Рита Л. Аткинсон, Ричард С. Аткинсон, Эдвард Е. Смит, Дэрил Дж. Бем, Сьюзен Нолен-Хоэксема Введение в психологию

Все это приводит к тому, что когда буква R предъявляется в составе слова, у нее возникает дополнительный источник активации, а именно сигнал, поступающий вниз от слова; вот почему букву, предъявленную в составе слова, распознать легче, чем предъявленную отдельно. На материале слов и букв были получены и многие другие результаты, согласующиеся с многосвязной моделью (McClelland & Rumelhart, 1981).

Такие модели также успешно используются в устройствах для чтения рукописного текста и распознавания речи (Coren, Ward & Enns, 1999).
Распознавание естественных объектов и обработка по принципу «сверху вниз»
Мы кое-что узнали о распознавании букв и слов, а как насчет естественных объектов — животных, растений, людей, одежды и мебели?

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

Одно из предположений заключалось в том, что в состав признаков объектов входят некоторые геометрические фигуры, например цилиндры, конусы, параллелепипеды и клиновидные фигуры, как показано на рис. 5.17а. Такие признаки называют геонами (неологизм от «геометрические ионы»); их разработал Бидерман (Biederman, 1987). Бидерман считает, что набора из 36 геонов, аналогичных показанным на рис. 5.17а, в сочетании с небольшим набором пространственных отношений будет достаточно для описания формы всех объектов, которые человек способен опознать. Чтобы оценить этот момент, заметьте, что всего из двух геонов можно составить 36x36 различных объектов (сформировать объект можно из любых двух геонов — см. рис. 5.17б), а из трех геонов — 36x36x36 объектов. Эти два числа дают в сумме уже около 30 000, а еще надо учесть возможные объекты из четырех и более геонов. Кроме того, геоны, показанные на рис. 5.17а, различаются только своими простейшими признаками. Например, геон 2 на рис. 5.17а, куб, отличается от геона 3, цилиндра, тем, что у куба прямые края, а у цилиндра — изогнутые; прямые и изогнутые линии являются простыми признаками.

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

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


Рис. 5.19. Двойственный стимул. На этом неоднозначном рисунке можно видеть или молодую женщину, или старуху. Большинство видит сначала старуху. Молодая женщина отвернулась, и видна левая часть ее лица. Ее подбородок образует нос старухи, а цепочка у нее на шее — рот старухи (по: Boring, 1930).
Этот эффект временного контекста виден на другом наборе изображений на рис. 5.20. Смотрите на них, как при чтении рассказа в картинках — слева направо и сверху вниз. Картинки в середине этой последовательности неоднозначны. Если вы смотрели на эти изображения в предложенной последовательности, то скорее всего видели в них мужское лицо. Если вы посмотрите на них в обратном порядке, то в двойственных картинках скорее всего увидите молодую женщину.


Рис. 5.20. Эффект временного контекста. То, что вы здесь увидите, зависит от порядка рассматривания картинок. Картинки в середине ряда — двойственные. Если вы вначале смотрите на картинку с мужским лицом, они будут казаться вам искаженными мужскими лицами. Если вы вначале смотрите на картинку с женщиной, они будут походить на женщину (по: Fisher, 1967).
Чтобы показать влияние контекста, стимульный объект не обязательно должен быть двойственным. Представьте, что человеку сначала показывают изображение какой-либо сцены, а затем на короткое время предъявляют для распознавания изображение однозначного объекта; в этом случае распознавание будет более точным, если этот объект соответствует сцене. Например, посмотрев на сцену кухни, испытуемый более часто дает верную идентификацию быстро предъявленного изображения буханки хлеба, чем такого же по времени изображения почтового ящика (Palmer, 1975).

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

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

Процессы типа «сверху вниз» и недостаточность входного сигнала. Обработка по принципу «сверху вниз» происходит даже при отсутствии контекста, если входной сигнал очень скудный или ослаблен. Предположим, что, находясь у подружки в квартире, вы в темноте заходите на кухню и видите в углу небольшой черный предмет. Вы думаете, что это, наверное, ее кот, но воспринимаемый сигнал слишком слаб, чтобы быть уверенным, и тогда вы начинаете представлять какой-нибудь конкретный признак кота— скажем, его хвост — и затем избирательно направляете внимание на тот участок предмета, где этот признак может скорее всего быть, если это действительно кот (Kosslyn & Koenig, 1992). Это — процесс обработки по принципу «сверху вниз», поскольку вы использовали определенное конкретное знание (что у кота есть хвост), чтобы сгенерировать ожидание, которое затем комбинируется со зрительным входным сигналом. Подобные ситуации довольно обычны для повседневной жизни. Иногда, если входной сигнал очень слабый, формируемые ожидания могут оказаться несостоятельными, скажем, когда вы наконец разберетесь, что этот якобы кот на кухне — на самом деле сумочка вашей подружки.

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

«На протяжении первых трех недель, проведенных в больнице, пациент не мог идентифицировать самые обычные предметы, предъявляемые ему визуально, и не мог определить, какая еда находится в его тарелке, пока он ее не попробует. Он мог сразу распознать объекты, когда трогал их, но когда ему показывали стетоскоп, он описывал его как «длинный шнур с круглым предметом на конце» и спрашивал, может ли это быть часами. Когда ему показали открывашку для бутылок, он ответил: «Возможно, это ключ». Когда его попросили назвать зажигалку, он ответил: «Не знаю». Он сказал, что он «не уверен», когда ему показали зубную щетку. При виде расчески он также сказал: «Не знаю». При предъявлении курительной трубки он ответил: «Какой-то прибор, я не уверен». Когда ему показали ключ, он сказал «Я не знаю, что это; может быть, напильник или какой-то инструмент»» (Reubens & Benson, 1971).

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

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

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

Ко второму типу категориальных нарушений относится утрата способности распознавать слова, называемая чистой алексией (как правило, сопровождающаяся повреждениями левой затылочной доли). Пациенты, страдающие этим нарушением, обычно не испытывают трудностей с узнаванием природных объектов и лиц. Они даже могут распознавать отдельные буквы. Однако эти пациенты оказываются не в состоянии распознавать зрительно предъявляемые слова. Увидев слово, они пытаются прочитать его по буквам. Распознавание самых распространенных слов может занимать у них до 10 секунд, при этом время распознавания растет с увеличением числа букв в слове (Bub, Blacks & Howell, 1989).

Другие типы категориально-специфических нарушений включают проблемы с узнаванием живых существ — таких как животные, растения и пищевые продукты. В редких случаях пациенты оказываются неспособными распознавать и неодушевленные предметы, как, например, хозяйственные инструменты (Warrington & Shallice, 1984).

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

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

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

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

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


Рис. 5.21. Движения глаз при рассматривании фотографии. Справа от фотографии девочки показана запись движений глаз испытуемого во время разглядывания этой фотографии (по: Ярбус, 1965).
Избирательно направлять на что-либо внимание можно и не двигая глазами. В иллюстрирующем это эксперименте испытуемые должны были обнаружить объект при его появлении. В каждой пробе испытуемый смотрел на пустое поле, затем ему на короткое время предъявляли метку, вслед за которой экспонировался объект. Интервал между появлением метки и объекта был слишком мал, чтобы испытуемый успел выполнить движение глаз, и все же, когда объект появлялся в отмеченном месте, он обнаруживался быстрее, чем когда он появлялся в другом месте. По-видимому, испытуемый обращал внимание на отмеченное место, несмотря на то что не мог перевести туда взгляд (Posner, 1980).

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

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

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

Из того факта, что человек столь немногое может рассказать о неоттененных слуховых сообщениях, вначале был сделан вывод, что несопровождаемые вниманием стимулы полностью отфильтровываются (Broadbent, 1958). Однако теперь есть достаточные основания считать, что некоторую обработку оставленных без внимания стимулов перцептивная система все же ведет (это касается и зрения, и слуха), хотя они редко достигают сознания. Одно из доказательств наличия частичной обработки неотслеживаемых стимулов — это то, что человек с большой вероятностью слышит свое имя, даже когда его произносят в неотслеживаемом разговоре негромким голосом. Этого не могло бы быть, если бы неотслеживаемое сообщение полностью терялось на нижних уровнях перцептивной системы. Значит, отсутствие внимания не блокирует сообщения полностью, а только ослабляет их, подобно регулятору громкости, которым убавили звук, но не выключили совсем (Treisman, 1969).