Часть III. Сознание и восприятие

Глава 5. Восприятие

 

Развитие восприятия

С восприятием связан веками ставившийся вопрос о том, являются ли перцептивные способности человека врожденными или приобретенными — уже знакомая нам проблема «природы» и «воспитания». Современные психологи уже не верят, что это проблема типа «либо — либо». Сегодня никто уже не сомневается, что и генетика, и научение влияют на восприятие; задача теперь в том, чтобы указать вклад того и другого и определить их взаимодействие. Для современного исследователя вопрос «Надо ли учиться воспринимать?» открывает путь к вопросам более конкретным: 1. Какие способности к различению есть у младенцев (отсюда мы кое-что узнаем о врожденных способностях) и как эти способности меняются с возрастом в условиях нормального воспитания? 2. Если выращивать животных в условиях, ограничивающих их возможности научения (это называется контролируемой стимуляцией), как это повлияет на их дальнейшую способность к различению? 3. Как влияет выращивание при контролируемых условиях на перцептивно-моторную координацию?

Различение у младенцев

Возможно, самый прямой путь выяснить, какие из перцептивных способностей человека являются врожденными, — это посмотреть, какие способности есть у младенца. Сначала вы, наверное, подумали, что исследовать стоит только новорожденных, поскольку, если способность врожденная, она должна присутствовать с первого дня жизни. Однако эта идея оказывается слишком простой. Некоторые врожденные способности, например восприятие формы, могут появиться только после того, как разовьются другие, более фундаментальные способности, такие как различение деталей. А чтобы созрели некоторые другие врожденные способности, может потребоваться, чтобы того или иного рода сигналы из окружения поступали на сенсорный вход в течение значительного времени. Поэтому при изучении врожденных способностей перцептивное развитие прослеживается с первой минуты жизни и далее в течение первых лет детства.

Методы изучения младенцев. Трудно судить о том, что воспринимает младенец, поскольку говорить или следовать инструкциям он не может и поведенческий инструментарий у него весьма ограничен. Чтобы изучать восприятие младенца, исследователю надо выбрать такой тип поведения, посредством которого младенец мог бы показать то, что он может различить. Часто используемый для этого тип поведения — склонность младенца смотреть на некоторые объекты дольше, чем на все остальные, и психологи пользуются им в методе предпочтительного смотрения.

Этот метод показан на рис. 5.28. Младенцу предъявляют два стимула, один рядом с другим. Экспериментатор спрятан от глаз младенца и наблюдает через перегородку позади стимулов за глазами младенца, измеряя время, в течение которого тот смотрит на каждый из стимулов. (Для большей точности экспериментаторы обычно делают видеозапись того, как младенец смотрит.) Время от времени стимулы меняют местами в случайном порядке. Если младенец систематически смотрит на один стимул дольше, чем на другой, экспериментатор заключает, что младенец может их различать.

Другая, близкая процедура называется методом привыкания (Horowitz, 1974; Frantz, 1966). В ней использован тот факт, что младенцы хотя и смотрят пристально на новые объекты, но быстро устают от этого (привыкают). Предположим, что новый объект какое-то время предъявляется, а потом его сменяет другой. В зависимости от того, насколько этот второй объект воспринимается младенцем как идентичный первому или очень на него похожий, он будет смотреть на него меньшее время; и наоборот, если второй объект воспринимается им как существенно отличный от первого, младенец потратит на его разглядывание больше времени. Пользуясь этим, экспериментатор может определить, кажутся ли младенцу эти два физических изображения одинаковыми, а это имеет решающее значение для изучения различных видов константности восприятия.

При помощи этих методик психологи изучили ряд перцептивных способностей младенцев. Некоторые способности нужны для восприятия форм и, следовательно, используются в задачах распознавания; некоторые — особенно восприятие глубины — участвуют в задачах распознавания; а некоторые — в поддержании константности воспринимаемых объектов.

Восприятие форм. Чтобы воспринимать объект, надо сначала иметь способность отличать одну его часть от другой; эта способность называется остротой зрения. С ней связана чувствительность к контрасту — грубо говоря, это способность различать темные и светлые полосы при различных условиях. (Темным и светлым полоскам могут соответствовать различные части паттерна — отсюда связь между чувствительностью к контрасту и остротой зрения.)

Острота зрения, как правило, исследуется методом предпочтительного смотрения с использованием в качестве одного стимула паттерна из полосок, а в качестве другого — однородного серого участка. Вначале полоски относительно широкие, и младенец предпочитает смотреть на них, а не на серое поле. Затем экспериментатор уменьшает ширину полосок, пока у младенца не исчезает к ним предпочтение. Предполагается, что в этот момент младенец уже не может различить полоску и ее окружение, так что для него в полосатом паттерне уже нечего воспринимать и он выглядит как однородное поле. Когда младенцев исследовали в возрасте примерно 1 месяца, они могли видеть некоторые паттерны, но их острота зрения очень низкая. Острота зрения быстро растет в первые 6 месяцев жизни; после этого она растет медленнее и достигает взрослого уровня в возрасте между 1 и 2 годами (Courage & Adams, 1990; Teller & Moushon, 1986).

Что говорят подобные исследования о перцептивном мире младенца? В возрасте 1 месяца младенцы не могут различать мелкие детали; их зрение различает только относительно большие объекты. Такого зрения, однако, достаточно для восприятия некоторых крупных признаков объекта, включая некоторые черты лица (в результате они видят что-то вроде паттерна из темных и светлых полос). На рис. 5.29 показаны изображения, моделирующие то, что видит младенец в возрасте 1, 2 и 3 месяцев при рассматривании женского лица с расстояния в 15 см; они основаны на экспериментальных данных по остроте зрения и контрастной чувствительности. В возрасте 1 месяца острота настолько плохая, что трудно различить выражения лица (новорожденные действительно смотрят в основном на внешний контур лица). К 3 месяцам острота улучшается настолько, что младенец уже может расшифровать выражения лица. Неудивительно, что в 3 месяца у младенца значительно больше социальных реакций, чем в 1 месяц.

Способность отличать темные края от светлых имеет решающее значение для различения формы; а что можно сказать о других аспектах распознавания объекта? Чувствительность к некоторым признакам формы объекта проявляет себя рано. Даже младенец в возрасте 3 дней при предъявлении треугольника направляет глаза к его сторонам и вершинам, а не разглядывает его в случайном порядке (Salapatek, 1975). Помимо этого, младенцы находят одни формы интереснее других. Они больше склонны смотреть на формы, сходные с человеческими лицами, что, видимо, основано на предпочтении некоторых признаков лица, например на предпочтении изогнутых контуров прямым (Fantz, 1970; 1961). К 3 месяцам младенец может распознавать что-то в лице матери, даже на фотографии; это следует из того, что он предпочитает смотреть на фотографию матери, а не на фотографию незнакомой женщины (Barrera & Maurer, 1981).

Восприятие глубины. Восприятие глубины начинает появляться примерно в трехмесячном возрасте, но окончательно формируется только где-то к 6 месяцам. Так, в возрасте около четырех месяцев младенец начинает тянуться к ближайшему из двух предметов, определяя, какой из них расположен ближе к нему, благодаря бинокулярной диспарантности (Granrud, 1986). Месяц или два спустя младенцы начинают тянуться к ближайшим объектам, определяя их близкое расположение по таким монокулярным признакам глубины, как относительные размеры, линейная перспектива, а также расположение теней (Coren, Ward & Enns, 1999).

Другие свидетельства развития монокулярного восприятия глубины получены в результате исследований, проводимых с использованием визуального обрыва (см. рис. 5.30). Визуальный обрыв состоит из доски, пересекающей посередине лист стекла, под которым по разные стороны от доски находятся две поверхности с шахматным узором — одна прямо под стеклом («мелкая» сторона), а другая на несколько футов вниз от стекла («глубокая» сторона). (Впечатление глубины на рис. 5.30 — собственно обрыв — создается за счет резкого изменения градиента текстуры.) Ребенок, достигший возраста, когда он может ползать (6-7 месяцев), помещается на доску в центре; ему закрывают один глаз, чтобы исключить бинокулярные признаки глубины. Когда мать зовет или манит его с «мелкой» стороны, ребенок тут же ползет к ней; но когда она манит его с «глубокой» стороны, он «обрыва» не пересекает. Таким образом, в возрасте, когда ребенок может ползать, его восприятие глубины развито уже относительно хорошо.

Константность восприятия. Подобно восприятию формы и глубины, константность восприятия начинает развиваться в первые несколько месяцев жизни. Особенно это касается константности формы и величины (см., напр.: Kellman, 1984). Подтверждение этому можно найти в эксперименте по константности величины, в котором использовался метод привыкания (младенцам надоедает смотреть на один и тот же стимул). Четырехмесячным младенцам сначала предъявляли на какое-то время одного медвежонка, а затем показывали другого. Второй медвежонок мог выглядеть двояко: вариант 1 — равный по физической величине первому медвежонку, но предъявленный на другом удалении и потому создающий ретинальный образ иной величины; и вариант 2 — отличающийся от первого по физической величине. Если младенцы обладали константностью величины, они должны были воспринимать второго медвежонка в варианте 1 (той же физической величины) как равного по величине первому медвежонку и, следовательно, разглядывать его меньшее время по сравнению со вторым медвежонком в варианте 2, который действительно отличался от оригинала. Именно это и происходило (Granrud, 1986).

Контролируемая стимуляция

Теперь мы переходим к вопросу о влиянии специфического опыта на перцептивные способности. Чтобы получить на него ответ, исследователи систематически изменяли вид перцептивного опыта молодого организма и затем наблюдали, как этот опыт повлиял на последующее восприятие. Хотя обычно эти эксперименты были направлены на исследование научения, оказалось, что определенные вариации опыта индивидов иногда влияли и на врожденные процессы.

