Введение в психологию_Аткинсон, Смит, Бем и др_2003 -713с-1

Рис. 5.16. Сеть с активацией «сверху вниз». В этой сети между буквами и словами, а также между признаками и буквами имеются возбуждающие и тормозные связи, и некоторые возбуждающие связи идут от слов к буквам.

Кроме того, надо добавить возбуждающие связи, идущие от слов обратно к буквам; эти последние будут обеспечивать обратную связь «сверху вниз», и тогда можно будет объяснить, почему при кратковременном предъявлении буква легче воспринимается в составе слова, чем когда она предъявляется отдельно. Если, например, буква R предъявляется отдельно, активируются ее признаки

— вертикальная линия, левая диагональ и кривая, выгнутая вправо, — и эта активация распространяется к узлу буквы R. Поскольку буква предъявлялась на очень короткое время, не все признаки могли успеть активироваться и результирующая активация узла буквы R могла оказаться недостаточной для опознания. Если же буква R предъявляется в составе слова «RED» (красный), то помимо активации, идущей от признаков R к буквенному узлу R, имеет место активация от признаков Е и D к буквенным узлам; все эти частично активированные буквы частично активируют узел слова RED, который в свою очередь по обратным связям активирует свои буквы, используя соединения «сверху вниз».

Все это приводит к тому, что когда буква R предъявляется в составе слова, у нее возникает дополнительный источник активации, а именно сигнал, поступающий вниз от слова; вот почему букву, предъявленную в составе слова, распознать легче, чем предъявленную отдельно. На материале слов и букв были получены и многие другие результаты, согласующиеся с многосвязной моделью

(McClelland & Rumelhart, 1981).

Такие модели также успешно используются в устройствах для чтения рукописного текста и распознавания речи (Coren, Ward & Enns, 1999).

Распознавание естественных объектов и обработка по принципу «сверху вниз»

Мы кое-что узнали о распознавании букв и слов, а как насчет естественных объектов — животных, растений, людей, одежды и мебели?

Признаки естественных объектов. Форма естественных объектов состоит из более сложных признаков, чем линии и кривые, и скорее напоминает простые геометрические фигуры. Эти признаки таковы, что их комбинация позволяет создать форму любого узнаваемого объекта (так же как сочетанием линий и кривых можно получить любую букву). Кроме того, надо, чтобы признаки объектов были составлены из более простых признаков — линий и кривых, поскольку простые признаки — это единственная информация, изначально имеющаяся у перцептивной системы. Такие соображения направляли поиски возможного набора признаков предметной среды.

Одно из предположений заключалось в том, что в состав признаков объектов входят некоторые геометрические фигуры, например цилиндры, конусы, параллелепипеды и клиновидные фигуры, как показано на рис. 5.17а. Такие признаки называют геонами (неологизм от «геометрические ионы»); их разработал Бидерман (Biederman, 1987). Бидерман считает, что набора из 36 геонов, аналогичных показанным на рис. 5.17а, в сочетании с небольшим набором пространственных отношений будет достаточно для описания формы всех объектов, которые человек способен опознать. Чтобы оценить этот момент, заметьте, что всего из двух геонов можно составить

36x36 различных объектов (сформировать объект можно из любых двух геонов — см. рис. 5.17б), а из трех геонов — 36x36x36 объектов. Эти два числа дают в сумме уже около 30 000, а еще надо учесть возможные объекты из четырех и более геонов. Кроме того, геоны, показанные на рис. 5.17а, различаются только своими простейшими признаками. Например, геон 2 на рис. 5.17а, куб, отличается от геона 3, цилиндра, тем, что у куба прямые края, а у цилиндра — изогнутые; прямые и изогнутые линии являются простыми признаками.

Рис. 5.17. Возможный набор признаков (геонов) естественных объектов. а) Клин, куб,

цилиндр и конус могут быть признаками сложных объектов. б) Из комбинации признаков (геонов) получаются естественные объекты. Заметьте, что если дугу (геон 5) присоединить к цилиндру (геон 3), получается чашка; если же дугу присоединить к верху цилиндра, получится ведро (по: Biederman, 1990).

