание и подпороговое восприятие
Многие теории внимания затрагивают две спорные проблемы: 1 ) проблему сознания и 2) подпороговое восприятие, или воздействие стимулов, очевидно, достаточно сильных, чтобы быть выше физиологического порога, но не осознаваемых. Как мы уже узнали, современные модели внимания фокусируются на том, где происходит селекция информации: Многим из этих теорий свойственно представление ртом, что люди не осознают сигналы на ранних этапах обработки информации, но после принятия решения определенного типа или селекции передают некоторые из сигналов для дальнейшей обработки.
В значительной степени вдохновленные работами Зигмунда Фрейда, Психологи в течение больше чем столетия интересовались дихотомией сознания и подсознания. Проблема в принятии фрейдовских характеристики дихотомичного разума (особенно бихевиористами) состоит в том, что этот теоретический вопрос испытывает недостаток объективного обоснования. Однако эксперименты когнитивных психологов, а также проведенные психоаналитиками исследования отдельных случаев подтвердили представление о дихотомичном разуме.
Вопрос о способности восприятия подпороговых раздражителей проблематичен и для многих экспериментальных психологов, которые расценивают его как относящийся к психологии колдовства. Как мы можем «слышать», не слыша? Тем не менее исследования внимания ясно показывают, что можно сохранить проигнорированную информацию. Тема подпорогового восприятия близко связана с эффектом предварительной подготовки, при котором предъявление слова, например, облегчает узнавание связанного с ним слова без какого-либо осознания этого процесса. Кроме того, несколько исследований (Underwood, 1976, 1977; Philpott & Wilding, 1979) показали, что подпороговые раздражители могут влиять на узнавание последующих стимулов. Таким образом, отмечается некоторое влияние подпороговых раздражителей.
Чтобы объяснить, как испытуемым иногда удается слышать собственные имена, предъявляемые им через несопровождаемый вниманием канал, Морей предположил, что какой-то анализ должен осуществляться перед фильтром. Трейсман возражала, утверждая, что в «словаре» (или хранилище слов) испытуемого некоторые слова имеют более низкий порог активации. Так, «важные» слова или звуки (вроде собственного имени или характерного плача своего ребенка) активируются легче, чем менее важные сигналы. Ее модель во многом напоминает модель Бродбента, но при этом может объяснить эмпирические данные, полученные Мореем.
Мы помним, что в модели Бродбента один канал выключается, когда внимание направляется на другой канал. В работе Трейсман наиболее примечателен эксперимент, в котором испытуемых просили следить за сообщением, подаваемым на одно ухо, в то время как смысловые части фразы предъявлялись то на одно ухо, то на другое. Например, сообщение: «Это дом понять слово» предъявлялось в правое ухо, а выражение: «Знание о на холме» — в левое. Даже тогда, когда нам надо запомнить сообщение, поступившее через одно ухо, мы склонны отслеживать смысл, а не слушать сообщение именно этим ухом. Так, испытуемые отвечали, что слышали фразу: «Это дом на холме». В одном из экспериментов Трейсман (Treisman, 1964а) участвовали испытуемые, хорошо владеющие английским и французским языком; их просили следить за отрывком текста из книги Дж.Оруэлла «Англия, твоя Англия». На одно ухо подавался английский текст, а на другое — французский. Английская и французская версии одного и того же текста были слегка сдвинуты по времени, но испытуемые об этом не знали. Этот разрыв во времени постепенно сокращался, и постепенно испытуемые начинали замечать, что оба сообщения имеют один смысл. Выходило так, что «неконтролируемый» канал не отсоединялся от ДВП, где хранилось знание второго языка.
Данные, полученные Трейсман и другими исследователями, расходились с моделью фильтрации. Какой-то мозговой «центр», прежде чем анализировать характеристики сигнала, должен был принять решение о том, что это необходимо. Очевидно, для этого был нужен некоторый предварительный просмотр материала. По мнению Трейсман, на первом из этих предварительных просмотров сигнал оценивается на основе общих физических характеристик, а затем при более сложных просмотрах он оценивается по смыслу (рис. 3.9). Начальный просмотр осуществляется посредством делителя, или «перцептивного фильтра», — устройства, регулирующего интенсивность сообщения и играющего роль посредника между сигналом и его вербальной обработкой. Модель Трейсман предполагает, что «нерелевантные сообщения» слышатся приглушенно, а не блокируются совсем.
Рис. 3.9. Избирательное слушание: а- гипотеза об ограничении перцептивных возможностей; б — гипотеза об ограничении возможности реагирования. Адаптировано из: Treisman & Geffen, 1967
Насколько хорошо работает модель делителя Трейсман? Она, конечно, логично объясняет, почему мы можем слышать что-то, не обращая на этот объект внимания, и почему мы уделяем внимание смыслу, а не только физическим характеристикам сообщения. Но остается, хотя и в не столь острой форме, вопрос: как принимаются решения? Способен ли простой делитель анализировать сложные элементы сообщения и тщательно проверять их, чтобы увидеть, стоит их пропускать или нет? И как он успевает делать все это в мгновение ока, не отставая при этом от текущей панорамы слуховых событий?
Как раз из-за этих вопросов вспыхнул спор о том, какие именно свойства Трейсман приписывает делителю. Она прояснила свою позицию в замечании, сделанном специально для автора. В связи с вопросом об аттенюаторе (делителе) Трейсман пишет (Treisman, 1986):
Я думаю, что аттенюатор обрабатывает все (курсив мой. — Р. С.) неконтролируемые сообщения одинаково и независимо от их содержания. Влияние их вероятности, существенности, важности и т. п. определяется внутри системы распознавания речи точно так же, как и для контролируемого вниманием сообщения, если оно приходит с низким отношением сигнал/шум... Единственное различие между контролируемыми и неконтролируемыми сообщениями состоит в том, что у неконтролируемого сообщения общее отношение сигнал/шум уменьшено селективным фильтром и, следовательно, ничто из такого сообщения не может возбудить лексические входы, за исключением нескольких слов и фраз с необычно низким порогом обнаружения. Аттенюатор выбирает только на основе общих физических свойств, таких как локализация и качество голоса.
