3.2. Ресурсы и селекция
Теория умственного усилия наметила новые пути решения про- блемы локуса селекции в системе переработки информации. Уже говорилось, что автор этой теории, Д. Канеман считал ее дополнени- ем, а не альтернативой теориям бутылочного горлышка. Однако вскоре были предприняты попытки объединить оба аспекта (интен- сивности и избирательности) в рамках единого подхода. Одна линия развития стала утверждать примат представления об ограниченных ресурсах мощности системы переработки. Здесь селекция рассматри- вается как неизбежный результат распределения ограниченных ре- сурсов. Подвижным и гибким образом они размещаются по всей линии переработки. Проблема локуса селекции оттесняется поэтому на второй план комплексом вопросов относительно видов и природы ресурсов, закономерностей и механизмов их распределения.
Дж. Ризон пишет:
"Взгляд на внимание как на ограниченные, но весьма подвижные ресурсы управления устраняет необходимость постулирования с целью объяснения селекции, какого-то, подобного фильтру, механизма. В теории ресурсов селек- ция имплицитно задана природой внимания как ограничен- ного предмета потребления, распределяемого на ограни- ченную группу сущностей, хотя число предположений от- носительно этой группы очень велико. Следовательно, глу- боких уровней переработки достигнут лишь те элементы задачи, идеи и события, которые получили определенный, критический вклад этих ресурсов" (Reason, 1990, с. 29).
128
Если обратиться к названию настоящей главы "Внимание и ресур- сы", то вместо нейтрального союза "и", соединяющего понятия вни- мания и ресурсов, можно поставить для слабых версий этого подхода сравнительный союз "как", а для сильных — утвердительный глагол "есть". Данная глава посвящена по большей части изложению тео- ретических исследований внимания в этом направлении. С другой стороны, можно сохранить представление о селективной сути внима- ния и определить отношение между вниманием и ресурсами при помощи глагола "требует", а не словами "как" или "есть". О подо- бной связи понятий внимания и усилия уже говорилось в конце второй главы при описании модели Р. Шиффрина и У. Шнайдера (см. с. 109). Там отмечалась некоторая растерянность, возникающая в результате прямого соединения представления о внимании как процессе селекции с представлением о внимании как ограниченных ресурсах умственного усилия. Действительно, необоснованное слия- ние двух, казалось бы, дополнительных взглядов на природу внима- ния может привести к логически противоречивым заявлениям типа:
"Бывает внимание, которое требует внимания, и бывает внимание, не требующее внимания". В данной главе, характеризуя подход, сохраняющий примат селективного взгляда, мы остановимся на тео- рии Уильяма Джонстона и Стивена Хейнза, американских психоло- гов из университета штата Юта, которые заметили это противоречие и попытались его разрешить (Johnston, Heinz, 1978).
У. Джонстон и С. Хейнз начинают характеристику процессов се- лекции в традиции функциональной психологии сознания. Отбор перцептивных данных необходим, потому что наше сознание огра- ничено. Случайная селекция привела бы к заполнению сознания пестрой смесью фрагментарных и неинтерпретируемых содержаний восприятия. Согласованная, доступная пониманию картина мира в сознании человека возможна только при условии систематической селекции. Гибкость — основная характеристика такой селекции. Об- суждая теории бутылочного горлышка, авторы занимают позицию, близкую к взглядам М. Эрдели (см. с. 95-98). Они утверждают, что селекция может произойти различными способами на любой фазе восприятия и ответа. Поэтому свою теорию внимания авторы опре- деляют как мультимодальную и характеризуют процесс внимания как тотальный.
Оригинальным вкладом данной теории стало положение о том, что селекция требует ресурсов переработки. Величина этих требований зависит от места и способа отбора информации. Расход усилия на селекцию тем больше, чем дальше или глубже по линии переработки информации она совершается. У. Джонстон и С. Хейнз отрицают существование фиксированных бутылочных горлышек в системе пе-
9-4037 129
реработки информации и соответствующих процессов селекции. Внимание само по себе является таким горлышком или ограничени- ем, тяжесть которого растет при переходе от ранних к поздним спо- собам отбора. Чем позже произойдет селекция, тем больше инфор- мации будет воспринято. Но за широту восприятия приходится рас- плачиваться снижением качества или степени переработки релеван- тной информации. Внимание захватывает мощность или усилие, необходимое для процессов переработки релевантных входов. Чело- век выбирает оптимальную для данной ситуации стратегию внима- ния. Например, возбужденный интересным и трудным разговором, он использует стратегию ранней селекции, ничего не замечая вокруг. Привлечь внимание такого субъекта можно, только если потрясти его за плечо или выкрикнуть его имя. Напротив, если из вежливости он вынужден поддерживать скучную беседу, то принимается стратегия поздней селекции. Разговор будет поверхностным, но зато этот чело- век не пропустит множество других потенциально важных сигналов окружения. Единая эффективная стратегия внимания заключается, по мнению авторов, в преимущественном использовании ранних спо- собов отбора и периодическом кратковременном обращении к позд- нему отбору.
Основные положения своей теории У. Джонстон и С. Хейнз про- верили экспериментально. Испытуемые одновременно решали две задачи. Первичной была задача прослушивания бинаурально предъ- являемых сообщений. Решение вторичной задачи предполагало не- прерывное наблюдение (мониторинг) небольшого, расположенного перед испытуемым табло, В случайные моменты выполнения основ- ной задачи табло кратковременно (на 500 мс) засвечивалось. В ответ на этот сигнал нужно было как можно быстрее нажать на кнопку. Испытуемых просили уделять внимание основной задаче в степени, необходимой для ее успешного выполнения, но в то же время ни при каких обстоятельствах не игнорировать световые сигналы.