То, что геоны являются признаками объектов, подтвердилось в экспериментах, в которых испытуемым предлагалось распознать нарисованные объекты, предъявляемые на короткое время. Общий результат был таков, что объект распознается настолько хорошо, насколько хорошо воспринимаются его геоны. В одном эксперименте стиралась часть формы объекта; в одном случае стирание мешало восстановлению геонов (правая колонка на рис. 5.18), в другом — не мешало (средняя колонка на рис. 5.18). Объекты распознавались намного лучше, когда стирание не интерферировало с геонами.

Рис. 5.18. Распознавание объектов и восстановление геонов. Элементы, использовавшиеся в эксперименте по распознаванию объектов. В левой колонке показаны исходные интактные варианты объектов. В средней колонке показаны варианты объектов, у которых некоторые участки стерты, но восстановить геоны все же можно. В правой колонке — варианты объектов, где участки стерты так, что геоны невосстановимы. Варианты объектов из средней колонки распознавались лучше, чем из правой (по: Biederman, 1987).

Обычно в описание объекта входят не только его признаки, но и отношения между ними. Это хорошо видно из рис. 5.17б. Если дуга присоединена сбоку цилиндра, получается чашка; если же она подсоединена сверху цилиндра, получается ведро. После того как описание формы объекта составлено, оно сравнивается с массивом геонных описаний, хранящихся в памяти, с тем чтобы найти наилучшее соответствие. Такое сопоставление описаний формы объектов с описаниями, хранящимися в памяти, похоже на ранее упоминавшийся процесс распознавания букв и слов (Hummel & Biederman, 1992).

Роль контекста. В восприятии есть принципиальное различие между процессами обработки, протекающими или снизу вверх, или сверху вниз. Процессы «снизу вверх» управляются только входными сигналами, а процессы «сверху вниз» — знаниями и ожиданиями человека. Для иллюстрации скажем, что когда на основе только геонного описания объекта последний узнается как лампа, то здесь участвуют только процессы «снизу вверх»; все начинается с появления на входе простых признаков этого объекта, далее определяется геонная конфигурация входных данных, и затем это описание входа сравнивается с хранящимися в памяти описаниями форм. Наоборот, если мы узнаем в некотором объекте лампу отчасти потому, что она находится на ночном столике рядом с кроватью, то в этом участвуют некоторые процессы «сверху вниз»; здесь привлекается не только та информация, которая поступила на сенсорный вход. Хотя до сих пор мы в этой главе обсуждали в основном процессы типа «снизу вверх», процессы «сверху вниз» также играют важную роль в восприятии.

Именно принцип обработки «сверху вниз» стоит за сильным влиянием контекста на наше восприятие предметов и людей. Если вы ожидаете, что ваша сотрудница Сара во вторник появится в химической лаборатории, как всегда, в 15:00, то когда она в указанный момент входит в лабораторию, вам даже не обязательно смотреть, чтобы знать, что это она. Ваше прежнее знание обусловило сильное ожидание, и для распознания достаточно очень слабого входного сигнала. Но если бы Сара вдруг появилась в вашем родном городе на рождественские каникулы, возможно, вам в первый момент даже было бы трудно ее узнать. Она оказалась бы вне контекста — нарушила бы ваши ожидания, и вам пришлось бы прибегнуть к обширной обработке «снизу вверх», чтобы сказать, что это на самом деле она (такие вещи обычно ощущаются как бы «со второй попытки»). Из этого примера ясно видно, что при соответствующем контексте (т. е. когда он предвосхищает объект на входе), восприятие облегчается; при несоответствующем контексте восприятие затрудняется.

Влияние контекста особенно примечательно, когда стимульный объект неоднозначен, т. е. когда он может восприниматься по-разному. Пример двойственного изображения показан на рис. 5.19; его можно воспринимать как старуху или как молодую женщину (хотя в первый момент с большей вероятностью видна старуха). Если вы уже смотрели на обычные картинки, напоминающие молодую женщину на рис. 5.19 (т. е. если контекст составляют молодые женщины), то на этой двойственной картинке вы скорее всего увидите вначале молодую женщину.

