CC BY
159
ОБЗОРЫ
УДК 159.9
решение перцептивной задачи как взаимодействие между восходящими и нисходящими процессами переработки зрительной информации
Е.В. ПЕЧЕНКОВА1*, М.В. ФАЛИКМАН2
1 Институт практической психологии и психоанализа, 2 Федеральный институт развития образования, Москва
В статье представлена попытка анализа соотношения между отечественной и западной традициями изучения зрительного восприятия и перцептивного внимания. Понятия восходящих и нисходящих влияний на обработку зрительной информации сопоставляются с отечественными представлениями о структуре и процессе решения перцептивной задачи как в общетеоретическом плане, так и на материале конкретных экспериментальных исследований зрительного восприятия и внимания. Разрабатывается представление о стратегии решения перцептивной задачи как об одном из классов нисходящих влияний на процесс обработки зрительной информации.
Ключевые слова: нисходящие влияния на обработку зрительной информации, зрительное внимание, стратегия.
Введение
В отечественной экспериментальной психологии познания сложилась особая теоретическая традиция, основанная на объяснительных понятиях культурно-исторической теории и различных вариантах психологической теории деятельности. В то же время теории и модели, существующие в рамках современной когнитивной психологии на Западе, оперируют объяснительными конструктами, сформулированными на языке информационного подхода. Такое различие теоретических «языков» вызывает значительные затруднения при соотнесении результатов, полученных в рамках этих двух разных исследовательских парадигм. Возникает вопрос о том, занимаются ли и отечественная и зарубежная психология познания изучением одних и тех же или различных феноменов, как со-
© Печенкова Е.В., Фаликман М.В., 2010
* для корреспонденции:
Печенкова Екатерина Васильевна, кандидат психологических наук, заведующий кафедрой академической психологии, Институт практической психологии и психоанализа
относятся между собой предлагаемые модели и возможна ли успешная интерпретация данных, полученных в рамках одной из традиций, на основе теоретических представлений другой, а также взаимообогащение указанных подходов.
В данной статье авторы обратятся к рассмотрению этого вопроса на материале исследований регуляции познавательной активности человека в психологии восприятия и внимания. В качестве иллюстраций будут приведены примеры взаимодополняющих интерпретаций экспериментальных результатов, полученных в нашей лаборатории с опорой как на деятельностный, так и на когнитивный подходы.
Регуляторные процессы в когнитивной психологии восприятия и внимания
обращаясь к существующему в когнитивной психологии представлению о регуляторных процессах, обеспечивающих обработку информации в зрительной модальности, мы не будем отдельно рассматривать литературу по психологии восприятия и психологии внимания. Не-
однородность феноменологии внимания и соответствующих теоретических представлений приводит к тому, что определение внимания в когнитивной психологии оказывается максимально общим и сводится к функциям отбора и удержания материала, отраженным соответственно в двух доминирующих классах моделей внимания: селективных и ресурсных. Но поскольку любой акт человеческого познания так или иначе требует отбора и удержания материала, то при выделении ситуаций, требующих внимания, как правило, используется не это общее определение, а соответствие или несоответствие рассматриваемой ситуации набору устойчиво описываемых в литературе «задач на внимание».
Спектр таких задач и соответственно методик исследования внимания включает в себя ситуации, предполагающие либо отбор определенной части поступающей зрительной информации (зрительный поиск, методики пространственной подсказки) и отвлечение от информации, мешающей решению задачи (фланговая задача, задача струпа), либо сосредоточение на ожидании появления стимула (задачи на бдительность) и распределение внимания между несколькими задачами. Все эти задачи «требуют внимания», поскольку условия восприятия целевого стимула в них так или иначе затруднены.
например, такие прототипические «задачи на внимание», как задачи зрительного поиска, состоят в отыскании целевого объекта среди множества других, в большей или меньшей степени сходных с ним. Поиск может осуществляться среди объектов, распределенных в пространстве (Wolfe J., 1998) [31], или в ряду событий, развернутом во времени (Raymond J.E. et al., 1992) [27]. В процессе поиска человек может выполнять задачи обнаружения определенного целевого стимула, его опознания или локализации (см. обзор: Фаликман М.В., Печенкова Е.В. Зрительный поиск в пространстве и времени // Ученые записки кафедры общей психологии МГУ им. М.В.
Ломоносова. Вып. 2. - М.: «Смысл», 2006. -С. 444-461.).
В когнитивной психологии восприятия и внимания отчетливо прослеживается тенденция к обсуждению познавательных процессов, задействованных в решении таких задач, в терминах восходящих (bottom-up) и нисходящих (top-down) процессов обработки зрительной информации. Данные термины фиксируют различение вклада самого субъекта и воздействующей на него стимуляции (объекта) в процесс познания. Представление о двух «потоках» переработки информации складывалось на основе тех же метафор познания, что и когнитивная наука в целом. В рамках информационно-компьютерной метафоры две образующих процесса познания рассматриваются соответственно как концептуально ведомая (или ведомая схемами) переработка информации и переработка, ведомая данными. Согласно биологически ориентированным иерархическим метафорам познания, с которыми оно соотносится, например, с иерархией мозговых структур (Hochstein S., Ahissar М., 2003) [19], по восходящей линии осуществляется передача информации от структур нижележащего уровня на вышележащий, а по нисходящей - в обратном направлении (табл. 1).
