Объяснения временных смещений на основе селективных моделей внимания

В основе селективных моделей внимания лежат следующие положения: (1) предполагается существование в системе переработки информации канала с ограниченной емкостью, так называемого «узкого места» или «бутылочного горлышка»; (2) для защиты этого канала от перегрузки в системе переработки ему предшествует фильтр. Фильтр в единицу времени отбирает количество информации, соответствующее пропускной способности канала. Этот фильтр и есть внимание, функции которого таким пониманием сводятся к отбору.

Существует два основных варианта селективных моделей внимания: модели ранней и поздней селекции. Они различаются по двум критериям: предполагаемой стадии, на которой происходит отбор, и признакам, на основании которых он производится. В моделях ранней селекции фильтр расположен между блоками системы переработки информации, отвечающими за процессы обнаружения и опознания; отбор происходит на основе физических признаков входной стимуляции за счет торможения нерелевантных каналов. Модели поздней селекции предполагают отбор на основе семантических признаков, значимости информации и за счет усиления релевантных каналов. В ходе дискуссий между авторами ранне- и позднеселективных моделей постепенно начали разрабатываться модели гибкой и множественной селекции, предполагающие, что этап и способ селекции могут изменяться в зависимости от задачи, стоящей перед воспринимающим субъектом.

Среди объяснений интеграции признаков и временных смещений также можно выделить все три теоретических подхода, основывающихся на понимании внимания как селекции: раннеселективный (модели последовательной переработки признаков), позднеселективный и гибкой и множественной селекции (модели параллельной переработки признаков). Первый подход предполагает последовательную переработку кодов: обнаружение одного из признаков вызывает запрос на опознание другого. Этот подход развивался Д. Бродбентом [46]. Второй подход предполагает параллельные процессы обнаружения и опознания для различных признаков и отбор после опознания [36]; [30]. И, наконец, третий подход предполагает параллельную переработку кодов различных признаков с последующим, относительно поздним, их соединением, требующим внимания [60]; [61]; [59].

Модели соединения признаков, основанные на предположении о ранней селекции. Д. Бродбент предложил двухстадийную модель интеграции признаков, основанную на предположении о наличии фильтра в перцептивном цикле. Восприятие рассматривается как чередование концептуально-ведомых «запросов» и ведомых данными «предложений». При зрительном поиске сперва производится последовательное, активное обследование зрительного поля, направленное на обнаружение ключевого признака. После обнаружения некоторого объекта, обладающего искомым признаком, производится его дополнительное обследование, направленное на опознание признака, о котором необходимо дать отчет. Таким образом, происходит ранняя селекция по ключевому признаку. Ошибки вторжения возникают в том случае, если стимуляция успевает измениться за время, прошедшее между обнаружением ключевого признака и дополнительным обследованием. Временные смещения рассматриваются как результат работы механизма внимания, понимаемого как фильтра, осуществляющего раннюю селекцию.

Таким образом, в раннеселективных моделях наличие и величина временных смещений всецело определяются, с одной стороны, скоростями процессов обнаружения и последующего опознания, а с другой стороны — скоростью смены стимуляции. Эти модели объясняют возникновение положительных временных смещений, но не могут объяснить появление отрицательных смещений, полученных во многих экспериментах с RSVP [46]; [30]; [17]; [18]; [19].

Модели соединения признаков, основанные на гипотезе поздней селекции. С. Кил и В. Нилл предложили следующую модель механизма внимания, которую можно отнести к моделям поздней селекции [36]. Авторы понимают внимание как процесс, контролирующий поток информации. Информация о поступающем стимуле разбивается на различные признаки, или коды, физические и семантические, которые перерабатываются параллельно. Более поздний процесс внимания отбирает часть признаков и интегрирует их в единый перцепт. С. Кил ввел дополнительное предположение о том, что временные смещения — результат различной скорости формирования и активации ключевого признака и того признака, о котором требуется отчет.

Из модели Кила следует, что в условиях RSVP при смене ролей ключевого признака и того признака, о котором необходимо отчитаться, должна произойти инверсия паттерна смещений. Например, если при поиске цифры определенного цвета преобладают положительные смещения, то при задаче назвать цвет определенной цифры должны преобладать отрицательные смещения, т.к. скорость активации цвета меньше скорости активации формы. Однако это предположение не получило экспериментального подтверждения.

Другая модель, которую можно отнести к классу позднеселективных, основана на предположении о наличии буфера ультракратковременной памяти — послекатегориального хранилища для зрительной информации, содержание которого доступно сознанию [30]; [53]. Ключевой признак всегда поступает в буфер ультракратковременной памяти раньше, чем признак ответа. Буфер может содержать одновременно до трех сложных картин и большее количество более простых изображений. Интеграция отдельных частей изображения, происходящая в этом буфере, требует внимания и предполагает селекцию — отбор соответствующих частей при нескольких возможных вариантах [30].

Модели соединения признаков, основанные на гипотезе гибкой и множественной селекции. Метафора внимания, лежащая в основе теории интеграции признаков (ТИП), развиваемой А. Трейсман, представляет собой прожектор, ширина луча которого может изменяться. Интерпретация временных смещений как иллюзорных соединений во времени и использование ТИП как базовой модели для их объяснения были произведены позднее другими авторами [46]; [35]; [19].