Рис. 5.19. Двойственный стимул. На этом неоднозначном рисунке можно видеть или молодую женщину, или старуху. Большинство видит сначала старуху. Молодая женщина отвернулась, и видна левая часть ее лица. Ее подбородок образует нос старухи, а цепочка у нее на шее — рот старухи (по: Boring, 1930).

Этот эффект временного контекста виден на другом наборе изображений на рис. 5.20. Смотрите на них, как при чтении рассказа в картинках — слева направо и сверху вниз. Картинки в середине этой последовательности неоднозначны. Если вы смотрели на эти изображения в предложенной последовательности, то скорее всего видели в них мужское лицо. Если вы посмотрите на них в обратном порядке, то в двойственных картинках скорее всего увидите молодую женщину.

Рис. 5.20. Эффект временного контекста. То, что вы здесь увидите, зависит от порядка рассматривания картинок. Картинки в середине ряда — двойственные. Если вы вначале смотрите на картинку с мужским лицом, они будут казаться вам искаженными мужскими лицами. Если вы вначале смотрите на картинку с женщиной, они будут походить на женщину (по: Fisher, 1967).

Чтобы показать влияние контекста, стимульный объект не обязательно должен быть двойственным. Представьте, что человеку сначала показывают изображение какой-либо сцены, а затем на короткое время предъявляют для распознавания изображение однозначного объекта; в этом случае распознавание будет более точным, если этот объект соответствует сцене. Например, посмотрев на сцену кухни, испытуемый более часто дает верную идентификацию быстро предъявленного изображения буханки хлеба, чем такого же по времени изображения почтового ящика (Palmer, 1975).

Благодаря обработке по принципу «сверху вниз» мотивы и желания потенциально могут влиять на восприятие. При сильном чувстве голода, быстро взглянув на красный шарик на кухонном столе, можно распознать в нем помидор. Желание есть заставляет думать о еде, и эти ожидания комбинируются с входной информацией (красный круглый предмет), создавая в результате перцепт помидора. Возможно и отрицательное влияние мотивов на восприятие. Если мы считаем, например, что некто — соблазнитель детей, мы более вероятно расценим его невинное прикосновение к ребенку как сексуальное.

Влияние контекста и обработка по принципу «сверху вниз» имеют место и в распознавании букв и слов, играя важную роль при чтении. Читая, мы не отслеживаем строчку текста плавным непрерывным движением. На самом деле глаза совсем недолго задерживаются на месте, а затем перепрыгивают в другую позицию на строчке, снова ненадолго останавливаются, затем снова прыгают и т. д. Периоды, в течение которых глаза остаются в покое, называются фиксациями, и именно во время фиксаций зрительная система извлекает информацию. На количество и длительность фиксаций очень сильно влияет то, что известно о данном тексте, и, следовательно, объем привлекаемой обработки «сверху вниз». Если материал незнакомый — скажем, незнакомый научный текст, — объем обработки «сверху вниз» минимален. В таких случаях мы останавливаемся на каждом слове, за исключением некоторых функциональных слов вроде «и», «о», «тот» и т. п. По мере ознакомления с материалом становится возможным привлекать полученное знание для обработки по принципу «сверху вниз», и тогда зрительные фиксации становятся реже и короче (Just & Carpenter, 1980; Rayner, 1978).

Процессы типа «сверху вниз» и недостаточность входного сигнала. Обработка по принципу «сверху вниз» происходит даже при отсутствии контекста, если входной сигнал очень скудный или ослаблен. Предположим, что, находясь у подружки в квартире, вы в темноте заходите на кухню и видите в углу небольшой черный предмет. Вы думаете, что это, наверное, ее кот, но воспринимаемый сигнал слишком слаб, чтобы быть уверенным, и тогда вы начинаете представлять какой-нибудь

конкретный признак кота— скажем, его хвост — и затем избирательно направляете внимание на тот участок предмета, где этот признак может скорее всего быть, если это действительно кот (Kosslyn & Koenig, 1992). Это — процесс обработки по принципу «сверху вниз», поскольку вы использовали определенное конкретное знание (что у кота есть хвост), чтобы сгенерировать ожидание, которое затем комбинируется со зрительным входным сигналом. Подобные ситуации довольно обычны для повседневной жизни. Иногда, если входной сигнал очень слабый, формируемые ожидания могут оказаться несостоятельными, скажем, когда вы наконец разберетесь, что этот якобы кот на кухне — на самом деле сумочка вашей подружки.

