Цикличность восприятия. Понятие схемы как основногоз принципа организации потока информации

Я-83П

О

О

О

И 20 10 10

-10 ' -^	—^ ^^ -10 4 '	-10 " *	-5	-5 " ■ >	-5 л ■ ' '
4- ■ "	' - %■	4 ' '	' ■ *•	4- - • '
-10 Y ^	-10	-10 т л	-10	-5	D

-5

Рис. 43. Латеральное торможение как механизм выделения контура видимого объекта

Описанная в данном примере нейронная сеть реагирует на контуры: она превращает мир в штриховой рисунок. Механизм латерального торможения отражает один из аспектов порождения видимого мира силами самого рецептора.

Второй фактор связан с тем, что в коре головного мозга обнаружены специальные клетки-детекторы, которые выборочно реагируют на объекты различной ориентации (рис. 44). Первооткрыватели данного явления Д. Хьюбел и Т. Визел были удостоены Нобелевской премии по физиологии. Информация о различных конфигурациях объектов подвергается детекции в коре головного мозга с пот мощью механизмов, открытых Хьюбелом и Визелом.

Человеческий глаз способен воспринимать не только контуры объектов. Все объекты внешнего мира по-разному отражают свет. И если палочковые рецепторы сетчатки реагируют только на интен- ■ сивность света и, соответственно, формируют ахроматическое изображение, то колбочковые рецепторы, фиксируя частоту световой волны, дают нам возможность различать цвета.

Первая попытка объяснить цветовое зрение была предпринята в 1802 г. английским физиологом Томасом Юнгом и получила название трихроматической. Позднее она была развита Г. Гельмгольцем-

7.1. Ощущение

По мнению этих авторов, все богатство цветовых ощущений можно свести к результату смешения трех основных цветов — синего, зеленого и красного. В центральной ямке сетчатки располагаются три вида колбочек, каждый из которых выборочно реагирует на короткие волны (синий цвет), средние волны (зеленый) и длинные волны (красный цвет). Так, одновременная стимуляция «красных» и «зеленых» колбочек вызывает ощущение желтого цвета. Георг Вальд получил Нобелевскую премию в 1964 г. за экспериментальное доказательство этой теории. Однако ряд факторов не укладывается в трихроматическую концепцию цветового зрения. Один из них — это наличие цветов-антагонистов, которые проявляются, например, в эффекте послеобраза. Если вы долго будете смотреть на красный предмет, а потом переведете взгляд на белую стену, вы увидите зеленое изображение. Аналогичной парой являются синий и желтый цвета.

Стимул

Реакция клетки-детектора в коре головного мозга ___I_____I-------1------Фоновое возбуждение

Слабая активация

Максимальная активация

Рис. 44. Реакция клеток-детекторов вертикального стимула

Гипотеза цветового зрения, альтернативная трихроматической, получила название «теория оппонентных процессве». Впервые она была выдвинута Е. Герингом в 1870 г. Впоследствии она была усовершенствована Л. Гурвичем и Д. Джеймсон (1957). Теория оппонентных процессов утверждала, что в нашем зрительном аппарате происходят разнонаправленные процессы трех типов: красно-зеленые, сине-желтые и черно-белые. Цвета, относящиеся к разным ^сторонам оппонентного процесса, не могут переживаться одновременно. Вот почему мы не можем себе вообразить «голубоватый желтый» или «красноватый зеленый». Каждая пара цветов-антагонис-^т°в представляет собой подобие аптекарских весов. Например, в том ^С;1Учае, когда на глаз действует длина волны около 460 нм, «сине-желтые» весы склонятся в сторону синего, а «красно-зеленые» и

Глава 7. Познавательные процессы. Ощущение и восприятие

-

7.1. Ощущение

«черно-белые» останутся в равновесии. В результате мы будем переживать ощущение синего цвета. Когда на глаз воздействует световой поток с длиной волны около 450 нм, «сине-желтые» весы склонятся в сторону синего, «красно-зеленые» — в сторону красного, а «черно-белые» останутся в равновесии. В результате мы будем переживать ощущение фиолетового цвета. Теория оппонентных процессов хорошо объясняет явления цветовой слепоты, или дальтонизма. Самый распространенный вариант этой болезни заключается в неспособности различения красного и зеленого цветов, что может быть связано с дефектом красно-зеленой системы оппонентных процессов (у больного она всегда находится в равновесии). Одной из основных трудностей при принятии гипотезы оппонентных процессов является проблема перехода от трех типов колбочек к четырем качественно различным оттенкам цвета (пара черный -г белый определяет светлоту оттенка). Гурвич и Джеймсон справились с этой проблемой, предположив, что к каждой системе оппонентных цветов подключены все три типа колбочек.

Например, синий полюс сине-желтой системы активизируется коротковолновыми колбочками, а желтый тормозится средневолновыми и длинноволновыми колбочками. Если силы возбуждения от коротковолновых колбочек перевешивают торможение от средневолновых и длинноволновых колбочек, получается ощущение синего цвета. Если перевешивает торможение от средневолновых щ длинноволновых колбочек, мы переживаем ощущение желтого. В том случае когда силы оказываются примерно равны, цветовое ощущение, относящееся к данной паре, не возникает (рис. 45).

Коротковолновые колбочки

Средневолновые колбочки

Длинноволновые колбочки

Система синий / желтый

Ощущение синего цвета

Рис. 45. Роль различных типов колбочковых рецепторов сетчатки в осуществлении опонентного процесса в сине-желтой системе

В заключение следует упомянуть несколько слов о бинокуляр-рости зрения человека. Когда мы смотрим двумя глазами, на каждой из сетчаток формируется свое изображение. Зрительная система способна оценивать угол, который образуют оси зрения, идущие _от каждого глаза, и на основании этой оценки судить о расстоянии до предмета. Таким образом, «удвоение» изображения служит своеобразным дальномером для нашего зрения.

В результате сложного процесса кодирования зрительной информации в коре головного мозга складывается конфигурация основных свойств видимого мира: линий, углов, движения и цвета. В дальнейшем эта информация подвергается комплексной переработке в процессах восприятия. -

7.1.4. Слух

Стимулом для слуховой системы являются звуковые волны, которые представляют собой колебания воздуха. Звуковые волны так же, как и электромагнитные колебания, могут быть описаны с помощью длины волны, определяющей частоту (воспринимается как высота звука), и амплитуду волны (воспринимается как громкость). Человеческое ухо способно адекватно формировать ощущения в ответ на стимуляцию звуковыми волнами в диапазоне интенсивности от 1 до 150 Дб и в диапазоне частоты от 5 до 20 000 Гц.

Звуковые волны, достигая периферии слуховой системы, оказывают давление на барабанную перепонку — упругую мембрану, находящуюся в конце слухового прохода. Далее колебания барабанной перепонки с помощью слуховых косточек передаются на пластинку овального отверстия, которое

Рис. 46. Строение внутреннего уха человека:

Разделяет среднее и внутреннее ухо. И ба-Рабанная перепонка, и слуховые косточки пе-

1 — барабанная перепонка; 2, 3, 5 — слуховые

косточки; 4 — круглое окно; 6 — овальное окно;

7 — вестибулярная лестница; 8 — перепончатый

канал; 9 — барабанная лестница;

10 — основная мембрана

Глава 7. Познавательные процессы. Ощущение и восприятие

редают частоту и усиливают амплитуду колебаний, делая нашу слуД ховую систему более чувствительной.

Сенсорной поверхностью слухового анализатора является улит-, ка. Внутри улитки находится основная мембрана — кусочек кожи длиной около 3,5 см. Движение жидкости внутри улитки деформи-) рует основную мембрану, покрытую волосковыми клетками, которые и являются рецепторами слуховой системы. Ганглиозные клетка соединяются с волосковыми клетками, образуя слуховой нерв, коп торый несет импульсы в височные доли коры головного мозга.

Каким образом смещение волосяных клеток основной мембраны улитки кодирует различные аспекты звукового сигнала? По величин не временного интервала между достижением звуковой волной од^, ного и другого уха устанавливается направление звука. Оценка вы> сотных характеристик звукового сигнала описывается с помощью; локализационной теории, выдвинутой Г. Гельмгольцем (1863) и подробно разработанной Г. Бекеши (1899—1972). Бекеши, экспериментируя с препаратами улиток быка, выяснил, что волосяные клетки основной мембраны по-разному реагируют на звуки различной частоты. При высокой частоте звука активизируются рецепторы, расположенные вблизи овального отверстия, а при понижении высоты пик активации смещается в сторону верхушки улитки. Однако ло-кализационная теория объясняет кодирование высоты звука толъ\ ко в пределах выше 50 Гц. При частоте звука ниже 50 Гц вся поверхность основной мембраны реагирует практически равномерно. Пр№, цесс кодирования частоты звука меньше 50 Гц описывается теорией частоты. Предполагается, что в этом случае сенсорная система дей* ствует напрямую, передавая соответствующее число нервный импульсов в секунду (например, частота самой низкой ноты роялМ 27 Гц, эта высота будет закодирована с помощью паттерна с xapatff теристиками 27 колебаний/с). Скорее всего, в кодировании инфор* мации о высоте звука принимают участие оба механизма. Происходит разделение зон ответственности, продиктованное, прежде все|> го, соображениями экономии. Кодирование больших величищ связано с местом на мембране, а кодирование малых величин 4 ^с прямой трансформацией физического стимула в электрические импульсы. Очевидно, что такое устройство слухового аппарата olffl ределяет более качественную различительную способность для ншЩ ких частот и весьма приблизительную — для высоких.

В заключение вернемся к проблеме ограничений, наложенных природой на наши сенсорные системы. Возможно ли преодолеть ИХ? В эксперименте А.Н. Леонтьева удалось научить испытуемых pew пировать на такие раздражители, которые обычно не вызывай*

7.2. Восприятие

ощущений. Данное исследование получило название эксперимента _по формированию «кожного зрения». По мнению А.Н. Леонтьева, «для того, чтобы биологически адекватный, но в нормальных случаях не вызывающий ощущения агент превратился в агент, вызывающий субъективные ощущения, необходимо, чтобы была создана такая/ситуация, в условиях которой воздействие данного стимула опосредствовало бы его отношение к какому-нибудь другому внешнему воздействию». Другими словами, человек сможет реагировать _на ранее нейтральный раздражитель тогда, когда эта реакция станет для него значимой. Для проведения исследования была создана установка, в которую помещалась рука испытуемого. Внизу установки находилась лампочка. Лампочка освещала ладонь испытуемого, и вслед за вспышкой он получал неприятный удар током. Тепло- и светоизоляция не позволяла испытуемому судить о вспышке света, опираясь на данные зрительной или тепловой чувствительности. В контрольных условиях даже после 400 сочетаний двигательный рефлекс на действие света не образовывался. Потом испытуемый получал следующую инструкцию: «За несколько секунд до удара тока рука будет подвергаться слабому воздействию, которое вы сможете уловить». Ошибки типа «ложной тревоги», т.е. одергивание руки наугад, пресекалось при помощи системы штрафов. Удивительно, но испытуемые после ряда попыток действительно обучались реагировать на освещение ладони так, как будто были способны «видеть» кожей вспышки лампочки. При этом они говорили о том, что у них в ладони возникает странное ощущение «волны». Таким образом удалось показать, что спецификация наших органов чувств зависит, прежде всего, от биологической целесообразности развития чувствительности к тому или иному аспекту реальности, и в принципе потенциал чувствительности наших сенсорных систем значительно превосходит актуально необходимый уровень.

Таким образом, мозг в каждый момент времейи имеет дело со сложной конфигурацией «букв», из которых ему в акте восприятия предстоит сложить «предложение» целостного образа видимого мира. Эту задачу решает процесс восприятия.

7.2. Восприятие

Восприятие (перцепция) — это целостное отражение предметов, ситуаций и событий, возникающее при непосредственном воздействии адекватных физических раздражителей на органы чувств.

Глава 7. Познавательные процессы. Ощущение и восприятие

Рис. 47. «Лунный» пес, по Р. Грегори, 1972

*%** - -* * X' * Восприятие всегда больше

суммы ощущений, на кото? рых оно базируется. Наша органы чувств снабжают нас либо неполной, либо избыточной, либо равновероятной, а зачастую и противоречивой информацией, которая опознается и подвергается категоризации системой восприятия в соответствии с нашим опы* том, ожиданиями и планами. Например, вы ожидаете важного телефонного звонка. Наконец, звонок раздается, но на линии много помех, и голос в трубке звучит неразборчиво. Однако вы, скорее всего, безошибочно опознаете в зашумленной помехами конфигурации звуков именно голос своего друга (неполная стимуляция). Посмотрев на рис. 47, вы без труда ответите, что на нем изображено. Конеч* но же, это собака! Однако на самом деле поверхность рисунка за-> полнена пятнами одинаковой яркости, и верная отгадка возможна лишь как результат решения сложной перцептивной задачи. Таким образом, восприятие представляет собой не пассивную переработку сенсорной стимуляции, а активный процесс сб анализа и интерпретации информации.

У. Найссер использует для обозначения системы анализа сенсор* ной информации, которым мы руководствуемся в акте восприятия* термин «схема». Схема — это активный организатор опыта, который подготавливает субъекта к принятию информации строго определенного типа (первым начал исследовать влияние схем Ф. Бартлетт)* Схемы по существу являются оперантом долговременной памяти (см* гл. 8) и детерминируют вклад прошлого опыта (как индивидуального,.

7.2. Восприятие

так и генетического) в наличное восприятие. Психика располагает арсеналом разнообразных схем, взаимодействующих друг с другом сложным образом. Более широкие (например, схема организации пространства) и более узкие (например, понятие «четвероногие животные») схемы как бы «вложены» друг в друга. Поэтому можно сказать, что восприятие является результатом взаимодействия схемы и наличного потока сенсорной информации.

У. Найссер предложил модель перцептивного цикла (цикла восприятия), которая объясняет, как мы используем схемы при восприятии мира. Модель Найссера включает в себя три составляющих, закономерно взаимодействующих между собой: схему, исследование и объект внешнего мира (рис. 48).

ОБЪЕКТ

модифицирует

СХЕМА ■

выбирает

-> ИССЛЕДОВАНИЕ

направляет Рис. 48. Модель перцептивного цикла, по У. Найссеру (1981)

Схема — это та часть перцептивного цикла, которая является внутренней по отношению к воспринимающему, она модифицируется опытом и специфична в отношении того, что воспринимается. Схема принимает информацию и сама изменяется под влиянием этой информации. Схема направляет исследовательскую активность, благодаря которой открывается доступ к новой информации, вызывающей, в свою очередь, дальнейшее изменение схемы.

Схемы формируются и развиваются по мере накопления опыта. Сначала они грубы и приблизительны, но со временем становятся все более дифференцированными и точными. Эволюционно важно, чтобы даже новорожденный ребенок обладал рядом схем. Так, например, установлено, что способностью оценивать удаленность объектов располагают уже дети в конце первого года жизни. Э. Гиб-^с°н (1960) был проведен следующий эксперимент. Детей выпусками на специально организованную поверхность: обычный непро-

Глава 7. Познавательные процессы. Ощущение и восприятие

зрачныи пол переходил в стеклянный настил, так что создавался зрительный «обрыв» (рис. 49).

Конечно, экспериментальная установка была абсолютно безопасна для ребенка, при этом возникала зрительная иллюзия «пропасти». Дети наотрез отказывались ползти в зону «обрыва», даже когда их пытались заманить туда привлекательными игрушками. Было показано также, что дети справляются с задачей оценки направления движения.' Уже на первом месяце жизни они уклоняются от' движущегося прямо на них объекта и не реагируют, если объект движется под углом к ним.

Крайне важно, чтобы задатки восприятия вовремя были поддержаны соответствующим опытом. В противном случае схема замирав ет и не развивается. Об этом говорят данные, полученные в серии экспериментальных исследований над животными (по этическим соображениям проводить такого рода эксперименты над людьми? нельзя). К. Блейкмор и Г. Купер (1970) выращивали котят в цилин* дрических вольерах, одна половина стен которых была окрашена %1 вертикальные полосы, а другая половина — в горизонтальные. Когда! котята вырастали и попадали в нормальную среду, их поведений свидетельствовало о том, «вертикальные» животные воспринимав ют только вертикально ориентированные объекты, а «горизонталь-^ ные» животные — только горизонтальные. Например, когда иссле-| дователи протягивали им палочку вертикально, кошки, выращен-);'! ные в первых условиях, принимались хватать ее, в то время каК,, другая группа их игнорировала. Если же правила менялись и палочв ка подавалась горизонтально, кошки из второй группы включались, в игру, а первые не проявляли к ней интереса. Таким образом, существуют определенные оптимальные периоды для развития вое- j приятия. В особенности это касается человеческих форм восприятия: восприятия речи, лиц и т.д.

Рис. 49. Экспериментальная установка, имитирующая «обрыв», Э. Гибсон

7.2. Восприятие

Данные Р. Хелда и А. Хейна (1963) показывают, что критическую роль в развитии восприятия играет собственная активность воспринимающего. В их опытах, так же как и в опытах Блейкмора и Купера, пары котят воспитывались в темноте. Только на несколько часов в день их выпускали в полноценную зрительную среду, помещая при этом в специальное устройство — карусель. Причем один котенок сидел в корзинке и пассивно воспринимал окружающий мир, а другой служил своеобразной «лошадкой»: он был запряжен в тележку и вращал карусель, где находился его собрат. Оказалось, что у активного котенка зрительное восприятие формировалось нормально, в то время как пассивный котенок вырастал практически слепым, хотя физиологически был здоров.

Подытожив изложенное, можно утверждать, что понятие схемы помогает объяснить, как мы заполняем «пробелы» в сенсорной информации, как отсекаем избыточную информацию и как выбираем нужную интерпретацию из набора равновероятных альтернатив. Другими словами, схема — это способ организации новой информации в соответствии с уже существующей. Она «подсказывает» субъекту, что может означать тот или иной паттерн (от англ. pattern — узор) стимуляции. Восприятие носит циклический характер: мы отбираем поступающую информацию, основываясь на предсказаниях существующих у нас схем, а затем изменяем схемы в соответствии с поступающей информацией. В следующих разделах мы проследим, как схемы организуют различные аспекты нашего восприятия.

7.2.2. Восприятие пространства

Для того чтобы воспринять внешний мир во всей его полноте, нам необходимо правильно идентифицировать, объекты, т.е. ответить на вопросы: движутся окружающие нас объекты или находятся в покое; какие объекты дальше, а какие ближе к нам; какие группы стимулов объединены в целостные объекты?

Установление факта движения является, пожалуй, самой важной задачей восприятия. Именно движущиеся объекты представляют биологический интерес для живого существа (то, что передвигается, может оказаться или подходящей жертвой, или опасным хищником). Поэтому многие животные реагируют только на движущиеся объекты. Например, паук погибнет от голода, но не заметит парализованную муху в своей паутине, так как способен воспринимать только подвижную жертву. Изменение местоположения на сетчат-

Глава 7. Познавательные процессы. Ощущение и восприятие

Дата добавления: 2014-12-29