Предполагалось, что время реакции обнаружения отражает рас- ход усилия на выполнение задачи прослушивания. Чем больше вклад усилия в основную задачу, тем хуже будет решаться задача дополни- тельная — среднее время реакции на световые сигналы будет сни- жаться. Условия решения задачи прослушивания варьировались та- ким образом, чтобы сдвигать предполагаемое место отбора на конти- нууме ранней-поздней селекции. Задачу зрительного обнаружения испытуемые решали при всех условиях. Однако при условии "без прослушивания" (БП) слуховое сообщение предъявлялось, но задача прослушивания не ставилась. При условии "одно сообщение" (1C) испытуемые внимательно прослушивали одно-единственное сооб- щение. При условии "два сообщения" (20 бинаурально предъявля-
130
ли два семантически различных сообщения. Например, в одном тек- сте рассказывалось о действии препарата ЛСД, в другом — о жизни и повадках утконоса. Это условие, в свою очередь, разбивалось на два. При условии "два сообщения, разные голоса" (2Срг) целевое (релевантное) и нецелевое (нерелевантное) сообщение отличались высотой голоса (мужской или женский). Здесь испытуемый мог ис- пользовать раннюю селекцию. При условии "два сообщения, один голос" (2Сог) весь материал зачитывался одним диктором. Целевое сообщение начиналось несколько раньше нецелевого. При этом ус- ловии могла быть успешно принята только стратегия поздней селек- ции. Испытуемые отчитывались о содержании целевого сообщения либо по ходу (путем вторения), либо после каждой пробы (отвечая на вопросы).
Мультимодальная теория предсказывала следующее соотношение средних времен реакции обнаружения при этих условиях:
БП < 1C < 2Срг<2Сог. Эксперименты полностью подтвердили этот прогноз. Приведем результаты одного из них, в котором использова- ли не тексты, а ряды слов. При условии 1C испытуемые прослушива- ли один список. При условии 2С проба начиналась с предъявления слов одной категории, например, названий городов. Спустя некото- рое время синхронно словам первого ряда, предъявляли слова другой категории, например, названия профессий. Испытуемых просили вторить как можно быстрее и точнее все слова при условии 1 С и слова целевого списка при условии 2С (в данном примере названия горо- дов) . Испытуемые одной группы слушали целевые слова, произноси- мые женским, но не мужским (нецелевой список) голосом, или нао- борот (условие 2Срг). Материал, предъявленный второй группе ис- пытуемых, произносился одним и тем же голосом (условие 2Сог). Расчет средних времен реакции обнаружения (приведены в мс, в скобках после обозначений условий) показал, что БП(ЗЮ) < 1С(370) < 2Срг(433) < 2Сог(482). Точно также располо- жились по условиям показатели ошибок вторения целевого списка (приведены в % в скобках после обозначений условий):
1C (1.4) < 2Срг(5.3) < 2Сог(20.5). Результат БП < 1C отражает рас- ход ресурсов на прослушивание и вторение одного ряда. Результат 1C < 2Срг говорит о том, что селекция потребовала дополнительного усилия. Можно предположить, что сюда входит и усилие, затрачива- емое на переработку нецелевой информации на предвнимательной стадии. Однако, в одном из экспериментов, где предъявляли три сообщения (условие 30 было получено следующее соотношение времен реакции: 1C < 2С = ЗС. Если бы нецелевые сообщения отби- рали ресурсы до своего отвержения, то следовало ожидать 1C < 2С < ЗС. Результат 2Срг < 2Сог мог отражать либо разницу в
9* 131
требованиях ранней и поздней селекции, либо использование раз- личных признаков на поздней стадии отбора. Результаты других экспериментов того же исследования подтвердили первое предполо- жение. Так, если испытуемых подталкивали на использование стра- тегии позднего отбора при обоих условиях, то 2Срг=2Сог.
Итак, полученные соотношения времен реакции вторичной зада- чи обнаружения подтверждают, по мнению авторов, что (1) внима- ние (селекция) требует усилия и (2) количество требуемого усилия растет при переходе от ранних к поздним способам селекции, а дан- ные ошибок восприятия целевого сообщения говорят о том, что (3) чем глубже селекция, тем хуже перерабатывается целевая информа- ция.
Экспериментальное исследование У. Джонстона и С. Хейнза можно рассматривать как демонстрацию еще одного важного поло- жения мультимодальной теории внимания. В зависимости от требо- ваний задачи испытуемые принимали различные стратегии селек- ции и произвольно управляли положением бутылочного горлышка на линии переработки информации. Результаты этих опытов служат поэтому еще одним экспериментальным доказательством тезиса о гибкости внимания человека.
Теорию внимания, опирающуюся на предположение о существо- вании единых ограниченных ресурсов переработки информации, разрабатывает с начала 70-х годов группа американских психологов, возглавляемая Майклом Познером. Общую методологию этих иссле- дований можно охарактеризовать как попытку интеграции трех ос- новных подходов к исследованию психики человека — сознания, исполнительной деятельности и физиологических (нейрональных) механизмов (Posner, 1982; 1986). Основой объединения этих планов анализа психики служит, по мнению М. Познера, язык переработки информации. "С одной стороны, он может быть увязан с феномено- логией, поскольку самонаблюдение нередко используют в качестве средства построения моделей, и оно само может быть представлено как результат специальной системы переработки, обладающей соб- ственным объективным статусом в рамках данной теории. С другой стороны, язык переработки информации обеспечивает психологиче- ский анализ, соответствующий анализу физиологическому, благода- ря выделению различных уровней переработки и исследованию вре- менного хода их активации (Posner, 1986, с. 6). Экспериментальное исследование нужно проводить в русле методологии умственной хро- нометрии, включающей в себя измерение времени реакций, регист- рации вызванных потенциалов и анализ постстимульных гистограмм латенций активности отдельных клеток.
М. Познер пишет:
"Умственную хронометрию можно определить как изучение временного хода переработки информации в нервной системе человека. Акцент на переработку информации и на человека означает здесь, что умственная хронометрия на- целена на выявление систематических взаимосвязей физи- ологических показателей, изменений деятельности и соот- ветствующих им субъективных переживаний. Умственная хронометрия служит, по сути, средством объединения раз- личных точек зрения — феноменологической, физиологи- ческой и деятельностной. .." (Posner, 1986,с.7).
