Повторе­ние и выбо ответной еакции

это требует усилий. И в модели Бродбента, и в модели Дойча-Нормана признается ограниченная способность к обработке. Однако, они расходят­ся относительно того, где именно расположен фильтр, который некоторую часть информации отфильтровывает, а некоторую пропускает дальше. В модели Бродбента фильтр расположен гораздо раньше (Рис.4.6), чем в модели Нормана-Дойча. У Нормана прежде, чем произойдет отбор инфор­мации, все сигналы находят себе соответствие в памяти, где производится некоторый минимальный анализ их значения. Затем запускается меха­низм избирательного внимания. Норман полагает, что сенсорный сигнал поступает в память автоматически, в зависимости только от его сенсор­ных особенностей. Путь сенсорных сигналов он описывает так:

"Все сигналы, поступающие на органы чувств, проходят стадию анализа, осуществляемого вначале физиологическими процессами. На основе параметров, выделяемых этими процессами, определяется место, где хранится репрезентация данного сенсорного сигнала. Как показано на Рис.{4.5}, все сенсорные сигналы возбуждают свои репрезентации, хранящиеся в памяти. А теперь давайте предположим, что в это самое время продолжается анализ предыдущих сигналов. Так формируется класс событий, которые следует считать уместными по отношению к текущему анализу. Этот набор уместных элементов также возбуждает в памяти свои репрезентации. Элемент, который возбуждается в наибольшей степени совместным действием уместных и сенсорных входных сигналов, отбирается для последующего анализа" (затемненный элемент на Рис.{4.5}, Norman, 1976, pp.31-32).

Трейсман и Геффен (Treisman and Geffen, 1967) проверяли предположе­ние Дойча и Нормана о том, что опознается вся входная информация. Эксперимент был построен в виде уже знакомой задачи по затенению⁸ сообщений. Испытуемые прислушивались к сообщению, предъявляемому на одно ухо, а на другое ухо при этом предъявлялось иное сообщение.

Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов 128

Испытуемые должны были пересказать затененное сообщение и кроме этого — сказать, слышали ли они определенное "целевое" слово, которое могло предъявляться как на одно, так и на другое ухо. Согласно модели Дойча-Нормана, целевое слово должно было быть обнаружено и вызвать реакцию независимо от того, на какое ухо оно предъявлялось. Модель Бродбента предсказывала, что внимание к информации, подаваемой на одно ухо, препятствует обработке информации, предъявляемой на другое

ухо.

этому сообщению.⁹

Из множества экспериментов, проведенных для проверки модели Дой­ча и Нормана, в некоторых не подтвердились отдельные положения, пре­дусмотренные этой моделью (Kahneman, 1973; Moray and O'Brien, 1967; Moray, 1970; Neisser, 1976).

Мы обсудили в наиболее общем плане два типа моделей внимания. Один тип предполагает, что входная сенсорная информация отбирается в нача­ле процесса обработки; другой тип — это модель "уместности" — исходит из того, что входная сенсорная информация отбирается на более поздних этапах этого процесса. Какую же модель предпочесть? Хотя в литературе уже описаны десятки экспериментов, ясного и четкого ответа пока нет. Если мы предполагаем, что сначала идет отбор информации, а затем — ее дальнейший анализ, тогда получается, что нервная система в какой-то степени неэффективна — т.е. сообщение обрабатывается дважды. Брод-бент (1973) выступает против модели с ранней селекцией:

"Это потребовало бы биологически невозможного механизма. Это означало бы, что перед той частью мозга, которая обрабатывает сигналы, поступающие из окружения, и которая по-видимому весьма сложна, стоит еще одна, дублирующая часть мозга, которая выполняет ту же работу и решает, "что тут есть",— с тем, чтобы допустить или не допустить эти элементы в механизм, который решал, "что' тут есть".

С другой стороны, Познер и Снайдер (Posner and Snyder, 1975) и Шелис (Shallice, 1972) считают, что ранняя селекция обеспечивает только дей­ствия самого общего плана. Они предположили, что ранний этап обработ­ки информации осуществляется механизмом, обладающим ограниченной пропускной способностью и служащим для того, чтобы некоторую инфор­мацию затормозить и таким образом ускорить обработку остальной ин­формации.

Для решения этого спора необходимо обратиться к вопросу о характе­ристиках информации и критериях ее отбора. Так, система, которая осу-

Оценка

моделей

внимания

⁹Критику этого эксперимента можно найти в: Treisman and Riley (1969).

bhuj

Учитывая обилие моделей в когнитивной психологии, первоначальная гипотеза о том, как человеческий мозг обрабатывает информацию, оказы­вается слишком простой, чтобы объяснить все особенности нашего вос­приятия и мышления. Стремясь точнее определить различия между моде­лями Трейсман и Дойча, Джонстон и его коллеги (Johnston and Heinz, 1978; Johnston and Wilson, 1980) предложили более сложную модель, пред­полагающую, что отбор слуховой информации ведется на нескольких эта­пах. Однако, самое важное в гипотезе Джонстона — это то, что отбор информации происходит настолько рано, насколько это возможно с точки зрения решаемой задачи. Проще говоря, человек может раньше обрабаты­вать больше информации, если от него это потребуется.