Модель с фильтрацией (Бродбент)
Целостную теорию внимания первым разработал британский ученый Бродбент (Broadbent, 1958). Эта теория, названная моделью с фильтрацией, была связана с так называемой «одноканальной теорией» и основывалась на идее о том, что обработка информации ограничена пропускной способностью канала — как гласила исходная теория обработки информации Клода Шеннона и Уоррена Вивера (Shannon & Weaver, 1949).
Бродбент утверждал, что сообщения, проходящие по отдельному нерву, могут различаться в зависимости от того, какое из нервных волокон они стимулируют или какое количество нервных импульсов они производят. (Нейропсихологическими исследованиями было установлено, что сигналы высокой частоты и сигналы низкой частоты действительно передаются разными волокнами.) Так, в случае, когда несколько нервов возбуждаются одновременно, в мозг одновременно могут прийти несколько сенсорных сообщений.
В модели Бродбента (рис. 3.8) такие сообщения обрабатываются несколькими параллельными сенсорными каналами. (Предполагается, что такие каналы имеют различные нервные коды и могут выбираться на основе такого кода. Например, два одновременно предъявляемых сигнала — высокой и низкой частоты — можно различить на основе их физических характеристик, даже если они оба достигают мозга в одно и то же время.) Дальнейшая обработка информации происходит только после того, как на этот сигнал будет направлено внимание и он будет передан через избирательный фильтр в канал с ограниченной пропускной способностью. На рис. 3.8 мы видим, что в систему входит больше информации, чем может быть обработано каналом с ограниченной пропускной способностью; Бродбент считал, что для исключения перегрузки системы избирательный фильтр можно переключить на какой-нибудь другой сенсорный канал.
Рис. 3.8. Схема информационного потока, объединяющая взгляды, выраженные в различных современных теориях. Включает элементы теории Бродбента, не оговоренные в тексте. Адаптировано из: Broadbent, 1958
Модель с фильтрацией действительно выглядит правдоподобной. Очевидно, что наша способность к обработке информации ограниченна. Чтобы извлечь смысл из того, что мы слышим, наш мозг должен настроиться на один тип импульсов (на основании физических характеристик): точно так же, как перестраиваемый фильтр в высококачественном приемнике способен обнаруживать сообщения (электрические импульсы) той или иной частоты и посылать каждое сообщение на соответствующий усилительный канал для дальнейшей обработки. Когда того требует ситуация, мы можем переключить наше внимание на другой канал. Однако если селекция ведется на основе физических характеристик сигнала, как вначале полагал Бродбент, тогда переключение внимания не должно быть связано с содержанием сообщения.
В одном из первых экспериментов Бродбент (Broadbent, 1954) использовал для проверки своей теории методику дихотического слушания. В одно ухо испытуемого он предъявлял три цифры, а в другое (в то же самое время) — три другие цифры. Испытуемый, таким образом, мог слышать:
Правое ухо: 4, 9, 3.
Левое ухо: 6, 2, 7.
В одном случае испытуемых просили воспроизвести цифры, предъявленные через какое-либо ухо (например, 493 или 627). В другом случае их просили воспроизвести цифры в порядке их предъявления. Поскольку предъявлялись по две цифры одновременно, испытуемые могли сначала воспроизвести одну из цифр пары, но им приходилось назвать их обе, Прежде чем продолжать последовательность. В этом случае отчет испытуемого выглядел так: 4, 6 2, 9 3, 7.
С учетом количества воспроизводимой информации (шесть единиц) и скорости предъявления (две в секунду), Бродбент мог ожидать, что точность воспроизведения будет около 95%. Но в обоих экспериментах испытуемые воспроизводили меньше ожидаемого. В первом случае верность воспроизведения была около 65%, а во втором — 20%.
Бродбент объясняет эту разницу необходимостью во втором эксперименте более часто переключать внимание с одного источника информации на другой. В первом эксперименте, где испытуемых просили вспомнить сначала все элементы, предъявленные в одно ухо, а затем элементы, предъявленные во второе ухо, они могли направить все внимание на стимулы из одного «канала», а затем — на стимулы из другого (предполагается, что эти вторые стимулы удерживались на короткое время в некоторой системе памяти). Во втором эксперименте, однако, испытуемые должны были переключать внимание как минимум три раза: например, с левого уха на правое, затем обратно на левое и еще раз с левого на правое.
Процесс отбора сигналов легко обсуждать в терминах восприятия; однако Бродбент (Broadbent, 1981) и другие исследователи решили расширить понятие памяти. Все мы носим в себе множество репрезентаций прошлых событий: знакомства со многими людьми, планы на будущее, воспоминания о прошлом опыте, мысли о членах семьи и т. д. В любой момент нашей личной истории мы можем воспроизвести только небольшую часть этих репрезентаций; другие остаются на заднем плане, дожидаясь, когда они понадобятся. Связь, проведенная Бродбентом между селективным восприятием и памятью, поднимает вопросы, интересные в теоретическом и практическом плане, но, что более важно, она напоминает нам, что селективное восприятие не ограничено узким кругом явлений, — оно касается почти всех других когнитивных систем.
Выпускники Оксфорда Грей и Веддерберн (Gray & Wedderbum, 1960) провели эксперимент, результаты которого поставили теорию с фильтрацией Бродбента под сомнение. Они предъявляли через левое и правое ухо слоги, составляющие вместе одно слово, и случайные цифры, так что когда в одном ухе слышался слог, в другом слышалась цифра. Например:
ОБЪ — 6
2 — ЕК
ТИВ — 9
Если модель с фильтрацией Бродбента (основанная на физической природе слуховых сигналов) верна, то испытуемые, когда их просили повторить услышанное через один канал, должны были произнести нечто невнятное — например, «об-два-тив» или «шесть-ек-девять». Но вместо этого они говорили слово «объектив» (обь-ек-тив — в нашем примере), демонстрируя тем самым свою способность быстро переключаться с одного канала на другой.