Примером реализации подхода умственной хронометрии являет- ся исследование процессов решения задачи сравнения двух, зритель- но предъявленных букв (Posner, Boies, 1971). Испытуемому дают предупреждающий сигнал, спустя 0.5 с первую букву и вслед за ней, через 1с — вторую. Он должен определить одинаковые эти буквы или нет, ответив как можно быстрее путем нажатия на соответствующий ключ. Эта задача была основной. В части проб в одном из восьми непредсказуемых моментов решения основной задачи подавали кратковременный звуковой сигнал (зонд), в ответ на который испы- туемый немедленно нажимал на ключ (дополнительная задача). За- висимость времени реакции на слуховой зонд от момента его предъ- явления по ходу решения основной задачи представлена на рис. 3.5. На этом графике можно выделить два характерных участка. На пер- вой фазе время реакции на зонд невелико и постепенно уменьшается. На втором участке, начинающемся в промежутке между предъявле- ниями первой и второй буквы, время реакции резко возрастает. М. Познер предполагает, что этим участкам соответствуют два каче- ственно различных процесса переработки информации. На первой фазе, сразу после подачи предупреждающего сигнала, происходит повышение общей настороженности, то есть готовности к восприя- тию любого сигнала. Кодирование первой буквы осуществляется здесь автоматически и потому никак не сказывается на решении дополнительной задачи обнаружения слухового зонда. После восп- риятия первой буквы включаются процессы произвольной, осознава- емой переработки полученной информации (напр., ее повторение) и избирательной подготовки к восприятию второй буквы. Эти процес- сы требуют активного внимания, ресурсы которого ограничены. В результате, время реакции на слуховой зонд увеличивается.
Это предположение подтверждают данные эксперимента, в кото- ром вводилась дополнительная операция на стадии осознаваемой, контролируемой переработки информации (Posner, Klein, 1973). Ис- пытуемого просили сравнивать со второй буквой ту букву, которая следует за первой спустя три позиции по алфавиту. Например, если предъявлена целевая пара ЛП, то правильным ответом будет "оди- наковые" поскольку буква П занимает в русском алфавите 4-ю по- зицию относительно буквы Л. Результаты этого эксперимента при- ведены на рис. 3.6.
Как видно из рисунка, кривая времени реакции на слуховой зонд, полученная при условии отсчета по алфавиту (пунктирная) на пер- вой фазе (автоматическая переработка) практически совпадает с кривой, полученной в обычных условиях (сплошная); на второй же фазе (осознаваемая переработка) она идет намного круче и выше.
134
Дальнейшее исследование пошло по линии усложнения методики путем введения предварительного стимула, информирующего испы- туемого относительно сравниваемых букв (Posner, Snyder, 1975a). Например, в 80 % проб перед АА подавалась буква А, то есть пред- шествующий стимул совпадал со стимулом целевой пары (валидное условие). В 20 % проб этот стимул не совпадал с элементами целевой пары. Так, перед предъявлением АА подавали букву В (невалидное условие). В контрольных пробах в качестве предшествующего сти- мула использовали знак +, не несущий какой-либо информации о
135
целевых буквах (нейтральное условие). Оказалось, что среднее вре- мя ответа при валидном условии на 121 мс меньше, чем при невалид- ном. При этом выигрыш относительно времени ответа при нейтраль- ном условии составил для валидного условия 85 мс, а проигрыш для невалидного условия — 36 мс.
Авторы считают, что в этом эксперименте испытуемый уделяет активное внимание предшествующему стимулу. Пути переработки букв целевой пары при валидном условии будут подготовлены с двух сторон: благодаря автоматической активации вследствие рецепции предшествующего стимула (снизу) и благодаря активации при помо- щи сознательного внимания (сверху). В результате получается зна- чительный выигрыш во времени ответа по сравнению с нейтральным условием, при котором предшествующий стимул (знак +) служит только для повышения общей, неизбирательной настороженности. В невалидных пробах эта стратегия не приносит успеха и, более того, приводит к замедлению ответа по сравнению с нейтральным услови- ем (эффект проигрыша). Ресурсы активного, сознательного внима- ния ограничены, и потому их распределение в пользу одного из путей переработки информации приводит к торможению путей переработ- ки других стимулов и задержке соответствующих ответов.
На основании результатов проведенных исследований М. Познер и К. Снайдер (1975 а, б) выдвинули гипотезу двух типов переработки информации и, соответственно, двух видов внимания. В случае нео- сознаваемого внимания обнаружение, регистрация и переработка стимула происходит автоматически. Субъект не осознает, как это делается и делается ли вообще. Акт такого внимания возникает без намерения, не интерферирует с другой умственной деятельностью;
он сам и его продукт не осознаются. Данный стимул, например, слово, активирует определенную единицу долговременной памяти, и эта активация быстро распространяется к другим, семантически родственным единицам. Сознательное внимание, напротив, харак- теризуется тем, что субъект намеренно внимателен, осознает про- цесс внимания и его продукт; акт такого внимания интерферирует с другой сознательной деятельностью. Внимание этого вида М. Познер называл активным и отождествлял его с функционированием цент- рального исполнительного устройства, или процессора ограниченной мощности. Механизм сознательного внимания не влияет на работу первого механизма распространения активации, хотя и тормозит выходы автоматически активированных единиц.
На данном этапе своих исследований М. Познер предполагал, что центральный процессор един, универсален и, в зависимости от зада- чи, может гибко подключаться на любых стадиях автоматической переработки. Испытуемый избирательно, активно и произвольно на-
136
страивается на определенную модальность, на позицию в простран- стве, на какой-то признак или категорию входной информации. Акт ориентировки внимания определяется целями субъекта. Например, человек может просматривать оглавление научной монографии, бы- стро отыскивая заголовки, отпечатанные жирным шрифтом или ре- левантные интересующей его теме. Сдвиги внимания на потенциаль- но важную информацию нерелевантных каналов объясняются тем, что автоматическая активация может, при условии превышения не- которого порога, перенаправить фокус внимания центрального про- цессора.
При дальнейшей разработке представлений о функциях и меха- низмах внимания М. Познер отказался от концепции единого цент- рального процессора. В предисловии ко второму, вышедшему в , 1986 г., изданию своей монографии "Хронометрические исследова- ния умственной деятельности" М. Познер пишет, что внимание мо- жет быть специфично для различных модальностей и когнитивных систем. К этому выводу он приходит на основании анализа результа- тов психофизиологических, нейропсихологических и хронометриче- ских исследований процессов зрительного внимания животных и че- !f ловека (Posner, 1986).
