Зрительное селективное внимание

Феноменально (как говорили гештальтпсихологи, наивно и некритически), открывая глаза, мы всякий раз видим безграничное, наполненное светом и цветом предметное окружение. Интроспективно (то есть при известной критической установке) мы осознаем, что это впечатление иллюзорно. Наше поле зрения очевидным образом ограничено, а сетчатка глаза неоднородна. Ее центральная, наиболее насыщенная рецепторами часть, фовеа, имеет размер порядка 2°, что чуть больше углового размера ногтя большого пальца вытянутой руки. Эрнст Мах («Анализ ощущений», 1885/1907) попытался передать эти ограничения е помощью знаменитого рисунка зрительного поля (рис. 4.4). Но при длительном наблюдении и попытках зарисовки объектов удержать глаза на одной точке невозможно. Чтобы исключить движения глаз, Гельмгольц ввел методику очень быстрого, порядка нескольких миллисекунд, освещения сцены. Это привело к дополнительному сужению восприятия — детальное зрение было возможно лишь в узкой центральной области, окруженной все более размытой периферией. Важным открытием было то, что эта область могла произвольно сдвигаться по отношению к анатомической фовеа: перед предъявлением можно было подготовиться к детальному восприятию и лучше увидеть объекты в стороне от точки фиксации, но за счет ухудшения восприятия на других местах.

С тех пор использование метафоры ясного центра и размытой периферии стало одинаково типичным для нескольких поколений исследователей зрительного внимания, от Вундта и Фрейда до современных авторов. Интересно, что понятие фильтра практически не используется в этих исследованиях^[1]. Чаще всего зрительное внимание сравнивается с лучом фонаря, иногда снабженного объективом с переменным фокусным расстоянием: если пятно света оказывается шире, то детали видны менее ясно, если зже, то более четко — они как бы находятся тогда «в фокусе» феноменального сознания. Мы рассмотрим эксперименты, вытекающие из подобной трактовки внимания, несколько позднее, остановившись вначале на работах, продолжающих, на материале зрения, выяснение отношений ранней и поздней селекции.

Рис. 4.4. Автопортрет «изнутри» — зарисовка зрительного поля, сделанная Эрнстом Махом (1885/1907).

По сегодняшний день важным приемом определения объема и характера воспринимаемой зрительной информации является кратковременное предъявление. Классический вопрос, возникающий в связи с подобными, тахистоскопическими экспериментами состоит в том, что же на самом деле увидел (идентифицировал) испытуемый и что смог потом сообщить. Для уменьшения роли собственно ответа Сперлинг предложил методику частичного отчета, результаты применения которой подробно обсуждались нами выше, в связи с понятием иконической памяти (см. 3.2.1 и 4.1.2). Связанное с этим понятием представление о возможности идентификации «всех или почти всех» элементов предъявляемых на доли секунды многоэлементных матриц вызывает серьезные сомнения. Согласно данным современных экспериментов по восприятию и кратковременному удержанию зрительных конфигураций, типа наборов буквенно-цифровых матриц или бессмысленных форм, мы способны воспринять меньше информации (от одного до четырех элементов) и на более короткое время, чем думал Сперлинг. Возможно, впрочем, что эта информация перерабатывается глубже, например, вплоть до выделения различной категориальной принадлежности букв и цифр (см. 3.3.3).

Споры о доступности семантической информации, как основы для процессов селекции, продолжаются и в других областях изучения зрительного восприятия. Довольно противоречивыми оказываются данные о зрительном восприятии вербального материала. В экспериментах по зрительной маскировке А. Олпорт (Allport. 1977) определял асинхронность включения маскирующего стимула, позволяющую воспроизводить два или, скажем, четыре коротких слова. Темп обработки — число слов, воспроизводимых при данной асинхронности, — оказался зависящим яр от количества букв или слогов, а от общей частотности соответствующих слов в языке. Это означает, что отбор материала для осознания и воспроизведения может осуществляться уже после «контакта» с семантической памятью (точнее, внутренним лексиконом — см. 7.2.2). Этим и аналогичным результатам, полученным при маскировке слов (см. 4.3.3), противостоят данные по семантическим эффектам при чтении. В частности, одна из популярных сегодня методик анализа чтения состоит в регистрации движений глаз и подмене некоторого слова еще в процессе «полета» глаза в его направлении. Оказалось, что только зрительное и фонологическое, но не семантическое сходство нового слова с подмененным сокращают при прочих равных условиях длительность фиксации. Таким образом, по-видимому, в периферическом зрении, то есть без непосредственной фиксации, обработка слова не достигает уровня семантического анализа (Rayner & Sereno. 1994).

Не менее противоречивые результаты получены и с использованием невербального материала. Здесь особое положение занимает сложный, естественный материал типа видовых слайдов и фотографий лиц (см. подробнее 4.3.3 и 5.2.1). Так, R. Келлог (Kellog. 1980) в тщательно спланированных экспериментах получил данные о том, что испытуемые способны при неожиданном тестировании узнавать фотографии лиц, показывавшихся им во время выполнения в уме сложных арифметических вычислений. По мнению автора, отсутствие внимания не препятствует долговременному запоминанию сложного, предметно организованного зрительного материала. Аналогичные результаты получены и в ряде последующих исследований с видовыми слайдами предметных сцен и ландшафтов, так что сегодня вывод об успешной и чрезвычайно быстрой обработке сложных осмысленных изображений в условиях неполного внимания не вызывает особых сомнений. Более того, отвлечение внимания может даже способствовать имплицитной обработке, особенно в случае эмоциогенных стимулов.

Другие данные, однако, свидетельствуют о том, что уже восприятие особенностей формы объектов оказывается нарушенным при отвлечении внимания. Соответствующий феномен получил название слепоты невнимания. Ариен Мэк и Ирвин Рок (Mack & Rock. 1998) обобщили результаты большого числа экспериментов, где специально создавались условия, при которых испытуемые смотрели на фигуру, но не обращали на нее внимание (рис. 4.5). Следствием отвлечения внимания было практически полное отсутствие запоминания, а по мнению авторов, и восприятия особенностей формы. В непосредственно следовавших тестах на узнавание испытуемые сообщали, что видят эти фигуры в первый раз. Данный результат в целом подтверждает жесткий вариант модели ранней селекции. Поэтому были предприняты попытки перепроверить результаты исследований слепоты невнимания. Трисман некоторое время назад повторила эти опыты и полагает, что обнаружила в непрямых тестах на запоминание небольшие эффекты имплицитного запоминания (см. 5.1.1), свидетельствующие о том, что обработка общих особенностей формы игнорировавшихся абстрактных конфигураций все-таки имела место. Иными словами, невнимание, как и в дихотических экспериментах, резко ослабляет, но не прерывает полностью процессы, ведущие к идентификации.

Рис. 4.5. Типичные объекты из экспериментов на «слепоту невнимания»:

работа с одной из двух отличающихся цветом фигур ведет к тому, что последующее узнавание другой фигуры оказывается невозможным Подводя итоги обсуждению вопроса об уровне селекции, можно сказать, что ответ зависит от характера задачи и, конечно же, от воспринимаемого материала. Эффекты поздней, семантической селекции возможны лишь тогда, когда сам материал допускает осмысленную интерпретацию. Иными словами, эти эффекты скорее можно ожидать в случае слов и предметных сцен, чем в случае абстрактных форм и сперлинговских буквенно-цифровых матриц. Присутствие поздней селекции подтверждается анализом вызванных потенциалов и данными микроэлектродного отведения активности нейронов нижней височной борозды (вероятный субстрат зрительной обработки, ответственной за детальное восприятие формы и идентификацию предметов — см.

3.4.2). Активация этих нейронов в ответ на предъявление осмысленной информации в несколько ослабленной степени сохраняется даже при полной анестезии. При таких условиях ни о сознании, ни о внимании — в традиционной, основанной на интроспекции трактовке этих понятий — не может быть и речи. Мы вернемся к обсуждению вопроса о глубине автоматической обработки информации при непроизвольном внимании в последнем разделе главы (см. 4.4.1).

Если сравнивать внимание с лучом фонаря или проектора, то что можно сказать о движении этого пятна света? Перемещается ли оно от точки, А к точке В зрительного поля градуально, так что в процессе движения происходит последовательное улучшение обработки информации в промежуточной зоне, либо скачком, как это сделал бы глаз? Далее, движется ли оно в двумерном отображении окружения, подобном ретинальному изображению, или же, скорее, в воспринимаемой трехмерной модели пространства? Наконец, имеет ли зрительное внимание фиксированную или переменную зону охвата, с соответствующим изменением возможности обработки (оптического разрешения) деталей? Каждый из этих вопросов вызвал к жизни десятки исследований, в которых с помощью различных методических ухищрений было показано, что перемещение фокуса зрительного внимания, безусловно, должно интерпретироваться как движение в трехмерном пространстве (Hoffman. 1999)^[2].

В ряде специальных, в том числе нейрофизиологических работ было также показано, что сдвиги фокальной зоны зрительного внимания тесно связаны с программированием движений глаз в соответствующую часть зрительного окружения. Как впервые продемонстрировал Гельмгольц в упоминавшихся опытах (и как каждому известно из повседневных наблюдений), в условиях продолжительной зрительной фиксации объекта или группы объектов мы можем внимательно отслеживать события, находящиеся несколько в стороне от направления нашего взора. При свободном зрительном обследовании окружения связь внимания и движений глаз, однако, становится более прочной. В частности, мы не можем обратить внимание на один объект и одновременно совершить произвольный саккадический скачок к другому — попытка сделать нечто подобное ведет к выраженному ухудшению выполнения, по крайней мере, одной из этих задач. К аналогичным выводам приводит анализ нейропсихологических синдромов поражения теменных и премоторных зон коры (таких как синдром Балинта и оптическая атаксия — см. 3.4.2), которые одновременно нарушают саккадические движения глаз, целевые движения рук и способность пациента обратить внимание на целевой объект в его окружении.

Обобщив эти факты, итальянский нейропсихолог Дж. Риццолатти и его коллеги (например, Rizzolatti & Craighero. 1998) выдвинули премоторную теорию зрительного внимания, в которой зрительное внимание и программирование целенаправленных движений рук и глаз рассматриваются как один и то же процесс. Эта теория вызывает два уточняющих замечания. Во-первых, зрительное внимание не исчерпывается только его пространственными компонентами, включая настройку на форму предметов и на их семантику, по отношению к которым премоторная интерпретация становится затруднительной (см. 7.4.3). Во-вторых, связь пространственного внимания с движениями глаз кажется более непосредственной и систематичной, чем с движениями рук. Экспериментальные данные подтверждают, что сдвиги внимания действительно могут опережать саккады. Например, при промежуточной фиксации в процессе чтения мы способны значительно лучше замечать внезапные изменения букв в направлении следующего скачка (см. 7.2.3). Если задача предельно проста — при появлении объекта надо быстро перевести взгляд на него с фиксационной точки, то мы считаем, что уже совершили скачок и даже более отчетливо видим целевой предмет за 150—200 мс до того, как глаза действительно начинают двигаться к цели. В случае более сложных, например коммуникативных, задач движения глаз, впрочем, могут начинать опережать наше осознание их местоположения (см. 9.1.3).

Рассмотрим кратко самую последнюю версию оптической метафоры, возникшую в 1980;е гг. Внимание трактуется в этом случае как объектив с переменным фокусным расстоянием, или трансфокатор (zoom lease). Эксперименты подтверждают нашу способность легко настраиваться на восприятие как грубых, так и мелких деталей, но с известными оговорками. Хотя размеры зоны селективного внимания оказались подвижными, более естественным, в соответствии с мнением гештальтпсихологов (см. 1.3.1) и с исследованиями микрогенеза восприятия (см. 3.2.3), было движение от глобального к локальному. Сталкиваясь с новой ситуацией или с новым объектом, мы, как правило, сначала смотрим «широким полем» и лишь затем концентрируем наше внимание на деталях. Отметим одновременно, что эта закономерность меняется под влиянием острых эмоциональных нагрузок и стресса, когда поле зрительного внимания сужается вплоть до возникновения так называемого туннельного зрения, препятствующего восприятию информации в периферии зрения (см. 2.1.2 и 9.4.3). Возможно, здесь исследования баланса глобальной и локальной обработки начинают быть интересны с точки зрения природы межуровневых переходов, связывающих механизмы амбьентного и фокального восприятия, а также более высокие уровни символических координаций.

Начало изучению проблемы соотношения глобальной и локальной зрительной обработки в когнитивной психологии положили эксперименты ученика Нормана Дэвида Навона (Navon. 1977). Он предъявлял испытуемым большие буквы, состоявшие из маленьких букв (рис. 4.6). Некоторые из этих составных стимулов были «однородными» — глобальная форма и локальные элементы представляли собой одну и ту же букву, например «Е». Другие были «неоднородными» — глобальная и локальные булевы были разными (скажем, «Е» и «S»). Испытуемые должны были как можно быстрее идентифицировать глобальную или локальную букву. Оказалось, что при настройке на глобальную форму она идентифицируется быстро и без всякой интерференции со стороны совпадающих или несовпадающих букв локального уровня.

Рис. 4.6. Однородные и неоднородные супербуквы из экспериментов Навона.

При настройке на идентификацию деталей картина была иной. Во-первых, ответы были более медленными. Во-вторых, в случае неоднородных стимулов ответы дополнительно замедлялись и становились менее точными. Очевидно, настраиваясь на детальную обработку, мы не всегда можем игнорировать глобальную информацию. Интересно, что Когда в контрольных опытах была предъявлена одна маленькая буква, то ее идентификация осуществлялась столь же быстро и точно, как и идентификация большой.

В целом эти классические данные не очень удобны для концепции внимания как некоторого «ментального органа», аналогичного объективу с переменным фокусным расстоянием. Если объектив расфокусирован, то мы видим лишь глобальные очертания и интерференция со стороны локальных элементов должна отсутствовать, что и наблюдается в эксперименте. Но если фокус внимания сконцентрирован на одном из локальных элементов, то почему «прорываются» глобальные влияния? Если это происходит потому, что мы обычно начинаем с глобальной настройки, то почему изолированная маленькая буква обрабатывается так же быстро как и большая? Куда исчезает при этом центральная операция изменения фокусного расстояния—zoomingl Очевидно, что как только мы покидаем область пространственного восприятия и начинаем рассматривать процессы идентификации объектов, основанные на представлении о перемещениях более или менее сфокусированного пучка света, пространственные метафоры теряют свой объяснительный потенциал. Более того, фокус зрительного внимания, повидимому, способен расщепляться, если, например, возникает необходимость одновременного отслеживания движения двух или большего (как правило, до четырех — Cavanagh. 2004) числа объектов в пространстве.

В самое последнее время были получены результаты, которые лучше высвечивают отношения глобальной и локальной обработки, тестируемые с помощью супербукв Навона. Так, нейропсихологические исследования выявили возможную дифференциальную роль задних отделов левого и правого полушарий. При этом левое полушарие оказалось скорее регулятором настройки на детали, а правое — на глобальные очертания (Derryberry & Reed, 1998). Чрезвычайно интересным оказалось влияние эмоций: отрицательные эмоции, в отличие от положительных, усиливали установку на восприятие деталей (см. 9.4.3). Одним из ярких направлений социальной психологии становятся эксперименты, в которых испытуемые должны «мысленно проиграть», часто за кого-нибудь другого, формы поведения, связанные с приближением или, напротив, избеганием (Foerster et al. 2005 in press). Баланс глобальной и локальной обработки меняется при этом в глобальном или, соответственно, локальном направлении^[3]. Этот баланс оказался подверженным влиянию не только стресса или эмоций, но, например, и кофеина, даже в том его количестве, которое содержится в чашке кофе. Пластичность настройки внимания, однако, нарушается при патологии. Исследования выявили двойную диссоциацию: пациенты с синдромом Дауна (и, согласно некоторым сообщениям, с аутизмом) демонстрируют ригидную установку на глобальную обработку, а пациенты с синдромом Уильямса и навязчиво-компульсивным синдромом — на локальную (Yovel, Reveile & Mineka. 2005). В этом последнем случае пациенты хронически «не видят леса из-за деревьев».

Важной дискуссией в исследованиях зрительного внимания последних лет является обсуждение возможного различия внимания, включенного в процессы амбьентного зрения, и внимания к предметам. В таком повороте событий нет ничего удивительного. Разделение соответствующих уровней имеет фундаментальный характер (см. 3.4.2.

и 8.3.3), и координационные структуры самых различных действий должны строиться с учетом не только пространственной локализации, но также фигуративной идентичности и семантики объектов. Многочисленные данные свидетельствуют о выраженной роли предметной организации в типичных задачах на внимание. Так, в задачах на избирательное внимание к признакам было показано, что мы быстрее называем три сенсорных признака одного объекта (цвет, величину, ориентацию), чем один и тот же признак (скажем, цвет) трех объектов. Этот результат говорит против настройки некоего фильтра на определенный сенсорный канал, но все еще объясним в рамках внимания к занимаемому предметом месту. Дело в том, что при фиксированной временной координате предмет не может занимать несколько различных положений в пространстве, а в одном и том же месте не могут находиться разные предметы^[4].

Рис. 4.7. Зрительный поиск среди конфигураций, напоминающих телесные предметы (А), оказывается проще, чем среди похожих абстрактных конфигураций (Б).

Приведенный на рис. 4.7 пример двух наборов объектов, в которых нужно найти один отличающийся, уже не может быть объясним просто движением фокуса внимания в пространстве и требует введения представлений, аналогичных представлению о превосходстве объекта в процессах восприятия (см. 3.3.3). Авторы одной из работ (Lavie & Driver, 1996) попытались развести эти две возможные формы внимания и просили испытуемых оценивать сходство двух признаков, принадлежащих одному и тому же объекту или двум разным объектам. При этом они меняли пространственное расстояние между оцениваемыми признаками как внутри объекта, так и между объектами. В соответствии с гипотезой объектного внимания задача решалась лучше, если признаки принадлежали одному объекту. Пространственное расстояние не играло никакой роли. Если, однако, испытуемые получали инструкцию обращать внимание на признаки и игнорировать фигуративный контекст, то превосходство объекта исчезало, а влияние расстояния появлялось, как и должно быть при чисто пространственных перемещениях луча «ментального прожектора».

В последнем разделе этой главы (см. 4.4.1) мы подробно рассмотрим другие, в том числе и нейропсихологические данные, позволяющие трактовать эффекты внимания в терминах взаимодействия нескольких уровней обработки. В качестве предварительного итога можно сделать следующий вывод: вместо того чтобы быть фиксированным структурным элементом, внимание в современных исследованиях обнаруживает черты хамелеона, принимающего все новые обличья в зависимости от тонких особенностей решаемой задачи. Затянувшийся процесс проверки сравнительных достоинств моделей ранней и поздней селекции привел к тому, что в начале 1980;х гг. появились структурные модели, «оборудованные» целым «каскадом» фильтров. Широкое распространение получили теории, вообще отрицающие представление о фильтрации. Не которые из них рассматривают возможность уровневой организации внимания. К обсуждению эволюции этих альтернативных теорий и связанных с ними экспериментальных доказательств мы сейчас и переходим.

• [1] В обширной технической и нейрофизиологической литературе, посвященной зрению и его моделированию, используются понятия «фильтр» и «ворота», так что на первый взгляд может показаться, что аналогия с исследованиями слуха может быть болееполной. Но эти термины имеют иное значение, связанное с цифровой обработкой изображений, например, выделением спектра их пространственных частот (см. 3.1.1).
• [2] К сожалению, несмотря на множество экспериментов, данные о способе движения фокуса зрительного внимания — градуально или скачком — до сих пор неоднозначны. Возможно, это связано с качественной неоднородностью задач на внимание, лишь относительно небольшая часть которых имеет действительно строго пространственный характер.
• [3] Фиксируемые при этом сдвиги не ограничиваются только сферой восприятия, но, похоже, распространяются и на собственно мыслительную активность, меняя характерассоциаций, которые становятся в контексте положительных эмоций и поведенческихтенденций приближения более широкими, включающими относительно низкочастотные варианты ответов. Здесь, несомненно, проявляются малоизученные закономерности творческой деятельности (см. 9.4.3).
• [4] Если, конечно, один предмет не спрятан внутри другого, как это систематическипроисходит в случае самой знаменитой (после автомата Калашникова) русской игрушки. Как показал в своих исследованиях перцептивно-познавательного развития Томас Бауэр (1981), учет этого «если» относится к числу наиболее важных интеллектуальных достижений первых полутора лет жизни ребенка (см. 3.4.3). Способность построения «матре-шечных репрезентаций», несомненно, связана с развитием РЕКУРСИИ, представляющейсобой одну из фундаментальных метапроцедур нашего мышления (см. 1.3.3 и 8.1.3).