В последние годы в когнитивной психологии и нейронауке, преимущественно европейской, все чаще появляются работы, использующие также термины «восходящие и нисходящие влияния» на процесс обработки зрительной информации (напр., Kootstra G. et al., 2006 [20]; Latinus М. et al., 2010 [21]). Однако в большинстве этих работ все еще не производится четкого различения между самими высокоуровневыми или низкоуровневыми процессами и влияниями на их протекание со стороны вышележащих или нижележащих уровней. Вместе с тем есть все основания для проведения такого различения с точки зрения возможных функций информационных «потоков» в ходе восприятия: восходящие и нисходящие процессы обработки информации
Таблица 1
Биологическая и компьютерная метафоры в описании вклада субъекта и объекта в процесс познания
Нисходящий «поток» обработки информации Восходящий «поток» обработки информации
Описывает вклад в процесс познания Субъекта Объекта
В рамках компьютерной (технической) метафоры Переработка, ведомая схемами (вне зависимости от этапа) Переработка, ведомая данными (вне зависимости от этапа переработки)
В рамках иерархической (биологической) метафоры Передача информации с вышележащего уровня ее обработки на нижележащий Передача информации с нижележащего уровня ее обработки на вышележащий
могут либо прямо определять содержание образа, либо оказывать модулирующее влияние на другие процессы. В последнем случае характеристики стимула или самого познающего субъекта (прежде всего, его прошлый опыт и актуальное состояние системы памяти) меняют ход выполнения задачи, эффективность системы переработки информации при ее выполнении или формальные, в том числе пространственно-временные, свойства образа.
В качестве примера восходящих влияний на обработку зрительной информации можно привести влияние процессов группировки, описанных в гештальтпси-хологии.
Например, если перед испытуемым ставится задача отыскать среди предъявленных объектов стимул, отличающийся от всех остальных, то эффективность решения этой задачи будет зависеть от общей организации зрительного поля. Хорошая группировка элементов внутри зрительного поля может привести к тому, что наблюдатель воспримет отличающийся элемент как целое вместе с повторяющимися элементами и не заметит его уникальности. В то же время при других способах представления тех же зрительных стимулов, не вызывающих столь сильного эффекта группировки, задача будет решена успешно (рис.1). Этот феномен в литературе по зрительному поиску получил название «лож-
ный эффект выскакивания» (Pomerantz J.R., 2003) [25].
В качестве примера нисходящих влияний на обработку зрительной информации можно рассмотреть так называемый «эффект превосходства слова», описанный в конце XIX в. Дж.М. Кеттеллом (1886) [17] и переоткрытый в конце 1960-х гг. когнитивными психологами (Reicher G.M., 1969 [28]; Wheeler D.D., 1970 [30]).
Рис. 1. Ложный эффект выскакивания (РотегаПг 1.К., 2003 [25]; публикуется с любезного разрешения автора)
Согласно принятому ныне определению, эффект состоит в том, что в затрудненных условиях восприятия отчет о зрительно предъявленной букве более эффективен, если она входит в состав слова, чем если она включена в случайный набор букв или предъявлена изолированно (подробный обзор см.: Фаликман М.В., 2009) [15].
Для наиболее полного понимания принципов работы зрительной системы
необходимо изучение не только вклада восходящих и нисходящих «потоков» обработки информации в процесс зрительного восприятия, но и возможностей взаимодействия между восходящими и нисходящими влияниями на возникновение перцептивного образа. Проведение подобного рода анализа позволяет проследить и выявить те этапы переработки зрительной информации, выше которых не могут «подняться» восходящие влияния и ниже которых не могут «спуститься» нисходящие. Альтернативный способ выявления таких этапов дают объективные нейрофизиологические методы (напр., Muggleton N. et а1., 2003) [22], однако возможно и прямое экспериментально-психологическое изучение взаимодействия этих двух классов влияний на характеристики перцептивного образа.
Такое взаимодействие было получено в одном из наших исследований (Pechenkova Е.У., Sinitsyna М.У., 2010) [24], где варьировались нисходящие и восходящие влияния на восприятие одновременности или последовательности зрительных событий. Фактор восходящих влияний был представлен контрольным условием, при котором в ходе пробы не предъявлялось ничего, кроме целевых стимулов, и экспериментальным, при котором за 50 мс до предъявления одного из целевых стимулов на его месте появлялась полоска-прайм, которую испытуемые, однако, не замечали вследствие метаконтрастной маскировки. Нисходящие влияния варьировались за счет изменения поставленной перед испытуемыми задачи - определять, появились ли показанные им на экране два стимула последовательно или же одновременно (задача установления одновременности), либо определять, какой из них появился раньше (задача установления порядка событий). при решении задачи установления порядка событий были определены точки субъективной одновременности для обоих условий - с предъявлением стимула-прайма и без него. при этом наблюдался
асинхрония включения целевых стимулов (SOA)
А
асинхрония включения целевых стимулов (SOA)
Б
Рис. 2. Результаты эксперимента, демонстрирующего взаимодействие восходящих и нисходящих влияний на обработку зрительной информации (Pechenkova E.V., Sinitsyna M.V., 2010) [24]. А - процент ответов «одновременно» при выполнении испытуемыми задачи установления одновременности в зависимости от наличия либо отсутствия стимула-прайма и асинхронии включения целевых стимулов. Б - процент ответов в категории «непраймированный целевой стимул предъявлен раньше» при выполнении испытуемыми задачи установления порядка событий. Стрелкой показано смещение точки субъективной одновременности (ТСО) при предъявлении стимула-прайма по сравнению с контрольным условием
«сдвиг» точки субъективной одновременности в условии с праймом по отношению к контрольному условию примерно на 35 мс: неосознаваемый прайм приводил к восприятию маскирующего его слога как
наступившего раньше по времени - эффект, получивший название прайминга скорости восприятия (Sharlau I., Neumann О., 2003) [29]. В то же время при решении задачи установления одновременности точка субъективной одновременности была обнаружена только для контрольного условия, в то время как предъявление прайма приводило к практически полному разрушению восприятия одновременности (рис. 2).