Как уже говорилось, область изучения зрительного внимания за- нимает в настоящее время одно из важнейших мест в когнитивной психологии. М. Познер был и остается одним из первых и ведущих авторов этого направления. Его методика анализа проигрышей и выигрышей оказалась чрезвычайно полезной и эвристичной для ис- следования динамики и, в особенности, ориентировки зрительного внимания человека. Акт ориентировки внимания, связываемый ра- нее с функционированием центрального процессора, выступил здесь в качестве основного объекта тщательного и всестороннего анализа. М. Познер указывает на важное значение исследований ориентиров- ки для развития общих представлений о природе и механизмах вни- мания. Он пишет: "Несмотря н? то, что ориентировка на стимулы в зрительном пространстве является вниманием в узком, ограничен- ном смысле, я считаю, что ее исследование может дать нам важные тесты адекватности общих моделей человеческого познания, а также послужить для выдвижения новых гипотез относительно роли вни- мания в более сложных видах деятельности" (Posner, 1980, с. 4).
По М. Познеру, ориентировка означает настройку внимания на определенный источник сенсорного входа или на внутреннюю семан- тическую структуру, хранимую в долговременной памяти. Автор отмечает, что идея ориентировки тесно связана с представлением об ориентировочном рефлексе, но в отличие от него операция ориенти- ровки может быть умственной и не включает в себя итоговое воспри-
117
ятие стимула. Акт ориентировки внимания всегда предшествует об- наружению стимула, тогда как многие компоненты ориентировочно- го рефлекса следуют за обнаружением. Ориентировку при помощи движений головы и глаз М. Познер называет открытой. Скрытая ориентировка реализуется центральным механизмом.
Явление скрытого, незаметного изменения направления зритель- ного внимания известно достаточно давно (см. гл. 1, с. 14). В этих случаях говорят о видении "краешком глаза". Некоторые авторы указывают на особое развитие этого умения у женщин. Первые экс- периментальные исследования способности отделения линии взора от направления внимания проведены еще в 19 столетии. Так, В. Вундт отмечал, что "фиксационная точка внимания и фиксацион- ная точка поля зрения отнюдь не тождественны и при надлежащем упражнении вполне могут отделяться друг от друга, ибо внимание может быть обращено и на так называемую непрямо видимую, то есть находящуюся где-либо в стороне, точку. Отсюда становится в то же время ясным, что отчетливое восприятие в психологическом и отчет- ливое видение в физиологическом смысле далеко не необходимо сов- падают друг с другом" (Вундт, 1912, с. 21-22). Г. Гельмгольц еще ранее, описывая результаты своих опытов восприятия стереопар, писал: "Наше внимание оказывается независимым от положения и аккомодации глаз и от каких-либо ощущаемых нами изменений в этом органе; оно свободно направит себя сознательным произволь- ным усилием на избранную им часть темного и неразличимого поля зрения. Это, несомненно, одно из важнейших наблюдений для буду- щей теории внимания (цит. по: Джеме, 1902, с. 181).
Согласно М. Познеру, скрытая ориентировка по своей природе активна — это не настройка пассивного фильтра на определенную позицию или его отключение с других позиций. М. Познер выделяет две основные системы переработки информации. Первая система активируется входами, работает автоматически и запускает привыч- ные ответы определенного вида. Среди них могут быть и движения глаз на целевой стимул (открытая ориентировка) и движения внима- ния (центральный процесс скрытой ориентировки). Скрытая ориен- тировка представляет собой операцию настройки на целевой стимул центрального механизма переработки, обеспечивающего осознание и гибкий произвольный ответ. При этом подчеркивается активный характер ожиданий пространственной информации. По мнению М. Познера, указанный механизм работает независимо от движений глаз и устройства сетчатки. Операции ориентировки могут предше- ствовать или идти параллельно другим процессам решения зритель- ной задачи.
138
1
Концепция М. Познера строилась и развивалась главным образом ! на основании результатов, полученных при помощи различных вер- ' сии методики проигрышей — выигрышей (см. с. 134-136). Примени- тельно к исследованию процессов зрительного внимания эта методи- ка получила название методики подсказки. Парадигма и основные результаты экспериментального исследования скрытой ориентиров- ки зрительного внимания представлены на рис. 3.7.
В верхней части рисунка (а) изображено пространство и структура стимульных событий/происходящих на экране,— матрица, состоя- щая из 9 квадратов. Три квадрата средней строки предъявляются постоянно. Испытуемый должен фиксировать центральный квадрат. При этом позиция линии взора контролируется при помощи элект- роокулографа. В одном из квадратов нижней или верхней строки появляется цель, например, яркая звездочка. Перед испытуемым ставится задача быстрого обнаружения этой цели. В ответ на ее предъявление он должен как можно быстрее нажать на ключ. Каждая проба начинается включением сигнала подсказки в виде засветки одного из двух периферических квадратов средней строки (в случае, показанном на рис. 3.7а — слева). Подсказка предшествует цели, а интервал между ними варьируется. Сигнал подсказки информирует испытуемого о наиболее вероятном месте появления цели (на , рис. 3.7а слева, внизу). )
При исследовании эффектов центральной подсказки используют символы-указатели, предъявленные в фиксируемом квадрате. Ими могут быть стрелки или слова-команды (ВПРАВО, ВЛЕВО, ВВЕРХ, ВНИЗ). Иногда в центральном квадрате одновременно предъявляют подсказки, провоцирующие конфликтную ситуацию. Например, при словесной команде ВЛЕВО стрелка показывает направо. Ориен- тировку при помощи центральных, символических подсказок назы- вают эндогенной или произвольной. Ориентировку, вызываемую пе- 1 риферическими подсказками (например, локальной вспышкой) на- зывают экзогенной, рефлекторной или непроизвольной.