Во втором эксперименте (иногда эту задачу называют «Дорогая тетя Джейн» или «Какого черта») Грей и Веддерберн использовали ту же самую процедуру, но вместо слогов предъявляли фразы (например, «Мышь ест сыр», «Какого черта» или «Дорогая тетя Джейн»):
Дорогая — 3
5 — тетя
Джейн — 4
Как и в эксперименте с цифрами и разделенными словами, испытуемые в этом эксперименте склонны были слышать фразу «Дорогая тетя Джейн»; они, таким образом, явно группировали части сообщений по их смыслу. Как пишут Грей и Веддерберн, «испытуемые в этой ситуации действовали разумно».
Можно утверждать, что эти исследователи играли не вполне честно — поскольку стремление понять смысл разделенного слова или фразы, естественно, заставляло испытуемых быстро переключаться между каналами, что не характерно для обычного восприятия информации.
Более серьезное испытание теории фильтрации провела Энн Трейсман с коллегами; ее работу мы рассмотрим ниже.
Энн Трейсман. Создала модель внимания, известную как модель делителя
Модель делителя (Трейсман)
Среди наиболее очевидных проблем модели фильтрации — обнаружение сенсорной информации (например, имени испытуемого) через игнорируемый канал. Морей (Moray, 1959) провел такой эксперимент и обнаружил, что примерно в трети всех случаев испытуемые замечали собственные имена, предъявляемые по игнорируемому каналу. Из повседневного опыта мы также знаем, что, сосредоточив внимание на одном сообщении, можно следить также и за другим. Родитель может быть поглощен церковной проповедью, слышной на фоне воплей из детской. Благая весть хорошо слышна, и крик детей не беспокоит умиротворенного прихожанина. Но как только его собственный ребенок издает малейший шепот, он будет воспринят не менее отчетливо, чем трубный зов. Надо отдать должное Бродбенту: в первоначальном варианте теории он полагал, что избирательный фильтр допускает восприятие одного-двух «наиболее вероятных» (то есть тех, которые возможны в данном контексте) слов через игнорируемый канал.
Многие теории внимания затрагивают две спорные проблемы: 1 ) проблему сознания и 2) подпороговое восприятие, или воздействие стимулов, очевидно, достаточно сильных, чтобы быть выше физиологического порога, но не осознаваемых. Как мы уже узнали, современные модели внимания фокусируются на том, где происходит селекция информации: Многим из этих теорий свойственно представление ртом, что люди не осознают сигналы на ранних этапах обработки информации, но после принятия решения определенного типа или селекции передают некоторые из сигналов для дальнейшей обработки.
В значительной степени вдохновленные работами Зигмунда Фрейда, Психологи в течение больше чем столетия интересовались дихотомией сознания и подсознания. Проблема в принятии фрейдовских характеристики дихотомичного разума (особенно бихевиористами) состоит в том, что этот теоретический вопрос испытывает недостаток объективного обоснования. Однако эксперименты когнитивных психологов, а также проведенные психоаналитиками исследования отдельных случаев подтвердили представление о дихотомичном разуме.
Вопрос о способности восприятия подпороговых раздражителей проблематичен и для многих экспериментальных психологов, которые расценивают его как относящийся к психологии колдовства. Как мы можем «слышать», не слыша? Тем не менее исследования внимания ясно показывают, что можно сохранить проигнорированную информацию. Тема подпорогового восприятия близко связана с эффектом предварительной подготовки, при котором предъявление слова, например, облегчает узнавание связанного с ним слова без какого-либо осознания этого процесса. Кроме того, несколько исследований (Underwood, 1976, 1977; Philpott & Wilding, 1979) показали, что подпороговые раздражители могут влиять на узнавание последующих стимулов. Таким образом, отмечается некоторое влияние подпороговых раздражителей.
Чтобы объяснить, как испытуемым иногда удается слышать собственные имена, предъявляемые им через несопровождаемый вниманием канал, Морей предположил, что какой-то анализ должен осуществляться перед фильтром. Трейсман возражала, утверждая, что в «словаре» (или хранилище слов) испытуемого некоторые слова имеют более низкий порог активации. Так, «важные» слова или звуки (вроде собственного имени или характерного плача своего ребенка) активируются легче, чем менее важные сигналы. Ее модель во многом напоминает модель Бродбента, но при этом может объяснить эмпирические данные, полученные Мореем.
Мы помним, что в модели Бродбента один канал выключается, когда внимание направляется на другой канал. В работе Трейсман наиболее примечателен эксперимент, в котором испытуемых просили следить за сообщением, подаваемым на одно ухо, в то время как смысловые части фразы предъявлялись то на одно ухо, то на другое. Например, сообщение: «Это дом понять слово» предъявлялось в правое ухо, а выражение: «Знание о на холме» — в левое. Даже тогда, когда нам надо запомнить сообщение, поступившее через одно ухо, мы склонны отслеживать смысл, а не слушать сообщение именно этим ухом. Так, испытуемые отвечали, что слышали фразу: «Это дом на холме». В одном из экспериментов Трейсман (Treisman, 1964а) участвовали испытуемые, хорошо владеющие английским и французским языком; их просили следить за отрывком текста из книги Дж.Оруэлла «Англия, твоя Англия». На одно ухо подавался английский текст, а на другое — французский. Английская и французская версии одного и того же текста были слегка сдвинуты по времени, но испытуемые об этом не знали. Этот разрыв во времени постепенно сокращался, и постепенно испытуемые начинали замечать, что оба сообщения имеют один смысл. Выходило так, что «неконтролируемый» канал не отсоединялся от ДВП, где хранилось знание второго языка.
Данные, полученные Трейсман и другими исследователями, расходились с моделью фильтрации. Какой-то мозговой «центр», прежде чем анализировать характеристики сигнала, должен был принять решение о том, что это необходимо. Очевидно, для этого был нужен некоторый предварительный просмотр материала. По мнению Трейсман, на первом из этих предварительных просмотров сигнал оценивается на основе общих физических характеристик, а затем при более сложных просмотрах он оценивается по смыслу (рис. 3.9). Начальный просмотр осуществляется посредством делителя, или «перцептивного фильтра», — устройства, регулирующего интенсивность сообщения и играющего роль посредника между сигналом и его вербальной обработкой. Модель Трейсман предполагает, что «нерелевантные сообщения» слышатся приглушенно, а не блокируются совсем.
Рис. 3.9. Избирательное слушание: а- гипотеза об ограничении перцептивных возможностей; б — гипотеза об ограничении возможности реагирования. Адаптировано из: Treisman & Geffen, 1967
Насколько хорошо работает модель делителя Трейсман? Она, конечно, логично объясняет, почему мы можем слышать что-то, не обращая на этот объект внимания, и почему мы уделяем внимание смыслу, а не только физическим характеристикам сообщения. Но остается, хотя и в не столь острой форме, вопрос: как принимаются решения? Способен ли простой делитель анализировать сложные элементы сообщения и тщательно проверять их, чтобы увидеть, стоит их пропускать или нет? И как он успевает делать все это в мгновение ока, не отставая при этом от текущей панорамы слуховых событий?
Как раз из-за этих вопросов вспыхнул спор о том, какие именно свойства Трейсман приписывает делителю. Она прояснила свою позицию в замечании, сделанном специально для автора. В связи с вопросом об аттенюаторе (делителе) Трейсман пишет (Treisman, 1986):
Я думаю, что аттенюатор обрабатывает все (курсив мой. — Р. С.) неконтролируемые сообщения одинаково и независимо от их содержания. Влияние их вероятности, существенности, важности и т. п. определяется внутри системы распознавания речи точно так же, как и для контролируемого вниманием сообщения, если оно приходит с низким отношением сигнал/шум... Единственное различие между контролируемыми и неконтролируемыми сообщениями состоит в том, что у неконтролируемого сообщения общее отношение сигнал/шум уменьшено селективным фильтром и, следовательно, ничто из такого сообщения не может возбудить лексические входы, за исключением нескольких слов и фраз с необычно низким порогом обнаружения. Аттенюатор выбирает только на основе общих физических свойств, таких как локализация и качество голоса.
Зрительное внимание
До настоящего момента мы сосредоточивались на слуховых аспектах внимания, но законы внимания управляют всем сенсорным опытом (зрительным, слуховым, обонятельным, вкусовым и тактильным)[18]. Зрение, восприятие цвета и формы — это наиболее изученные после слуха процессы (см. главу 4 о восприятии формы). Рассмотрите стимулы на рис. 3.10, а. Здесь вы можете «видеть» группу «плюсов» на ноле из прописных L. В экспериментах такого типа Трейсман с коллегами и Джулеш с коллегами (Julesz et al., 1971) обнаружили, что, когда визуальные элементы имеют характерные отличия, как на рис. 3.10, а, наблюдатель различает границы за время в пределах 50 мс.
Рис. 3.10. На этих рисунках можно «увидать» прямоугольную группу «плюсов» (а), но труднее «увидать» группу из букв Т (б). Первая стадия, по-видимому, представляет собой сканирование на этапе предвнимания, когда делается общий осмотр и собирается основная информация, например, о наличии «плюсов». Обнаружение букв Т требует более пристального внимания
Теперь посмотрите на рис. 3.10, б. Здесь вы с некоторым усилием можете «видеть» буквы T (выделены прямоугольником), хотя они, конечно, не выделяются из контекста так же, как «плюсы». Тем не менее композиционные элементы здесь идентичны (то есть «плюс» составлен из двух отрезков под прямым углом друг к другу, как и буква Т). Поскольку визуальная система «видит», что Т похожи на фоновые L, а «плюсы» не похожи, эти две задачи требуют разной степени усилий внимания для их решения.
И Трейсман, и Джулеш выдвигают гипотезу, что в зрительном внимании работают два различных процесса. На первой стадии (рис. 3.11) протекает процесс предвнимания (своего рода составление общей карты образа), при котором сканируется данная область, и происходит быстрое обнаружение главных особенностей объектов, таких как размер, цвет, ориентация и движение, если они имеются. Затем, по Трейсман, различные характеристики объекта кодируются в специфических картах свойств, которые расположены в различных частях коры.
Рис. 3.11. Модель стадий визуального восприятия и внимания. Первоначально некоторые основные свойства визуальной картины (цвет, ориентация, размер и расстояние) кодируются в отдельных, параллельных путях, которые образуют карты свойств. Эти карты объединены в карту владельца. Сосредоточенное внимание тогда привлекает информацию от карты владельца, чтобы анализировать подробно особенности, связанные в отобранной области образа. Источник: Treisman, 1988
Со времени формулировки Бродбентом в 1950-х годах первоначальной концепции внимания, которая не только повлияла на целое поколение исследователей, включающих Трейсман, но также была важна для развития модели обработки информации с ограниченной пропускной способностью, были выдвинуты дюжина или больше теорий, каждая из которых изменяла или подвергала нападкам некоторые из основных положений теории Бродбента. К сожалению, некоторые изображают теорию Бродбента как теорию «или/или», в которой информация обрабатывается либо в одном канале, либо в другом. Эта характеристика неправильна. Бродбент (Broadbent, 1958) писал: «Нельзя просто сказать: "Человек не может слышать две вещи сразу". Напротив, он получает некоторую (курсив мой. — Р. С.} информацию даже от игнорируемого уха: но есть предел количеству этой информации, и детали стимула от игнорируемого уха не регистрируются». Никакая теория внимания не заменила первоначальную, хотя многие исследования помогли пролить свет на некоторые вопросы, связанные с человеческим вниманием.