Нарушения процесса распознавания

Распознавание объектов обычно осуществляется автоматически и без усилий с нашей стороны, так что мы относимся к этому процессу как к чему-то само собой разумеющемуся. Однако иногда процесс распознавания дает сбои в тех случаях, когда люди страдают от повреждений мозга (вызванных несчастными случаями или такими болезнями, как сердечные удары). Агнозия — общий термин для обозначения нарушений или расстройств процесса распознавания.

Особый интерес представляет тип агнозии, называемый ассоциативной агнозией. Это синдром, при котором пациенты, страдающие от повреждений теменных долей коры, испытывают трудности при распознавании объектов только в тех случаях, когда эти объекты представлены визуально. Например, пациент может быть не в состоянии сказать, как называется расческа, если ему показать ее изображение, но может сделать это, если ему дать ее потрогать. Примером данного нарушения является следующий случай:

«На протяжении первых трех недель, проведенных в больнице, пациент не мог идентифицировать самые обычные предметы, предъявляемые ему визуально, и не мог определить, какая еда находится в его тарелке, пока он ее не попробует. Он мог сразу распознать объекты, когда трогал их, но когда ему показывали стетоскоп, он описывал его как «длинный шнур с круглым предметом на конце» и спрашивал, может ли это быть часами. Когда ему показали открывашку для бутылок, он ответил: «Возможно, это ключ». Когда его попросили назвать зажигалку, он ответил: «Не знаю». Он сказал, что он «не уверен», когда ему показали зубную щетку. При виде расчески он также сказал: «Не знаю». При предъявлении курительной трубки он ответил: «Какой-то прибор, я не уверен». Когда ему показали ключ, он сказал «Я не знаю, что это; может быть, напильник или какой-

то инструмент»» (Reubens & Benson, 1971).

Какие же аспекты распознавания нарушаются при ассоциативной агнозии? Поскольку страдающие этим нарушением пациенты часто хорошо справляются с другими визуальными заданиями, не требующими распознавания, — например, нарисовать предмет или сказать, совпадают ли друг с другом два изображения, — нарушение вряд ли происходит на поздних стадиях распознавания, во время которых стимульный объект сопоставляется с хранящимися в памяти описаниями объектов. Возможно, хранящиеся в памяти описания объектов каким-то образом утрачиваются или блокируются (Damasko, 1985).

Некоторые пациенты, страдающие ассоциативной агнозией, испытывают проблемы с распознаванием только определенных категорий, а не любых объектов. Эти категориальноспецифические нарушения представляют значительный интерес, поскольку, изучая их, мы можем узнать нечто новое о том, как функционирует процесс распознавания. Наиболее распространенным категориально-специфическим нарушением является утрата способности к распознаванию лиц, называемая прозопагнозией. (Мы кратко касались этой проблемы в гл. 1.) Во всех случаях, когда происходит такое нарушение, имеет место повреждение правого полушария, а нередко также и повреждения гомологичных зон левого полушария. Примером данного нарушения является следующий случай.

«Он не мог узнать присматривающих за ним врачей и сестер. «Вы, должно быть, доктор, потому что у вас белый халат, но как вас зовут, я не помню. Если вы заговорите, я вас узнаю». Он не узнавал свою жену, приходящую в приемные часы.... не узнавал на фотографиях Черчилля, Гитлера и Мерилин Монро. Увидев такой портрет он начинал анализировать его дедуктивно, пытаясь найти «критические» признаки, которые помогли бы ему дать правильный ответ» (Pallis, 1955).

Ко второму типу категориальных нарушений относится утрата способности распознавать слова, называемая чистой алексией (как правило, сопровождающаяся повреждениями левой затылочной доли). Пациенты, страдающие этим нарушением, обычно не испытывают трудностей с

узнаванием природных объектов и лиц. Они даже могут распознавать отдельные буквы. Однако эти пациенты оказываются не в состоянии распознавать зрительно предъявляемые слова. Увидев слово, они пытаются прочитать его по буквам. Распознавание самых распространенных слов может занимать у них до 10 секунд, при этом время распознавания растет с увеличением числа букв в слове

(Bub, Blacks & Howell, 1989).

Другие типы категориально-специфических нарушений включают проблемы с узнаванием живых существ — таких как животные, растения и пищевые продукты. В редких случаях пациенты оказываются неспособными распознавать и неодушевленные предметы, как, например,

хозяйственные инструменты (Warrington & Shallice, 1984).

Некоторые предположения, выдвигаемые с целью объяснения категориально-специфических нарушений, касаются и распознавания объектов в норме. Одна из таких гипотез состоит в том, что нормальная организация системы распознавания базируется на различных классах объектов: одна подсистема служит для распознавания лиц, другая — для слов, третья — для животных, и так далее, и что эти подсистемы локализованы в различных участках мозга. Если пациент получил лишь местное повреждение мозга, у него может проявляться потеря памяти, относящаяся только к одной подсистеме, но не к другим. Так, повреждения специфических участков правого полушария могут приводить к нарушениям в работе подсистемы, ответственной за узнавание лиц, при этом функционирование других подсистем остается незатронутым (Damacio, 1990; Farah, 1990).

Внимание

Рассматривая процессы локализации и распознавания, мы часто подразумевали, что в них участвует внимание. Чтобы обнаружить движение самолета, надо обратить внимание на траекторию его полета; чтобы распознать тот или иной объект, на него надо сначала обратить внимание; а чтобы определить, есть ли хвост у этой черной штуки на кухне у вашей подружки, следует направить внимание на соответствующее место этого объекта.

Внимание предполагает избирательность. Большую часть времени на нас действует такое количество стимулов, что распознать их все просто невозможно. Пока вы сидите и читаете, прервитесь на минуту, закройте глаза и направьте внимание на различные достигающие вас стимулы. Вы можете заметить, например, что ваш левый ботинок немного жмет. Что это за звук? А чем это пахнет? До того вы, возможно, не осознавали все эти входные сигналы, поскольку не отбирали их для распознавания. Этот процесс отбора и называется избирательным вниманием.

Избирательное смотрение и слушание

Как именно мы направляем внимание на интересующие нас предметы? Простейший способ — физически переориентировать наши сенсорные датчики в сторону этих объектов. В случае зрения это означает перевести взгляд, чтобы интересующий предмет попал в наиболее чувствительный участок сетчатки.

В исследованиях зрительного внимания часто ведется наблюдение за испытуемым, разглядывающим картину или сцену. Наблюдая за глазами испытуемого, можно убедиться, что они не стоят на месте, а ведут сканирование. Как и при чтении, сканирование не является плавным непрерывным движением, а состоит из последовательных фиксаций. Чтобы записать эти движения глаз, существует ряд методик. Простейший способ — следить за глазами с помощью телекамеры, так чтобы то, на что направлен взор, отражалось от роговицы глаза и появлялось на телеэкране с наложением на изображение самого глаза. По такому составному изображению экспериментатор определяет то место сцены, на котором фиксируется глаз.

Движения глаз при сканировании картинки обеспечивают попадание различных ее частей в зону фовеа, что позволяет рассмотреть детали (из предыдущей главы мы знаем, что в зоне фовеа самое высокое разрешение). Точки, на которых фиксируется взгляд, не случайны. Это наиболее информативные места изображения, места, где находятся важнейшие признаки. Например, при сканировании лица на фотографии множество точек фиксации приходится на участки, где расположены глаза, нос и рот (рис. 5.21).

Рис. 5.21. Движения глаз при рассматривании фотографии. Справа от фотографии девочки показана запись движений глаз испытуемого во время разглядывания этой фотографии (по:

Ярбус, 1965).

Избирательно направлять на что-либо внимание можно и не двигая глазами. В иллюстрирующем это эксперименте испытуемые должны были обнаружить объект при его появлении. В каждой пробе испытуемый смотрел на пустое поле, затем ему на короткое время предъявляли метку, вслед за которой экспонировался объект. Интервал между появлением метки и объекта был слишком мал, чтобы испытуемый успел выполнить движение глаз, и все же, когда объект появлялся в отмеченном месте, он обнаруживался быстрее, чем когда он появлялся в другом месте. По-видимому, испытуемый обращал внимание на отмеченное место, несмотря на то что не мог перевести туда взгляд (Posner, 1980).