На рис. 3.76 приведены результаты эксперимента, направленного на исследование экзогенной ориентировки, происходящей благодаря засветке периферического квадрата (левого или правого) средней строки. По оси ординат откладывается время реакции, то есть интер- ! вал между предъявлением цели и нажатием на ключ. По оси абсцисс 1 откладывается интервал между предъявлением подсказки и цели. Здесь же указана продолжительность подсказки (засветки). При пер- ;
вом условии цель появлялась на подсказанной стороне в 80 % и на противоположной стороне —в 20% проб (показано кружками). При втором условии цель предъявляли на подсказанной стороне в 20 % и на противоположной стороне — в 80 % проб (показано треугольни-
140 j
ками). При этом черными кружками и треугольниками обозначены ^В
усредненные данные проб с действительным предъявлением цели в ^^1
подсказанном направлении (соединены сплошными линиями); бе- |^Н
лыми кружками и треугольниками — когда цель предъявляли в мес- ^Н
те, противоположном подсказанному. ^^Н
Общий эффект предъявления подсказки заключается в том, что ^Н
если испытуемый знает о месте предъявления цели, то переработка ^И
стимула в ожидаемой позиции улучшается (выигрыш — время отве- ^^и
та уменьшается), а в случаях предъявления цели в неожиданных ^В
позициях — ухудшается (проигрыш — время ответа увеличивает- ^Н
ся). Обратимся к начальному (от 0 до 200 мс) участку графиков, ^Н
приведенных на рис. 3.76. Общий эффект подсказки проявляется ^В
здесь, начиная с интервала в 50 мс — сплошные кривые идут ниже ^Н
пунктирных. Периферическая подсказка вызывает внимание при ^Н
обоих условиях, независимо от попадания цели на ту же сторону, что ^В
и подсказка. Картина меняется на среднем участке графиков. При ^Н
интервале в 300 мс испытуемый успевал произвольно переориенти- ^Н
ровать внимание в случае неадекватной подсказки и обнаруживал •М
цели быстрее, чем при адекватной периферической подсказке. Здесь Д
включаются и оказываются эффективными механизмы произвола- •jj
ной ориентировки. Следовательно, на участке до 500 мс возможны Д:
два акта ориентировки — непроизвольный и произвольный. Непро- •JJ
извольная, вынужденная ориентировка происходит быстро при лю- Д.
бых условиях. Произвольная ориентировка более медленная и coot- •jjj
ветствует условиям предъявления. •|
Еще одно свойство ориентировки обнаруживает анализ данных, jrj представленных на конечном участке графиков. Периферическая яш подсказка вызывает два противоположных эффекта. Вначале она Д| улучшает переработку информации в подсказанной позиции, но за- JBJ тем вызывает в ней временное торможение. Как видно из рис. 3.76, Яш при значении 500 мс улучшение переработки вероятного события на чШШ стороне, противоположной подсказанной (белый треугольник), на- Тша много больше, чем улучшение переработки события той же вероят- яЦ” ности на подсказанной стороне (черный кружок). Иначе говоря, со- знательная ориентировка на позицию, не подсказанную перифери- ческим сигналом, дает больший ускоряющий эффект, чем сознатель- ная ориентировка на подсказанную позицию. В последнем случае он JHl уменьшается вследствие торможения, вызванного периферической |Н подсказкой. Подобные негативные эффекты ориентировки зритель- ^н ного внимания иногда сравнивают с набегами фуражиров, снабжав- ^И ших армию продовольствием. Действительно, фуражирам, побывав- ^И шим в каком-то селении, бессмысленно туда возвращаться сразу же ^Н
после набега. Должно пройти какое-то время для того, чтобы в данном месте собрали новый урожай.
М. Познер, используя метафору прожектора, предполагает, что его фокус не может расщепляться, а лишь меняется по размеру в зависимости от ситуации. Умственный взор или прожектор внима- ния ориентируется на определенные, пространственно заданные пу- ти переработки стимулов и может действовать совместно с движениями глаз, хотя обычно последние следуют за направлением внимания
(Posner et al., 1980). Скрытый или, как иногда говорят, чтобы под- черкнуть отсутствие соответствующих движений головы и глаз, ког- нитивный акт ориентировки включает в себя: а) отвязку (освобожде- ние) от текущего фокуса внимания; б) движение от этого фокуса к цели; в) привязку (сцепление) к цели. На основании данных клини- ческих и психофизиологических исследований предполагается, что указанные операции реализуются соответственно структурами за- дней теменной доли, среднего мозга и таламуса. Совокупность этих структур образует механизм зрительного внимания, включенный в общую систему переработки зрительной информации. На рис. 3.8 (верхняя часть) показана экспериментальная ситуация, когда вни- мание, первоначально направленное на фиксационный крест, при- влекается путем периферической подсказки (засветки) правого по- ля. Затем слева или справа появляется цель. Ниже представлена последовательность операций, начинающаяся с момента предъявле- ния подсказки. Четыре последние операции осуществляются при помощи системы внимания, включающей в себя области: теменную (операция "освободить"), в среднем мозге (операция "переместить") и в таламусе (операция "занять").
В последние годы М. Познер нацелен главным образом на поиск физиологических механизмов внимания. Оценивая положение дел в этой области, он пишет: "Изучение внимания с позиций нейронауки задерживается, потому что под вниманием подразумевается неопре- деленная, почти виталистическая способность, а не работа особой группы нейрональных зон, взаимодействие которых со специфиче- скими системами переработки (напр., зрительной формы слова или семантической ассоциации) является подлинным предметом эмпи- рического исследования. Даже приблизительное знание анатомии системы селективного внимания имеет для такого исследования ряд важных следствий" (Posner, Petersen, 1990, с. 38). При этом особое значение автор придает данным исследований внимания пациентов с локальными поражениями головного мозга и регистрации активно- сти мозговых структур у нормальных испытуемых при помощи мето- да позитронно-эмиссионной томографии.