Автоматическая обработка
Человек сталкивается с мириадами стимулов и при этом выполняет несколько действий. Например, ведя машину, мы можем одновременно смотреть на карту, чесаться, говорить по сотовому телефону, есть гамбургер, надевать солнечные очки, слушать музыку и т. п. Однако, говоря на языке распределения усилий, мы (будем надеяться) направляем больше внимания на вождение, чем на другие действия, но некоторую часть внимания мы все же уделяем и другим действиям. Хорошо освоенные действия становятся автоматическими, и, следовательно, для их выполнения требуется меньше внимания, чем для новых или недостаточно освоенных действий. Такая связь между автоматической обработкой и вниманием была описана Лаберже (LaBerge, 1975):
Представим себе, например, заучивание названия совершенно незнакомой буквы. Это очень похоже на заучивание имени человека, с которым мы недавно встречались. Когда его предъявляют нам вместе со зрительным стимулом, мы вспоминаем время и место эпизода и затем генерируем соответствующую реакцию. С практикой это имя начинает появляться почти одновременно с эпизодом. Это «короткое замыкание» представляет собой образование прямого пути между зрительным кодом и кодом имени. Этот процесс все еще требует внимания... и код эпизода используется теперь больше для проверки точности, чем как медиатор ассоциации. По мере накопления практики прямая связь становится автоматической (Mandler, 1954)... На этом этапе предъявление стимула вызывает имя без всякой помощи со стороны Центра Внимания. Действительно, в таких случаях мы часто замечаем, что не можем отделить имя от неожиданного появления у нас в голове самого объекта.
Попробуйте выстукивать одним пальцем ритм известной песни, например Happy Birthday to You. Это было легко, не правда ли? Теперь пальцем другой руки выстукивайте Jingle Bells (или какую-нибудь другую известную песню). Эта также несложно. Теперь выстукивайте обе песни одновременно. Вы можете сделать это? Почему нет? После упорных тренировок вы, возможно, сделаете это успешно. Если вы можете это, вероятно, что вы научились делать это, выстукивая одну мелодию настолько хорошо, что вы могли делать это на «автопилоте», сосредоточивая внимание на другой мелодии. Опытные пианисты в результате упражнений могут выполнять подобные задачи. Вероятно, одновременная обработка таких действий регулируется моторным таймером в мозжечке -большой структуре в задней части мозга, напоминающей цветную капусту, — но в этом процессе также участвуют другие части мозга.
Ваша команда по регби проигрывает в конце матча шесть очков. Игра идет в центре поля, и новый защитник должен решить задачу, которая включает сложный визуальный поиск, выбор цели и выполнение отработанного моторного акта перед тысячами взбешенных болельщиков. Эта задача, которая неоднократно выполняется всюду в Америке, дает нам интересный пример визуального поиска, автоматизма и когнитивной деятельности. Сначала защитник должен держать в памяти игру, что включает знание о маршрутах, которыми движутся принимающие мяч. Затем он должен учесть в своей мозговой формуле защитные порядки противника. И наконец, он должен вычислить вероятности кандидатов получить мяч и бросить его в цель.
Можно выделить две стадии этого процесса: задача на извлечение информации из памяти (память об игре и маршрутах движения игроков) и задача на перцептивное суждение (оценка защиты и вероятностные суждения об успехе). Через многократные упражнения выполнение каждой из этих задач может быть доведено до «автоматизма» — как это бывает у игроков в теннис, балерин или даже шахматистов (см. главу 4). Проблема состоит в том, что защитник не имеет возможности упражняться до такой степени, чтобы получить возможность действовать автоматически (а к тому времени, когда профессиональный игрок оттачивает свой навык до такого уровня, его «звонок» звонил так много раз, что он готов уйти из спорта).
Несколько исследователей заинтересовались проблемой автоматизма в спортивных состязаниях: например, Артур Фиск и Нефф Уокер из Технологического института Джорджии, которые использовали компьютерную систему обучения, содержащую видеозаписи фрагментов игр. Защитник наблюдал сцены, длящиеся приблизительно 6-8 с, и, используя кнопки, выбирал игрока, которому он бросил бы мяч. Затем программа подает один из двух разных звуковых сигналов в зависимости от того, правильно или неправильно он выбирает игрока. Другой аспект процесса включает фактическое действие бросания мяча и попадания в движущуюся цель. Этот процесс может быть выполнен много раз без участия всех игроков, в то время как «мыслительная» часть игры может быть передана компьютеру, который вырабатывает у человека автоматизм. Возможно, в этом новом столетии все виды обучающих программ будут доступными для домашнего использования.
Концепция Лаберже может помочь объяснить многие аспекты поведения человека в стрессовой ситуации. Норман (Norman, 1976) дает нам подходящий пример. Предположим, что водолаз под водой запутался в своем акваланге. Чтобы выжить, ему надо освободиться от аппарата и медленно подняться на поверхность. Норман отмечает:
Занятия в плавательном бассейне по освобождению от ремней акваланга представляются обучающемуся бессмысленными. Но если эту процедуру сделать настолько автоматической, чтобы она требовала мало или вообще не требовала осознанных усилий, то однажды, когда водолазу придется действовать в стрессовой ситуации, она будет выполнена успешно вопреки нарастающей панике.
Чтобы процесс мог проходить автоматически, необходимо наличие свободного потока информации от памяти к контролю человека над действиями.
Структура автоматической обработки информации описана Познером и Снайдером (Posner & Snyder, 1974, 1975), которые выделяют три характеристики автоматического процесса:
* Автоматический процесс происходит ненамеренно. В случае Теста Струпа (тест, включающий такие слова, как «красный» или «зеленый», напечатанные другим цветом, когда испытуемые должны назвать этот цвет) люди обычно испытывают конфликт между этими двумя задачами и часто читают слова, когда их попросят назвать цвета. Чтение, более мощный автоматический процесс, стоит выше называния цвета и протекает без намерения испытуемых. Аналогично в экспериментах по исследованию влияния предварительной подготовки (priming) влияние оказывается независимо от намерения или сознательной цели испытуемого. Например, более легко узнать слово медсестра после того, как вам предъявлялось слово врач.
* Автоматические процессы скрыты от сознания. Как указано в предыдущем примере, эффекты подготовки являются главным образом не осознаваемыми. Мы «не думаем» об автоматических процессах, которые предполагают третью характеристику.
* Автоматические процессы требуют немногих (или никаких) ресурсов сознания. Мы можем читать слова или завязывать шнурки, не думая об этих действиях. Они выполняются автоматически и без усилия.
Майкл Познер. Провел плодотворные исследования внимания, памяти и нейропознания, которые открыли новые области когнитивной психологии
Важность изучения автоматизма заключается в том, что оно сообщает нам нечто новое о сложной когнитивной деятельности, которая, по-видимому, происходит вне сознательного опыта. Кроме того, такие навыки, как печатание, подводное плавание, игра на скрипке, вождение автомобиля, игра в теннис и даже правильная речь и суждения о других людях, вероятно, должны быть хорошо отработаны, чтобы большей частью использоваться автоматически. Мастерские действия в этих областях могут освободить сознание, чтобы оно сосредоточилось на более важных и изменчивых действиях, которые требуют внимания. Тема автоматизма связана с одной из наиболее загадочных тем психологии — сознанием, о котором пойдет речь в главе 5.
Нейрокогнитология внимания
Как мы узнали в предыдущих главах, нейрокогнитология представляет новое направление в когнитивной психологии. Под влиянием важных открытий в неврологии и информатике нейрокогнитология вошла почти в каждую область когнитивной психологии, включая изучение внимания. Нейрокогнитивное изучение внимания можно сравнить с выходом на новый рубеж.
Внимание и человеческий мозг
Связь между вниманием и человеческим мозгом первоначально выявлялась путем сопоставления нарушений внимания и поражений мозга. Ранние исследования в значительной степени ограничивались областью невропатологии. Например, повреждение или удар в одной части мозга могли бы быть связаны с определенным типом дефицита внимания. К сожалению, наблюдения за патологией обычно базировались на общих поражениях (удары и огнестрельные ранения не признают границ), и поэтому участок мозга, ответственный за определенные виды нарушений внимания, оставался вне зоны исследования. Проблема осложнялась тем, что определенные наблюдения за патологией часто были основаны на посмертных экспертизах, подразумевающих минимальное взаимодействие между испытуемым и наблюдателем. Патологоанатомические исследования, однако, указывали на то, что внимание частично привязано к определенной области коры. В последнее время исследователи отношений между вниманием и мозгом начали использовать методы, разработанные как в когнитивной психологии, так и в науке о мозге, которые значительно расширяют наше понимание этих отношений. Кроме того, существует множество методов, используемых в обеих дисциплинах; они не требуют, чтобы испытуемый умер, перенес массивный удар, получил пулю в голову или подвергся хирургической процедуре для проведения наблюдений. Исследования последних лет имеют два направления:
1. Ведется поиск связи между географией мозга и процессами внимания (Corbetta et al., 1991; Hillyard et al., 1995; Mountcastle, 1978; Pardo, Fox & Raichle, 1991; Posner, 1988, 1992; [особенно] Posner & Petersen, 1990; Whitehead, 1991; Woldorff et al., 1993). В данных исследованиях использовался весь диапазон когнитивных методов, упомянутых в этой главе (например, дихотическое слушание, выделение, разделенное внимание, задачи на лексическое решение, разграничение формы и цвета, а также предварительная подготовка), и сканирующие устройства, используемые в неврологических исследованиях (например, ОМР и ПЭТ), так же как традиционные эксперименты на измерение времени реакции.
2. Методы, разработанные в лабораториях когнитивных психологов, используются как диагностические тесты или при исследовании фармакологических препаратов, которые, возможно, избирательно действуют на процессы внимания (Tinklenberg & Taylor, 1984).
Рассмотрим вопрос обнаружения связи между анатомией мозга и вниманием. Очевидно, есть анатомически обособленные системы мозга, связанные с вниманием и другими системами, такими как системы обработки данных, которые выполняют операции со специфической входящей информацией, даже когда внимание сосредоточено на чем-то другом (Posner, 1992). В известном смысле система внимания подобна другим системам (например, моторным и сенсорным системам) тем, что она взаимодействует со многими другими частями мозга, но сохраняет свою собственную идентичность. Подтверждения этого вывода можно найти в исследованиях пациентов с повреждениями мозга, у которых возникают проблемы с вниманием, но не с обработкой информации (или наоборот).
Внимание и ПЭТ
Техника построения образов функционирования мозга (в основном это ПЭТ) широко используется в современных исследованиях внимания, и хотя невозможно рассказать обо всех современных исследованиях (или даже дать некоторый «срез»: столь обширны данные в этой области), мы попытаемся окинуть взглядом Некоторые из работ, проведенных ведущими учеными в этой важной сфере нейрокогнитивных исследований. Суть метода ПЭТ мы объясняли в главе 2, но вкратце повторим, что она состоит в измерении величины кровотока в мозге, интенсивность которого оценивается по наличию радиоактивного «красителя». Поскольку метаболизм работающего мозга требует Подпитки, он потребляет больше крови. За этими процессами следят датчики радиоактивности, данные от которых преобразуются компьютером в «географическую» карту коры мозга, по которой можно определить «горячие точки» его отделов, где сосредоточено больше крови.
Типичным примером таких экспериментов является работа Петерсена и его коллег (Petersen et al., 1990), в которой испытуемым показывали слова, наборы букв, напоминающие слова, а также последовательности согласных букв. При предъявлении слов и «правильных» наборов букв (но не сочетаний согласных) активировались области, показанные на рис. 3.12 эллипсом (левая часть рисунка). Любопытно, что пациенты с обратимыми повреждениями этих зон часто не способны читать слова целиком, но могут прочесть их буква за буквой. В случае, когда пациентам показывали слово «опера», они не могли прочитать его, но могли назвать буквы по одной, и таким образом (вероятно) это сочетание букв представлялось в слуховом коде. Другие зоны мозга «перехватывали» инициативу, и тогда пациенты могли сказать, что это за слово. Исследования мозга при помощи ПЭТ указывают также на то, что в определенных типах внимания задействованы также другие зоны (рис. 3.12). Каждая из обозначенных областей мозга участвует в избирательном внимании различными способами, и чтобы полностью понять роль мозга в процессах внимания, необходимо рассмотреть тему сознания. Текущее представление о роли мозговой коры в процессах осознания и внимания сводится к тому, что система внимания продуцирует содержание сознания точно так же, как другие части мозга, например зрительная система, и организует обработку сенсорной информации, например способ восприятия видимого мира.
Рис. 3.12. Зоны коры мозга человека, активируемые при внимании. Зоны внимания изображены в виде закрашенных фигур на латеральной (снаружи) и медиальной (поперечное сечение) поверхностях правого и левого полушарий. Видно, что теменные доли (закрашенный квадрат) входят в зону внимания, правые передние доли связаны с состоянием бодрствования; ромбы показывают переднюю часть зоны внимания. Овал и круг указывают зоны обработки слова, связанной с его зрительной формой (эллипс) и семантическими ассоциациями (круг)
Как мы узнали в предыдущих главах, нейрокогнитология представляет новое направление в когнитивной психологии. Под влиянием важных открытий в неврологии и информатике нейрокогнитология вошла почти в каждую область когнитивной психологии, включая изучение внимания. Нейрокогнитивное изучение внимания можно сравнить с выходом на новый рубеж.
Внимание и человеческий мозг
Связь между вниманием и человеческим мозгом первоначально выявлялась путем сопоставления нарушений внимания и поражений мозга. Ранние исследования в значительной степени ограничивались областью невропатологии. Например, повреждение или удар в одной части мозга могли бы быть связаны с определенным типом дефицита внимания. К сожалению, наблюдения за патологией обычно базировались на общих поражениях (удары и огнестрельные ранения не признают границ), и поэтому участок мозга, ответственный за определенные виды нарушений внимания, оставался вне зоны исследования. Проблема осложнялась тем, что определенные наблюдения за патологией часто были основаны на посмертных экспертизах, подразумевающих минимальное взаимодействие между испытуемым и наблюдателем. Патологоанатомические исследования, однако, указывали на то, что внимание частично привязано к определенной области коры. В последнее время исследователи отношений между вниманием и мозгом начали использовать методы, разработанные как в когнитивной психологии, так и в науке о мозге, которые значительно расширяют наше понимание этих отношений. Кроме того, существует множество методов, используемых в обеих дисциплинах; они не требуют, чтобы испытуемый умер, перенес массивный удар, получил пулю в голову или подвергся хирургической процедуре для проведения наблюдений. Исследования последних лет имеют два направления:
1. Ведется поиск связи между географией мозга и процессами внимания (Corbetta et al., 1991; Hillyard et al., 1995; Mountcastle, 1978; Pardo, Fox & Raichle, 1991; Posner, 1988, 1992; [особенно] Posner & Petersen, 1990; Whitehead, 1991; Woldorff et al., 1993). В данных исследованиях использовался весь диапазон когнитивных методов, упомянутых в этой главе (например, дихотическое слушание, выделение, разделенное внимание, задачи на лексическое решение, разграничение формы и цвета, а также предварительная подготовка), и сканирующие устройства, используемые в неврологических исследованиях (например, ОМР и ПЭТ), так же как традиционные эксперименты на измерение времени реакции.
2. Методы, разработанные в лабораториях когнитивных психологов, используются как диагностические тесты или при исследовании фармакологических препаратов, которые, возможно, избирательно действуют на процессы внимания (Tinklenberg & Taylor, 1984).
Рассмотрим вопрос обнаружения связи между анатомией мозга и вниманием. Очевидно, есть анатомически обособленные системы мозга, связанные с вниманием и другими системами, такими как системы обработки данных, которые выполняют операции со специфической входящей информацией, даже когда внимание сосредоточено на чем-то другом (Posner, 1992). В известном смысле система внимания подобна другим системам (например, моторным и сенсорным системам) тем, что она взаимодействует со многими другими частями мозга, но сохраняет свою собственную идентичность. Подтверждения этого вывода можно найти в исследованиях пациентов с повреждениями мозга, у которых возникают проблемы с вниманием, но не с обработкой информации (или наоборот).
Внимание и ПЭТ
Техника построения образов функционирования мозга (в основном это ПЭТ) широко используется в современных исследованиях внимания, и хотя невозможно рассказать обо всех современных исследованиях (или даже дать некоторый «срез»: столь обширны данные в этой области), мы попытаемся окинуть взглядом Некоторые из работ, проведенных ведущими учеными в этой важной сфере нейрокогнитивных исследований. Суть метода ПЭТ мы объясняли в главе 2, но вкратце повторим, что она состоит в измерении величины кровотока в мозге, интенсивность которого оценивается по наличию радиоактивного «красителя». Поскольку метаболизм работающего мозга требует Подпитки, он потребляет больше крови. За этими процессами следят датчики радиоактивности, данные от которых преобразуются компьютером в «географическую» карту коры мозга, по которой можно определить «горячие точки» его отделов, где сосредоточено больше крови.
