Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сенсорные и перцептивные процессы. Учебное пособие
.pdf
Некоторые психофизические методы и исследовательские приёмы 131
оповещен о том, что одна пара состоит из сигнального и пустого
стимулов, но какое именно из предъявлений содержит сигнал, он
должен определить.
На основе описанных методов разработаны простые и надежные процедуры определения порогов, например, с использованием пошагового
усложнения или упрощения задачи в зависимости от того, как справлялся испытуемый с заданиями ранее (например, различные варианты
«staircase» – «лестницы»; пример см. в разделе 2.2.7).
Современная психофизика выработала ряд приёмов, основанных на
изменении порога восприятия одного стимула под влиянием другого, т. е.
на эффектах взаимодействия стимулов (по [34]). Исследование, выполняемое в парадигме взаимодействия, позволяет ответить на вопрос о том,
какие признаки стимулов взаимодействуют между собой, и определить
диапазон этого взаимодействия для каждого из признаков [35]. В отношении вопроса о взаимодействующих признаках следует отметить, что
порог обнаружения цели в значительной степени подвержен влиянию
другого стимула, когда стимулы имеют общие свойства. Например, для
пространственно распределенных решетчатых паттернов взаимодействие
имеет место, когда стимулы подобны по пространственной частоте и ориентации. Для пространственно локализованных стимулов порог меняется, когда стимулы подобны по размеру, форме, локализации в поле зрения
или ориентации.
Наличие взаимодействия, выражающееся в изменении порога, используется как доказательство того, что два стимула задействуют по крайней
мере несколько одних и тех же каналов обработки. По мере увеличения
различий двух стимулов по одному из свойств сила взаимодействия, как
правило, уменьшается. Исчезновение взаимодействия часто интерпретируется как признак того, что стимулы обрабатываются отдельными каналами [35].
Рассмотрим основные эффекты взаимодействия, которые могут быть
использованы в эксперименте. При предъявлении надпорогового стимула
видимость околопорогового паттерна зачастую ухудшается. Это ухудшение может быть связано с эффектами маскировки и адаптации. С другой
стороны, может наблюдаться и облегчение обнаружения околопорогового
132 Методический справочник
паттерна, что достигается благодаря эффекту пространственной суммации.
Маскировка относится к взаимодействию в восприятии одного стимула (цель) со вторым (маска), которые совмещены в пространстве и времени. Впервые эффект маскировки в зрительной системе обнаружил Экснер (по [36]). Зрительная маскировка обнаружилась как артефакт при
определении минимального времени предъявления полоски света, необходимого для её восприятия. С целью контроля он предъявлял две одинаковые полоски света в разных участках зрительного поля в разное время, предполагая, что они будут восприниматься одинаково. Однако при
определённой разнице во времени показа первая полоска маскировалась
второй и делалась невидимой.
При зрительной маскировке стимул, называемый целевым, начинает
хуже восприниматься в ходе взаимодействия со стимулом, называемым
маскирующим. Маскировка отличается от других зрительных взаимодействий ограниченным временем действия: и цель, и маска предъявляются
на короткое время, причём имеет место единовременный эффект, который и измеряется. Обычно в экспериментах с маскировкой маскирующий
стимул является надпороговым, а целевой – околопороговым, хотя при
использовании соответствующих психофизических методов может исследоваться и восприятие надпорогового целевого стимула [35].
Маска может предъявляться до, после и одновременно с целью. Эти
временные последовательности называются соответственно прямой (forward), обратной (backward) и симультанной (simultaneous) и наиболее
обобщённо описываются асинхронностью начала стимуляции (stimulus
onset asynchrony, SOA), разницей во времени начала действия цели
и маски. SOA является отрицательной при обратной маскировке, положительной при прямой и нулевой при симультанной маскировке. Альтернативным измерением является межстимульный интервал (interstimulus
interval, ISI) – разница между окончанием первого стимула и началом
второго. В пространственной области маска может быть гомогенным пятном, пространственно локализованными контурами или повторяющимся
паттерном, например решеткой. Имеются специальные названия для
парадигм маскировки, в которых целевой стимул и маска расположены
вблизи, но не перекрываются на сетчатке – параконтраст и мета-
Некоторые психофизические методы и исследовательские приёмы 133
контраст для прямой и обратной видов маскировки соответственно.
Маскировку гетерогенного стимула гетерогенным стимулом, занимающим ту же или б´ольшую область, называют паттерновой маскировкой.
При зрительной адаптации надпороговый адаптирующий паттерн
продолжительное время (до нескольких минут) демонстрируется непосредственно перед показом тестового. Перед подачей тестового паттерна
адаптирующий паттерн убирается, чтобы исключить эффекты маскировки. Когда тестовый стимул имеет пороговые характеристики,
воздействие адаптирующего стимула проявляется в повышении порога
обнаружения тестового стимула или изменении способности различать
два стимула, отличающихся по какому-нибудь параметру. При сверхпороговых уровнях адаптация оценивается снижением видимого контраста
или кажущимся изменением других свойств тестового стимула, таких
как ориентация или пространственная частота [35].
Сила адаптационного эффекта связана с физическими свойствами
адаптирующего паттерна. Например, она становится больше по мере увеличения контраста адаптирующего паттерна. Силу эффекта также можно менять, варьируя время действия адаптирующего паттерна. Обычно
эффект достигает максимума после одной минуты адаптации, невзирая
на интенсивность адаптации (напр., [37]). Спад адаптационного эффекта
можно оценить, меняя время между выключением адаптирующего паттерна и предъявлением тестового. Большая часть эффекта пропадает
в течение минуты [37]. Быстрое исчезновение эффекта ставит проблему
его измерения. Обычная методика состоит в том, что испытуемый смотрит на адаптирующий паттерн в течение 2–3 мин., затем следуют краткие
предъявления тестового стимула с короткими периодами реадаптации.
Эффекты повышения порога, вызванные адаптацией, схожи с теми,
которые обнаружены в исследованиях с маскировкой: наибольший эффект обнаруживается, когда и адаптирующий, и тестовый стимулы подобны и вероятно затрагивают одни и те же каналы [35]. Однако некоторые авторы [38–40] приходят к заключению, что адаптация и маскировка
различным образом влияют на обнаружение и различение решеток и по
своей сути являются разными процессами. Так, в основе маскировки может лежать повышение фонового шума в зрительных каналах, в основе
адаптации – снижение их чувствительности [40]. Иными словами, несмот-
134 Методический справочник
ря на внешнее сходство, в основе маскировки и адаптации лежат разные
механизмы: эффект маскировки достигается дополнительным возбуждением зрительных каналов, адаптации – их утомлением. Следует отметить
также, что метод адаптации, в отличие от метода маскировки (напр., метаконтраста или паттерновой маскировки), неспецифичен к локализации
стимула. Таким образом, адаптацию и маскировку следует рассматривать как взаимодополняющие методы.
В ряде случаев обнаружимость составного стимула сравнивается с обнаружимостью его компонентов, в частности, при использовании метода
подпороговой пространственной суммации. Цель этих исследований –
определить степень, в которой порог (например, яркостный или контрастный) обнаружения или идентификации одного паттерна подвержен влиянию другого, причём наличие взаимодействия, как правило, выражается в снижении порога. Как правило, процедура подпороговой пространственной суммации предполагает обнаружение составного стимула, каждый из компонентов которого является подпороговым. Снижение порога,
приводящее к обнаружению составного стимула, указывает на то, что
формирующие сложный стимул паттерны обрабатываются в одних и тех
же зрительных каналах, где происходит суммация раздражения. С другой стороны, отсутствие взаимодействия выступает как доказательство
того, что стимулы обрабатывались разными механизмами.
Методы, основанные на эффектах пространственной суммации, адаптации и маскировки, широко использовались в исследованиях зрительной системы. Так, эффект пространственной суммации применялся при
определении контрастных порогов наложенных синусоидальных решеток [41] и позволил высказать гипотезу о фурье-анализе изображений,
осуществляемом зрительной системой. Впоследствии метод подпороговой пространственной суммации использовался для изучения детектора
узкой полосы [42] и был дополнен процедурой коррекции эффекта вероятностной суммации. Метод адаптации применялся в исследованиях,
подтвердивших предположение о том, что передаточная характеристика зрительной системы человека представляет собой огибающую множества узкополосных фильтров [37]. С использованием метода маскировки
были получены подтверждения существования шести пространственно-
Литература 135
частотных каналов [43] в зрительной системе человека и описаны весовые
функции соответствующих фильтров [44].
Литература
1. Иванов О. В. Статистика. Учебный курс для социологов и менеджеров. Часть 2.
Доверительные интервалы. Проверка гипотез. Методы и их применение. М.:
Социологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, 2005. 220 с. URL:
http://msu-students.ru/Stat_manual/stat2.pdf.
2. Быстров А. А., Ковалевский А. П., Лотов В. И. Практикум по теории вероятно-
стей: Учебное пособие. Новосибирск: Новосибирский государственный университет, 2009. 120 с.
3. ГОСТ Р 50779.24 – 2005. Статистические методы. Статистическое представление
данных. Оценка медианы.
4. Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. 598 с.
5. Вадзинский Р. Н. Статистические вычисления в среде EXCEL. СПб.: Питер, 2008.
608 с.
6. Воробьёв А. В. Обзор применения математических методов при проведении психологических исследований // Психологические исследования. 2010. Т. 2, № 10.
URL: http://psystudy.ru/index.php/num/2010n2-10/311-vorobiev10.html.
7. Гласс Д., Стэнли Д. Статистические методы в педагогике и психологии. М.:
Прогресс, 1976. 495 с.
8. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 с.
9. Нагибин Ю. Т. Методы статистической обработки экспериментальных данных
в оптоэлектронике. Регрессионный и корреляционный анализ. СПб.: ИТМО, 2011.
53 с.
10. Стоянов Й. Контрпримеры в статистике. М.: МЦНМО, 2014. 294 с.
11. Quinn G. P., Keough M. J. Experimental Design and Data Analysis for Biologists.
Cambridge: Cambridge University Press, 2002. 539 p.
12. Пасман В. Р., Шевляков Г. Л. Робастные методы оценивания коэффициента кор-
реляции // Автоматика и телемеханика. 1987. № 3.
13. Weathington B. L., Cunningham C. J. L., Pittenger D. J. Understanding Business
Research. John Wiley & Sons, Inc., 2012. 490 p.
14. Chaddock R. E. Principles and methods of statistics. Boston: Houghton Mifflin Company, 1925. 471 p.
15. Мартин Д. Психологические эксперименты. СПб.: Прайм-Еврознак, 2004. 480 с.
16. Cohen J. Statistical power analysis for the behavioral sciences. Second edition. Hillsdale, NJ: Erlbaum, 1988. 567 p.
17. Evans J. D. Straightforward statistics for the behavioral sciences. Pacific Grove, CA:
Brooks/Cole Publishing, 1996. 600 p.
18. Романовский В. И. Элементарный курс математической статистики. М.: Госпланиздат, 1939. 360 с.
136 Литература
19. Zar J. H. Biostatistical analysis. Fifth edition. Upper Saddle River: Pearson Prentice
Hall, 2010. 944 p.
20. ГОСТ Р ИСО 5479 – 2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения.
21. ГОСТ Р 50779.21 – 2004. Статистические методы. Правила определения и методы
расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение.
22. Физика. Большой энциклопедический словарь / под ред. А. М. Прохорова. Четвёртое (репринтное) изд. М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. 944 с.
23. ГОСТ 8.332 – 78. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения.
24. Кухлинг Х. Справочник по физике. Второе изд. М.: Мир, 1985. 520 с.
25. Matkovi´c K. Tone Mapping Techniques and Color Image Difference in Global Illumination: Ph. D. thesis / Technischen Universit¨at Wien. 1998. 119 p.
26. Красильников Н. Н. Цифровая обработка 2D- и 3D-изображений: учеб. пособие.
СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 608 с.
27. Шиффман Х. Р. Ощущение и восприятие. Мастера психологии. Пятое изд. СПб.:
Питер, 2003. 928 с.
28. ГОСТ Р ИСО 226 – 2009. Стандартные кривые равной громкости.
29. Fastl H., Zwicker E. Psychoacoustics. Facts and Models. Third edition. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2007. 463 p.
30. Вундт В. Основы физиологической психологии. Об элементах душевной жиз-
ни. Интенсивность ощущения / под ред. А. А. Крогиуса, А. Ф. Лазурского,
А. П. Нечаева. Из наследия мировой психологии. Второе (репринтное) изд. М.:
Книжный дом «Либроком», 2010. 330 с.
31. Практикум по общей, экспериментальной и прикладной психологии / под ред.
А. А. Крылова, С. А. Маничева. Серия «Практикум по психологии». 2 изд. СПб.:
Питер, 2003. 560 с.
32. Бардин К. В. Пороговая проблема в классической и современной психофизике
// Проблемы психофизики / под ред. Б. Ф. Ломова. М.: Наука, 1974. С. 11–64.
33. Гусев А. Н., Измайлов Ч. А., Михалевская М. Б. Измерение в психологии: общий
психологический практикум. Серия «Практикум». Вып. 2. 2 изд. М.: Смысл,
1998. 286 с.
34. Явна Д. В. Психофизиологические особенности зрительного восприятия про-
странственно модулированных признаков: дис. . . . канд. психол. наук. Ростов-на-
Дону, ЮФУ. 2012. 150 с.
35. Olzak L. A., Thomas J. P. Seeing spatial patterns // Handbook of perception and
human performance. Volume I: Sensory Processes and Perception / Ed. by K. R. Boff,
L. Kaufman, J. P. Thomas. New York: Wiley – Interscience, 1986. 56 p.
36. Macknik S. L. Visual masking // Encyclopedia of Perception / Ed. by B. Goldstein.
SAGE Publications, 2010. P. 1092–1093.
37. Blakemore C., Campbell F. W. Adaptation to spatial stimuli // Proceedings of the
physiological society. 1968. P. 11P–13P.
Литература 137
38. Regan D., Beverley K. I. Visual fields described by contrast sensitivity, by acuity, and
by relative sensitivity to different orientations // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1983.
Vol. 24, no. 6. P. 754–759.
39. Wilson H. R., Regan D. Spatial-frequency adaptation and grating discrimination:
predictions of a line-element model // J. Opt. Soc. Am. A. 1984. Vol. 1, no. 11.
P. 1091–1096.
40. Regan D. Masking of spatial-frequency discrimination // J. Opt. Soc. Am. A. 1985.
Vol. 2, no. 7. P. 1153–1159.
41. Campbell F. W., Robson J. G. Application of Fourier analysis to the visibility of
gratings // J. Physiol. 1968. Vol. 197, no. 3. P. 551–566.
42. Kulikowski J. J., King-Smith P. E. Spatial arrangement of line, edge and grating
detectors revealed by subthreshold summation // Vision Res. 1973. Vol. 13, no. 8.
P. 1455–1478.
43. Wilson H. R., McFarlane D. K., Phillips G. C. Spatial frequency tuning of orientation
selective units estimated by oblique masking // Vision Res. 1983. Vol. 23, no. 9.
P. 873–882.
44. Wilson H. R., Gelb D. J. Modified line-element theory for spatial-frequency and width
discrimination // J. Opt. Soc. Am. A. 1984. Vol. 1, no. 1. P. 124–131.
Заключение
Современные когнитивные нейронауки, возникшие на стыке нейрофизиологии, медицины, психологии и наук об искусственном интеллекте,
очень динамично развиваются. Совершенствуются технологии получения данных, возникают новые исследовательские приёмы, усложняются
техники обработки результатов исследований и моделирования нервных
и психических процессов. Идёт новый этап «когнитивной революции», начавшейся ещё в середине прошлого столетия. Это делает особенно актуальной углублённую подготовку будущих специалистов к исследовательской работе и требует постепенного расширения объёма классического
университетского курса «Ощущение и восприятие».
К сожалению, издание освещает лишь часть материала, который, по
мнению авторов, следует изучать или хотя бы упоминать в этом курсе.
Предлагаемое вниманию читателей учебное пособие фактически только
знакомит с основами психологических исследований сенсорных и перцептивных процессов. Мы надеемся, что со временем объём книги увеличится, а качество подачи информации возрастёт. Кроме того, авторы
собираются уже в ближайшем будущем подготовить электронный вариант издания, который будет включать цифровые приложения: цветные
иллюстрации, стимульный материал, образцы данных и исходные тексты
программ.
Учебное издание
Д. В. ЯВНА, И. В. КУПРИЯНОВ, М. В. БУНЯЕВА
СЕНСОРНЫЕ И ПЕРЦЕПТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Учебное пособие
Под научной редакцией доктора биологических наук, профессора кафедры
психофизиологии и клинической психологии
Академии психологии и педагогики ЮФУ
В. В. Бабенко
Подписано в печать 27.12.2016.
Формат 60×84
Уч.-изд. л. 5,0. Тираж 40 экз. Заказ № 5538.
Издательство Южного федерального университета.
344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 200/1. Тел. (863) 247-80-51.
Отпечатано в отделе полиграфической, корпоративной и сувенирной продукции
Издательско-полиграфического комплекса КИБИ МЕДИА ЦЕНТРА ЮФУ
344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 200/1. Тел. (863) 247-80-51.
1
/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 8,14.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]