Проблема внимания в традиционной психофизиологии Теории вызванного внимания

Общая идея теорий фильтра заключается в том, что на пути прохождения электрических импульсов (возбуждения) по нервным волокнам от рецепторов, подвергающихся воздействию внешних раздражителей, до коры имеет место механизм, отфильтровывающий эти импульсы. Нейро- и психофизиологи в своих исследованиях­ мозговых механизмов внимания взяли на вооружение эту идею. Многие экс­периментальные исследования были направлены на изучение судьбы афферентных возбуждений, вызванных тем или иным сенсорным раздражением в ситуации привлечения внимания к этому раздражению или при отвлечении от него внимания.          Исследователи рассуждали следующим образом. Существуют морфологически выделяемые афферентные пу­ти - от рецепторов до коры головного мозга. Эти пути имеют синаптические переключения в ядрах ствола го­ловного мозга и в коре. Существуют эфферентные пути от коры и ретикулярной формации cтвола мозга к ядрам, где происходит переключение афферентных путей. Из­вестно, что потенциалы действия или возбуждения, иду­щие по эфферентным путям, могут изменять синаптическую передачу афферент­ных возбуждений. Следовательно, процесс фильтрации в виде торможения возбуждений по некоторым афферентным волокнам происходит на этапах пере­ключения этих путей в релейных ядрах. При этом допускалось, что показателем торможения является уменьшение импульсной активности нейронов этих ядер, что должно сопровождаться уменьшением их суммарной активности, регистри­руемой в виде вызванных потенциалов (ВП). Несомненно, что из сказанного вы­ше следует однозначный вывод: поскольку внимание проявляется через избира­тельное торможение в определенных сенсорных каналах, то, следовательно, жи­вотное заранее знает, что они не соответствуют ситуации. Результаты первых исследований подтвердили эти предположения. В извест­ных экспериментах Р. Эрнандец-Пеона [1979] предъявления «незнакомого» зву­кового щелчка вызывали у кошки ориентировочное поведение в виде заинтересо­ванности этими щелчками и большие по амплитуде вызванные потенциалы (ВП) в улиточном ядре. Дальнейшие однообразные предъявления этого щелчка приво­дили к угашению внимания к щелчкам (привыканию, или габитуации), что сопро­вождалось сначала исчезновением ориентировочного поведения (кошка засыпа­ла) и лишь через длительный промежуток времени уменьшением амплитуды ВП вплоть до его исчезновения. Если звук щелчка, внимание к которому было угаше­но, внезапно изменяли (изменяли громкость, локализацию или тембр), то кошка пробуждалась (дисгабитуация), а в корковых и в подкорковых областях увеличивалась амплитуда ВП.

В других опытах Р. Эрнандец-Пеоном и его последователями было показано, что ВП на сенсорные сигналы в коре и подкорковых образованиях уменьшаются и у кошек, и у людей по амплитуде при отвлечении внимания от этих сигналов. Отвлекающим фактором для кошек могли быть запах пищи, появление в поле зре­ния мыши или крысы, писк крысы, электрокожное раздраженние. У человека так­же уменьшалась амплитуда ВП в слуховой коре, если внимание от раздражителей отвлекали тем, что он решал какие-либо задачи, читал или вспоминал события своей жизни.

Казалось, что проблема фильтров близка к разрешению - повышение внима­ния к сигналу сопровождается усилением связанного с ним афферентного потока, и, наоборот, угашение внимания к сигналу ослабляет этот поток. В частности, было выдвинуто предположение, что угашение и отвлечение внимания связаны с актив­ностью ретикулярной формации, участвующей в блокаде афферентных возбуж­дений. Однако в других лабораториях, где проводились аналогичные исследова­ния, не было обнаружено каких-либо закономерных изменений амплитуды ВII в слуховых путях на щелчки, к которым предварительно было угашено внимание. Так, у кошек в правом и левом слуховых ядрах и даже в разных точках одного ядра исследователи наблюдали разнонаправленные изменения амплитуды ВП, неоднозначные изменения наблюдались также в амплитуде корковых ВП. Более того, как показали исследования Л. Г. Воронина и Е. Н. Соколова, если интенсивность сигнала, к которому было выработано привыкание (т.е. фильтры не должны пропускать от него афферентное возбуждение), внезапно снизить до порогового уровня, то наблюдается дисгабитуация со всеми ее проявлениями. На  основании этих данных уже невозможно утверждать, что невнимание к сигналу осуществляется через блокаду афферентных возбуждений где-то на этапах их синаптических переключений. Вместо него было выдвинуто предположение о том, что все аффе­рентные возбуждения поступают в центр. На последнем предположении построе­на теория нервной модели стимула Е. Н. Соколова.

Согласно этой теории, в процессе привыкания к внешним раздражителям в ко­ре формируется нервная модель стимула, в которой фиксированы все параметры знакомого комплекса раздражителей. Такая модель, по мнению Е. Н. Соколова, обеспечивает высокий уровень внимания, поскольку позволяет воспринимать ин­формацию от рецепторов, возбужденных знакомыми раздражителями, за более короткое время и более надежно, чем возбуждения от малознакомых раздражителей. Возбуждения, поступившие в центр от незнакомого раздражителя, оказыва­ются несогласованными с существующей нервной моделью, в результате чего формируется ориентировочное поведение, которое можно рассматривать как вни­мание, направленное на этот раздражитель.          Развивая теорию о нервной модели стимула, Р. Наатанен предположил воз­можность формирования трех различных типов нервных моделей стимула. Одна из них - «пассивная», или непроизвольная, модель стимула - формируется по­сле многократного предъявления стимула («стандартный» стимул) даже при от­влечении от него внимания и сохраняется в течение примерно 5 с. Если в пределах этого интервала предъявляется «отклоняющийся» стимул, который отличается по физическим характеристикам от часто предъявляемого «стандартного» стиму­ла, то происходит рассогласование приходящих от этого «отклоняющегося» стимула афферентных возбуждений с нервной моделью «стандартного» стимула. В электрической активности мозга, а именно в связанных с событием потенциалах (ССП), это рассогласование проявляется в виде негативной волны, получившей название негативность рассогласования (НР). HP развивается через 100 мс после предъявления стимула и длится около 250 мс. Чем больше разница между «стан­дapтным» и «отклоняющимся» стимулами, тем больше амплитуда НР. Процесс рассогласования не осознается, но он может привлечь внимание субъекта к изме­нениям в последовательности предъявляемых стимулов. Предполагается, что HP является необходимым, но не достаточным условием для осознанного восприятия изменений в стимуле.   ­

В случаях привлечения внимания к стимулу, например, когда испытуемый должен считать какой-то редкий стимул на фоне более частых, у него формирует­ся «активная», или произвольная, нервная модель часто предъявляемого стимула. Время существования этой модели определяется тем, насколько долго испытуемый сохраняет внимание к выполняемой задаче. Данная модель является своего рода стандартом, с которым сравниваются поступающие от стимулов афферентные возбуждения. Афферентные возбуждения от редкого сигнала вызывают процecc рассогласования, который и обеспечивает узнавание редкого сигнала. В связанных с событием потенциалах (ССП) процесс рассогласования с «активной» моделью сопровождался негативным ко­лебанием Н-2, которое состояло из негативного рассогласования (HP) и дополнительного негативного колебания Н-2б. Чем больше выражены рассогласования афферентных возбуждений от сти­мула с пассивной или активной моделями, тем больше амплитуда соответствующих волн. На основании этих данных авторы считают, что пассивная и активная модели существуют одновременно и обеспечиваются активностью нейронов раз­ных областей мозга.

Когда вероятность появления стимула, который нужно обнаружить (его еще называют целевым стимулом), возрастает до определенного уровня, то уже фор­мируется нервная модель именно этого стимула. Авторы называют эту модель «следом внимания», поскольку она формируется и поддерживается стимулом, к которому привлечено внимание. «След внимания» существует только тогда, когда у субъекта актуализирован ясный образ целевого стимула. Распознавание целево­го стимула в этом случае происходит за счет процесса согласования поступающих от него афферентных возбуждений с его же нервной моделью. Развивающаяся вовремя этого процесса негативная волна, или негативность, по-видимому, связана с обработкой информации. Эта волна начинается на нисходящем фронте Н-1 и про­должается в течение нескольких сотен миллисекунд. Чем больше афферентные возбуждения от целевого стимула соответствуют «следу внимания», тем большую амплитуду и длительность имеет эта волна.          Итак, в основе модели внимания Р. Наатанена лежит нервная модель стимула, которая представляет собой репрезентированный в нейронных системах образ оп­ределенного стимула. Сопоставление афферентных возбуждений от стимула с мо­делью осознанно или неосознанно ожидаемого стимула характеризует внимание и проявляется в негативном отклонении компонентов ССП. В настоящее время HP как показатель уровня внимания внедряется в клиническую практику.          В других теориях внимания, разрабатываемых в рамках информационной па­радигмы, внимание определяется как процесс, лежащий в основе селекции и орга­низации доступной информации для соответствующего ответа. Авторы связыва­ют последовательность этих процессов с последовательными компонентами ССП: ранние позитивные компоненты ССП отражают регистрацию и анализ при­ходящей информации; внимание, осуществляющее селекцию этой информации, отражается в развивающейся вслед за позитивным компонентом негативной вол­не; поздняя позитивная волна отражает процесс выбора ответа.          Но в теории вызванного внимания есть и свои недостатки. В описанных выше информаци­онных моделях и концепциях внимания в основном рассматривается зависи­мость афферентных возбуждений от внешних источников, внимание к которым, по условиям эксперимента, привлекается или, наоборот, отвлекается. При этом авторы учитывают в своих теориях экспериментально доказанные факты влия­ния на нейроны релейных ядер, где эти афферентные возбуждения переключа­ются, и на рецепторные образования эфферентных возбуждений от корковых, подкорковых и стволовых структур мозга. Именно эфферентные возбуждения из центральных структур, отражая собой индивидуальный опыт, и обеспечивают ра­боту фильтров.          Эти теории рассматривают внимание как механизм, вызванный внешними ис­точниками, которые, по сути, являются строго определенными звуками или зри­тельными изображениями (иногда иллюзиями), навязанными эксперименталь­ной ситуацией, применительно к которой только и имели смысл получаемые результаты. Но совершенно очевидно, что объектом внимания могут быть не только эти источ­ники. Уже У. Джемс в конце XIX в. выделял как внешние (объекты и события в окружающей среде), так и внутрен­ние (память и знания) источники, к которым привлекается внимание. Однако внимание к внутренним источникам вряд ли можно объяснить, используя гипоте­тический механизм последовательной обработки информации.          С помощью только этого механизма невозможно объяснить и другой важный факт, который долго игнорировался в когнитивной психологии, а именно: эффек­ты внимания определяются обучением и тренировкой.

Неэффективное выполнение какой-либо задачи на внимание свидетельствует об отсутствии навыка в выполнении этой задачи. Так, известный психолог Н. Мо­рей, исследовавший внимание и многократно участвовавший как испытуемый в экспериментах по дихотическому слушанию, приобрел навык легко обращать внимание на две разные информации, поступающие на левое и правое ухо, пони­мать и запоминать их. В других экспериментах испытуемые научались выполнять две деятельности одновременно: это записывание слов под диктовку и чтение про себя (Найссер, 1981).