Теория интеграции признаков включает следующие основные положения:

1. В переработке зрительной информации можно выделить две стадии — раннюю и позднюю. На ранней стадии происходит разложение стимулов на отдельные первичные признаки специальными анализаторами. Число анализируемых таким образом измерений невелико: это цвет, размер, контрастность, наклон, кривизна, наличие концов линий, текстура, движение и глубина. Для каждого из этих измерений создается так называемая карта признаков, относящая некоторое значение признака к определенной локализации объекта в поле зрения. Признаки по различным измерениям анализируются параллельно. Зрительный поиск по одному из таких признаков происходит параллельно по всему полю зрения и не зависит от количества находящихся в нем объектов, т.к. для обнаружения объекта, определенного через один первичный признак, достаточно направить прожектор внимания на карту необходимого измерения и проверить наличие требуемого признака.

2. В отсутствие сфокусированного внимания выделенные признаки остаются «свободно плавающими», т.е. могут соединиться в объекты случайным образом. Такие явления восприятия в образе одного объекта сочетания признаков различных объектов, реально предъявлявшихся испытуемому на краткие промежутки времени, получили название иллюзорных соединений (illusory conjunctions). Они формируются в результате процессов предвнимания и не зависят ни от относительной локализации исходных объектов, ни от конкретных соединяющихся признаков (например, предъявленный испытуемому большой красный квадрат может быть «заполнен» синим цветом маленького синего круга из другой части дисплея).

3. Для правильной интеграции признаков в объекты необходимо сфокусированное внимание (2-я стадия переработки). На этой стадии основой для соединения признаков служит их локализация в пространстве. Направление сфокусированного внимания на карте локализации объектов и затем на картах отдельных признаков определяется (а) заданной локализацией; (б) заданным признаком; (в) заданным объектом. Зрительный поиск соединений является последовательным (внимание последовательно фокусируется на каждом участке поля зрения) и самооканчивающимся. В случае, если внимание распределено между несколькими объектами, признаки этих объектов также могут быть ошибочно интегрированы в иллюзорные соединения, но иллюзорные соединения никогда не образуют признаки, относящиеся к двум объектам, один из которых вошел в фокус внимания, а другой остался за его пределами.

4. Внимание не является единственным средством соединения признаков. В реальных условиях правильному соединению признаков также способствует прошлый опыт, отбрасывающий и перепроверяющий неверные соединения. Как пишет А. Трейсман, «в жизни редко можно встретить синий банан или мохнатую яичницу» ([11], с.76), поэтому вне экспериментальных условий иллюзорные соединения практически не встречаются.

Можно говорить о существовании минимум трех оснований для интеграции признаков — семантической связи, пространственной и временной смежности. В обычных условиях восприятия при соединении признаков перцептивная система больше ориентируется на информацию о локализации, чем об одновременности, однако в RSVP использование этого более сильного основания исключается экспериментальной процедурой.

В модели выбора стратегии зрительного поиска Д. Бродбента, М. Бродбент и Дж. Мак Лина [46] предпринята попытка объяснить наличие как положительных, так и симметричных паттернов ошибок вторжения. Параллельная переработка кодов с их относительно поздней интеграцией, так и активного последовательного поиска с двумя стадиями — обнаружения и опознания. Эти два варианта не являются взаимоисключающими, а представляют собой две стратегии системы переработки информации, выбор между которыми производится на основании характеристик стимула. Первая, параллельная и относительно пассивная стратегия имеет место в случае большей неопределенности ключевого признака стимула. Например, это может быть в случае обнаружения по категориальному признаку (обнаружение цифры среди букв). Данная стратегия получила название «подождем и увидим» («wait and see»). Предположительно, ей соответствует симметричный паттерн смещений. Вторая, последовательная и относительно активная стратегия избирается перцептивной системой в том случае, когда ключевой признак цели строго определен (например, поиск конкретной цифры). Результатом этой стратегии «обнаружить-потом-опознать» («detect then identify») является положительный паттерн смещений. Обе стратегии были также выделены в ходе анализа субъективных отчетов испытуемых.

Данная модель объясняет большой массив данных по временным смещениям (случаи положительных и симметричных паттернов), однако не объясняет паттернов с преобладанием отрицательных смещений.

Модель соединения признаков, основанная на понимании внимания как ресурсов. Модель, основывающая объяснение ошибок вторжения на понимании внимания как ресурсов системы переработки информации, была предложена Х. Ботельей и Ч. Эриксеном [18]; [19] и отнесена авторами к классу моделей параллельной переработки. Аналогично селективному подходу, данная модель предполагает две стадии переработки признаков стимула, на первой из которых признаки перерабатываются параллельно, а на второй интегрируются на основе пространственной локализации или некоторого ее временного аналога (в случае RSVP). Обнаружение ключевого признака занимает некоторое время, по истечении которого он соединяется с наиболее активированной на этот момент репрезентацией второго признака. Скорость обнаружения и опознания зависит от доступного для процесса переработки признака количества ресурсов внимания. Чем больше ресурсов отведено на обнаружение ключевого признака, тем меньше их остается для опознания признака по второму измерению, и наоборот.

Использованная литература