В слуховом восприятии ближайшим аналогом движений глаз являются движения головой, при которых уши направляются на интересующий источник звука. Однако во многих ситуациях этот механизм внимания имеет ограниченное применение. Возьмем, например, вечеринку, где много людей. Звуки множества голосов атакуют наши уши, и их источники недостаточно удалены, чтобы переориентация ушей позволила избирательно отслеживать какой-нибудь один разговор. Однако чтобы избирательно внимать желаемому сообщению, можно воспользоваться чисто умственными средствами. Среди используемых для этого признаков — направление источника звука, движения губ говорящего и особенности его голоса (высота, темп и интонация). Даже при отсутствии любого из этих признаков можно, хотя и с трудом, выбрать для отслеживания одно из двух сообщений, взяв за основу его смысл.

Исследования так называемого феномена вечеринки с коктейлем показывают, что человек запоминает очень мало из слухового сообщения, если на него не было направлено его внимание. При обычной процедуре такого исследования на испытуемого надевают наушники и проигрывают ему в одно ухо одно сообщение, а в другое ухо — другое. Испытуемого просят повторять (оттенять) одно из этих сообщений, когда оно звучит в наушнике. Это продолжается несколько минут, после чего сообщения прекращаются и испытуемого спрашивают о неоттененном сообщении. Испытуемый очень мало что может о нем сказать. Его замечания ограничиваются физическими характеристиками звука, поступившего по неоттененному каналу: высокий был голос или низкий, мужской или женский и т. д.; и почти ничего он не может сказать о содержании этого сообщения (Moray, 1969).

<Рис. Хотя но вечеринке с коктейлем можно слышать вокруг несколько разговоров одновременно, мы очень мало запоминаем из того, на что не обращали внимания.>

Из того факта, что человек столь немногое может рассказать о неоттененных слуховых сообщениях, вначале был сделан вывод, что несопровождаемые вниманием стимулы полностью отфильтровываются (Broadbent, 1958). Однако теперь есть достаточные основания считать, что некоторую обработку оставленных без внимания стимулов перцептивная система все же ведет (это касается и зрения, и слуха), хотя они редко достигают сознания. Одно из доказательств наличия частичной обработки неотслеживаемых стимулов — это то, что человек с большой вероятностью

слышит свое имя, даже когда его произносят в неотслеживаемом разговоре негромким голосом. Этого не могло бы быть, если бы неотслеживаемое сообщение полностью терялось на нижних уровнях перцептивной системы. Значит, отсутствие внимания не блокирует сообщения полностью, а только ослабляет их, подобно регулятору громкости, которым убавили звук, но не выключили совсем

(Treisman, 1969).

Неврологическая основа внимания

За последние несколько лет в понимании нервных механизмов внимания произошли важные достижения, особенно в сфере зрительного внимания. Интересы ученых касались двух основных вопросов: 1) посредством каких структур мозга осуществляется психологический акт выбора объекта внимания и 2) чем различается последующая нервная обработка сопровождаемых вниманием и игнорируемых стимулов? Рассмотрим эти вопросы по очереди.

Видимо, мозг располагает двумя отдельными системами, посредством которых реализуется отбор входных сигналов. Одна система связана с локализацией объекта; она отвечает за выбор одного местоположения среди всех остальных, а также за переключение с одного местоположения на другое. Она называется задней системой, потому что образующие ее структуры мозга — часть теменной коры и некоторые подкорковые структуры — находятся в задней части мозга. Другая система внимания связана с другими свойствами объекта, например с его формой и цветом. Она называется передней системой, потому что образующие ее структуры — передний поясок и подкорковая структура — находятся в передней части мозга. Короче, объект внимания можно выбрать, сосредоточившись или на его местоположении, или на каком-либо другом свойстве, а реализовывать эти два варианта избирательности будут два совершенно разных участка мозга.

