ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЦИИ КОГНИТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ

Локалова Н.П.

(Москва)

В поиске общих закономерностей и «сквозных» характеристик организации различных психических процессов Л.М. Веккер опирался, в частности, на представления о вертикальной иерархической простран-ственно-временной организации психических явлений и двунаправлен- ности интегративных потоков — «снизу» и «сверху» — как в структуре отдельно взятого психического явления, так и при объединении разных когнитивных структур в целостную систему интеллекта.

В данной статье представлены экспериментальные данные, полученные нами в исследованиях, выполненных на психофизиологическом и психолого-педагогическом уровнях, которые, с нашей точки зрения, могут быть не только добавлены в экспериментально-доказательную базу единой теории психических процессов Веккера, поскольку имеют непосредственное отношение к пониманию общих принципов осуществления интегративно- обобщающих влияний, но и уточняют некоторые ее положения.

Сначала представим полученные результаты в концептуальном виде.

Первая система экспериментальных данных, полученных нами в психофизиологическом исследовании, свидетельствует о том, что сенсорно-перцептивная обработка даже такого простейшего зрительного раздражителя, как кратковременные вспышки маленьких ламп на панели перед испытуемым, в наших опытах осуществляется одновременно на разных уровнях иерархической организации зрительной системы. При повышении степени обобщенности зрительного стимула (по пространственному признаку) в его анализ вовлекаются более высокие иерархические уровни зрительной системы, обеспечивающие более сложную его обработку.

Общий смысл наших результатов подтверждает представление о разноуровневости обработки любого, даже очень простого сенсорно- перцептивного стимул-объекта. По сути, это же стремился доказать Веккер по отношению к многоуровневости психологической структуры понятий, приводя результаты экспериментов А.М. Грункина, Н.В. Иевлевой, М.А. Холодной [1, 2]. В этих экспериментах от испытуемых требовалось зарисовать образы, возникающие у них при восприятии слов- стимулов разной степени обобщенности, получены убедительные доказательства одновременной разноуровневой представленности отражаемого в данном понятии содержания — от конкретно-образного до абстрактно-символического и образно-ассоциативного.

Благодаря работам Веккера и его сотрудников, установлен факт наличия образных пространственно-временных компонентов в иерархической структуре концепта как одной из «сквозных» характеристик организации психологической структуры любого понятия, каким бы обобщенным оно ни было. Совокупность данных о разноуровневости обработки не только высокоорганизованных концептуальных единиц, но даже простейших непосредственных раздражителей дает основания считать, что обоснованный Веккером принцип вертикальной иерархической организации концептов является одним из общих принципов системной организации как психических явлений разной сложности, так и интеллекта в целом.

Вторая система экспериментальных данных проясняет вопрос об эффективности направления интеграции когнитивных процессов в целостную структуру интеллекта — синтеза «снизу вверх» или синтеза «сверху вниз».

Одним из важных положений единой теории психических процессов Веккера является принцип двунаправленной интеграции когнитивных структур в целостную систему интеллекта. Веккер акцентировал важную роль нижележащих уровней, на которых протекают элементарные, но базовые процессы; уровней, содержащих конкретно-чувственный опыт и включенных во все высшие уровни когнитивных процессов, вплоть до абстрактно-понятийных структур. Эффективность работы когнитивных структур в целом, отмечал Веккер, детерминируется как влияниями «снизу», т. е. полнотой включения достаточно простых процессов, осуществляющихся на нижележащих уровнях, так и влияниями «сверху», т. е. развитием и степенью актуализации наиболее обобщенного концептуального уровня.

Подчеркивание Веккером роли и значимости в осуществлении целостной отражательной деятельности мозга нижележащих иерархических структурных уровней позволяет преодолеть достаточно укоренившееся в психологии представление о полной подчиненности низших уровней высшим, о передаче ими существенной части своих первоначальных функций надстраивающимся над ними центрам, об их незначительном влиянии на функционирование познавательной структуры в целом.

Какое же направление синтеза оказывает наиболее сильное интегрирующее влияние на работу когнитивной структуры? Признавая необходимость завершения интеграции «снизу», Веккер считал, что ведущую роль здесь все-таки играет интеграция «сверху», осуществляющаяся под регулирующим воздействием вышележащего, концептуального, уровня, который вносит во все нижележащие структуры свою форму организации. Однако полученные нами в психолого-педагогическом эксперименте результаты ясно и весьма убедительно показали, что более сильное интегрирующее влияние оказывают воздействия «снизу», а максимально эффективно когнитивная структура работает при одновременной актуализации интегрирующих воздействий «снизу» и «сверху».

Что касается общего метода двух наших исследований, то при изучении процессов, протекающих на разных уровнях организации когнитивных структур, мы, чтобы выявить собственные характеристики каждого уровня и изучить интегрирующие влияния, поступающие с иерархических уровней, так же, как и Веккер, осуществляли «разведение» разных иерархических уровней в изучаемой познавательной структуре.Такую специальную стратегию изучения роли разных уровней в организации познавательных процессов Веккер назвал методом «абстрагирующей «экстирпации» высших уровней».

В нашем первом исследовании разведение иерархических уровней в структуре зрительного анализатора достигалось путем перевода взора испытуемого с одной фиксационной точки на другую и соответственным изменением пространственного положения зрительных вспышек. Во втором исследовании разведение нижележащих и вышележащих иерархических уровней в целостной вербально-смысловой когнитивной структуре мы достигали с помощью предъявления простейших вербальных заданий на семантическое дифференцирование, активизирующих преимущественно нижележащие уровни данной когнитивной структуры (синтез «снизу вверх»). Активизация же вышележащего, концептуального, уровня (неизбежно приводящая в то же время к активизации всей когнитивной структуры в целом, включая и нижележащие уровни) достигалась при осуществлении мыслительной деятельности высокого уровня обобщенности: понимание главной мысли художественного произведения (синтез «сверху вниз»).

Опишем полученные нами экспериментальные данные.

Нейрофизиологическая основа разных уровней обобщенности сенсорно-перцептивных образов. Основываясь на вышеприведенных положениях теории Л.М. Веккера, можно заключить, что разная степень обобщенности понятий должна в своей материальной основе иметь уровневую пространственно-временную организацию соответствующих корковых мозговых зон: чем выше уровень обобщенности стимул- объекта, тем более сложные по своей структурно-функциональной организации иерархические уровни корковой зоны вовлекаются в обработку его содержания.

Задача исследования состояла в выявлении вклада разных иерархических уровней корковой зоны зрительного анализатора в обработку раздражителей, осуществляющуюся в координатах сетчатки (низкий уровень обобщенности) и координатах зрительного поля (высокий уровень обобщенности).

Изучались следовые изменения возбудимости в ограниченных пунктах зрительного анализатора при дифференцировании испытуемым количества одновременно вспыхивающих маленьких ламп с помощью разработанного в школе Е.И. Бойко метода тестирующего стимула (Н.И. Чуприкова, Т.Н. Ушакова, М.М. Власова, А.М. Раевский). Суть метода состоит в выявлении уровня возбудимости в локальных пунктах зрительной коры, создаваемого предшествующим, кондиционирующим, раздражителем с помощью измерения времени двигательной реакции на приходящий к тем же пунктам коры второй, тестирующий, раздражитель.

Базовый эксперимент, который в разных сериях модифицировался в соответствии с конкретными задачами исследования, состоял в следующем. Перед испытуемым на расстоянии 50-60 см находилась панель, на которой были расположены 16 маленьких ламп (4×4). После предупредительного сигнала испытуемый фиксировал взором точку в центре панели и помещал указательный палец правой руки на ключе, расположенном справа от нее, а указательный палец левой руки — на ключе, расположенном слева от панели. Через 2,5 с после предупредительного сигнала вспыхивали либо одна, либо две лампы, а через некоторый интервал времени снова либо одна, либо две лампы. Согласно инструкции, при вспышке пары ламп, независимо от их местоположения, испытуемый должен как можно быстрее нажимать на ключ слева левой рукой, а при вспышке одной лампы нажимать на ключ справа правой рукой.

Время двигательной ответной реакции (ВР) регистрировалось с помощью электронного миллисекундомера с точностью до 0,001 с. Временной интервал между первым и вторым зрительными раздражителями в течение каждой серии опыта оставался постоянным, но в разных сериях менялся от 600 мс до 15 с.

В этих условиях опыта были выявлены два следовых эффекта — облегчающий и тормозный. Облегчающий эффект имел место в одноименных последовательностях раздражителей «одна лампа-одна лампа» и «пара ламп-пара ламп» и проявлялся в заметном укорочении ВР на второй раздражитель, когда он подавался на ту же (те же) лампу (лампы), что и первый раздражитель, по сравнению с ВР на второй раздражитель в такой же последовательности, но в случаях его подачи на другие, не загоравшиеся в составе первого раздражителя лампы.

Тормозный эффект наблюдался в разноименных последовательностях раздражителей «одна лампа-пара» и «пара-одна лампа»: когда второй раздражитель включал лампу, только что вспыхивавшую в качестве (в составе) первого раздражителя, то ВР на второй раздражитель увеличивалось по сравнению с ВР на второй раздражитель, составленный вспышками ранее не загоравшихся ламп.

Не обсуждая здесь психофизиологические механизмы этих следовых эффектов [3, 4], отметим, что в данной базовой форме эксперимента мы выявляли изменение возбудимости определенного участка зрительного анализатора, начиная от сетчатки и заканчивая различными зонами затылочной коры — первичной, проекционной, и вторичной, гностической. Поэтому наблюдаемые следовые эффекты в данных условиях эксперимента можно рассматривать как результаты интегрированной обработки пространственно-временных характеристик раздражителей обоими иерархическими уровнями зрительной системы.Для выявления собственных характеристик каждого из этих уровней необходимо было их «развести», т. е. нужно было сделать так, чтобы в одном случае зрительные афферентации поступали бы преимущественно к нижележащим — проекционным участкам зрительного анализатора, а в другом случае — через разные проекционные пункты к одним и тем же вышележащим гностическим пунктам. Этого мы достигли, используя методический прием, состоящий в переводе взора испытуемого с фиксационной точки в центре панели после восприятия первого раздражителя и осуществления соответствующей двигательной реакции на другую фиксационную точку, расположенную на панели слева. При таком направлении взора испытуемый воспринимал второй раздражитель и совершал соответствующую двигательную реакцию.

Для выявления характера обработки зрительных афферентаций на проекционном уровне вслед за перемещением взора на столько же перемещалось влево местоположение вспышек, составляющих второй раздражитель. Поскольку местоположение раздражителя, подающегося на втором месте данной последовательности, относительно точки фиксации взора после его перевода не изменилось, то, согласно принципу топической организации проекционных полей зрительной коры, можно считать, что зрительная афферентация, несмотря на вспыхивание объективно других ламп, поступила к одним и тем же корковым пунктам проекционной зоны. Изучение интегрирующего влияния гностической области зрительной коры осуществлялось по схеме базового эксперимента, но с переводом взора испытуемого после осуществления первой реакции, вследствие чего зрительные афферентации каждый раз поступали к разным проекционным пунктам, но, как мы полагаем, к одним и тем же пунктам гностической зоны.

Признаком раздражителя, последействие которого при разной степени его обобщенности изучалось на разных иерархических уровнях зрительного анализатора, явился пространственный признак — местоположение вспышек в той или иной системе координат. Согласно инструкции, испытуемый должен был реагировать в зависимости от количества вспышек и независимо от их положения на панели, поэтому для испытуемого местоположение вспышек всегда субъективно выступало как обобщенный признак. Однако каждое конкретное восприятие стимул- объекта осуществлялось одновременно в его индивидуальной специфичности (не только количественных, но и пространственных характеристик) и в достаточной мере обобщенно, когда пространственный признак не определяет исполнительские двигательные реакции. Но именно местоположение вспышек обусловливало появление облегчающего и тормозного следовых эффектов. Таким образом, можно говорить об одновременной представленности в первичном сенсорно-перцептивномобразе разных уровней обобщенности воспринимаемого единичного объекта. Об этом же свидетельствуют результаты экспериментов А.М. Грункина и М.А. Холодной.

Низкий уровень обобщенности пространственного признака в наших опытах был обусловлен конкретной адресацией зрительных афферента- ций к одним и тем же участкам сетчатки и проекционной мозговой зоны, что можно рассматривать как обработку данного признака в его конкретном выражении на одном из нижележащих уровней в пространственно-топических координатах сетчатки.

Более высокий уровень обобщенности признака местоположения вспышек имел место при поступлении зрительных афферентаций по разным проекционным путям вследствие изменения пространственных координат, но интегрирующихся в одних и тех же вышележащих структурах зрительного анализатора — пунктах гностической зоны. Это мы рассматриваем как более обобщенную обработку данного признака в координатах объективного пространства зрительного поля.

Результаты показали (табл. 1), что оба следовых эффекта имеют место и в проекционных структурах зрительного анализатора, и в гностической зоне. Однако они заметнее в более сложноорганизованных гностических нервных структурах, интегрирующих потоки афферентаций в координатах объективного пространства.

Таблица 1.

Следовые изменения возбудимости в последействии пространственного менее обобщенного и более обобщенного компонента простого перцептивного образа

Следовые эффекты Интервал между первым и вторым раздражителями, с
0,6 3 6 8 10 12 15 Средн.
Проекц.зона: облегчающийтормозный                
92,72* 94,36 99,57 96,02 99,59 98,99 95,91 96,74
101,05 нет 102,09 нет нет нет 101,81 101,65
Гно-стич.зона: облегчающийтормозный                
84,36 94,95 96,10 96,03 99,56 нет нет 94,20
105,17 105,84 103,31 нет 102,27 нет нет 104,15

ВР на вторые раздражители, имеющие общие лампы с первыми раздражителями последовательности, к среднему ВР на вторые раздражители, не имеющие общих ламп с первыми раздражителями.

В эксперименте удалось показать, что переработка даже такой простейшей информации, получаемой при дифференцировании вспышек одной и двух ламп, осуществляется не на одном, а на иерархически ор-ганизованных уровнях зрительной системы в соответствии со степенью обобщенности пространственной характеристики данного стимул- объекта. Это подтверждает мнение Веккера о том, что считать, что процесс обработки простой информации протекает только на одном уровне элементарных информационных процессов, является заблуждением вследствие затруднений в разведении уровней обобщенности.

Как же объяснить большую выраженность следовых изменений возбудимости при обработке более обобщенного признака?

Обсуждая принципы организации понятий, Веккер развивал мысль о том, что каждый из уровней обобщенности имеет свой не только количественно-информационный, но и энергетический эквиваленты. При повышении уровня обобщенности стимула, т. е. при перемещении вверх по иерархическим уровням, в его обработку вовлекаются более сложные нервные структуры, что требует большей степени энергетической мобилизации. В наших экспериментах энергетические траты осуществлялись не только на различение количества вспышек, но и на экстренное подавление следовой повышенной возбудимости неадекватных для вызова нужного двигательного ответа нервных образований, т. е. энергия расходовалась на выполнение работы по осуществлению интегра- тивной деятельности мозга.

Более сложная обработка местоположения вспышек в координатах объективного пространства сопровождалась возрастанием уровня активации, большими сдвигами локальной возбудимости, повышением энергетических затрат на их преодоление, о чем свидетельствуют большие значения соответствующих ВР, которые, по Веккеру, являются энергетическим показателем мыслительной деятельности.

Эффективность способов синтеза «снизу» и «сверху» в интегральную вербально-смысловую когнитивную структуру. Разработка представления о вертикальной иерархической организации психических явлений закономерно ставит вопрос о направлении путей интеграции различных функциональных уровней в единую когнитивную структуру. Согласно гипотезе Л.М. Веккера, такие пронизывающие и объединяющие разные уровни интеллектуальной системы связи идут в обоих направлениях: «снизу вверх», т. е. от сенсорно-перцептивного уровня к концептуальному, и в противоположном направлении — «сверху вниз». Придавая важное значение в обусловливании эффективности работы когнитивной структуры степени развития и полноте включения в перцептивные или мыслительные процессы ее нижележащего уровня (влияние «снизу»), Веккер считал, что эффективность целостной системы интеллекта определяется все же уровнем и полнотой актуализации вышележащего, концептуального регулирования.

Ниже мы приведем данные, которые свидетельствуют о том, что нижележащие уровни интеллектуальной структуры играют существенную интегрирующую роль.

Начало этому направлению нашей работы было положено в исследовании на младших школьниках гипотетически выделенных нами двух иерархических уровней в системе вербально-смысловых процессов: вышележащего уровня, функция которого заключается в выявлении вербальных обобщенно-логических отношений, в частности, в смысловой обработке текстового материала, и нижележащего уровня, функция которого состоит в осуществлении наиболее простых, но одновременно являющихся базовыми, когнитивных операций, связанных с семантической обработкой слов.

Для изучения особенностей развития вышележащего уровня вер- бально-смысловой структуры был использован метод выделения главной мысли в небольших художественных текстах. В качестве одного из наиболее простых базовых процессов, осуществляющихся в данной когнитивной структуре, выступило дифференцирование значений пары слов по семантическому признаку.

Мы выявили важную закономерность, состоящую в том, что те испытуемые, которые лучше выделяли главную мысль, показывали и более короткое время семантического дифференцирования (r = -0,461, p < 0,05). Если же испытуемый плохо выделял главную мысль, то достоверной связи обнаружено не было. Таким образом, мы эмпирически «нащупали» связь между иерархическими уровнями когнитивной структуры, свидетельствующую о степени ее интегрированности, результатом чего является более или менее адекватный смысловой синтез.

Эти результаты поставили вопрос о направлении интегрирующих воздействий: что же оказывает наиболее эффективное влияние на работу всей когнитивной системы — развитие в первую очередь концептуального уровня или нижележащего уровня базовых семантических процессов ?

Для ответа на этот вопрос были сформированы две группы испытуемых из учащихся II класса, показавших плохое понимание главной мысли художественных текстов, т. е. с низким развитием вербально- смысловой структуры (эксперимент под нашим руководством проведен Т.М. Матковской). С испытуемыми одной группы, которую мы условно назвали «Главная мысль» (ГМ), было проведено 20 занятий по 45 мин., на которых учеников учили выделять главную мысль в ходе анализа литературного текста под руководством учителя. С испытуемыми другой группы («Семантическое дифференцирование» — СД) также в течение 20 занятий в этот же период выполнялись только специально подобранные упражнения на быстроту и точность дифференцирования значений слов по категориальному признаку. До начала и после окончания экспериментальной работы учащимся обеих групп в качестве диаг-ностических предлагались одни и те же четыре художественных произведения для выделения их главной мысли и одни и те же задания на скоростную классификацию значений слов.

Полученные результаты (табл. 2) показали, что: 1) независимо от того, к какому уровню непосредственно адресуются когнитивные воздействия, возникает системное возбуждение всей вербально-смысловой структуры. Оно проявляется в более или менее заметном улучшении понимания главной мысли и сокращении времени семантических диф- ференцировок у испытуемых обеих групп; 2) более мощное воздействие на функционирование всей вербально-смысловой системы оказывают влияния, исходящие с ее нижележащих уровней: при воздействии на концептуальный уровень понимание главной мысли улучшилось в 1,08 раза, а семантическое дифференцирование, осуществляемое нижележащими уровнями, — в 1,17 раза. При непосредственной же адресации к базовым процессам семантического дифференцирования эффективность их осуществления повысилась в 1,33 раза, а понимание главной мысли улучшилось при этом в 1,45 раза. Это позволяет сделать вывод, что степень развития именно нижележащих уровней вербально-смысловой структуры выступает как системообразующий фактор, обусловливающий ее четкую, устойчивую, хорошо иерархизированную структурную организацию.

Таблица 2.

Результаты выделения главной мысли и время выполнения скоростного семантического дифференцирования второклассниками групп ГМ и СД в начале и конце эксперимента

Группы испытуемых Выделение главной мысли (ср. балл) Время семантических дифференцировок (с) Ср.балл успеваемости
простые сложные
ГМ начало 20,36 33,59 38,00 3,91
конец 21,91 28,95 32,41 3,98
разница + 1,55 — 4,64 ** — 5,59 ** +0,07
СД начало 20,36 31,86 36,40 3,77
конец 29,50 24,23 27,18 4,27
разница +9,14 ** — 7,63 *** — 9,22 ** +0,5 **

Однако наиболее эффективно развитие вербально-смысловой структуры осуществляется в условиях взаимодействия разнонаправленных потоков возбуждений с нижележащих и вышележащих ее уровней. В другом эксперименте (выполненном под нашим руководством Е.А. Шантыковой) с учащимися III класса не только проводилась работа по формированию умения осуществлять вербально-смысловую обработку художественного текста с целью выделения его главной мысли, но и развивались различные виды вербально-смысловых операций (тонкое семантическое дифференцирование, обобщение и классификация

значений слов, конкретизация и упорядочивание понятий). В результате школьники экспериментального класса (ЭК) не только стали лучше осуществлять смысловую обработку текста (в 1,69 раза, а в контрольном классе (КК) — в 1,11 раза), но у них существенно повысилась школьная успеваемость: за II-III четверти учебного года средний балл в ЭК повысился с 3,66 до 4,10 (p < 0,001), а в КК он снизился с 3,80 до 3,60. Кроме того, по наблюдениям учителей, уже к концу II четверти ученики ЭК стали намного лучше понимать научные тексты на уроках природоведения, стали лучше решать математические задачи. Особенно заметные изменения произошли у учащихся в написании изложений. Все учащиеся ЭК стали лучше передавать содержание текста, отражая наиболее существенные моменты, правильнее строить предложения, точнее употреблять слова в соответствии с их значением.

Эти результаты побудили нас к дальнейшей экспериментальной проверке в практике школьного обучения теоретического представления о структурно-функциональной организации когнитивных структур. В цикле специальных работ нам удалось показать, что, реализуя найденную закономерность, т. е. развивая базовые психологические процессы, протекающие на нижележащих структурных уровнях, у младших школьников существенно улучшаются и другие их школьные умения — навык чтения, умения решать уравнения и текстовые задачи.

Наши данные позволяют утверждать, что содержательное обоснование Л.М. Веккером единых принципов организации психических процессов имеет не только важное общепсихологическое значение, но и оказывается эффективным в практическом плане совершенствования частных методик обучения младших школьников.

ЛИТЕРАТУРА

1. Веккер Л.М. Психические процессы. Т. 1, 2. Л., 1976.

2. Веккер Л.М. Психика и реальность: единая теория психических процессов. М., 2000.

3. Локалова Н.П. Особенности высшей нейродинамики на разных иерархических уровнях системы в условиях разной структурированности зрительного поля // Психология высших когнитивных процессов / Под ред. Т.Н. Ушаковой, Н.И. Чуприковой. М., 2004. С. 96-109.

4. Локалова Н.П. О нейрофизиологическом механизме инвариантности перцептивного образа // Вопросы психологии. 1975, № 2. С. 81-90.

Локалова Н. П. Организация вербально-смысловой когнитивной структуры // Вопросы психологии. 2000. № 5. С.

Январь 24, 2019 Общая психология, психология личности, история психологии
Еще по теме
10.5. Интеграция поведенческих и физиологических процессов
ПРОЦЕССЫ СЕНСОРНОЙ ИНТЕГРАЦИИ И ПОЛИ-МОДАЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ
Глава 3. КОГНИТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ
1.2. Направления деятельности психолога организации
Петрова Н.И. Направления развития персонала организации
3. Особенности организации личностно-ориентированного направления в организационном консультировании
3.1. Теоретические предпосылки, направления и организация формирующего эксперимента
Вопрос 1. Психологическая служба организации: основные функции и направления работы
ИЕРАРХИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР ЦЕЛЕЙ
ИЕРАРХИЧЕСКАЯ КАТЕГОРИЗАЦИЯ
Добавить комментарий