Отсутствие стимуляции. В самых первых экспериментах по контролируемой стимуляции ученые стремились определить, что получится, если выращивать животное при полном отсутствии зрительных стимулов. Они держали животных в темноте в течение нескольких месяцев после рождения, пока те не созревали достаточно для тестирования зрения. Идея экспериментов была в том, что если животные учатся восприятию, то, впервые увидев свет, они будут неспособны воспринимать что-либо. Результаты совпали с ожидаемым: шимпанзе, которых выращивали в темноте первые 16 месяцев, могли обнаруживать свет, но не могли различать паттерны (Riesen, 1947). Однако последующие исследования показали, что длительное выращивание в темноте не просто исключало научение: оно приводило к вырождению нейронов в различных частях зрительной системы. Оказывается, для поддержки зрительной системы необходимо некоторое количество световой стимуляции. При полном отсутствии стимуляции начинается атрофия нервных клеток сетчатки и зрительной коры (Binns & Salt, 1997; Moushon & Van Sluyters, 1981).

Вышеприведенные данные почти ничего не говорят о роли научения в развитии восприятия, однако они ценны сами по себе. В общем, если животного с рождения лишают зрительной стимуляции, то чем больше время депривации, тем сильнее ущерб. С другой стороны, закрывание одного глаза у взрослых кошек на долгий период не приводит к потере зрения этим глазом. Эти наблюдения привели к идее существования критического периода в развитии врожденных зрительных способностей; под критическим периодом имеется в виду этап развития, в течение которого у организма имеется оптимальная готовность к приобретению определенных способностей. Отсутствие стимуляции в критический для зрения период может навсегда испортить зрительную систему (Cynader, Timmey & Mitchel, 1980).

Ограниченная стимуляция. Исследователи больше не лишают животных стимуляции надолго; теперь их интересует, что будет, если предъявлять животному стимулы на оба глаза, но только определенного рода. Ученые выращивали котят в таком окружении, где они видели только вертикальные или только горизонтальные полоски. В результате котята становились слепы к полоскам той ориентации, которую они не видели (горизонтальным или вертикальным соответственно). А исследования с внутриклеточной регистрацией показали, что многие клетки зрительной коры у «горизонтально воспитанных» котят реагируют на горизонтальные стимулы и не реагируют на вертикальные, тогда как у «вертикально воспитанных» котят наблюдается противоположная картина (Blake, 1981; Moushon & Van Sluyters, 1981). Эта слепота вызвана вырождением клеток зрительной коры.

Разумеется, экспериментаторы не лишали нормальной зрительной стимуляции людей, но такое иногда происходит естественным образом или вследствие лечения. Например, после операции на глазу последний обычно закрывают. Если такое происходит у ребенка на первом году жизни, острота зрения в закрытом глазу снижается (Awaya et at., 1973). Из этого следует, что, как и у животных, у человека в раннем развитии зрительной системы существует критический период; если в этот период стимуляция ограничивается, зрительная система не будет развиваться нормально. У человека этот период намного длиннее, чем у животных. Он может длиться целых 8 лет, но наиболее уязвимыми являются первые два года жизни (Aslin & Banks, 1978).

Ни один из этих фактов не говорит о том, что восприятию надо учиться. Скорее они показывают, что определенного рода стимуляция существенна для поддержания и развития перцептивных способностей, имеющихся при рождении. Но это не значит, что научение не влияет на восприятие. Доказательством этому служит хотя бы способность к распознаванию обычных предметов. Тот факт, что знакомые объекты мы узнаем легче, чем незнакомые — например, собаку узнать легче, чем трубкозуба, — конечно же, объясняется научением (поскольку если бы мы выросли в таком окружении, где трубкозубы встречаются часто, а собаки редко, то легче узнавали бы трубкозуба, чем собаку).

Активное восприятие. Когда возникает необходимость координировать восприятие с моторными реакциями, научение играет важную роль. Это подтвердили исследования, в которых испытуемые получали нормальную стимуляцию, но им не давали нормально реагировать на эти стимулы. При таких условиях перцептивно-моторная координация не развивается.

В одном классическом исследовании, например, два выращенных в темноте котенка получили свой первый зрительный опыт в «кошачьей карусели», показанной на рис. 5.31. Активный котенок, двигаясь, катал на карусели пассивного котенка. Оба они получали одну и ту же зрительную стимуляцию, но только у активного котенка она была результатом его движений. И только активный котенок успешно научился сенсомоторной координации; например, когда котят брали и двигали в направлении объекта, только активный котенок вытягивал лапы, чтобы избежать столкновения.