В одной эмпирической проверке этой гипотезы Джонстон и Хейнц предъявляли целевые¹⁰ и нецелевые слова одновременно и бинаурально. Испытуемых просили оттенять целевые слова. В одном случае оба набора слов читал один и тот же диктор мужчина, а в другом — целевые слова читал мужчина, а нецелевые читала женщина. Во втором случае благода­ря различиям в высоте тона мужского и женского голосов можно было различать слова по их сенсорным (тоновым) характеристикам. В первом же случае, когда оба набора читались мужским голосом, сенсорное разли­чение оказывалось более трудным, и испытуемому приходилось опираться на другие признаки,— например, на значения или смысловые характерис­тики слов. При таких условиях можно было ожидать, что когда нецелевые слова читались мужским голосом, так же как и целевые слова, на ранней стадии обработки от испытуемых потребовалось бы больше усилий, чем в случае, когда слова читали женщина и мужчина соответственно.

В этом эксперименте хорошо то, что он является критическим испыта­нием для двух моделей внимания: модели Трейсман и модели Дойча-Нор-мана. Как вы помните, в модели Дойча-Нормана все сигналы проходят некоторый предварительный анализ, тогда как в модели Трейсман несуще­ственные сообщения ослабляются канальным фильтром, а не исключают­ся полностью. Можно предвидеть, что в эксперименте Джонстона и Хей-нца целевые слова должны были проходить более сложную обработку, когда оба набора слов читал мужчина. Согласно полученному выводу, степень обработки неоттеняемых стимулов меняется в зависимости от требований решаемой задачи, что лучше отвечает более гибкой модели Трейсман, чем модели Дойча и Нормана.

аружение и интерпретация сенсорных сигналов

Еще один взгляд на тему внимания был предложен Найссером (Ne-isser, 1976). Информационный подход, обсуждаемый в данной книге, пред­полагает, что при превышении некоторой скорости поступления входных данных (пропускной способности канала) информация не может прохо­дить без ошибок в передаче. Такой взгляд на системы обработки информа­ции заимствован из теории связи, где пропускная способность, необходи­мая, чтобы справиться с потоком сигналов, определяется буквально физи­ческими ограничениями этой системы, и многие полагают, что мозг обра­батывает информацию аналогичным образом. Найссер резко обрушивает­ся на такое предположение:

"Хотя такой аргумент в принципе правомерен, его ценность для психологии сомнительна. Мозг содержит миллионы нейронов, невообразимо тонко связанных друг с другом. Кто может сказать, сколь велик может быть предел, налагаемый подобным "механизмом"? Еще никому и никогда не удавалось показать, что все факты об избирательном внимании имеют какое-либо отношение к реальным возможностям мозга, если имеют вообще. Действительно, ни один психологический факт не имеет дела со всем объемом мозга. Вопреки распространенному мнению, у нас нет такого большого мозгового склада, которому угрожает переполнение. Видимо, не существует количественных ог­раничений для долговременной памяти; например, вы можете продолжать знакомиться с новыми людьми, изучать новые языки и исследовать новое окружение так долго, как вам позволят ваши склонности и энергия. Аналогично, нет физиологически или математически определенного предела тому, сколько информации мы можем принять за один раз."

"Возможно, мы не умеем справляться со сдвоенными задачами просто потому, что у нас не было серьезного случая попытаться сделать это. Мы слушаем беседы и точно также можем участвовать в них или как минимум вообразить, что участвуем, и это можно сделать только с одним сообщением за один раз."

Он, однако, добавляет:

"Я, однако, скептически отношусь к этой гипотезе; если бы двойное слушание действительно было возможно, кто-нибудь уже обнаружил бы и использовал это. Более вероятно, что существует некий настоящий информационный барьер, мешающий па­раллельному развитию независимых, но сходных схем. Если каждая из схем содержит антиципации, охватывающие значительный временной период (это необходимо, например, для осмысленного слушания, чтения или смотрения), то проблема, к какой из схем применить новую информацию, может оказаться неразрешимой."

"Лючия де Ламмермур" и трио из "Боге­мы" считаются вершиной оперного искус­ства. Согласно Бернстайну (Bernstein, 1958), это переживание возникает из-за того, что:

"...они создают такую трель, какую не может создать никакой другой вид ис­кусства: трель, в которой вы можете ус­лышать несколько эмоциональных фраз одновременно. Этого нельзя достичь иг­рой на фортепьяно. Люди просто не мо­гут говорить одновременно — конечно, если они хотят друг друга слышать. Это была бы такая же путаница, как вот этот момент из "Богемы".

Актеры одновременно:

МИМИ: Боже, Боже. Все кончено. Моей жизни конец. Боже, неужели я умру? О, Боже, и т.п.

МАРЧЕЛЛО: Какая трагедия! Несчастье. Бедняжка Мими. Какая жалость, и т.п.

РОДОЛЬФО:

Мими — нежный цветок, и ей нужно внимание. А у меня для нее есть только любовь, и т.д.

Но когда эти слова положены на музыку, "они создают такой поток эмоций, что это само по себе становится новым видом эмоционального переживания".

Вопрос остается нерешенным, но взгляды Найссера на проблему чело­веческого внимания могут оказать значительное влияние не только на тех, кто изучает внимание, но и на большую группу когнитивных психоло­гов, разделяющих информационный подход.

Специалисты по проблеме возбуждения выработали свой подхода к теме внимания, значительно отличающийся от изложенного выше. В нашем примере с просмотром пьесы мы среди различных факторов, влияющих на внимание, назвали также "интерес". Интерес — в том смысле, в каком он подразумевается здесь,— это только один из компонентов состояния, на­зываемого "возбуждением". В качестве рабочего мы будем использовать определение возбуждения как общего состояния побуждения. Возбужде-

бнаруженае u интерпретация сенсорных сигналов

32

ние поддерживает нашу способность к восприятию сенсорных сигналов в активном состоянии.

Многие из первых работ по вниманию и возбуждению выросли из ис­следований бдительности, проводившихся во время 2-й мировой войны,— особенно на радиолокационных станциях, поскольку эта работа требовала от оператора многих часов непрерывного наблюдения за экраном в поис­ках вражеской авиации. В одном из первых экспериментов Макворт (Mackworth, 1950) выделил в задаче бдительности один аспект, указываю­щий на связь между вниманием и возбуждением. Макворт изготовил при­бор, похожий на часы, со стрелкой, двигающейся по циферблату и оста­навливающейся почти каждую секунду за исключением нечастых и нере-

"В данном контексте "уровень возбуждения"— это синоним термина "сила побуждения".

гулярных случаев, когда стрелка делала двойной (двухсекундный) скачок. Испытуемые должны были нажимать на ключ каждый раз, когда они обна­руживали этот двойной скачок. Примерно полчаса испытуемые работали хорошо, а затем ошибки непрерывно учащались. Если испытуемым гово­рили, когда они сделали ошибку, а когда — нет (это должно было повы­сить их внимание), качество работы улучшалось. После этих первых на­блюдений проводилось много исследований по проблеме максимального "объема внимания". Наиболее часто использовалась методика с предъяв­лением "предупреждающего" сигнала, за которым следовал признак, тре­бующий ответной реакции (Bertelson, 1967). Как показали результаты не­скольких экспериментов, оптимальное качество исполнения реакций достига­лось, когда предупреждающий сигнал подавался за 0.2-0.5 секунды. Более короткая или длинная задержка (интервал между признаками) приводила к недостаточной тревожности или отсутствию готовности.

На основе этих исследований Познер и Бойес (Posner and Boies, 1971) разработали остроумный эксперимент для определения различия и взаи­мосвязи компонентов внимания — тревожности, избирательности и про­пускной способности. Идея одной из серий эксперимента заключалась в том, что для опознания стимула (например, буквы) нужно меньше време­ни, если ему предшествует признак, содержащий в себе часть информа­ции из этого стимула. Легко понять, что опознание буквы "А" значитель­но облегчается, если непосредственно перед ее предъявлением показыва­лось то или иное изображение буквы "А". (Результаты, полученные Meyer and Schvaneveldt (1971) и обсуждаемые в Главе 11, подтверждают это.) Более того, варьируя время между этими двумя сигналами, можно опреде­лить, сколько требуется времени на кодирование первого сигнала, так чтобы оно было оптимальным для обработки второго. Познер и Бойес обнаружили, что время реакции испытуемых на второй сигнал было опти­мальным, когда испытуемым давали примерно 500мс на подготовку.

Наконец, Канеман предложил теорию внимания (Kanheman, 1973), пре­дусматривающую и роль возбуждения, и ограниченные возможности че­ловека по обработке информации. Вместо постулирования "узких мест" в процессе обработки, Канеман предположил, что есть общее ограничение на способности человека выполнять умственную работу. Отметим некото­рые особенности модели Канемана (Рис.4.8): волнистая линия в верхнем прямоугольнике означает, что наличные ресурсы и возбуждение изменя­ются. Согласно Канеману, центральными элементами этой модели явля­ются "принципы распределения" и "оценка спроса на ресурсы". "Принци­пы распределения" Канеман объясняет так:

"Сами эти принципы определяются четырьмя факторами: (1)долговременной готовностью, отражающей законы не­произвольного внимания (например, выделять ресурсы на обработку любого нового сигнала; на всякий внезапно перемещающийся объект; на всякий разговор, где упоминается имя собственное); (2)временными намерениями (напр., слушать голос в правом наушнике; искать рыжего человека со шрамом); (3)оценкой требований: очевидно, здесь действует правило, что если два действия требуют для своей реализации больше ресурсов, чем имеется, одно из них прекращается; (4)влияниями возбуждения..."

аружение и интерпретация сенсорных, сигналов

Оценка требований

на ресурсы

внимания по неману, вкл* ющая усилия и гие факторы, с. деляющие вс ждение. Ада ровано из: Ко man (1973).

Как полагает Канеман, внимание связано с тем, что можно назвать "мысленным усилием", и что принципиальное ограничение на обработку информации кроется в ограниченности распределяемых ресурсов. Однако, возбуждение (четвертый фактор в вышеприведенных рассуждениях Кане­мана о "принципах распределения") может повышаться вследствие таких факторов как беспокойство, страх, гнев, половое возбуждение и воздей­ствие препаратов.

Согласно этой модели, некоторые виды информационной обработки могут инициироваться при поступлении входной информации, а другие требуют дополнительного входного сигнала в виде усилия внимания. По­скольку возможности для мобилизации усилий ограничены, то если требу­ется обращать внимание на два или более входных воздействия, отбудут конкурировать или мешать друг другу. Предложенная Канеманом "двух-процессная" теория "автоматической обработки" (LaBerge, 1975) или "вни­мательной обработки" (мой термин — P.C.) имеет некоторое сходство со следующей из рассматриваемых моделей.

В 70-х и 80-х годах модели человеческой памяти занимали центральное место в когнитивной психологии и информационном подходе. Очень инте­ресную модель предложили Аткинсон и Шифрин (1968); в ней память и

Внима

обработка и«формации включали в себя как структурные компоненты, так и управляющие процессы. (Эта работа будет представлена детально в Гла­ве 5.) Шнейдер и Шифрин (Schneider and Shiffrin, 1977; Shiffrin and Sc­hneider, 1977) разработали модель обработки информации человеком на основе модели Аткинсона и Шифрина, в которой управление и внимание рассматривались как неразрывное целое. Процесс обработки управляется путем манипулирования информацией внутри кратковременной памяти и вне ее. Авторы полагают, что временную активацию некоторой последова­тельности элементов в памяти (например, при ассоциации) можно выз­вать легко. Управляющие процессы ограничены по своим возможностям и требуют к себе внимания, которое контролируется субъектом. Эта теория называется "двухпроцессной", поскольку в ней постулируется как автома­тическая, так и управляемая обработка информации. Автоматическая об­работка означает активацию элементов памяти, инициируемую самим сти­мулом и продолжающуюся под контролем субъекта; такое происходит, например, когда появившийся красный сигнал светофора инициирует у водителя реакцию на торможение. Управляемая обработка требует внима­ния субъекта, поэтому в одно и то же время можно управлять без интер­ференции только одной последовательностью операций в памяти.

Шифрин и Шнейдер предполагают, что автоматическая обработка на­чинается в момент, когда предъявляется стимул (т.е. буква); каждый сти­мул, проходя последовательные этапы обработки, автоматически кодиру­ется и активирует ряд операций, свойственных этому процессу. Напри­мер, когда наблюдатель воспринимает букву, он может "автоматически" закодировать ее контраст, цвет и положение; затем — кривые и углы; затем — код буквы и звуковой код; затем — как согласную и, наконец, (по возможности) — ее значение.

При автоматической обработке информации, как это описано выше, человек в какой-то степени контролирует кодирование. Он может, напри­мер, направить свое внимание на какую-то информацию или отвлечься от нее. Некоторые элементы, активируемые автоматически, могут иницииро­вать ответную реакцию, которая будет направлять дальнейшую обработку. На Рис.4.9 показана модель, сочетающая автоматическую и управляе­мую обработку, возможную при предъявлении испытуемому зрительного стимула (например, цифры или буквы). В первом примере кодируются зрительные детали буквы "М", затем идет код ее написания, ее вербаль­ный код ("категория") и, наконец, коды высшего порядка (значение поня­тия). Может оказаться, что именно некоторые из активированных элемен­тов этого ряда инициируют ответную реакцию, которая направляет после­дующие действия. Заметим, что в случае, когда на входе — цифра "8", "распределитель внимания" активируется (жирные стрелки) как кодом начертания цифры, так и кодом категории.

Последние данные, представленные Сэмюэлем и Ресслером (Samuel and Ressler, 1986), позволяют предположить, что внимание опосредует

чаружение и интерпретация сенсорных сигналов