Согласно М. Познеру, существуют системы или сети переработки информации, состоящие из отдельных, строго локализованных в го- ловном мозгу элементов. Эти элементы выполняют определенные операции, которые можно описать в терминах когнитивной психоло- гии. Система внимания выделяется как особая когнитивная система со своей собственной анатомической базой. Она находится в тесном взаимодействии, сохраняя при этом самостоятельность, с системами автоматической переработки и служит для регуляции паттернов их активации. Следует различать понятие возбуждения (arousal), акти-
143
нации (activation) и усилия (effort). Первое понятие связано с интен- сивностным аспектом внимания. Оно подразумевает генерализован- ные сдвиги состояния корковой активации, влияющие на переработ- ку больших классов событий. Термину активации придается более узкое значение локального перехода внутренней репрезентации ин- формации или кода в активное состояние. Активация может про- изойти благодаря внешним и внутренним источникам, автоматиче- ски и при помощи усилия (Rothbart, Posner, 1985). Когнитивная система внимания выполняет ряд умственных действий ориентиров- ки, необходимых для направления усилия на определенное содержа- ние. Эта система ограничена по мощности, и потому усилие в любом другом направлении уменьшается. Поскольку активация со време- нем снижается, то постоянное усилие, направленное на какую-то одну идею или задачу, сокращает вероятность того, что другие акти- вированные понятия повлияют на ход мыслей и поведение. Функции системы внимания разнообразны. Главными среди них являются ориентировка на сенсорные события, сознательная переработка сиг- налов, поддержание состояний настороженности и бдительности.
Данные экспериментов, направленных на исследование операций и свойств зрительного внимания, хорошо описывает метафора луча прожектора. Предполагают, что луч зрительного внимания как бы сканирует окружение, может меняться по размеру, форме и интен- сивности. С позиций этой метафоры проведено множество исследо- ваний. Приведем результаты одно из них. Д. Лаберж изучал возмож- ность настройки объема зрительного внимания по измерению шири- ны луча прожектора (LaBerge, 1983). Испытуемые решали задачу категоризации, то есть опознания зрительного стимула и его отнесе- ния к определенному классу событий. В пробах основной (первичной или приоритетной) задачи предъявляли ряд из 5 букв. Высота каждой буквы составляла 0.43 угл. град., а ширина — 0.29 угл. град. Весь ряд занимал 1.77 угл. град. по горизонтали экрана. Подаче тестового ряда всегда предшествовал предупреждающий сигнал — 5 элементов "#", расположенных в тех же позициях, что и сменяющие их буквы.
При условии СЛОВО (первая группа испытуемых) буквенный ряд представлял собой знакомое существительное, обозначающее вид жилища, музыкальных инструментов или мебели (напр., ДИВАН) или известное имя (напр., АЛИСА). При появлении существитель- ного испытуемый должен был как можно быстрее нажать на кнопку, а в случае имени — убрать палец с кнопки. Латентное время того и другого ответа регистрировали.
Испытуемые второй и третьей группы категоризовали букву, рас- положенную в середине пятибуквенного ряда. Они определяли, от- носится ли центральная буква к алфавитной последовательности от
144
А до G (нажатие на кнопку) или от N до V (убрать палец с кнопки). При условии БУКВА (С) целевая буква входила в знакомое слово (вторая группа испытуемых). Испытуемые третьей группы работали при условии БУКВА (НС), при котором тестовый ряд представлял собой не слово, а трудно произносимую бессмысленную последова- тельность.
При всех условиях, среди проб основной задачи в случайном по- рядке вставляли пробы вторичной зондовой задачи. Здесь после пре- дупреждающего сигнала вместо пятибуквенного ряда неожиданно для испытуемого, но на тех же позициях предъявляли четыре знака + и один зондовый элемент из набора 7, Т и Z. Зонд мог появиться в любой из 5 позиций. Если это была цифра 7, испытуемый нажимал на кнопку; если буква Т или Z, убирал палец с кнопки. Латентное время и правильность ответа регистрировали.
Средние значения времени правильных ответов на зондовые сти- мулы в зависимости от позиции зонда и условий эксперимента при- ведены на графиках рис. 3.9. Как видно из рисунка, при условиях БУКВА (НС) и БУКВА (С) получились кривые V-образной формы. При этих условиях зонд категоризуется быстрее всего в центральной позиции, то есть там, где предполагалось появление целевой буквы основной задачи. При появлении зонда справа или слева от центра время ответа увеличивается пропорционально расстоянию до него. Д. Лаберж приходит к выводу, что испытуемые заранее настраивали поле зрительного внимания на центральную позицию точно под раз- мер буквы. Поэтому зонд, предъявленный в этой позиции, они пере- рабатывали сразу, без задержки. Если же зонд появлялся справа или слева от центра, испытуемым приходилось сдвигать фокус зритель-
того внимания со скоростью примерно одна позиция за 20 мс и только затем перерабатывать зондовый стимул. При условии СЛОВО луч зрительного внимания накрывает все пять позиций. Поэтому во всех пробах вторичной задачи зондовый стимул попадал в фокус внима- ния и независимо от позиции перерабатывался сразу — без задержки и одинаково быстро. Действительно, как видно из рисунка, при усло- вии СЛОВО получена ровная, почти горизонтальная зависимость времени ответа от позиции.
Более тонкий анализ соотношения результатов, полученных при разных условиях эксперимента, Д. Лаберж проводит, используя по- нятие ограниченных ресурсов умственного усилия. Почему время ответа на зонд при условии СЛОВО, как это видно из рисунка, мень- ше, чем при условиях БУКВА? С позиций метафоры прожектора, этот результат кажется неожиданным. Если мы настраиваем фокус фонарика, сужая пятно света, то освещенность внутри пятна растет. Если считать освещенность аналогом степени внимания, то перера- ботка в поле шириной в одну позицию должна проходить быстрее, чем в поле шириной в 5 позиций. Д. Лаберж предполагает, что при сосредоточении внимания на одной позиции испытуемый вкладыва- ет в основную задачу больше умственного усилия, чем при фокуси- ровке на 5 позиций. Требования к ресурсам в первом случае больше, потому что приходится сужать фокус внимания и тормозить при этом конкурирующие требования, идущие со стороны стимулов соседних позиций. Запасная емкость, расходуемая на решение вторичной за- дачи уменьшается, и время ответа на зонд растет. Дополнительные требования основной задачи особенно велики, если центральная бук- ва входит в слово. Как видно из рисунка, кривая времени ответов при условии БУКВА (С) проходит несколько выше кривой при условии БУКВА (НС). В случае распределения внимания на пять позиций дополнительных усилий не требуется, и как следствие запасная ем- кость увеличивается, и решение вторичной задачи проходит быстрее. Д. Лаберж не исключает возможности иного объяснения основных результатов своего исследования. Так, можно предположить, что при всех условиях внимание неподвижно настроено на 5 позиций. Одна- ко, при категоризации буквы распределение интенсивности внима- ния внутри этого поля имеет V-образную форму, а при условии категоризации слова — плоскую.
Норман приступил совместно с Даниелом Боброу к теоретической разработке идеи ограниченных ресурсов и к пересмотру ранних пред- ставлений о внимании как процессе селекции. Отметим, что уже в его концепции уместности внимание отделено от механизма селек- ции (см. гл. 2, с. 74-76). Данный этап развития ранней модели можно считать переходным на пути к теории Д. Нормана и Т. Шаллиса, изложение и обоснование которой представлены в 4-й главе.
146
Д. Норман переходит от структурного описания системы к более гибким представлениям о ее функционировании, сформулирован- ным на языке процессов двух видов (Norman, 1976). Процессы пер- вого рода инициируются входной стимуляцией и продолжаются, как бы поднимаясь снизу-вверх по уровням все более тонкого анализа вплоть до полной идентификации стимулов. Такие процессы Д. Нор- ман называет переработкой снизу-вверх или ведомой данными. Про- цессы второго рода управляются знаниями и ожиданиями человека, которые уточняются благодаря анализу контекста поступающей ин- формации. Этот вид переработки получил название сверху-вниз или концептуально-ведомой. Обычно оба вида процессов происходят од- новременно и согласованно, но в зависимости от типа задачи и уме- ний субъекта в различной пропорции. Например, при чтении преоб- ладает переработка сверху-вниз; здесь решающую роль в опознании сенсорного входа играет контекст и соответствующие ожидания че- ловека. Если же перевернуть книгу вверх ногами и продолжить чте- ние, то на первых порах будет преобладать переработка, ведомая данными; чтение вначале замедлится, но через некоторое время за- метно улучшится как по скорости, так и в понимании прочитанного. По ходу такого чтения происходит изменение баланса видов перера- ботки информации в сторону преобладания процессов сверху-вниз. Д. Норман предлагает провести этот опыт самому, практикуя подо- бное чтение на материале легкого романа или детской книги в тече- ние одного часа.
Хорошую иллюстрацию концептуально-ведомой переработки дает М. Уэсселлс на примере восприятия слова ДОКТОР. Если Вы читаете повесть, действие которой разворачивается в больнице и только что прочитали слова ПАЦИЕНТА ОБСЛЕДОВАЛ, то скорее всего ожидаете следующее слово ДОКТОР. Благодаря этому ожида- нию в зрительной системе разворачиваются процессы поиска общей формы слова "доктор" или определенных признаков какой-нибудь буквы этого слова, например, Д. Различие двух видов переработки на примере восприятия слова ДОКТОР показано на рис. 3.10. Левая часть рисунка иллюстрирует переработку, ведомую данными, при которой сенсорные анализы предшествуют семантическим, и поток переработки идет снизу-вверх. В правой части представлена концеп- туально ведомая переработка, иначе называемая переработкой свер- ху-вниз, при которой семантические анализы и ожидания влияют на анализы, происходящие на нижних уровнях.
Иде раз иче ия д ух в тре ных ото ов и и пр цес ов п pep бот и ин орм ции е но а, в и ых т рми ах о а фо мул ров лас и ра ыые о мн гих еор ях в спр яти . В данном предложении нарочно пропущена каждая четвертая буква,
147
Ожидания, основан- ные на контексте и предыдущих семан- тических анализах
Идентифицировать
слова
и их
значение
Идентифицировать
слова
и их
значение
^
Ч
о."
1
Различить
буквы
Различить
буквы
Проанализировать
признаки
Проанализировать
признаки
Выделение
фигуры
на
фоне
Выделение
фигуры
на
фоне
Зрительный стимул Зрительный стимул
Рис. 3.10. Два способа переработки слова "доктор" в контексте предложения "пациента обследовал доктор" (Wessells, 1982, Fig. 2.10, p. 61).
но читатель, после некоторого замешательства, вероятно поймет его содержание, как раз благодаря концептуально ведомой переработке. Было написано: "Идея различения двух встречных потоков или про- цессов переработки информации не нова, в иных терминах она фор- мулировалась и раньше во многих теориях восприятия".
Переработкой сверху-вниз объясняют предметность, значение перцептивного образа и эффекты установки испытуемого. Некото- рые из этих явлений традиционно связывают с процессами внимания наблюдателя. Так, сюда относят феномены поочередного восприятия двусмысленных изображений и влияния окружающего контекста на восприятие зрительного объекта. На рис. З.Иа представлена дву- смысленная фигура, которая может видеться либо как мечтающий
148
б)
ной Ф^^^е^л^^Яо^б^^ Двусмыслен-
кролик, смотрящий в небо, либо как практичная, раздраженная утка. Переработка ведомая данными /снизу-вверх/ в обоих случаях оди- накова, поскольку стимуляция остается неизменной. Значение же объекта восприятия меняется, что, по-видимому, обусловлено про- цессами переработки сверху-вниз. Восприятие кролика сопровожда- ется также появлением измерения глубины: одно ухо его кажется расположенным дальше, чем другое. Смену образов при восприятии такого рода изображений объясняют сдвигами или флуктуациями внимания. На рис. 3.116 показан пример зависимости восприятия объекта от контекста зрительного окружения. Центральный символ на этом рисунке может восприниматься либо как буква В, если вни- мание сплюснуто по горизонтали, либо как число 13, если поле зри- тельного внимания вытянуто по вертикали.
Э. Шерер находит в этом различении двух видов переработки информации вундтовское деление психических процессов на перцеп- тивные процессы уровня ассоциативного функционирования (на со- временном языке это будет переработка снизу-вверх) и активные процессы апперцептивного уровня (теперь их можно назвать перера- , боткой сверху-вниз). Автор отмечает, что акцент на том или ином способе переработки служит отличительным признаком американ- ского и европейского подходов к изучению когнитивных процессов. Исследования американского стиля преимущественно направлены на процессы, ведомые данными, а в работах европейского стиля глав- ное место отводят изучению процессов концептуальной переработки
(Scheerer, 1990).
На основе различения двух видов переработки информации Д. Норман снимает известное противоречие между моделями ранней и поздней селекции (см. гл. 2). Теории ранней селекции отвечают представлениям о способе переработки снизу-вверх, а поздней — сверху—вниз. Перевес того или иного вида переработки или дисба- ланс между ними зависит от распределения ресурсов. В прямой связи с этим Д. Боброу и Д. Норман вводят еще одно важное различение всех процессов на два класса — ограниченных по данным и ограни- ченных по ресурсам. Авторы определяют понятие ресурсов, включив в него не только усилие, но и мощности (емкости) систем хранения и каналов передачи информации. "Ресурсы — это такие вещи как уси- лие переработки, различные виды емкости памяти и каналы комму- никации" (Norman, Bobrow, 1975, с. 45). Вклад ресурсов в процессы первого класса, в отличие от второго, не приводит к увеличению продуктивности. Эти процессы ограничены качеством данных сен- сорного входа или входа памяти. Ограниченность данных может быть связана с дефектами стимуляции (внешний вход) или с неадек- ватностью информации, получаемой из памяти (внутренний вход).
150
& Рис. 3.12. Виды функций продуктивность-ресурсы ресурсы (Norman, Bobrow, 1975, Fig. 2, p.49).
Здесь, в качестве примера, можно привести задачи опознания слабо- го сигнала на фоне шума или малознакомого объекта. Результаты процессов второго класса, напротив, зависят от распределения ре- сурсов — их продуктивность тем больше, чем больше приток ресур- сов. Особенно ярко эта зависимость обнаруживается и специально исследуется в ситуациях одновременного выполнения двух деятель- ностей или, традиционно, распределения внимания.
Зависимость продуктивности процессов решения задачи от вкладываемых ресурсов можно изобразить в виде гипотетических кривых, показанных на рис. 3.12. Горизонтальные участки графи- ков соответствуют области ограничений по данным, а наклонные и • криволинейные — ограничений по ресурсам. Внутри возможного из- | менения распределения ресурсов (незаштрихованное поле) можно
выделить процессы, ограниченные по данным, по ресурсам, а также процессы промежуточного класса, которые ограничиваются по дан- ным, начиная с определенного значения ресурсов. Кривую, характе- ризующую процесс решения задачи в целом, авторы называют фун- кцией продуктивность-ресурсы (ФПР).
Опираясь на различение процессов двух видов, Д. Боброу и Д. Норман объясняют результаты экспериментов Э. Лоссон, Э. Трейсман и Дж. Геффен (см. гл. 2, с. 82-84). Напомним, что в этих опытах обнаружение целевых слов вторимого канала происходило успешнее, чем невторимого. Если же в качестве целей выступали звуковые тона, то они обнаруживались одинаково хорошо в том и другом каналах. Авторы полагают, что ресурсы разделяются здесь на две части: Рп — количество ресурсов, уделяемое первичному (втори- мому) каналу; Рв — количество ресурсов, уделяемое вторичному (невторимому) каналу. Рв = П — Рп, где П — фиксированный предел доступных ресурсов переработки информации. ФПР задач опозна-
ния слов и обнаружения тонов выглядят, по их мнению, так, как это показано на рис. 3.13 сплошной и пунктирной линиями, соответст- венно. Как видно из рисунка, ФПР опознания слов имеет вид кривой, ограниченной по ресурсам, а ФПР обнаружения тонов ограничена по данным. Продуктивность решения первичной задачи (опознание и вторение слов) определяется инструкцией и будет высокой (горизон- тальная заштрихованная полоска) при условии значительного вкла- да ресурсов (вертикальная заштрихованная полоска). Количество ресурсов, оставшихся на задачу прослушивания невторимого кана- ла, будет сравнительно невелико (пунктирная вертикальная линия). Однако, как видно из графиков, это скажется только на продуктив- ности обнаружения целевых слов этого канала, но не тонов.
Изменение ФПР по ходу практики или автоматизации процессов решения задачи показано на рис. 3.14. Как видно из рисунка, по мере научения наряду с ростом продуктивности меняется форма кривой — на ней появляется и все больше увеличивается горизонтальный, то есть отражающий ограничение по даннымучасток. Для выполнения на должном уровне автоматические процессы требуют незначитель- ных ресурсов.
Д. Боброу и Д. Норман предложили также способ эмпирического исследования ФПР конкретных задач, основанный на анализе ре- зультатов совместного выполнения двух деятельностей (Norman, Bobrow, 1976). По аналогии с аппаратом теории обнаружения сигна- ла они представляют эти результаты в координатах продуктивности той и другой деятельностей. Каждая точка обозначает соотношение показателей продуктивности решения двух одновременно выполня- емых задач. Если задачи остаются неизменными, а распределение ресурсов между ними варьируется, то получается кривая, названная рабочей характеристикой продуктивности (РХП; другое название — рабочая характеристика внимания). Изменение распределения ре- сурсов можно вызвать инструкцией или меняя значения платежной матрицы. Можно варьировать характер задачи, совмещать ее с раз- ными задачами, получая таким образом семейство РХП и на этом основании строить правдоподобные предположения о форме ФПР исследуемой задачи.
Эмпирическая разработка представлений о внимании как ресур- сах переработки информации пошла по линии изучения одновремен- ного выполнения двух деятельностей. Предполагалось, что путем варьирования приоритета одной из задач могут быть получены дан- ные для построения ФПР каждой из них. Многочисленные работы в этом направлении не привели к однозначным результатам и выво- дам. Объяснение новых фактов потребовало дальнейшего развития теоретических представлений о внимании, в результате которого была разработана теория составных (множественных) ресурсов пе- реработки информации.