Сходные результаты были получены с людьми. В некоторых экспериментах людям надевали призматические очки, искажающие видимое положение объектов. Когда человек надевал такие очки, сразу после этого ему какое-то время было трудно дотягиваться до предметов и он на все наталкивался. Если человек продолжал носить их и старался при этом выполнять различные двигательные задачи, он адаптировался. Человек научался подстраивать свои движения под настоящее, а не под видимое положение предметов. С другой стороны, если такого человека сажали в инвалидное кресло, он не мог адаптироваться к очкам. Очевидно, для адаптации к очкам самостоятельные движения были существенны (Held, 1965).

Приведенные данные показывают, что мы рождаемся со значительными перцептивными способностями. Естественное развитие этих способностей требует нормального поступления сигналов от окружения в течение нескольких лет; значит, влияние внешнего окружения на первых этапах развития часто оказывается лучшим показателем врожденного, чем процессы научения. Но ясно и то, что научение также влияет на восприятие, что особенно наглядно, когда восприятие надо координировать с моторным поведением.

В данной главе, как и в предыдущей, приводятся многочисленные примеры взаимодействия психологических и биологических подходов. На протяжении этой главы мы рассматривали случаи, когда те или иные психологические функции выполняются специфическими клетками различных участков мозга. Мы видели, что специализированные клетки используются для восприятия движения и что различные отделы мозга ответственны за регистрацию зрительных признаков локализации, формы и цвета объектов. Другие отделы мозга участвуют в определении того, какие из этих признаков используются для контроля поведения и действий. Эти и другие примеры показывают нам, какую роль результаты биологических исследований могут играть в изучении психологических процессов.

 

Резюме

1. Изучение восприятия обращено к двум главным функциям перцептивной системы: локализации — определению того, где находится объект, и распознаванию — определению того, что это за объект. Исследователи восприятия интересуются также тем, как перцептивная система сохраняет постоянство видимых объектов, несмотря на изменения их изображений на сетчатке. Помимо этого, их интересует развитие способностей к восприятию.

2. Зрительная кора работает по принципу разделения труда. Локализация и распознавание осуществляются различными участками мозга, причем локализация опосредуется участком коры, расположенным выше, а распознавание — участком, расположенным ниже. Процесс распознавания далее подразделяется на отдельные модули, обрабатывающие, например, цвет, форму или текстуру.

3. Чтобы локализовать объекты, сначала надо отделить их один от другого, а затем организовать в группы. Первыми эти процессы изучали гештальт-психологи, предложившие различные принципы организации. Согласно одному из таких принципов, мы организуем стимул, подразделяя его на участки, соответствующие фигуре и фону. Другие принципы имеют отношение к основаниям, по которым мы объединяем объекты в группы, — это принципы близости, замкнутости и сходства.

4. Для локализации объекта надо знать его глубину. Полагают, что восприятие глубины обычно основано на признаках глубины. К монокулярным признакам относятся: относительная величина, перекрытие, относительная высота в поле зрения, линейная перспектива и параллакс движения. К бинокулярным признакам относятся: параллакс и диспарантность, где последняя возникает из-за того, что всякий предмет создает слегка различающиеся изображения на сетчатках левого и правого глаза. Для мнения о том, что человек строит выводы об удаленности на основе признаков глубины, есть альтернатива — представления Гибсона о непосредственном восприятии, при котором градиент текстуры обеспечивает прямую информацию о глубине объекта.

5. Для локализации объекта иногда надо иметь информацию о движении объектов. Восприятие движения может возникать при отсутствии движения изображения объекта на сетчатке глаза; один из примеров этого — стробоскопическое движение, при котором ряд быстро сменяющих друг друга неподвижных изображений вызывает впечатление движения; еще один пример восприятия движения при отсутствии движения объекта — индуцированное движение, при котором движение большого объекта вызывает кажущееся движение меньшего неподвижного объекта. Как показывают эксперименты с регистрацией активности единичных клеток и с избирательной адаптацией, восприятие реального движения, связанное с перемещением изображения объекта по сетчатке, осуществляют в мозге специальные клетки зрительной системы.

6. Распознавание объекта заключается в отнесении его к той или иной категории и основывается прежде всего на его форме. На предварительных этапах распознавания зрительная система снимает информацию с сетчатки и описывает объект по таким его признакам, как линии и углы; в зрительной коре нашли нейроны, обнаруживающие такие признаки (детекторы признаков). На завершающих этапах распознавания зрительная система сопоставляет это описание объекта с описаниями форм, хранящимися в памяти, для того чтобы найти наилучшее соответствие.

7. В большинстве исследований распознавания, изучавших этап сопоставления, использовались паттерны букв. Сопоставление можно объяснить с помощью многосвязной модели, или сети. На нижнем уровне этой сети находятся признаки, а на следующем уровне — буквы; возбуждающая связь между признаком и буквой означает, что этот признак является частью буквы, а тормозная связь означает, что данный признак не является частью буквы. При предъявлении буквы активируются некоторые признаки в этой сети, от которых передается возбуждение или торможение к буквам; буква, получающая наибольшую активацию, считается наилучшим соответствием входному сигналу. Сеть можно расширить, включив в нее уровень слов, и тогда можно объяснить, почему буква легче распознается в составе слова, чем когда она предъявляется отдельно.

8. Признаки форм у естественных объектов сложнее линий и больше похожи на геометрические фигуры, такие как цилиндр, конус, параллелепипед и клин. Ограниченный набор таких фигур позволяет составить достаточно много комбинаций, чтобы описать формы всех объектов, которые могут быть распознаны человеком.

9. Процессы распознавания по принципу «снизу вверх» управляются только самим входным сигналом, а процессы распознавания по принципу «сверху вниз» направляются знаниями и ожиданиями человека. За влиянием контекста на распознавание стоят процессы типа «сверху вниз», поскольку контекст создает соответствующие перцептивные ожидания, и если эти ожидания оправдываются, то для распознавания требуется меньше входной информации, чем обычно.

10. Избирательное внимание — это процесс, посредством которого мы отбираем те или иные стимулы для дальнейшей обработки и игнорируем остальные. В зрении основным средством направления внимания являются движения глаз. Чаще всего взгляд фиксируется на наиболее информативных частях сцены. Избирательное внимание существует и в слуховом восприятии. При избирательном слушании человек обычно использует такие признаки, как направление источника звука и особенности голоса говорящего. Способность к избирательному вниманию опосредуется процессами как на ранних этапах распознавания, так и на тех, которые начинаются только после определения значения сообщения.

11. Психологический акт выбора объекта внимания опосредуется двумя раздельными системами мозга. Задняя система (находится в задней части мозга) отвечает за отбор на основе локализации, а передняя система (в передней части мозга) опосредует отбор на основе других признаков, например формы и цвета. Исследования мозга при помощи ПЭТ-сканера показывают, что в участках мозга, ответственных за обработку того признака, на который направлено внимание, активность клеток усиливается.

12. Еще одной важной функцией перцептивной системы является сохранение постоянства видимого объекта, несмотря на существенные изменения в стимулах, получаемых органами чувств. Константность яркости имеет отношение к тому факту, что яркость объекта видится неизменной, независимо от количества отраженного им света; константность цвета означает, что объект видится примерно в том же цвете, независимо от того, какой источник света его освещает. В обоих случаях константность зависит от соотношения между элементами фона и самого объекта. Хорошо известны также константность формы и константность положения.

13. Из всех видов константности наиболее изучена константность величины; она заключается в том, что видимая величина объекта сохраняется относительно постоянной при разной удаленности его. Воспринимаемая величина объекта увеличивается вместе с его ретинальной величиной и его воспринимаемой удаленностью, — в соответствии с принципом инвариантности величины-удаленности. Так, если объект удаляется от наблюдателя, его ретинальная величина уменьшается, но воспринимаемая удаленность увеличивается, и эти два изменения компенсируют друг друга, чем и обеспечивается константность. Этот принцип объясняет некоторые иллюзии.

14. В исследованиях развития восприятия изучается то, насколько способность к восприятию является врожденной, а насколько она приобретается из опыта. Чтобы определить врожденные составляющие, изучается способность младенцев к различению объектов при помощи методов предпочтительного смотрения и привыкания. Острота зрения — решающий фактор распознавания — быстро возрастает в течение первых 6 месяцев жизни, а затем растет медленнее. Восприятие глубины начинает появляться примерно в трехмесячном возрасте, но полностью формируется только к б месяцам. Константность восприятия начинает развиваться уже в б месяцев.

15. У животных, выращенных в темноте, происходят необратимые нарушения зрения, а у животных, выращенных с одним завязанным глазом, этот глаз становится слепым. Взрослые животные не теряют зрения, даже если их лишают зрительных стимулов на долгое время. Эти данные говорят о существовании в начале жизни критического периода, во время которого отсутствие нормальной стимуляции приводит к нарушению врожденных перцептивных способностей. Если на раннем этапе жизни контролировать стимуляцию так, что стимулы определенного типа будут отсутствовать, то и люди, и животные становятся нечувствительны к стимулам, которых они были лишены; этот эффект опять-таки почти не связан с научением. Однако перцептивно-моторной координации надо учиться. И людям, и животным необходимы самостоятельные движения для развития нормальной координации.

Ключевые термины

восприятие
распознавание объектов
пространственная локализация
константность восприятия
бинокулярная диспарантность
агнозия
внимание
иллюзия

Вопросы для размышления

1. Как вы думаете, почему мозг решает многие проблемы, распределяя работу между специализированными участками мозга? Какими преимуществами обладает такой подход? Какие проблемы может порождать такое разделение труда?

2. Представьте, каким был бы ваш зрительный опыт, если бы вы внезапно перестали видеть движение, Какой вклад вносит восприятие движения в ваше согласованное ощущение мира?

3. Некоторые люди скептически настроены в отношении ценности изучения восприятия и поведения с позиций биологического подхода. Учитывая то, что вы узнали о зрении и визуально направляемом поведении, что вы могли бы возразить этим скептикам?

4. Как избирательное внимание помогает восприятию в повседневных жизненных ситуациях? Легко ли было бы водить машину в городе, в котором никто не обладает способностью к избирательному вниманию?

5. Какое влияние оказывает на работу художника или скульптора константность цвета и формы? Можете ли вы сказать, в каком отношении константы восприятия действительно делают задачу художника сложнее, чем она была бы при отсутствии константности?

Дополнительная литература

Многие из источников, перечисленных в разделе дополнительной литературы к главе 4, затрагивают и темы, обсуждавшиеся в этой главе. Подойдут и некоторые другие источники.

Общие вопросы восприятия: Kosslyn. Invitation to Cognitive Science (Vol.2): Visual Cognition, (2nd ed., 1995); Coren and Ward. Sensation and Perception (3rd ed., 1989); Rock. The Logic of Perception (1983). Особый подход Гибсона к восприятию глубины и движения, в частности, и к восприятию вообще представлен в: Gibson. The Ecological Approach to Visual Perception (1986). He менее оригинальный подход Mappa к восприятию с позиций когнитивной науки дан в: Marr. Vision (1982). Более популярное введение к некоторым работам Марра можно найти в первых главах книги: Johnson-Laird. The Computer and the Mind (1988).

Проблемы распознавания и внимания: Spoehr & Lehmkuhle. Visual Information Processing (1982). Изучение механизмов мозга, участвующих в распознавании: Farah. Visual Agnosia: Disorders of Object Recognition and What They Tell Us About Normal Vision (1990); Posner & Martin. (eds.), Mechanisms of Attention (1985). Новые достижения в сканировании мозга описаны в: Posner & Raichle. Images of Mind (1994). Подход к распознаванию и локализации с точки зрения многосвязных моделей изложен в двухтомнике более сложного уровня: Rumelhart & McClelland. Parallel Distributed Processing (1986).

 

На переднем крае психологических исследований

Прекращение боли в руке, которой уже нет

Дерек Стин потерял левую руку в результате автокатастрофы, когда ему оторвало все нервы, ведущие к руке от спинного мозга. Рука была безнадежно парализована, и год спустя ее ампутировали. Тем не менее Стин продолжал испытывать ощущения, о которых сообщали многие люди, перенесшие ампутацию; данный феномен известен под названием «фантомных конечностей». Он ощущал давление отсутствующей руки на свое тело и жуткую боль в самой руке.

Боли и неприятные ощущения, связанные с фантомными органами, крайне тяжело поддаются лечению. После ампутации мозг перестраивает свою сенсорную карту. Участок карты, соответствующий ампутированной конечности, перестает получать сигналы от руки, однако он получает стимулы от соседних частей тела, и эти стимулы создают в мозге иллюзию присутствия ампутированной руки.

Вилаянус С. Рамачандран, профессор нейрологии при Калифорнийском университете в Сан-Диего, задумался над вопросом, почему Стин испытывает фантомные ощущения, несмотря на то что рука была парализована еще до ампутации. Он пришел к выводу, что в первые месяцы после аварии у Стина развился «заученный (приобретенный) паралич»; его мозг продолжал посылать руке сигналы, побуждающие ее двигаться, но хотя Стин видел, что рука на месте, она не двигалась. «Его мозг постоянно получал информацию о том, что его рука не двигается, хотя она и не была потеряна», — объясняет Рамачандран.

Если паралич можно приобрести путем научения, возможно ли и отучиться от него? Рамачандран решил проверить данное предположение. Как настоящий волшебник, он сделал это с помощью зеркал. Он соорудил ящик без передней стенки и крышки и поместил посреди него вертикальное зеркало. Помещая правую руку в ящик, Стин мог видеть зеркальное отражение отсутствующей руки.

«Я попросил его делать симметричные движения обеими руками, как будто он дирижирует оркестром, — рассказывает Рамачандран. — Он начал подпрыгивать, крича: "О господи, мое запястье двигается, мой локоть двигается!" Но когда я попросил его закрыть глаза, Стин застонал и произнес: "Не может быть, она снова застыла"».

Рамачандран порекомендовал Стину взять коробку домой и поэкспериментировать с ней. Через три недели Стин позвонил и сообщил: «Руки больше нет!»

По мнению Рамачандрана, причина исчезновения ощущений фантомной руки, вероятно, связана с возникшим у Стина сильнейшим сенсорным противоречием: «Его зрение говорило ему, что рука снова на месте и подчиняется его приказам. Однако он не получал обратной связи от мышц руки. Постоянно сталкиваясь с этим противоречием в течение продолжительного времени, его мозг говорил себе: "Это абсурд. Я не желаю иметь с этим ничего общего"».

Рамачандран подчеркивает, что его метод нуждается в дальнейшей проверке и что его заключения умозрительны. Однако ему удалось вылечить и других пациентов с болями в фантомных конечностях. Полученные им результаты, наряду с данными, полученными в других разделах нейрологии, не оставляют никаких сомнений в том, что восприятие индивидуума может полностью расходиться с фактическими стимулами, получаемыми от сенсорной системы (Ramachandran & Blakeslee, 1998).

---

 

Современные голоса в психологии

Что такое развитие восприятия - врожденный или социально обусловленный процесс?

Развитие способности к восприятию - внутренний процесс

Элизабет С. Спелк, Массачусетский технологический институт

Люди обладают поразительной способностью учиться друг у друга. Эта способность заметна уже у годовалого ребенка, который способен понять значение нового слова или функции нового предмета, просто наблюдая за тем, как использует это слово или предмет другой человек. Быстрое и обширное научение, которое происходит в раннем детстве, предполагает, что многие из знаний и убеждений усваиваются в результате взаимодействия с объектами внешнего мира и людьми. Но не является ли сама наша способность воспринимать предметы и людей результатом научения? Или же восприятие происходит из внутренне порождаемых процессов роста и развивается относительно независимо от опыта?

На протяжении почти двух тысяч лет большинство ученых, которые размышляли над этим вопросом, приходили к выводу о том, что люди учатся восприятию и что развитие идет от неосмысленного, неструктурированного ощущения к осознанному, структурированному восприятию. В исследованиях новорожденных, однако, получены данные, противоречащие этой точке зрения. Например, теперь мы знаем, что новорожденные так же, как взрослые, воспринимают информацию о глубине и используют ее для оценки истинных размеров и форм объектов. Младенцы выделяют в потоке речи те же самые звуковые паттерны, что и взрослые, в особенности сосредоточиваясь на наборе звуковых контрастов, используемых в человеческих языках. Новорожденные отличают от других образов человеческие лица и преимущественно обращают внимание на них. Наконец, новорожденные чувствительны ко многим из тех особенностей объектов, которые используют взрослые, чтобы отличить одну вещь от другой, и они объединяют информацию об этих особенностях таким же способом, как и взрослые.

Как же изменяется восприятие в младенчестве? Развиваясь, младенцы начинают воспринимать глубину пространства, объекты и лица со все увеличивающейся точностью. Кроме того, младенцы начинают сосредоточиваться на речевых особенностях, свойственных их родному языку, а не другим языкам. (Интересно, что это, по-видимому, объясняется прежде всего снижением чувствительности к особенностям иностранных языков, а не увеличением чувствительности к особенностям родного языка). Наконец, младенцы более чувствительны к новым источникам информации об окружении, таким как стереоскопическая информация о глубине пространства, форма объектов и новые системы отсчета для оценки расположения объектов и очередности событий. Все это повышает точность и богатство восприятия у младенцев, но не делает мир ребенка, представляющий собой поток ощущений, более осмысленным и структурированным.

Результаты изучения новорожденных все больше подтверждаются в исследованиях развития восприятия у других животных. Начиная с первых работ Гибсона и Уока, мы знаем, что восприятие глубины пространства развивается у животных независимо от зрительного опыта. Врожденные способности к восприятию глубины пространства позволяют новорожденным козлятам избегать падения с утесов, а крысятам и котятам с только что открывшимися глазами — избегать столкновения с приближающимися поверхностями. Недавние исследования показывают, что едва вылупившиеся из яйца цыплята воспринимают границы объектов так же, как и взрослые люди, и даже представляют себе спрятанные объекты. Изучение развивающегося мозга животных показывает, что и гены и внутренне структурированная нервная деятельность играют важную роль в развитии нормально функционирующих систем восприятия, а опыт восприятия объектов — предметов и событий — менее важен. Как и у новорожденных младенцев, нормальный зрительный опыт обогащает и настраивает системы восприятия молодых животных, а его отсутствие может вызвать различные нарушения. Подобно младенцам, животные не нуждаются в том, чтобы зрительный опыт преобразовывал их восприятие из потока неструктурированных переживаний в структурированную зрительную схему.

В итоге можно сказать, что восприятие довольно структурировано при рождении и последовательно в своем развитии. Эта последовательность может помочь объяснить, почему младенцы так хорошо обучаются у других людей. Просто посмотрите на младенца, который наблюдает, как взрослый откручивает крышку банки, говоря при этом: «Давай откроем ее». Если бы младенец не мог воспринимать крышку и банку как подвижные объекты, с которыми можно манипулировать, он не понял бы смысла действий взрослого. Если бы он не мог различать звуки, которые отличают слово «открыть» от других слов, он не мог бы обучиться произносить его. И если бы он не мог воспринимать человека как субъекта, подобного себе, наблюдение за действиями этого человека и слуховое восприятие его речи не позволило бы младенцу научиться что-либо делать или говорить. Таким образом, потрясающие способности младенцев к научению могут сильно зависеть от не менее удивительной, но еще неизученной способности к восприятию.

Развитие восприятия зависит от деятельности

Марк Джонсон, Лондонский университет

Многие специалисты по психологии развития теперь соглашаются, что для нормального развития восприятия необходимы и наследственность и воспитание. Однако все еще существует много разногласий относительно степени важности влияния природы и воспитания. Мнения по данной проблеме — это больше чем просто философские размышления; они затрагивают все виды экспериментов, которые уже проводились. В этом эссе я докажу, что классификация отдельных аспектов развития восприятия либо как врожденных, либо как приобретенных является слишком пассивным подходом, при котором утверждается, что структуру развивающегося мозга определяют или гены, или окружающая среда. Напротив, я предполагаю, что развитие восприятия лучше характеризовать как зависящий от деятельности процесс, включающий в себя сложные и тонкие взаимодействия на многих уровнях.

Чтобы проиллюстрировать мою точку зрения, давайте рассмотрим недавнее нейробиологическое исследование пренатального развития зрительной области коры головного мозга у грызунов. Нейроны, изучаемые в этих экспериментах, участвуют в бинокулярном зрении. Эксперименты показывают, что пренатальная настройка этих нейронов осуществляется путем их реакций на внутренние волны электрической активности, вызванной информацией, поступающей в зрительную кору от латерального коленчатого тела и глаза (Katz & Shatz, 1996). Другими словами, особенности реакции этих нейронов зрительной коры сформированы своего рода «виртуальной окружающей средой», порожденной клетками мозга и глаза. Хотя можно более широко трактовать понятие «врожденный», чтобы объяснить этот пример развития, мы также можем описать этот процесс как «научение» клеток коры под влиянием информации, поступающей от их «собратьев» в латеральном коленчатом теле и глазе. После рождения эти же самые корковые нейроны остаются настроенными таким же образом, за исключением того, что теперь поступающая к ним информация отражает структуру окружающего мира. Таким образом, когда мы исследуем развитие детально, становится все тяжелее доказать, как это делают некоторые теоретики (Spelke, 1998), что «врожденное знание» существенно отличается от научения.

Можно продемонстрировать роль зависимых от деятельности процессов в развитии восприятия другим примером — способностью обнаруживать и распознавать лица. Поскольку стало известно, что существуют области коры головного мозга, специализирующиеся на обработке информации о лицах, многие утверждали, что эта способность является врожденной. Однако эксперименты с младенцами показывают, что все обстоит несколько сложнее (Johnson, 1997). Склонность новорожденных больше обращать внимание на лица, оказывается, основана на очень примитивной рефлекторной системе, которая запускается в действие таким простым стимулом, как три контрастных пятна, расположенные наподобие глаз и рта. Это объясняет, почему в течение первых недель жизни новорожденные намного больше смотрят на лица, чем на другие объекты. Из этого следует, что зрительные схемы распознавания в коре получают больше информации, связанной с лицами, и, тем самым, формируются под влиянием зрительных стимулов такого типа. Теперь мы можем изучать этот процесс, используя новые методы сканирования мозга. Подобные исследования показали, что обработка изображений лиц в коре мозга младенцев менее локализована и менее специализирована, чем у взрослых. Лишь к концу первого года жизни младенцы обнаруживают свойственные взрослым паттерны специализации мозга при обработке информации о лицах, а к этому времени они уже наблюдали человеческие лица в целом около 1000 часов.

Другой пример можно привести из исследований движений глаз младенцев при слежении за видимыми объектами. У новорожденных отмечаются лишь некоторые примитивные рефлекторные движения глаз, и только к концу первого года жизни они могут делать большинство сложных и точных видов скачкообразных движений глазами, которые делают взрослые. Существует мнение, что ограниченные способности новорожденных достаточны, чтобы позволить им использовать и развивать новые мозговые схемы для более сложной интеграции зрительной и моторной информации, необходимой для движений глаза, характерных для взрослых, что они и делают. К четырем месяцам младенец уже успевает сделать более трех миллионов движений глазами. Таким образом, младенец активно вносит вклад в свое собственное последующее развитие.

Эти соображения заставляют нас скептически относиться ко многим заявлениям о врожденных способностях к восприятию, основанных на экспериментах с младенцами четырех месяцев и старше. Фактически часто оказывалось, что когда те же самые эксперименты проводились с детьми младшего возраста, получались совершенно другие результаты, что указывает на коренные изменения в способностях к восприятию в течение первых нескольких недель и месяцев после рождения (Haith, 1998).

Можно сделать вывод, что восприятие младенцев не формируется пассивно под влиянием генов или окружения. Скорее его развитие — это зависящий от деятельности процесс, в котором младенец в течение первых месяцев жизни играет самую активную роль, получая опыт, необходимый для последующего развития.

---