Чтобы получить некоторое представление о данных в поддержку вышеприведенных положений, рассмотрим результаты в пользу существования задней системы. Наиболее важные из них получены при ПЭТ-сканировании человека во время выполнения задач на избирательное внимание. Когда испытуемого просят переключить внимание с одного места на другое, наибольшее возрастание кровотока — а значит, и нервной активности — происходит в теменных долях коры обоих полушарий (Corbetta et al., 1993). Кроме того, когда людям с повреждениями этих участков мозга давали решать задачи на внимание, им было крайне трудно переключить внимание с одного места на другое (Posner, 1988). Значит, у пациента, который с этой задачей справиться не может, повреждены те самые участки, которые активируются, когда нормальный мозг выполняет эту задачу. Кроме того, в исследованиях нечеловекообразных обезьян с применением одноклеточной регистрации было обнаружено, что когда им надо переключить внимание с одного места на другое, активируются эти же самые участки мозга (Moran & Desimone, 1985). Взятые вместе, эти результаты сходятся с представлением, что теменные участки мозга опосредуют внимание к различным местоположениям. Существуют аналогичные данные, подтверждающие участие фронтальных участков мозга (передней системы) в концентрации внимания на различных аспектах объекта, не связанных с его локализацией.

Теперь перейдем ко второму вопросу. После того как выбран объект внимания, что меняется в его нервной обработке? Чтобы быть конкретнее, обратимся к эксперименту, в котором испытуемому предъявляют ряд цветных геометрических фигур и говорят, чтобы он, обращая внимание только на красные фигуры, указал, когда ему будет предъявлен треугольник. В этом случае передняя система переключает внимание на цвет, но что еще меняется в нервной обработке каждого стимула? Ответ состоит в том, что те участки зрительной коры, которые обрабатывают цвет, становятся более активны, чем они были бы, если бы испытуемый не направил внимание избирательно на цвет. В общем, участки мозга, которые имеют отношение к свойствам, на которые направляется внимание (будь это цвет, форма, текстура, движение и т. д.), усиливают свою активность (Posner & Dehaene, 1994). (Есть также убедительные данные, что активность участков мозга, связанных с игнорируемыми свойствами, будет при этом подавляться.)

Некоторые наиболее убедительные доказательства такого усиления активности были получены опять-таки в исследованиях с применением ПЭТ В одном из экспериментов (Corbetta et al., 1991) испытуемые во время сканирования их мозга наблюдали движущиеся объекты меняющегося цвета и формы. При одном условии эксперимента испытуемых просили обнаружить изменения в характере движения объектов, а при других условиях — изменения формы и цвета объектов; значит, при первом условии внимание обращалось на движение, а при других условиях — на цвет и форму.

Хотя при всех условиях эксперимента стимулы были физически идентичны, было обнаружено, что при первом условии более активны зоны мозга, участвующие в обработке движения, а при остальных условиях — зоны мозга, участвующие в обработке цвета или формы (рис. 5.22). Следовательно, внимание усиливает то, что существенно, не только в психологическом, но и в биологическом смысле.

Рис. 5.22. ПЭТ-изображения показывают различия в активности коры. Изображение справа вверху снято в условиях, когда испытуемые концентрировали внимание на изменениях цвета; изображения в нижнем ряду получены в условиях, когда испытуемые концентрировались на изменениях формы или скорости.

Константность восприятия

Помимо локализации и распознавания у перцептивной системы есть еще одна задача — сохранить видимость объектов постоянной, несмотря на изменения их сетчаточных проекций. Такова эволюция, что мы вообще представляем (и переживаем) объекты мира такими, какие они есть на самом деле (у реальных объектов форма, цвет, величина и яркость постоянны), а не такими, какими они случайно попадаются нам на глаза.

В целом человек воспринимает объект относительно неизменным, несмотря на изменения его освещенности, положения, с которого он виден, или его удаленности. Вам не кажется, что ваша машина увеличивается в размерах, когда вы к ней подходите, или что она искажается, когда вы обходите ее кругом, или меняет цвет при искусственном освещении, — и это несмотря на то, что все эти изменения происходят с ее изображением на сетчатке вашего глаза. Эта тенденция к постоянству объекта называется константностью восприятия. Константность несовершенна, но это одно из замечательных свойств зрительного восприятия.