Нисходящие влияния на процесс обработки зрительной информации могут как осознаваться человеком, так и оставаться неосознанными. Вопрос об осознании регуляторных процессов в когнитивной психологии восприятия и внимания часто рассматривается в контексте различения автоматических и сознательно контролируемых процессов (напр., Posner M.I. & Snyder C.R.R., 1975) [26]. Это различение предполагает, что автоматические процессы осуществляются непроизвольно, с минимумом усилий, не интерферируют друг с другом или с контролируемыми процессами, а в сознании представлен только их продукт. Контролируемые процессы, в отличие от автоматических, осуществляются произвольно, требуют усилий, подвержены интерференции и развернуто представлены в сознании. Ряд исследователей указывает также на то, что автоматические процессы для своего протекания не требуют внимания (хотя их продукт может привлекать к себе непроизвольное внимание), тогда как для разворачивания контролируемых процессов необходимо произвольное внимание.
В рамках этой дихотомии такие детально изученные неосознаваемые нисходящие влияния со стороны различных форм прошлого опыта субъекта на обработку зрительной информации, как прайминг (неосознаваемое влияние предшествующей встречи со стимулом на ход решения задачи относительно данного или схожего стимула), и контекстуальная подсказка (влияние знания о контексте, в котором может
встретиться стимул, на эффективность поиска этого стимула), могут быть рассмотрены как автоматические процессы. В то же время формы осознаваемых нисходящих влияний на обработку зрительной информации, которые могут быть рассмотрены как контролируемые процессы, до сих пор остаются исследованными в значительно меньшей степени.
В качестве основного класса осознаваемых нисходящих влияний на решение «задач на внимание» мы рассматриваем субъективные стратегии выполнения этих задач (напр., Фаликман М.В., Печенкова Е.В. 2004) [16]. Хотя ряд авторов рассматривает стратегии как одну из разновидностей процессов осознаваемого управления обработкой информации, наряду, например, с намерениями (Posner M.I. & Snyder C.R.R., 1975) [26], наиболее распространенным в когнитивной психологии является описание стратегии как некоторого общего способа работы со стимуляцией, планомерно осуществляемого в ряде последовательных попыток решения задачи, безотносительно к осознанному или неосознанному характеру этого способа. Так, описывая стратегии решения задач на внимание, Дж. Сперлинг определяет стратегию как «выбор и упорядочивание (субъектом) умственных операций при выполнении задачи» (Sperling G., Dosher B.A. Strategy and optimization in human information processing / In: K. Boff, L. Kaufman, and J. Thomas (Eds.). Handbook of Perception and Perfomance. Vol. 1. - New York: Wiley, 1986. - Chapter 2. - P. 2-3) или, для ситуации распределения внимания между двумя задачами, как «... выбор, посредством которого субъект. попадает в конкретную точку рабочей характеристики» (Sperling G. A unified theory of attention and signal detection / In: R. Parasuraman & D.R. Davies (Eds.). Varieties of attention. -New York: Academic Press, 1984. - P. 151). Иными словами, стратегия сводится к правилу, с опорой на которое человек делает данный выбор. Конечная цель такого выбора - оптимизация поведения с учетом
требований задачи и собственных внутренних ограничений субъекта. В тех случаях, когда стратегия не может быть реконструирована на основе внешне наблюдаемого поведения субъекта (например, через анализ движений глаз в ходе зрительного поиска), для ее обнаружения используются непрямые способы анализа данных - в частности, сопоставление выполнения задачи в условиях блочного и смешанного экспериментальных планов.
Описание регуляторных процессов в отечественной психологии восприятия и внимания
Интерес к взаимодействию психических процессов и системному строению сложных психических функций в целом характерен для отечественной психологии. Поэтому неудивителен и интерес к регуля-торным процессам, необходимо включающимся в подобную систему в процессе познания (напр., Веккер Л.М., 1998) [2]. Для отечественной психологии восприятия и внимания, опирающейся на традиции психологической теории деятельности (Леонтьев А.Н., 1975) [7], ключевой идеей в этом плане служит аналогия между перцептивными процессами и внешней двигательной активностью человека. Эта параллель строится на предположении об общности строения деятельности человека, независимо от состава включенных в нее функций, и гипотезе о происхождении психической активности в результате интерио-ризации внешних действий. Как следствие, в отечественной психологии познания прослеживается выраженная тенденция поиска механизмов регуляции перцептивной активности по аналогии с механизмами организации внешних движений и действий. В частности, именно поэтому в отечественных исследованиях восприятия и внимания широко используется творческое наследие H.A. Бернштейна. Можно проследить заимствование трех групп представлений из его концепции физио-
логии активности: это метафора построения движений, идея уровневого строения процесса решения двигательной задачи и принцип обратной связи, то есть противопоставление традиционной рефлекторной дуге так называемого «рефлекторного кольца».
под влиянием предложенной н.А. Бернштейном (1947) [1] концептуальной метафоры «построения движения» в отечественной психологии восприятия сложилась метафора «построения образа», в одних работах просто подчеркивающая активный, конструктивный характер восприятия (напр., Гиппенрейтер Ю.Б., 1978, 1983) [3, 4], а в других также выражающая представление о восприятии как процессе моделирования внешних объектов (напр., Зинченко В.П., Вергилес Н.Ю., 1969) [6] и манипулирования созданными моделями (подробнее см. Сироткина И.Е., 1989) [12]. Это представление о восприятии как о моделировании внешних объектов и действий с ними подкреплялось целой серией исследований, посвященных «перцептивным действиям» - свернутым внутренним актам, которые постепенно формируются на основе исходных ориентировочных действий человека, развернуто протекающих во внешнем плане, и в конечном итоге превращаются в «движение внимания по полю восприятия» (Запорожец A.B., 1966, с. 44) [5].
Для отечественной психологии внимания одной из основополагающих стала также идея H.A. Бернштейна о том, то построение движения представляет собой процесс решения двигательной задачи. Понятие «перцептивной задачи», аналогичной двигательной задаче по H.A. Бернштейну и влекущей за собой разворачивание перцептивного действия на разных уровнях его организации, лишь один из которых осознается субъектом, получило свое дальнейшее развитие в контексте психологической теории деятельности. В рамках дея-тельностного подхода задача определяется как «цель, данная в определенных услови-
ях» (Леонтьев А.Н., 1975, с. 107) [7], а цель выступает как осознанный образ будущего результата действия. Применение этих понятий к процессам восприятия содержит в себе неявное допущение, что при выполнении перцептивных задач еще до возникновения собственно образа восприятия у человека имеется некоторый осознанный, хотя и нечеткий образ продукта перцептивной деятельности, предвосхищающий последующий образ восприятия в некоторых аспектах.
Развивая и конкретизируя идеи А.Н. Леонтьева на материале сначала слухового, а затем и зрительного восприятия, Ю.Б. Гиппенрейтер заявила «подход к перцептивным процессам как процессам решения задач» (Гиппенрейтер Ю.Б., 1978, с. 72) [3]. В отношении зрительного восприятия первоначально речь шла о задачах, при выполнении которых человек осуществляет движения глаз, то есть проявляет внешне наблюдаемую двигательную активность, и лишь затем была сделана попытка обобщить представление о перцептивных задачах на более широкий круг явлений. Согласно предложенному общему определению, «зрительные задачи возникают в связи с постановкой зрительных перцептивных целей» (Гиппенрейтер Ю.Б., 1978, с. 13) [3].
В чем же могут заключаться такие зрительные цели и как они субъективно пре-зентированы воспринимающему? Зрительное восприятие становится задачей, когда его условия затруднены, когда наблюдатель сталкивается с недостатком или переизбытком стимульной информации, а также с ее неоднозначностью. Примером ситуации недостатка стимульной информации может служить опознание изображения по его фрагменту (перцептивная цель - распознавание объекта: «что это такое») или поиск патологии врачом-радиологом на низкоконтрастном изображении (перцептивная цель - обнаружить, локализовать и распознать: «есть ли здесь что-то необычное и если есть, то где и что»).
Условия неоднозначности провоцируют возникновение у наблюдателя множественных перцептивных гипотез относительно того, что он видит, и могут вызвать постановку задачи «создать определенный образ» - например, при разглядывании классической картинки с двойственным изображением «увидеть зайца» или «увидеть утку».
наконец, с переизбытком информации наблюдатель сталкивается в широком спектре ситуаций, которые традиционно рассматриваются как «задачи на внимание»: например, если человек решает задачу зрительного поиска объекта в пространстве при наличии отвлекающих стимулов. необходимость осуществления поиска как специальной задачи и постановки соответствующей перцептивной цели обусловлена в этом случае функциональными особенностями зрительного восприятия. В то время как надпороговые слуховые стимулы становятся достоянием воспринимающего субъекта независимо от их источника в пространстве и как бы сами сообщают субъекту о своем присутствии, успешность обнаружения событий в зрительной модальности в большей степени зависит от того, каким образом наблюдатель обследует окружающую обстановку.
Аналогичная ситуация переизбытка информации встречается и при зрительном поиске во времени, когда приходится искать целевой стимул среди множества быстро сменяющих друг друга объектов. В качестве примера лабораторной модели зрительного поиска во времени можно привести условия быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов (БППЗС), где испытуемому предъявляется ряд символов или картинок, сменяющих друг друга в одном и том же месте зрительного поля. Обычно испытуемого просят выделить (обнаружить) в потоке стимулов один из символов и опознать его - например, сообщить, какая из предъявленных ему букв была обведена в кружок. В последнем случае, помимо обнаружения
кружка и опознания буквы, перцептивные цели наблюдателя могут также включать в себя установление отношения между двумя стимулами во времени (зафиксировать букву, которая была одновременно с кружком).
Возникает вопрос, не является ли всякая перцептивная задача в то же время и «задачей на внимание»? Чтобы на него ответить, обратимся к анализу структуры задачи. В.В. Петухов (1987) [9], анализируя в свете психологической теории деятельности мыслительные задачи, предложил выделять объективную структуру задачи, включающую в себя заданные извне условия и требования задачи, и субъективную структуру, включающую в себя цель, в которую должны быть преобразованы требования, и средства, используемые для достижения цели (рис. 3).
Рис. 3. Структура задачи (по Петухову В.В., 1987) [9]. Объективно предъявленные требования должны быть преобразованы в субъективную цель. Чтобы достичь цели в объективно заданных условиях, субъект должен подобрать в прошлом опыте или создать субъективные средства решения задачи
Эта схема анализа показала свою эври-стичность и в отношении перцептивных задач (см., напр., Печенкова Е.В., Фаликман М.В., 2001) [11]. Однако точно так же, как и в случае когнитивной психологии, она не дает четкого разграничения перцептивных задач и «задач на внимание». Перцептивная задача как таковая, то есть постановка цели, возникает в том случае, если автоматические процессы, направленные на сбор и обработку необходимой информации, оказываются недостаточными. Именно
поэтому мы связываем постановку перцептивной задачи с затруднением условий восприятия.
Любая перцептивная задача требует отбора и удержания материала в соответствии с поставленной целью, то есть произвольного внимания. Задача на внимание возникает в случае недостаточности доступных средств для достижения цели в заданных условиях. Чем сложнее условия достижения поставленной наблюдателем цели, тем в большей степени перцептивная задача приближается к «прототипиче-ским» задачам на внимание, таким как задачи зрительного поиска.
что же происходит при дальнейшем усложнении условий «задачи на внимание»? Вспомним, что Дж. Сперлинг, анализируя подобные задачи, подчеркивает, что учет требований задачи и внутренних ограничений субъекта заставляет субъекта сделать выбор определенного способа действия, или стратегии (Sperling G., Dosher B.A., 1986). В контексте подхода к восприятию как решению перцептивных задач стратегию можно определить как осознанный способ построения или применения человеком системы средств решения задачи (Печенкова Е.В., Фаликман М.В., 2001) [11]. Стратегия вырабатывается субъектом с целью повышения продуктивности перцептивной деятельности, которое, в свою очередь, может быть рассмотрено как «эффект внимания» (ср.: Гиппенрейтер Ю.Б., 1983) [4].
Рассмотрим, как представление о структуре перцептивной задачи и стратегиях реализуется в экспериментальных исследованиях. Один из возможных экспериментальных приемов - это систематическое варьирование требований предлагаемой испытуемому задачи. Итогом такой экспериментальной манипуляции может стать изменение успешности выполнения перцептивной задачи и особенностей итогового перцептивного образа, традиционно рассматриваемых как «эффекты внимания».
В качестве примера из наших исследований рассмотрим эксперимент, посвященный восприятию порядка событий (Печенкова Е.В., 2008) [10]. В литературе по восприятию времени, как правило, различные задачи рассматриваются как разные способы доступа к информации, уже содержащейся в перцептивном образе, в то время как сам образ от задачи не зависит. Так, Shore D. et al. (2001) прямо указывают на то, что при контроле за возможными предпочтениями какого-либо конкретного типа стимулов (например, расположенных справа или слева), задачи, «какое событие было первым» и «какое событие было вторым», должны давать одинаковые результаты. В нашем эксперименте две указанные задачи были сопоставлены на одном и том же материале. Испытуемые просматривали ряды цифр, предъявляемых в режиме БППЗС, где среди черных цифр встречались две белых. В том случае, когда наблюдатель должен был назвать вторую из двух белых цифр, количество ошибок в определении порядка событий (временных смещений) оказалось значимо меньше, чем в том случае, когда испытуемые называли первую белую цифру (рис. 4).
100
90
80
70
m
О 60
(1)
ш н ЬО
40
30
20
10
0
12 8
40 _ 20 _
72
48
□ другие ошибки
□ перестановки
□ правильные
называние 1-й цифры
называние 2-й цифры
Рис. 4. Результаты эксперимента, демонстрирующего влияние требований задачи на восприятие порядка событий (Печенкова Е.В., 2008). На гистограмме представлено распределение ответов испытуемых в зависимости от того, заключалось ли требование задачи в назывании первой или же второй по порядку из двух предъявленных белых цифр
Помимо успешности решения перцептивной задачи («улучшающий эффект внимания»), при изменении ее требований предположительно должны изменяться также проявляющиеся при ее выполнении свойства внимания, прежде всего, те, которые Л.М. Веккер (1998) [2] обозначал как «первичные», то есть связанные с отражением пространственных и временных свойств стимульной ситуации - площадь пространственной настройки, направленность и временной «квант» внимания.
В частности, изменение периода времени, в течение которого человек может быть внимателен к стимулу («кванта внимания»), можно соотнести с изменением размера оперативных единиц перцептивной деятельности, которые, в свою очередь, могут зависеть не только от структуры стимуляции, но и от способа решения перцептивной задачи испытуемым. По аналогии с процессами, происходящими, согласно концепции H.A. Бернштейна, при построении движений, можно предположить, что за укрупнением оперативных единиц, ведущим к повышению продуктивности перцептивной деятельности, может стоять переход управления процессом решения перцептивной задачи на более высокий уровень выстраивания перцептивного действия. Вследствие такого перехода субъект может стать более внимателен к отдельным элементам стимуляции, поскольку их анализ включается в состав более высокоуровневых перцептивных действий. Следовательно, если определенным образом организовать процесс решения задачи, то можно сделать испытуемого «более внимательным». Это предположение было проверено нами на материале эффекта «мигания внимания» - закономерного пропуска целевого объекта в условиях БППЗС, когда этот объект появляется в интервале 200500 мс после обнаружения или опознания предыдущего целевого объекта (Raymond J.E. et al., 1992) [27]. С момента описания эффекта в 1992 г. ему был дан ряд объяснений, сводящихся к тому, что пока внима-
ние наблюдателя занято первым целевым стимулом, второй целевой стимул обрабатываться не может. В наших исследованиях (Фаликман М.В., 2001) [14] было показано, что эффект мигания внимания существенно редуцируется и, возможно, сдвигается, если набор букв, в который входят первый и второй целевые стимулы, представляет собой слово. Даже если в отношении первой буквы этого слова поставлена отдельная задача (опознание способа ее начертания: письменная или печатная), а вторая целевая буква может быть пропущена без ущерба для осмысленности слова (напр., «творец-торец»), «мигания внимания» в критическом интервале времени практически не наблюдается. Не менее интересный результат был получен благодаря тому, что серия со словами была встроена в ряд из трех экспериментальных серий, первая и третья из которых представляли собой одну из стандартных процедур получения эффекта «мигания внимания» (Raymond J.E. et al., 1992, эксп.1) [27]. И если в серии, предваряющей эксперимент со словами, был получен стандартный эффект «мигания внимания», то в завершающей серии «мигания внимания» не наблюдалось: испытуемые справлялись с задачей в критическом интервале времени значимо эффективнее (рис. 5). Оказалось возможным дать объяснение этому результату с опорой на понятие стратегии, а именно: изменение результатов происходит, только если испытуемый меняет способ решения задачи, поскольку ни один из компонентов объективной структуры задачи (ни условия, ни требования) при этом не изменяется.
В дальнейших исследованиях (Степанов В.Ю., 2009) [13] было прямо продемонстрировано, что заданный в инструкции способ решения задачи относительно одних и тех же стимулов-букв оказывает прямое влияние на эффективность отчета о целевых буквах в критическом интервале времени. Если, предъявляя испытуемому ряды стимулов-букв, просить его «читать слова», определяя при этом способ начер-
Рис. 5. Решение одной из стандартных задач, вызывающих «мигание внимания» (определить способ начертания первой целевой буквы и назвать три буквы, идущие вслед за ней), до и после решения задачи чтения слов, ведущей к исчезновению эффекта мигания внимания. В предваряющей серии получена характерная для «мигания внимания» и-образная кривая вероятности включения в отчет букв с позиций 1-6 после первого целевого стимула (буквы с позиций 2 и 3 закономерно пропускаются). В завершающей серии вероятность отчета о требуемых буквах выше вероятности отчета о последних буквах ряда
тания первой буквы этих слов (требование, необходимое для того, чтобы спровоцировать «мигание» внимания), то эффекта мигания внимания не наблюдается даже в том случае, когда буквы не складываются в слова. В то же время, если в отношении тех же самых рядов букв поставлена задача «называть буквы», идущие вслед за первой целевой буквой, для которой необходимо определить способ начертания, то эффект мигания внимания наблюдается даже в том случае, когда буквы складываются в слова.
Следовательно, эффективное решение задачи происходит не благодаря опоре на объективно предъявленные слова, как в многочисленных случаях традиционного эффекта превосходства слова, а благодаря именно способу решения задачи, заданному в инструкции и предположительно преобразуемому в субъективную стратегию
работы с рядом быстро последовательно предъявляемых стимулов.
Сопоставление двух способов описания при анализе экспериментальных данных
У каждого из двух представленных выше описаний регуляторных процессов, задействованных при выполнении человеком зрительных задач, есть свои преимущества и ограничения при анализе конкретных экспериментальных результатов. Наиболее очевидные из этих ограничений проистекают из тех концептуальных метафор, которые лежат в основе соответствующих подходов. Так, техническая метафора, которая стоит за описанием человеческого познания как процессов обработки информации, осуществляемых при помощи некоторой системы, аналогичной компьютеру, предполагает достаточно детальное описание различных типов стимульных «данных» и простейших операций, которые над этими «данными» производятся. В то же время возникают проблемы при описании более сложных «схем» и «программ» обработки информации, которые могут модифицироваться непосредственно в процессе работы такой системы. В работе технической системы подобные функции модификации ее поведения выполняет человек - программист или оператор. Для перцептивной же системы процессы, связанные с деятельностью субъекта, оказываются в рамках такого описания слабо разработанными или же вовсе в неявном виде передаются подразумеваемой в рамках технической метафоры фигуре оператора-гомункулуса.
Биологическая метафора, предполагающая поиск для каждого процесса обработки информации некоторого субстрата в работающем живом мозге, оказывается в этом отношении несколько более продуктивной, однако также не дает ответа на вопрос, что находится на вершине той иерархии уровней обработки информации, с которой приходят на нижележащие уровни нисходящие влияния. Более доступно для подобных моделей
объяснение влияний со стороны прошлого опыта субъекта: например, объяснение эффектов превосходства слова (см. обзор: Фаликман М.В., 2009) [15]. Однако физиологические механизмы управляющих влияний стратегического плана на процесс познания так или иначе вынужденно соотносятся с механизмами управления двигательной активностью - например, движениями глаз (напр., Muggleton N. et al., 2004) [22].
Что касается характерного для отечественной традиции психологического рассмотрения перцептивных процессов по аналогии с разворачиваемыми во внешнем плане движениями, то в этом случае возникают несколько иные проблемы. Обычно такой подход, допуская наличие физиологического субстрата активности субъекта, не предполагает его поиска и замещает его анализом перцептивной деятельности в психологических терминах, в том числе с привлечением данных о содержании сознания наблюдателя, полученных из его субъективного отчета. В то же время перенос структуры действия с двигательных задач на перцептивные предполагает, что перцептивные акты также организуются вокруг некоторой «рабочей точки» и реализуются при помощи некоторого органа-«эффектора». В том случае, если акт восприятия не имеет ярко выраженного ориентировочного моторного компонента (например, движений глаз), правомерность переноса такого описания остается под вопросом.
Для сопоставления возможностей двух теоретических языков при описании экспериментальных данных воспользуемся материалом двух сходных экспериментов, один из которых был описан выше и проведен в России в русле деятельностного подхода к вниманию (Степанов В.Ю., 2009) [13], а другой - в США в рамках когнитивного подхода (Nieuwenstein M.R., Potter M.C., 2006) [23]. В работе М. Ньевенстайна и М. Поттер [23] изучался эффект «мигания внимания» в условиях БППЗС. Предъявляя ряды из шести стимулов, исследователи показали, что когда испытуемых просят отчитаться о
двух стимулах из шести, успешный отчет о первом из них ведет к «миганию внимания» в отношении второго на критическом временном интервале. Но если просить испытуемых отчитаться обо всех предъявленных стимулах, «мигания внимания» не наблюдается: испытуемые успешно отчитываются о тех же стимулах, которые пропускают в случае частичного отчета. Авторы объясняют этот результат особенностями внимания как отбора, в отличие от распространенного объяснения через необходимость сохранения первого стимула, вызывающего «мигание внимания», в кратковременной памяти. Однако, как было показано в упомянутой выше работе В.Ю. Степанова [13], сам по себе полный отчет не гарантирует того, что испытуемый избежит «мигания внимания»: если в отношении ряда быстро последовательно предъявляемых стимулов-букв решается задача «чтения слова», мигания внимания нет, но изменение задачи на «отчет о как можно большем количестве букв» на том же стимульном материале ведет к миганию внимания. Можно предположить, что в эксперименте М. Ньевенстайна и М. Пот-тер [23] испытуемые решали поставленную перед ними задачу полного отчета именно тем способом, который навязывает стратегия «чтения слова», максимально растягивая сбор информации, в результате чего операция сохранения стимулов в памяти сдвигалась к окончанию ряда. Требование максимально полного отчета о предъявленных буквах в эксперименте В.Ю. степанова такой стратегии не навязывало, в результате чего даже в условиях полного отчета по М. ньевенстайну и М. поттер было получено мигание внимания.
В другом исследовании (Петракова А.В., Печенкова Е.В, 2009) [8] мы воспроизвели с использованием современной аппаратуры для бесконтактной регистрации движений глаз фрагмент одной из экспериментальных работ Ю.Б. Гиппенрейтер, посвященных оперативному полю зрения (гиппенрейтер Ю.Б., 1978) [3]. Было показано, что при решении задачи зрительного поиска на объем
оперативного поля зрения, операционали-зируемый как количество стимулов, обследуемых за одну фиксацию, влияет перцептивная организация (группировка) воспринимаемых объектов-чисел. Такое влияние можно расценивать как свидетельство ме-журовневого взаимодействия, поскольку размер оперативного поля зрения отражает организацию перцептивных процессов на ведущем уровне, определяемую задачей зрительного поиска, а перцептивные группы возникают как функциональные единицы и результат работы одного из фоновых уровней. однако подобная интерпретация не учитывает других факторов, которые могли повлиять на результат этого эксперимента. Эти факторы остаются неучтенными в силу трудностей «инвентаризации» фоновых уровней, включенных в организацию перцептивных действий. В то же время описание, основанное на представлении о низкоуровневых процессах обработки информации, сразу же позволяет нам найти альтернативное объяснение полученного эффекта, согласно которому изменение оперативного поля зрения может возникнуть за счет меняющейся степени локальной интерференции. Изменение пространственной группировки объектов влечет за собой также и изменение в степени локальной взаимной интерференции между ними, или «скучивания» (см., напр., Не S. et а!, 1996) [18], поскольку при различных размерах группы объектов разное количество объектов оказывается в ее центре, где эффект скучивания максимален.
Заключение
Проведенный анализ показывает, что каждый из подходов к нисходящим и восходящим влияниям на процесс решения перцептивной задачи обладает своими возможностями и ограничениями.
Подход с позиций психологической теории деятельности открывает широкие возможности анализа психологической структуры перцептивной задачи и нисходящих
влияний на процесс ее решения. Эвристическим потенциалом обладает анализ процесса ее решения по аналогии с двигательными задачами, однако прямая аналогия с действием не всегда обоснована, и перенос принципов решения двигательной задачи на задачу перцептивную требует отдельного анализа ограничений такого переноса. Вместе с тем представления об условиях и конкретных средствах решения перцептивной задачи, связанные со спецификой различных зрительных стимулов, остаются крайне недифференцированными и в лучшем случае рассматриваются как некоторый общий поток обратной афферентации, получаемый субъектом в качестве результата его ориентировочной активности.
В то же время когнитивный подход, предполагающий описание на языке обработки информации, дает возможность более детального анализа восходящих процессов обработки зрительной информации, в том числе и восходящих влияний на различные уровни ее обработки. Такой подход предоставляет больше возможностей для сопоставления получаемых результатов с представлениями о мозговой организации восприятия и внимания, соотнесения их с психофизиологическими и нейропсихологическими данными, а также когнитивного моделирования.
Таким образом, наибольшей продуктивности в плане дальнейшего развития психологии восприятия и перцептивного внимания позволит добиться не противопоставление, а обоснованная интеграция двух проанализированных подходов к познанию, способствующая построению целостной картины восходящих и нисходящих влияний на обработку зрительной информации человеком.
Исследование поддержано РФФИ, грант № 08-06-00171-а.
Литература
1. Бернштейн Н.А. О построении движений.
- М., 1947.
2. Веккер Л.М. Психика и реальность: единая теория психических процессов. - М.: Смысл, 1998.
3. Гиппенрейтер Ю.Б. Движения человеческого глаза. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978.
4. Гиппенрейтер Ю.Б. Деятельность и внимание / В сб.: А.Н. Леонтьев и современная психология. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983 / Под ред. А.В. Запорожца и др. - С. 165-177.
5. Запорожец А.В. Развитие восприятия и деятельность / В кн.: «Восприятие и действие», Материалы 30-го симпозиума XVIII Международного психологического конгресса. - М., 1966. - С. 35-44.
6. Зинченко В.П., Вергилес Н.Ю. Формирование зрительного образа : исследование деятельности зрительной системы. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1969.
7. Леонтьев А.Н. Деятельность, сознание, личность. - М., 1975.
8. Петракова А.В., Печенкова Е.В. Влияние перцептивной группировки на объем оперативного поля зрения / В кн.: Материалы научно-практической конференции «Актуальные проблемы когнитивной науки». - Иваново, 2010. - С. 80-81.
9. Петухов В.В. Психология мышления. - М., 1987.
10. Печенкова Е.В. Виды и механизмы временных смещений в восприятии порядка событий: Дисс. ... канд. психол. наук. - М., 2008.
11. Печенкова Е.В., Фаликман М.В. Модель решения перцептивной задачи в условиях быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов. // Психол. журнал. - 2001. - № 6. - C. 99-103.
12. Сироткина И.Е. Роль исследований H.A. Бернштейна в развитии отечественной психологической науки: дисс. ... канд. психол. наук. - М., 1989.
13. Степанов В.Ю. Стратегия чтения как средство поддержания внимания при решении перцептивной задачи // Психология. Журнал Высшей школы экономики. - 2009. - Т. 6. - № 1. - C. 159-168.
14. Фаликман М.В. Динамика внимания в условиях быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов. Дисс. ... канд. психол. наук. - М., 2001.
15. Фаликман М.В. Эффекты превосходства слова в зрительном восприятии и внима-
нии // Психол. журнал. - 2009. - № 6. - С. 68-76.
16. Фаликман М.В., Печенкова Е.В. Стратегическая регуляция решения перцептивной задачи как класс нисходящих влияний на процесс построения перцептивного образа // В сб.: Первая Российская конференция по когнитивной науке. Тезисы докладов. -Казань: КГУ, 2004. - С. 237-239.
17. Cattell J.M. The time it takes to see and name objects // Mind. - 1886. - Vol. 11. - P. 63-65.
18. He S., Cavanagh P., Intriligator J. Attentional resolution and the locus of visual awareness // Nature. - 1996. - Vol. 383. - No 6598. - P. 334-337.
19. Hochstein, S., Ahissar, M. View from the top: Hierarchies and reverse hierarchies in the visual system // Neuron. - 2002. - Vol. 36. - P. 791-804.
20. Kootstra G., Nederveen A., de Boer B. On the bottom-up and top-down influences of eye movements / In: Proceedings of CogSci 2006 Conference, Vancouver, Canada. - 2006. - P. 2538.
21. Latinus M., VanRullen R., Taylor M.J. Top-down and bottom-up modulation in processing bimodal face/voice stimuli // BMC Neuroscience. - 2010. - Vol. 11. - P. 36.
22. Muggleton N., Juan C., Cowey A., Walsh V Human frontal eye fields and visual search // J. of Neurophysiology. - 2003. - Vol. 89. - P. 3340-3343.
23. Nieuwenstein M.R., Potter M.C. Temporal limits of selection and memory encoding: A comparison of whole versus partial
report in rapid serial visual presentation // Psychological Science. - 2006. - Vol. 17. - P. 471-475.
24. Pechenkova E.V., Sinitsyna M.V. When simultaneity is more than just temporal order uncertainty // Perception. - 2010. - Vol. 39. -ECVP Abstract Suppl. - P. 188.
25. Pomerantz, J.R., Portillo, M.C. False pop out / Paper presented at the 45th Annual Meeting of the Psychonomic Society, Minneapolis, 2004.
26. Posner, M.I., Snyder, C.R.R. Attention and cognitive control / In: R.L. Solso (Ed.), Information processing and cognition: The Loyola symposium. Hillsdale. - NJ: Erlbaum, 1975. - P. 55-85.
27. Raymond J.E., Shapiro K.L., Arnell K.M. Temporary suppression of visual processing in an RSVP task: An attentional blink? // J. of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. - 1992. - Vol. 18. - No 3. -P. 849-860.
28. Reicher G.M. Perceptual recognition as a function of meaningfulness of stimulus material // J. of Experimental Psychology. -1969. - Vol. 81. - No 2. - P. 275-280.
29. Scharlau I., and Neumann O. Perceptual latency priming by masked and unmasked stimuli: Evidence for an attentional explanation // Psychological Research. - 2003. -Vol. 67. - P. 184-197.
30. Wheeler D.D. Processes in word recognition // Cognitive Psychology. - 1970. - Vol. 1. - No 1. - P. 59-85.
31. Wolfe J. Visual Search / In: Pashler H., ed. Attention. - London: UCL Press, 1998.
perceptual task decision as an interaction between ascending and descending mechanisms for visual information processing
E.v. PECHENKOVA, M.V. FALIKMAN Department of Psychology at M.V. Lomonosov Moscow State University
The article presents an attempt to examine the relationship between native and western traditions, the study of visual perception and perceptual attention. The concepts of bottom-up and top-down effects on visual information processing are associated with domestic notions of structure and process of solving the perceptual problem in both general theoretical terms and on a material-specific experimental studies of visual perception and attention. Developed understanding of strategies to deal with perceptual task decision as one of the classes of descending influences on visual information processing.
Keywords: top-down influence on visual information processing, visual attention, strategy.
