91
что нейронные структуры, на основе которых функционируют когниции, не являются врожденными, а формируются в результате взаимодействия с окружающей средой (Quartz, 1993). Заучивание алгоритмов, помимо модификации весов входных сигналов, включает также добавление новых структур. Эта конструктивистская теория «допускает, что среда, окружающая обучающиеся системы, играет центральную роль в конструировании репрезентаций, лежащих в основе способности этих систем к обучению в данном окружении» (р. 239)\ Автор утверждает, что такой конструктивистский подход, допускающий добавление новых связей и структур в процессе обучения, имеет важные преимущества перед теорией врожденных и жестко фиксированных структур PDP (распределенной параллельной обработки). По мере усложнения нейронной структуры в процессе обучения репрезентирующая способность сети возрастает, и могут возникать новые репрезентации. В подтверждение своей точки зрения автор ссылается на тридцатилетний опыт нейробиологических исследований, свидетельствующий о возрастании сложности нейронной организации в ходе постнатального развития и адаптивности этого процесса, оказывающей прямое влияние на структуру головного мозга.
Поскольку остается неясным, как мозг может репрезентировать и обрабатывать символы, была предпринята попытка представить на основе данной теории модель, в соответствии с которой могут возникать репрезентации. Так, согласно этой модели, репрезентация слова Natunvissenschaft распределяется в виде паттерна в пределах одного блока или между блоками, и его сохранение обусловлено силой взаимосвязей. Этот паттерн взаимосвязей позволяет нам воспроизводить слово Naturwissenschaft. Проводя эксперименты, в которых форма предъявляемых слов оказывала влияние на опознание сходных форм слов («морфологическая преднастройка»), исследователи сообщают, что результаты подтверждают кон-некционистскую точку зрения, согласно которой данный эффект объясняется характеристиками активизации коннекционистской сети, несмотря на отсутствие эксплицитной репрезентации словесных форм в данной сети (Rueckl et al.,1997).
Следует отметить, что коннекционистская теория расходится по данному вопросу с когнитивной нейропсихологией, настаивающей на том, что функции мозга должны быть локализованы, а коннекционизм практически не дает биологического объяснения ког-ниций (Kosslyn & Koenig, 1992). Коннекционистская теория также расходится с точкой зрения на когниции как основанные на правилах или символические репрезентации. Оппоненты коннекционизма утверждают, что его позиция является возвратом к ассоци-анизму в компьютерообразном облачении (Pinker & Mehler, 1988).
Динамические репрезентации. Данный подход (Port & van Gelder, 1995) разделяет представления о ментальных (внутренних) состояниях, но отвергает концепции манипулирования символами и коннекционистской обработки. Он гласит, что ментальные состояния представляют собой взаимоотношения мозг — среда, а также функции мозга. Сторонники данного подхода считают, что для того чтобы репре-зентационные свойства биологического поведения обрели стабильность, требуется время, и следовательно, время является неотъемлемым свойством такого поведения. Как символические, так и коннек-ционистские репрезентации рассматриваются как статичные дискретные вещи, что несовместимо с непрерывным временным характером биологических событий. Именно динамические временные изменения координируют тело и среду, благодаря чему образуются значения, а значения определяют ментальные состояния. Такие ментальные состояния, как, например, память или восприятие, не предполагают наличия внутреннего набора символов для внешнего объекта, а являются «динамической репрезентацией», специфической для события окружающего мира. Нервная система поддерживает отношения организм-среда, однако она не порождает и не репрезентирует их. Это подтверждается тем фактом, доказывают сторонники данного подхода, что у биологических видов, обладающих совершенно различными нейронными структурами, наблюдаются функционально эквивалентные формы поведения. Источником вдохновения для данного подхода явились работы Гибсона (глава 13, с. 328) по экологическому восприятию, свидетельствующие о том, что среда обеспечивает информацию о значащих событиях, когда такие события происходят во взаимодействии организма и среды.
Память
Память как хранилище и как обработка данных.
Один из важнейших экспериментов не только для понимания феномена памяти, но и для когнитивной психологии в целом был проведен Стернбергом (Sternberg, 1966, 1969), изучавшим мысленное сканирование (mental scanning) объектов в памяти. Он просил испытуемых запомнить список слогов или цифр, а затем предъявлял им еще один слог или цифру. Их задачей было как можно скорее определить, относится ли данный слог или цифра к заученному ими списку, и соответственно ответить «да» или «нет». Стернберг обнаружил, что чем длиннее был список, тем большим было время реакции испытуемых, независимо от того, содержался ли контрольный слог в списке или нет. Он пришел к заключению, что поиск в памяти предполагает серию последовательных сравнений нового элемента с
2 Заметьте, что автор делает акцент на окружении нервной системы (nervous system) и обучаемости нервной системы, а не индивидуума.
92
каждым из содержащихся в памяти и продолжается до конца списка даже в том случае, если соответствие найдено. Но зачем продолжать сканирование после того, как соответствие обнаружено? Возможный ответ содержался в более детальных данных его экспериментов: добавление каждого нового пункта к списку увеличивало время реакции на 38 миллисекунд, что дает скорость сканирования от 25 до 30 пунктов в секунду. Благодаря такой большой скорости сканирования, вероятно, является более эффективным пройти по всему списку, прежде чем решить «да» или «нет», чем делать это после каждого сравнения. Данный результат противоречил ожиданиям и не мог быть получен каким-либо иным способом, кроме эксперимента. Стернберг составил схему, отображающую поток информации между запоминаемым списком и тестовым пунктом, и согласовал ее с линейным уравнением, описывающим эти соотношения. Предложенная им теория оказала значительное влияние на когнитивную психологию и положила начало многочисленным экспериментам, преследующим цель проверки данной теории.
Многие когнитивисты рассматривают память как состоящую из двух типов хранилищ. В одном из них хранятся данные кратковременной, а в другом — долговременной памяти. Когда мы слышим имя человека, с которым только что познакомились, имя попадает в сенсорное хранилище, а оттуда перемещается в краткосрочное хранилище, когда мы внутренне повторяем его, чтобы использовать снова. Если мы не осуществляем этого внутреннего повторения и не используем имя, информация о нем быстро затухает или замещается новой информацией в кратковременном хранилище. Если мы связываем новое имя с кем-то или чем-то нам уже известным, оно может переместиться в долговременное хранилище. Продолжение внутреннего повторения или использования имени также может привести к такому перемещению. Содержимое кратковременного хранилища кодируется в звуках, а долговременного — в значениях. Извлечение информации из долговременного хранилища часто бывает более замедленным вследствие огромного количества содержащейся в нем информации, среди которой необходимо осуществить поиск. Кроме того, часто предполагается, что дополнительное кратковременное хранилище содержит сенсорную информацию.
Классический эксперимент, призванный продемонстрировать постоянное и неизменное сохранение данных опыта в памяти, был проведен Пенфилдом (Penfild, 1958a, 1958b), нейрохирургом Монреальского неврологического института. Он проводил электрическую стимуляцию различных участков поверхности коры головного мозга у больных эпилепсией со вскрытой для операций черепной коробкой. Пенфилд использовал только местный наркоз черепа, так что скальп, череп и мозг были нечувствительны к прикосновению и даже хирургическому вмешательству, однако пациенты находились в бодрствующем состоя-
нии и могли сообщать о своих ощущениях при электрической стимуляции. Некоторые замечания пациентов описывали чисто биологические ощущения, такие как покалывание или онемение в тех или иных частях тела. Другие носили психологический характер, как, например, зрительные сцены или воспоминания о прошлых событиях. Третьи ограничивались звуковыми, цветовыми и тактильными ощущениями. Скиннер (Skinner, 1963) считает, что
«...легче предположить, что при этом вызывается само поведение видения, слышания и т. д., чем то, что активизируется некая копия предшествующих средовых событий, которую испытуемый в этот момент видит или слышит. В обоих случаях следует предположить, что при этом имеет место поведение, аналогичное реакции на исходные события, — испытуемый видит или слышит, — однако предположение о воспроизведении событий, воспринимаемых зрением или слухом, является излишним усложнением» (р. 955).
Всего реагировало на экспериментальное воздействие менее 8% пациентов, причем часть из них, вероятно, сообщали о реконструируемых событиях, а не о воспоминаниях. Большинство отчетов были туманными. Серьезным недостатком процедуры являлось отсутствие независимых наблюдателей, которые могли бы проверить точность наблюдений и описаний Пенфилда. Валенстайн (Valenstein, 1973) отмечает: «Создается впечатление, что помещение электродов на специфические участки мозга с неизбежностью вызывает те или иные формы поведения. Однако те, кто участвовал в данных исследованиях, определенно могут сказать, что это не так» (р. 87).
Была предложена альтернатива двухуровневой (или трехуровневой, если включать сенсорное хранилище) теории памяти, утверждающая, что память функционирует в соответствии с последовательностью стадий обработки информации (Craik & Lockhart, 1972). На первой стадии такая информация, как имя, которое мы слышим при встрече с человеком, обрабатывается в соответствии с воспринимаемыми акустическими (звуковыми) характеристиками. На следующей стадии происходит обработка семантической составляющей в соответствии с тем значением, которое мы придаем полученной информации. При переходе на более глубокие уровни обработки информация приводится в соответствие с организованным комплексом знания. Например, имя нового знакомого начинает означать члена команды по боулингу, чье высокое мастерство становится важным для успеха всей команды. Если двухуровневая теория гласит, что информация переходит из кратковременной в долговременную память благодаря заучиванию наизусть, то теория стадий обработки утверждает, что для сохранения в памяти существенным оказывается осмысленное и организованное внутреннее повторение новой информации в процессе ее обработки.