Константность восприятия также имеет существенное отношение к рассмотренной нами ранее теме целей локализации и распознавания. В целом можно сказать, что константность облегчает задачу по локализации и распознаванию объектов. Если бы нам казалось, что объект изменяет свое расположение каждый раз, когда мы перемещаем взгляд, определение его глубины (важный аспект локализации) было бы чрезвычайно затруднено. Если бы форма и цвет объекта изменялись каждый раз, когда либо мы, либо объект перемещаются, описание объекта, составляемое нами на более ранних стадиях распознавания, также должно было бы изменяться и распознавание превратилось бы в невыполнимую задачу.

Константность яркости и цвета

Когда предмет освещен, он отражает определенное количество света. С количеством отраженного света связана видимая яркость предмета. Явление константной яркости означает, что воспринимаемая яркость того или иного объекта изменяется очень слабо даже при очень значительных изменениях количества отраженного света. Так, рубашка из черного бархата будет выглядеть именно черной и в тени, и на солнце, несмотря на то что под прямыми солнечными лучами она отражает в тысячи раз больше света.

<Рис. Константность восприятия позволяет нам определять расстояния до объектов.>

Хотя вышеуказанный эффект проявляется при обычных обстоятельствах, изменения в окружении могут разрушить его. Представьте, что черная рубашка расположена за черным непрозрачным экраном и вы разглядываете ее через глазок в экране. Экран с отверстием ограничивает видимую область, так что вы видите только свет, отраженный от самой рубашки, независимо от ее окружения. Теперь, когда рубашка освещена, она будет выглядеть белой, поскольку свет, достигающий вашего глаза через отверстие, имеет большую интенсивность, чем отраженный от самого экрана. Из этого примера можно понять, почему яркость объекта обычно остается неизменной. Когда мы воспринимаем объект в естественной ситуации, обычно видны и несколько других объектов. Константность яркости зависит от соотношения интенсивностей света, отраженного от различных объектов. Так, черный бархат обычно продолжает видеться черным даже на солнце потому, что он все равно отражает меньше света, чем окружающие его предметы. Именно относительной величиной отраженного света определяется его яркость (Gilchrist, 1978).

С цветом все примерно так же. Тенденция к сохранности цвета объекта при освещении его различными источниками света называется константностью цвета. Как и константность яркости, константность цвета можно нарушить, удалив объект из его фона. Например, если смотреть на зрелый помидор через трубку, скрывающую и окружение, и общий вид самого объекта, он может оказаться любого цвета — синего, зеленого или розового — в зависимости от длин волн отраженного от него света. Поэтому константность цвета, как и константность яркости, зависит от неоднородности фона

(Maloney & Wandell, 1986; Land, 1977).

Константность формы и положения

Когда дверь открывается в нашу сторону, форма ее изображения на сетчатке претерпевает ряд изменений (рис. 5.23). Из прямоугольной формы получается изображение в виде трапеции, у которой ближняя к нам сторона шире, чем край, которым дверь крепится к стене; затем эта трапеция становится уже, пока наконец не начинает проецироваться на сетчатку в виде вертикальной полоски, соответствующей толщине двери. И несмотря на все это, мы при открывании двери воспринимаем ее без изменений. Сохранение постоянства воспринимаемой формы при изменении изображения на сетчатке является примером константности формы.

Рис. 5.23. Константность формы. Изображения на сетчатке, создаваемые открывающейся дверью, совершенно различны, и тем не менее мы все время воспринимаем дверь прямоугольной формы.

Еще один вид константности касается положения объектов. Несмотря на то что, когда мы движемся, на сетчатке возникает ряд меняющихся изображений, положения неподвижных объектов для нас остаются постоянными. Эту константность положения мы принимаем как само собой разумеющуюся, но для этого требуется, чтобы зрительная система принимала в расчет и наши движения, и меняющиеся изображения на сетчатке. Такого рода «расчет» мы обсуждали ранее, когда говорили о восприятии движения. По сути, зрительная система должна получать информацию от моторной системы о движениях глаз и затем принимать эту информацию в расчет при интерпретации движения изображения на сетчатке. Когда зрительная система получает информацию о том, что глаза только что повернулись на 5 градусов влево, она вычитает эту величину из зрительного сигнала.

Константность величины

Из всех видов константности наиболее изучена константность величины — тенденция