Типичным примером таких экспериментов является работа Петерсена и его коллег (Petersen et al., 1990), в которой испытуемым показывали слова, наборы букв, напоминающие слова, а также последовательности согласных букв. При предъявлении слов и «правильных» наборов букв (но не сочетаний согласных) активировались области, показанные на рис. 3.12 эллипсом (левая часть рисунка). Любопытно, что пациенты с обратимыми повреждениями этих зон часто не способны читать слова целиком, но могут прочесть их буква за буквой. В случае, когда пациентам показывали слово «опера», они не могли прочитать его, но могли назвать буквы по одной, и таким образом (вероятно) это сочетание букв представлялось в слуховом коде. Другие зоны мозга «перехватывали» инициативу, и тогда пациенты могли сказать, что это за слово. Исследования мозга при помощи ПЭТ указывают также на то, что в определенных типах внимания задействованы также другие зоны (рис. 3.12). Каждая из обозначенных областей мозга участвует в избирательном внимании различными способами, и чтобы полностью понять роль мозга в процессах внимания, необходимо рассмотреть тему сознания. Текущее представление о роли мозговой коры в процессах осознания и внимания сводится к тому, что система внимания продуцирует содержание сознания точно так же, как другие части мозга, например зрительная система, и организует обработку сенсорной информации, например способ восприятия видимого мира.
Рис. 3.12. Зоны коры мозга человека, активируемые при внимании. Зоны внимания изображены в виде закрашенных фигур на латеральной (снаружи) и медиальной (поперечное сечение) поверхностях правого и левого полушарий. Видно, что теменные доли (закрашенный квадрат) входят в зону внимания, правые передние доли связаны с состоянием бодрствования; ромбы показывают переднюю часть зоны внимания. Овал и круг указывают зоны обработки слова, связанной с его зрительной формой (эллипс) и семантическими ассоциациями (круг)
Резюме
1. Когнитивные психологи интересуется восприятием, потому что познание, как предполагается, является последствием внешних событий, на сенсорное обнаружение влияет предыдущий опыт, а знание о сенсорном опыте может рассказать нам о том, как происходит абстрагирование информации на когнитивном уровне.
2. Ощущение связано с отношениями между физическим миром и его обнаружением через сенсорную систему, в то время как при восприятии в интерпретацию сенсорных сигналов включается познание более высокого порядка.
3. Иллюзии имеют место, когда восприятие действительности отличается от самой действительности. Иллюзии часто вызваны ожиданиями, основанными на прошлом опыте.
4. Перцептивный процесс состоит из обнаружения и интерпретации действительности, определяемой поступающими стимулами, структурой сенсорной системы и мозга, а также предыдущим знанием.
5. Исследования объема восприятия касаются основного вопроса о том, сколько стимулов мы можем воспринять при кратковременном предъявлении.
6. Сообщение о воспринятых стимулах при кратковременном предъявлении — двухэтапный процесс. В него входят (1) восприятие, или фактическая сенсорная регистрация, и (2) припоминание, или способность сообщить, что было зарегистрировано, прежде чем это исчезнет.
7. Методики с частичным отчетом применяются при решении проблемы смешивания сенсорной пропускной способности со способностью припоминания.
8. Иконическое хранение удерживает входящую зрительную информацию и, ио-видимому, независимо от факторов контроля со стороны испытуемого (например, от внимания). Объем иконического хранения оценивается, по меньшей мере, в девять стимулов, а его продолжительность равна приблизительно 250 мс. Эхоическое хранение удерживает слуховую информацию на входе в течение приблизительно 4 с.
9. Иконическое и эхоическое хранение позволяют нам выбирать релевантную информацию для дальнейшей обработки, являясь, таким образом, одним из способов решения проблемы ограничений пропускной способности, свойственной системе обработки информации.
10. Внимание — это концентрация умственного усилия на сенсорных или умственных явлениях. Многие современные представления о внимании основаны на предпосылке, что способность к обработке входного потока информации определена ограничениями системы обработки информации.
11. Исследования внимания охватывают пять главных аспектов: пропускная способность системы обработки информации и избирательность, управление вниманием, автоматическая обработка, нейрокогнитология внимания и сознание.
12. Пределы пропускной способности и избирательное внимание подразумевают наличие «узкого места» в структуре обработки информации. Одна из моделей определяет его локализацию в месте перцептивного анализа или рядом с ним (Бродбент).
13. Модель избирательного внимания, известная как модель делителя, предполагает наличие перцептивного фильтра, расположенного между поступающим сигналом и вербальным анализом, который производит отсев информации на входе, выборочно регулируя «громкость» сообщения. Предполагается, что стимулы имеют различные пороги активации, — условие, объясняющее, как мы можем слышать без участия внимания.
14. В недавних работах по нейрокогнитологии были обнаружены связи между частями мозга и механизмами внимания.
Рекомендуемая литература
С исторической точки зрения книга Бродбента «Восприятие и коммуникация» — важная работа, и ее все еще интересно читать. Книга Грегори «Оксфордский справочник по психике» — это интеллектуальный шедевр, которым насладится любой человек, интересующийся понятиями, познанием и вниманием. Настоятельно рекомендую прочитать статью Килстрома «Когнитивное подсознание» в журнале Science; статью Коуэна в Psychological Bulletin; главу Познера и Петерсена «Система внимания человеческого мозга» в Annual Review of Neuroscience; статью Пашлера «Одновременное выполнение двух дел» в American Scientist и статью Коуэна, Сервана-Шрайбера и Мак-Клелланда (Cohen, Servan-Schreiber, & McClelland, 1992) на тему автоматизма и PDP. Книга под редакцией Газзаниги «Когнитивная нейронаука» содержит детальные главы, написанные ведущими авторитетами в этой области. Часто можно найти сообщения на обсуждавшуюся в этой главе тему в последних номерах Perception and Psychophysics, Cognitive Psychology, American Journal of Psychology, Journal o f Experimental Psychology: Human Perception and Performance, и Memory and Cognition.
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги