Когнитивная наука Основы психологии познания том 1 Величковский Б М (стр. 43 из 120)

изменились основные исследовательские подходы в будущем, в истории когнитивной нейронауки останутся имена таких авторов, как Дж. Хью-линг-Джексон, П.К. Анохин, H.A. Бернштейн, А.Р. Лурия, П. Маклин, A.A. Ухтомский и Д. Хэбб, задолго до появления современных методов картирования работы мозга попытавшихся на основе общих эволюционных соображений, продуманного экспериментального анализа и изучения отдельных клинических случаев восстановить картину развития функциональных механизмов познания и регуляции поведения.

161

3

СЕНСОРНО-ПЕРЦЕПТИВНЫЕ ПЮЦЕССЫ

г

Структура главы:

3.1Пространство и время восприятия

3.1.1 Зрительная пространственная локализация

3.1.2 Восприятие движения и времени

3.1.3 Перцептивные взаимодействия и маскировка

3.2Взлет и падение «иконы»

3.2.1 Иконическая память

3.2.2 Эхоическая память

3.2.3 Микрогенез как альтернатива

3.3Распознавание конфигураций

3.3.1 Традиционные психологические подходы

3.3.2 Влияние нейронаук и информатики

3.3.3 Роль предметности и семантический контекст

3.4. Восприятие и действие

3.4.1 Сенсомоторные основы восприятия
(и наоборот)

3.4.2 Уровни восприятия

3.4.3 Развитие и специализация восприятия

164

Изучение восприятия началось с описания перцептивных иллюзий и явлений константности, то есть относительной независимости воспринимаемых параметров объектов — положения, ориентации, размера, цвета и т.д. — от физических условий стимуляции. Это позволило в 19-м веке выделить данную область как отличную от сферы интересов оптики и акустики. Гештальтпсихологи Вертхаймер, Кёлер и Коффка описали затем эффекты перцептивной организации, подчеркнув, что восприятие имеет собственные закономерности и не сводится к памяти и мышлению. К началу когнитивной эпохи в области восприятия сосуществовало два основных подхода. Для первого — непрямого или конструктивистского — исходной осталась задача интерпретации ощущений. Поскольку ощущения как проксимальные отображения объектов явно аконстантны, исследователи вынуждены были постулировать процессы их внутренней коррекции с помощью памяти или мышления, например, гельмгольцевских «бессознательных умозаключений». Точку зрения прямого восприятия сформулировал в середине 20-го века ученик Коффки Джеймс Джером Гибсон. Он описывал восприятие как процесс сбора информации о дистальных объектах, осуществляемый с помощью локомоций и предметных действий. Получаемая при этом Информация адекватна объектам и не требует коррекции.

Первые модели переработки информации человеком в когнитивной психологии имели конструктивистский характер. Их неизменным компонентом были блоки «иконической» и «эхоической» памяти, содержание которых выполняло роль зрительных и слуховых ощущений. Не случайно один из авторов, много сделавший для объяснения восприятия, писал в эти годы: «Безусловно, Гельмгольц почувствовал бы себя на знакомой почве, посети он нас после 80-летнего отсутствия» (Epstein, 1977, IX). Когнитивное сообщество вначале игнорировало последователей Гибсона с их лозунгом «Не спрашивай, что внутри твоей головы, а спрашивай, внутри чего твоя голова». Затем ситуация изменилась. Для решения практических задач пришлось перейти к изучению восприятия в естественной среде и в условиях подвижности наблюдателя. Эта среда стала интенсивно изучаться и моделироваться, в результате чего возникла технология виртуальной реальности. Были выявлены группы нейрофизиологических механизмов, в различной степени зависящие от ситуации и от наших представлений о ней. Складывается впечатление, что сторонники альтернативных подходов пытались описать процессы, разворачивающиеся на разных эволюционных уровнях восприятия.

3.1 Пространство и время восприятия

3.1.1 Зрительная пространственная локализация

Среди других перцептивных процессов восприятие пространства выделяется множественностью (избыточностью) своих операций, а также тем, что оно специально настроено на функционирование в нормальных условиях жизнедеятельности: стабильности большинства предметов, независимости их размеров от расстояния до наблюдателя, продолжения существования предмета, частично или полностью вышедшего из поля зрения, и т.д. Легкость, с которой воспринимаемые пространственные отношения определяются искусственными, но экологически правдоподобными стимульными ситуациями, неоднократно давала повод для сравнения механизмов восприятия пространства с изученными этологами врожденными механизмами, запускающими видоспецифи-ческие формы поведения. С этой точки зрения, восприятие пространства могло бы служить примером модулярной системы (Fodor, 1983), если бы не его высокая пластичность и интермодальность, которые явно противоречат некоторым из критериев модулярности (см. 2.3.2 и 3.4.3).

Наиболее известным примером восприятия пространства является бинокулярное восприятие глубины. Джордж Беркли, а затем Герман Гельмгольц дали классическое объяснение этому процессу, основанное на допущении возможности субъективного отображения и интерпретации проксимальной стимуляции. Согласно этой конструктивистской трактовке, восприятие глубины начинается с того, что мы отмечаем различия — диспаратностъ — монокулярных ретинальных изображений, обусловленные несовпадением положений левого и правого глаза в пространстве. Затем на основании этих видимых различий, положений отображений на сетчатке и знаемого расстояния между глазами вычисляется (этап «бессознательных умозаключений») относительная удаленность различных участков сцены.

Важным вкладом в психологию восприятия стали работы американо-венгерского исследователя Белы Юлеза (например, Julesz, 1995), доказавшего возможность бинокулярного восприятия глубины в ситуации, когда это классическое объяснение не работает¹. Идея его методики возникла из практики аэрофотосъемки и стереоскопического анализа участков земной поверхности, используемых для определения рельефа местности и при поиске замаскированных объектов. На рис. 3.1 показан пример созданных Юлезом случайно-точечных стереограмм. Для создания стереограмм использовалась матрица размером 100x100, ячейки которой случайно заполнялись с вероятностью 50%. Обе стереограм-мы идентичны за исключением небольшого центрального участка квад-

¹ Самые первые демонстрации этого рода были проведены советским исследователем
восприятия Б.Н. Компанейским еще в конце 1930-х годов.165

Рис. З.1. Пример случайно-точечных стереограмм из работ Юлеза и схематическое пояснение способа их построения.

ратной формы, который несколько смещен в сторону в одной из них. Из-за бесконтурности изображений и совпадения статистических характеристик текстур увидеть этот диспаратный участок при обычном рассматривании стереограмм практически невозможно. Однако если они предъявляются с помощью стереоскопа, независимо левому и правому глазу, мы сразу видим участок квадратной формы, выступающий из окружающего фона². Если поменять правое и левое изображения, то, в соответствии с заменой знака диспаратности, объект воспринимается как находящийся за поверхностью фона, дальше от наблюдателя. Восприятие глубины, следовательно, оказывается возможным, несмотря на отсутствие объектов или контуров, которые можно было бы увидеть в монокулярных полях зрения.

С традиционной, конструктивистской точки зрения, восприятие объектов или, по крайней мере, контуров в монокулярных полях зрения является предпосылкой бинокулярного восприятия пространства. В случайно-точечных стереограммах порядок событий оказывается прямо противоположным — пространственная локализация служит

166

² Здесь, правда, возможны индивидуальные различия. Примерно у 7% людей наблюдаются те или иные врожденные дефекты стереопсиса, причем, как и в случае нарушений цветовосприятия, они затрагивают в основном мужскую часть населения.

предпосылкой идентификации объектов. Кроме того, восприятие глубины в подобных стереограммах требует значительно менее выраженных перепадов яркости (меньшего контраста), чем восприятие формы. Поэтому типичными оказываются ситуации, при которых пространственная удаленность объекта оценивается правильно, но его форма еще не может быть определена: он воспринимается как аморфное «нечто».

Каждая поверхность в зависимости от ее материала отражает специфический рисунок распределения света. Поэтому для зрительного выделения объекта в пространстве необходимо наличие зернистости — текстуры — в видимом окружении. Если внутри некоторой области нет обладающих определенной зернистостью рельефов яркости, то она воспринимается как пустое отверстие, не мешающее проникновению за его границы³. Значение текстур для восприятия в особенности подчеркивал в своих работах Джеймс Дж. Гибсон. Результаты Юлеза показывают, что восприятие пространственного положения основано не на интерпретации ощущений, а на автоматических процессах параллельной обработки (кросскорреляции) текстур.

Как можно описать подобные процессы? Для чисто формального описания можно воспользоваться, например, подходом американского психофизика У. Юттала (Uttal, 1975), который разработал автокорреляционную модель обнаружения присутствия точечных конфигураций на фоне динамического шума. Автокорреляционная функция определяется степенью перекрытия копии текстуры с исходным ее вариантом при сдвигах копии относительно вертикальной и горизонтальной осей. При высокой степени перекрытия, вызванной регулярностью конфигурации, на графике автокорреляции появляются пики. Успешность обнаружения конфигураций, согласно данным У. Юттала, хорошо описывается следующим показателем: