Двухуровневые модели, их критика и альтернативы

Одну из первых и до сих пор самую известную попытку обобщения исследований внимания, восприятия и памяти с позиций различения автоматических и контролируемых процессов предприняли Р. Шиффрин и ч

У. Шнайдер (Schneider & Shiffrin, 1977; Shiffrin & Schneider, 1977). В отличие от большинства других блочных моделей познавательных процессов 1970-х годов, в их модели нет жесткого различения кратковременной и долговременной памяти: первая описывается как временно активированный фрагмент второй. Сохраняя актуально значимую информацию, кратковременная память выполняет функции рабочего ре- ¦ гистра (см. 5.2.3) для принятия решений, мышления и любых других «процессов управления», на которые способна система. Рациональным зерном этой модели является также признание роли обучения, обеспечивающего постепенный перевод контролируемых процессов в автоматизированную форму обработки. Для обозначения автоматических и контролируемых процессов обработки эти авторы используют термины автоматическое обнаружение и контролируемый поиск.

Автоматическое обнаружение представляет собой восприятие стимулов посредством рутинных программ обработки, хранящихся в долговременной памяти. Они позволяют контролировать потоки информации, направлять внимание и генерировать ответы, причем, благодаря высокой степени заученности, все это не требует сознательных усилий и траты ресурсов кратковременной памяти. Контролируемым поиском называется любая более или менее новая последовательность преобразований информации. Такие последовательности не хранятся в готовом виде. Они могут быть изменены и приспособлены к новым обстоятельствам, но за эту гибкость приходится расплачиваться тратой ресурсов кратковременной памяти и сознательными усилиями. Контролируемый поиск обычно осознается и может меняться вербальной инструкцией. Даже в том случае, когда контролируемый поиск в кратковременной памяти осуществляется слишком быстро для «прохождения в сознание», он остается под произвольным контролем, поскольку инициируется и завершается субъектом. Автоматическое обнаружение, напротив, сопротивляется изменениям — когда оно запущено в действие, его трудно игнорировать или остановить.

Экспериментальные исследования этих авторов проводились с помощью методики, объединявшей задачи зрительного поиска и поиска в памяти (см. 5.1.2). Испытуемому последовательно с относительно высокой скоростью предъявлялись матрицы, содержавшие от двух до четырех буквенно-цифровых символов. Он должен был определить, есть ли среди них хотя бы один символ из показанного ему ранее и удерживаемого в памяти положительного множества, объемом от одного до четырех символов. Критическим различием было использование в качестве целевых и иррелевантных стимулов (дистракторов) символов из разных или же из обеих категорий. Эти два условия назывались «постоянное соответствие» (consistent mapping) и «переменное соответствие» (varied mapping). Во избежание ошибочных интерпретаций, в табл. 4.2 приведено несколько примеров каждого из этих условий, различавших отдельные серии экспериментов. Так, при выборе условия постоянного

Таблица 4.2. Примеры основных условий экспериментов Шиффрина и Шнайдера

  Постоянное соответствие  
Символы в памяти Символы на дисплее Ответы
HBKD 43В7 ДА
HBKD 9253 НЕТ
5273 J5DC ДА
5273 BJGH НЕТ
Переменное соответствие
Символы в памяти Символы на дисплее Ответы
Н4ВЗ 5CGB ДА
Н4ВЗ 2J7C НЕТ
56F2 G5BJ ДА
56F2 8D 1 С НЕТ

авшей сотни предъявлений, целевыми стимулами всегда были буквы, а дистрактора-ми — цифры.

Типичные результаты одного из вариантов этих экспериментов показаны на рис 4.15. При предъявлении в качестве целевых стимулов и дистракторов символов из разных категорий и сохранении этого соответствия на все время серии проб объем положительного множества (нагрузка на память) и число символов в каждом дисплее оказывают незначительное влияние на время поиска — обработка осуществляется в режиме автоматического обнаружения. Напротив, эти факторы оказывают выраженное влияние в условии переменного соответствия, когда отнесение символов разных категорий к целевым стимулам и дистрак-торам постоянно менялось. Здесь наблюдается последовательный самооканчивающийся поиск: наклон отрицательных кривых примерно в два раза больше, чем наклон положительных. Это свидетельствует об использовании контролируемого поиска. Объяснение эффективности работы в условии постоянного соответствия состоит в том, что процедуры различения этих простейших категорий заранее фиксированы в долговременной памяти. После продолжительной тренировки (свыше 2000 проб) аналогичные результаты могут быть получены для некоторых еще более условных категорий, например, для букв первой и второй половины алфавита27.

27 Как показала последующая проверка, этот очень специальный навык или, быть может, какой-то простой прием (см. ниже) решения задачи в условиях постоянного соответствия сохранялся потом у участников эксперимента в течение, по крайней мере, 9 лет.

внутри категории

между категориями

символ в матрице 2 символа

4 символа

4 12 4 Объем положительного множества

внутри категории У/ между

внутри категории	У/ между

категориями

15. Эксперименты Шиффрина и Шнайдера: А — последовательность событий’ (1) предъявление положительного множества, (2) точка фиксации, (3) матрицы с дистрак-торами, (4) матрица, содержащая положительный стимул, (5) матрицы с дистракторами; Б — типичные результаты.

Что произошло в оценке данной модели и в этой области исследований за прошедшие четверть века? Модель Шиффрина и Шнайдера продолжает называться в литературе «самой общей и универсальной», так как она позволила довольно точно описать результаты хронометрических экспериментов в таких разделенных до тех пор областях, как

зрительный поиск и поиск в памяти. К сожалению, использование в этом исследовании крайне обедненного материала затрудняет перенос выводов на более сложные случаи. Более того, возникают сомнения в том, что эти хрестоматийные эксперименты были правильно спланированы. Так, в условии постоянного соответствия и использования букв в качестве целевых стимулов (ср. две первые строчки табл. 4.2) для правильного ответа достаточно было просто определять присутствие на дисплее любой буквы — сканирование памяти и сравнение символов на дисплее с элементами положительного множества было излишним.

Мы остановимся сначала на нескольких наиболее ярких примерах развития собственно эмпирических исследований контролируемых и автоматических процессов, а затем, в самом конце раздела, проанализируем современный теоретический статус двухуровневых моделей внимания и контроля, к числу которых и относится модель Шиффрина и Шнайдера — со всеми ее последующими модификациями (например, Gupta & Schneider, 1991; Sanders, 1998).

Одно из исследований было проведено Д. и М. Бродбентами (Broadbent & Broadbent, 1980). Не вспоминая более о гипотетических фильтрах внимания, эти авторы различают «пассивную» и «активную» обработку. Для пассивной обработки характерно автоматическое снижение порогов по отношению к часто встречающемся комбинациям признаков объектов. В случае активной обработки субъект создает гипотезы, которые проверяются на ограниченном подмножестве данных. Используя данные На-вона (см. 4.1.3) о том, что пассивная обработка может представлять собой глобальный, а активная — локальный анализ свойств стимуляции, эти авторы исследовали влияние факторов эмоциональной значимости, включенности в контекст предложения и общей частотности на восприятие слов, подвергнутых двум различным процедурам оптической фильтрации. В первом случае устранялись тонкие детали (как при дефокусировке), но сохранялись глобальные очертания. Во втором из слова вырезались фрагменты букв, так что при сохранении большинства деталей общий вид слова явно нарушался. Оказалось, что на узнавание слов с сохраненными глобальными очертаниями оказывает влияние лишь частотность их возникновения в языке, тогда как во втором случае эффективными были факторы контекста предложения и коннотативного (связанного с эмоциональной оценкой) значения. Последние факторы, следовательно, влияют на более поздний этап активной обработки28.

О том, насколько сложные формы восприятия могут происходить без сознательной регистрации, говорят исследования влияния семантического контекста на скорость лексического решения. Известно, что

28 Результаты этих авторов вместе с отдельными данными о восприятии и поведении в ситуации опасности (см. 3.4.2) говорят против психоаналитической концепции первичности аффективных компонентов восприятия, разделявшейся на протяжении десятилетий представителями многих направлений психологии (влючая так называемые Новый взгляд и Новый новый взгляд). Мы рассмотрим ведущиеся сегодня споры о механизмах обработки аффективной информации в последней главе книги (см. 9.4.2).

предъявление перед тестовым словом ассоциативно связанного с ним слова ускоряет время реакции. В широко известных (и часто оспариваемых!) экспериментах Э. Марсел (например, Marcel, 1980) обнаружил, что такое ускорение сохраняется даже в том случае, когда преднадстро-ечное слово подвергается настолько жесткой обратной маскировке, что испытуемый не может сказать, было ли ему показано что-либо кроме маски. Имеются данные, что эти эффекты характеризуются «выигрышем», но не «проигрышем», что дополнительно подтверждает их автоматический характер. Согласно более ранним результатам Д. Уикенса (Wickens, 1972), при короткой экспозиции тестового слова, недостаточной для идентификации, испытуемые все же способны оценивать возможное значение слова с помощью методики семантического дифференциала Осгуда, особенно по отношению к Шкале активности (см. 2.2.1). Близкие эффекты получены при изучении восприятия и называния изображений знакомых предметов (McCauley et al., 1980). Предварительный показ картинки, семантически связанной с предметом, ускорял его восприятие и называние, даже если сама картинка подвергалась маскировке и длительность ее экспозиции составляла всего лишь ‘/3 от индивидуально подобранного порога узнавания.

Чтобы не ограничиваться восприятием, приведем пример так называемого эффекта псевдознаменитости, демонстрирующего влияние автоматизмов на память. В экспериментах Л. Джакоби и его коллег (см. Jacoby, 1998) испытуемые должны были вслух прочитать список имен совершенно, как им в явном виде говорилось, малоизвестных людей. Эта простая задача решалась в двух условиях — полного внимания и отвлеченного внимания (когда нужно было еще отслеживать появление определенных чисел). Во второй половине эксперимента испытуемым предъявлялся другой список, в котором они должны были подчеркнуть имена всех упомянутых там знаменитостей. Некоторые имена действительно были очень известны, другие — нет. Среди неизвестных имен встречались и имена из первого списка. Оказалось, что если испытуемые зачисляют в категорию знаменитостей неизвестных лиц, то обычно из числа уже предъявлявшихся им в первом списке имен. Эта тенденция заметно усиливалась, если во время работы с первым списком внимание испытуемых отвлекалось. Подобный результат вполне нетривиален. Если бы отвлечение внимания просто ухудшало обработку имен первого списка, то их интерферирующее влияние должно было ослабевать. Если бы испытуемые могли сознательно вспомнить, что слово уже предъявлялось в первом списке, то они не стали бы его подчеркивать, поскольку первый список по определению состоял из малоизвестных имен. Следовательно, включение имен из первого списка в число знаменитостей объяснимо только автоматическими влияниями на память. Эти влияния усиливаются, когда отвлечение внимания ослабляет контроль29.

29 Любопытно, что эффект псевдознаменитости был обнаружен даже в том случае, когда первый список зачитывался пациентам, находившимся под общим наркозом! Этот поразительный факт, по-видимому, объясняется тем обстоятельством, что в состоянии наркоза все еще может быть активирован вентральный поток переработки информации, дела-314 ющий возможными эффекты имплицитного запоминания (прайминга — см. 5.1.3).

Теоретические споры, связанные с данной двухуровневой моделью, так или иначе вращаются вокруг возможно излишне жесткой дихотомии автоматических и контролируемых процессов. Поэтому в модификации модели Шиффрина и Шнайдера начала 1990-х годов (Gupta & Schneider, 1991) подробно рассматриваются переходы от первоначально контролируемой обработки, для которой характерно существование ряда изолированных операций, таких как поиск в памяти и сканирование дисплея, к постепенной модуляризации обработки по принципу «короткого замыкания» информации на входе с ответами на выходе.

Однако даже подобные описания градуальной автоматизации не устраивают критиков, которые хотели бы видеть значительно большую гибкость во взаимоотношениях этих процессов. Эта гибкость проявляется, с одной стороны, в сохранении некоторого контроля над автоматизмами, а с другой — в неоспоримом влиянии автоматических процессов на наше осознание ситуации и произвольные действия.

Доказательством того, что автоматические процессы в экспериментах Шиффрина и Шнайдера не вполне «бесконтрольны», могут служить результаты самих этих авторов и последующих работ данного типа. Как правило, автоматическое обнаружение никогда не сопровождается строго параллельным поиском: время реакции растет с увеличением числа дистракторов, причем иногда наблюдается расхождение функций положительных и отрицательных ответов. Классические примеры автоматической обработки, такие как навыки чтения, обнаруживают зависимость от наших интенций и внимания — одно и то же слово будет прочитано нами различным образом, если мы считаем его словом немецкого или английского языка (см. 7.2.1). Аналогично величина эффекта Струпа несколько уменьшается, когда мы стараемся не читать название цвета. Действительно, лишь незначительная часть процессов переработки информации человеком может рассматриваться как «когнитивно непроницаемые» (см. 2.3.2 и 4.4.1), строго модулярные процессы.

Многочисленные факты демонстрируют возможность влияния автоматических процессов на осознание ситуации и произвольные действия. Мы имеем в виду не столько общую возможность редукционистского объяснения воли и сознания как эпифеноменов активности мозга (см. 4.4.3), сколько конкретные экспериментальные эффекты. Один из них известен с 1960-х годов как феномен Ферера-Рааба. Этот феномен был обнаружен в исследованиях маскировки и метаконтраста (см. 3.1.3), когда испытуемых просили как можно быстрее реагировать нажатием на кнопку при восприятии любого события на экране. При полной обратной маскировке предъявлявшегося первым объекта испытуемые видят только последующую маскировочную конфигурацию и уверены, что произвольно отвечают именно на нее. Анализ времени реакции показывает, однако, что фактически ответ инициируется первым, субъективно невос-принятым стимулом. Так, если первый объект предъявляется на 50 мс,

после чего с интервалом 50 мс показывается маскировочный объект, то время реакции по отношению к этому второму стимулу, на который, как считает испытуемый, он и реагирует, может составлять лишь 100 мс, что почти в два раза меньше самых быстрых произвольных ответов человека на зрительные стимулы.

Рассмотрим этот простой феномен подробнее, чтобы показать другой недостаток двухуровневых моделей. Объяснение феномена Ферера-Рааба предполагает комбинацию нескольких уровней обработки, первый из которых регистрирует появление объекта и инициирует моторный ответ. Этот уровень, однако, не способен идентифицировать объект, для чего необходима более детальная обработка, осуществляемая средствами следующего уровня. Если предположить, что первым из этих уровней является дорзальная (заднетеменная) система локализации, а вторым — вентральная (нижневисочная) система идентификации объектов (см. 3.3.3), то остается открытым вопрос о механизмах, ответственных за постановку самой задачи и общий контроль выполнения этого произвольного действия. Центральная роль в целеполагании принадлежит, согласно современным представлениям, префронтальным структурам коры (см. 4.4.2). Это заставляет добавить в схему третий уровень, «сверху». Кроме того, не совсем ясно, ответственна ли низкоуровневая система локализации также и за само обнаружение сигнала, либо нужно вводить еще и систему первичной активации (подобную системе Alerting в последних работах Майкла Познера — см. ниже).

Следовательно, традиционная дихотомия сознательной и бессознательной обработки, используемая в двухуровневых моделях, явно недостаточна для описания взаимодействий, сопровождающих решение задач в многоуровневой архитектуре30. Координационная структура действия «глубже» собственно сознательного контроля, поскольку охватывает также взаимодействия между фоновыми уровнями процессов оперативного достижения промежуточных целей (см. 4.1.1). Например, когда мы срываем с дерева пресловутое найссеровское яблоко, то низкоуровневые фоновые операции сохранения равновесия (уровень А) должны в основном координироваться с фоновой же операцией протягивания руки (уровень С), а не с более высокими уровнями, выполняющими в этом действии ведущую роль и поэтому определяющими содержание сознания. Взаимодействия между фоновыми уровнями в общем случае недоступны осознанию (если только сами эти операции, скажем, из-за внезапной потери равновесия, не становятся самостоятельным действием — см. 1.4.3), но это не меняет их сути как проявлений внимания, критически важных для успеха действия в целом.

30 Н.А Бернштейн описывал автоматизацию как выведение из-под сознательного контроля и распределение координации по соответствующим фоновым уровням• «Процесс переключения технических компонент движения в низовые, фоновые уровни есть то, что 316 называется обычно автоматизацией движений» (1947, с 43)

В настоящее время практически все авторы, работающие в рамках нейрокогнитивной парадигмы (см. 9.1.3), склонны рассматривать внимание как многоуровневый механизм или группу механизмов. Наиболее интенсивная и интересная программа изучения организации мозговых процессов, лежащих в основе разнообразных, направленных на решение задач активностей организма, реализуется Майклом Познером и его коллегами (Posner, 2004). Познер описывает такую организацию в терминах работы трех систем внимания, а именно:

/. Возбуждения-бдительности (Alerting),

2. Ориентровки {Orienting)

3. Экзекутивного контроля {Executive Control).

Наряду с использованием данных хронометрических задач и мозгового картирования, эти работы начинают все более опираться также на нейрогуморальные и нейрогенетические исследования (см. 2.4.3 и 9.4.3). Кроме того, исследуется отногенез и основные клинические синдромы нарушения внимания. Последние исследования, в частности, направлены на анализ возможной генетической обусловленности таких непосредственно влияющих на внимание заболеваний, как ADHD (синдром дефицита внимания и гиперактивности — предположительно связанной с системой Alerting), болезнь Альцгеймера (по-видимому, преимущественно нарушения ориентировки), а также аутизм и шизофрения (система экзекутивного контроля).

Характеристики трех систем внимания, как они описываются на момент написания данной книги, приведены в табл. 4.3. Некоторые данные об онтогенезе структур, лежащих в основе функционирования этих систем внимания, будут приведены в соответствующем разделе последней главы (см. 9.4.2).

Представление о трех системах внимания у Познера (и аналогичные схемы, встречающиеся в последнее время в работах ряда других авторов) несколько напоминают описание трех основных функциональных блоков мозга, как они понимались в поздних работах Лурия (энергетический, гностический и исполнительный, или экзекутивный, — см. 2.4.3). Надо сказать, что две первые системы из схемы Познера реализуют преимущественно автоматические операции. Для третьей системы, напротив, характерно использование произвольного режима работы. На протяжении последних лет Познер связывал ее функции с оперативной памятью, преодолением конфликтов и исполнительным (экзекутивным) контролем. Он также неизменно отмечал заслугу Лурия в самом открытии этой переднемозговой системы внимания, выполняющей, среди прочего, важнейшую функцию контроля социального поведения. Вопрос состоит в том, достаточно ли этих трех систем для обслуживания периодически обсуждаемых в нашей книге уровней функциональной организации познания? Их эволюционный Grand Design явно включает более трех уровней (см. 8.4.3).

Таблица 4.3. Характеристика трех систем внимания по Познеру (Posner, 2004).

Система Основные Основной Представи- Основной
  структуры мозга нейромодулятор тели локус
      в геноме воздействия
Возбуждение Ствол мозга Норэпинефрин Неизвестны Система (2):
  (Locus coeruleus), (норадреналин)   «Ориенти-
  правые теменные     ровка»
  зоны коры      
Ориентировка Средний мозг, ACh АРОЕ Первичные
  верхнетеменные (ацетилхолин) CHRNA4 сенсорные
  и височно-   CHRNA7? зоны (напр.,
  теменные отделы     VI и AI)
  коры, фронталь-      
  ные глазодвига-      
  тельные поля      
Контроль Передняя пояс- Дофамин DRD4 Весь мозг
  ная извилина,   СОМТ  
  медианная и   DBH  
  вентролатераль-   МАОА  
  ная префронталь-      
  ная кора, базаль-      
  ные ганглии      

Познером как пространственный поиск и селекция стимульных областей для более глубокой обработки. При таком понимании она относится к уровню пространственного поля С. Можно предположить, конечно, что та же самая система амбь-ентного внимания обслуживает и более высокий уровень D, «перетекая» из эгоцентрического «макропространства» окружения в «микропространство» координат предмета. В любом случае ясно, что в табл. 4.3 не хватает упоминания нижневисочных структур, или вентрального потока обработки зрительной информации, реализующего основные функции фокального внимания. Может ли пространственное внимание «подняться еще выше» и обеспечить обработку символической информации, например, поиск понятия в семантической памяти или слова во внутреннем лексиконе? По мнению Познера (личное сообщение, октябрь 2004), семантические связи обслуживаются не второй, а третьей системой. Об этом может говорить тот факт, что уже при простом припоминании слова или имени часто возникают конфликты выбора, подобные классическому эффекту «на кончике языка» (см. 2.2.2 и 7.1.3)31. С другой стороны,

31 Согласно современным представлениям (например, Botvinick, Cohen & Carter, 2004), детекция конфликтов разного рода составляет основную функцию передней поясной извилины (anterior cingulate cortex). Эта структура относится Познером к нейронной сети механизмов экзекутивного контроля.

вполне возможно, что система экзекутивного контроля Познера неоднородна и должна быть разделена на две подсистемы, обеспечивающие контроль переработки безличностного знания и, соответственно, личностно-релевантных ситуаций (см. 5.3.3 и 9.4.3). На эти и аналогичные вопросы ответ могут дать только дальнейшие исследования1′.

Долгое время функции сознания и центральных когнитивных механизмов представлялись совершенно недоступными для научного анализа. Так, по мнению основателя модулярного подхода Фодора (Fodor, 1983), научный анализ возможен лишь по отношению к модулярным системам перцептивной обработки информации, но не по отношению к центральным (высокоуровневым) механизмам познания и сознания (см. 2.3.2). За 100 лет до Фодора близкие взгляды высказывались основателем научной психологии Вильгельмом Вундтом (см. 1.2.2), который искренне считал, что экспериментальный метод применим лишь к относительно элементарным перцептивным и сенсомоторным процессам. Роль ранних нейропсихологических наблюдений состояла в демонстрации связи нарушений сознания с нарушениями нейрофизиологических механизмов (Бернштейн, 2003). Мы рассмотрим в следующем, последнем разделе этой главы современные данные, позволившие систематизировать представления о контроле действия, а также в значительной степени демистифицировать функции сознания, путем выделения в их составе отдельных компонентов и доказательства связи этих компонентов с мозговым субстратом.

Январь 24, 2019 Психология труда, инженерная психология, эргономика
Еще по теме
ДВУХУРОВНЕВАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ.
Анализ однофакторных двухуровневых планов
АЛЬТЕРНАТИВЫ
4.2 «Творческий синтез» как альтернатива
АЛЬТЕРНАТИВЫ ТЕОРИИ Ж. ПИАЖЕ
3.2.3 Микрогенез как альтернатива
КРИТИКА
КРИТИКА И ТЕНДЕНЦИИ
КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ
РЕЗИДЕНЦИАЛЬНЫЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ (RESIDENTIAL ALTERNATIVES)
ОНТОЛОГИЧЕСКАЯ АЛЬТЕРНАТИВА В ПСИХОФИЗИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЕ
КРИТИКА МЕТА-АНАЛИЗА
Упражнение «Скептики, критики и поклонники».
ОБЗОР И КРИТИКА
Добавить комментарий