Механизмы сукцессивного и симультанного опознания

Опознание в широком смысле слова понимается как деятельность, охватывающая широкий диапазон функций — от узнавания знакомых, часто употребляемых предметов до выявления

закономерностей в различных совокупностях данных или ориентировки в незнакомой обстановке. Современные исследования опознания показывают, что этот процесс нельзя рассматривать как пассивную передачу информации, обусловленную физическими свойствами стимуляции. Как пишет П. Колерс, это скорее активный процесс селекции, часто связанный с необходимостью решения многих задач и требующий наличия у воспринимающего субъекта различных механизмов для перекодирования информации. Субъект использует эту информацию для управления своим поведением, для предвидения событий, для построения внутренних отображений внешних объектов и внешнего пространства, т. е. «чувственного опыта».

В большинстве современных работ опознание рассматривается как процесс выдвижения и проверки гипотез. М. С. Шехтер [33] следующим образом представляет структуру процесса опознания. В опознавательном процессе участвуют зафиксированные в памяти образы, следы знакомых объектов или классов объектов. Еще до прямого участия этих образов в опознавательном процессе они в какой-то степени должны быть актуализированы в памяти. При этом оживляется и затем включается в опознавательный процесс не обязательно лишь тот след или комплекс следов, который соответствует предъявленному объекту, хотя возможен и такой случай. В последующем процессе сличения актуализированных следов и поступающей информации выясняется, какой именно след или комплекс следов соответствует воспринятой информации и соответствует ли ей вообще какой-либо из актуализированных следов.

В итоге указанного взаимодействия анализатор получает какой-то показатель соответствия или несоответствия между следами объекта и поступающей информацией. В первом случае говорят о положительном узнавании, во втором — об отрицательном узнавании.

Для осуществления операции сличения необходим особый аппарат сличения. Н. А. Бернштейн [34] дает характеристику функционирования этого аппарата при регуляции двигательных актов. Аппарат сличения сопоставляет текущие значения параметра Iω с требуемым значением Sω и передает в следующие инстанции регуляционной системы ту оценку их расхождения (∆ω) между собой, которая и служит основой для подачи на периферию эффекторных коррекционных импульсов. Здесь мы сталкиваемся, по словам автора, с совершенно своеобразным процессом, при котором сличение и восприятие разницы производится не между двумя рецепциями, симультанными или сукцессивными, а между текущей рецепцией и представленным в какой-то форме в центральной нервной системе внутренним руководящим элементом (представлением, энграммой и т. п.).

Опознавательный процесс на первых стадиях в значительной

степени напоминает процесс ознакомления. В нем тоже присутствуют такие действия, как обнаружение, выделение адекватного задаче информативного содержания. Когда это содержание выделено, осуществляются сличение и идентификация предъявляемого объекта с записанными в памяти эталонами. При большом числе существенных признаков в объекте процесс сличения осуществляется по элементам и длится тем дольше, чем больше таких признаков в объекте и его модели, созданной при ознакомлении. Но по мере усвоения данного алфавита объектов характер опознавательного процесса меняется. Все операции, осуществляющиеся в составе опознавательного действия, практически сливаются с опознанием. Появляется возможность так называемого симультанного опознания, т. е. мгновенного узнавания уже известного. Возникает важный с теоретической и практической точки зрения вопрос, за счет чего возможно симультанное опознание, какие механизмы участвуют в его осуществлении.

Существуют различные подходы к решению данной проблемы. Д. Хебб и другие авторы полагают, что и на стадии симультанного опознания осуществляется последовательная фиксация выделенных при ознакомлении признаков. Согласно модели «клеточных ансамблей» Д. Хебба, в основе восприятия сначала частей, а затем всей фигуры лежат функциональные объединения нейронов коры — клеточные ансамбли. Порядок активации отдельных клеточных ансамблей определяется векторами движений глаз и общей моторной активностью субъекта.

В пользу гипотезы о существовании последовательных операций при опознании свидетельствует множество фактов. В. Д. Глезер и А. А. Невская говорят [35] о наличии двух типов опознания зрительных изображений. В эксперименте этих авторов показано, что при опознании простых изображений (опознание наклона прямолинейного отрезка), количество информации, получаемой наблюдателем, не определяется временем наблюдения. Это объясняется тем, что элементарные признаки выделяются врожденными механизмами в виде специализированных рецептивных полей на разных уровнях зрительной системы, работающими по стандартной, генетически заданной программе. При опознании сложных изображений время опознания тем больше, чем больше информационное содержание предъявленного стимула, т. е. время опознания сложных рисунков прямо пропорционально логарифму числа членов алфавита. На этом основании авторы заключают, что опознание при этом совершается путем обнаружения в объекте ряда признаков с помощью последовательных выборов. Образ в этом случае характеризуется определенной временной последовательностью, кодовой группой, и описание изображения может быть не связано с какой-то определенной нейронной структурой.

Другая гипотеза сводится к тому, что симультанное опознание осуществляется по каким-то иным, более «оперативным» признакам, выделенным человеком в ходе тренировки. В целом ряде исследований переход к симультанному опознанию связывается с сокращением комплекса опознавательных признаков за счет «свертывания», исключения из него многих избыточных компонентов. Симультанное опознание начинает совершаться тогда, когда после такого сокращения остается один или небольшое число признаков, по которым осуществляется операция сличения. Эти опознавательные признаки называют «опорными признаками», «критическими точками» и т. п. Подобную точку зрения относительно признаков, по которым осуществляется симультанное опознание, высказывает Е. Н. Соколов [36], предлагая вероятностную модель восприятия. Статистический подход позволяет автору описать динамику восприятия как процесс изменения априорных вероятностей гипотез по мере ознакомления с отдельными свойствами воспринимаемого предмета. В таком случае восприятие (опознание) не предполагает обязательной проверки всех признаков данного предмета или изображения. Взаимная связь свойств предмета позволяет оптимизировать процесс опознания на основе проверки некоторой системы критических признаков, выделение которой сопровождается уменьшением первоначальной степени неопределенности. По мнению Соколова, выделение этих критических компонентов воспринимаемого изображения, сопровождающееся схематизацией поисковых движений, обеспечивает узнавание предъявляемого объекта по сокращенным и формализованным траекториям, охватывающим часть изображения.

Аналогичную гипотезу о способах симультанного опознания высказывает Б. Ф. Ломов, основываясь на данных экспериментального исследования опознания букв и цифр в условиях их тахистоскопического предъявления: в процессе опознания человек, минуя многие ступени дихотомической лестницы, быстро относит предъявляемый объект к группе объектов, весьма близких ему. С помощью операций сличения затем устанавливается, какой именно член этой группы идентичен предъявляемому [37].

Р. М. Грановская [38] в качестве стадии перехода от сукцессивного к симультанному опознанию также выделяет последовательно-параллельное восприятие посредством обследования только наиболее информативных точек на основании информации, записанной в памяти. Симультанное опознание автор рассматривает как многоканальное параллельное восприятие, не требующее внешних движений и обеспечивающее в каждый момент анализ всего объекта только по одному признаку. Однако автор недостаточно четко определяет характер признаков, оперирование которыми обеспечивает переход от внешнего сканирования к внутреннему и от сукцессивного опознания к симультанному.

В последнее время в психологической литературе все больше накапливается фактов в пользу гипотезы о механизме опознания, основанном не на опробовании отдельных признаков, а на их преобразовании, укрупнении. При этом предполагается возможность формирования на основе группы признаков целостного образования. Подтверждение правомерности данной гипотезы получено в исследовании М. С. Шехтера, посвященном изучению двух типов опознания — сукцессивного и симультанного. Автор утверждает, что симультанное узнавание нельзя объяснить простым сокращением опорных точек (т. е. выпадением некоторых из них) и что оно не является скрытой формой сукцессивного узнавания, при котором процесс сличения автоматизирован и совершается очень быстро. М. С. Шехтер отмечает, что здесь имеет место не только сокращение признаков, но и замена большего числа признаков меньшим за счет синтезирования нескольких признаков в один, который в дальнейшем используется вместо нескольких. Эти целостные признаки воспринимаются наблюдателем как простые, неразложимые единицы [33].

Рис. 1. Образцы знаков, использовавшихся в экспериментах.

а — знак, состоящий из однородных элементов; б — симметричный; в — асимметричный.

Итак, можно выделить две основные гипотезы относительно принципов, по которым осуществляется симультанное опознание: 1) мгновенное опознание возможно благодаря выделению критических опорных точек объекта; 2) при таком опознании наблюдатель оперирует целостным образом объекта. Этот вид кодирования, преобразования стимула, в результате которого осуществляется переход от оперативных единиц восприятия низшего ранга к единицам более высокого ранга, В. П. Зинченко и Д. Ю. Панов [39] называют «естественным» кодированием, чтобы отличить его от кодирования информации в технике связи.

Проблема отличительных признаков, характеристик объекта, на основании которых строится перцептивное представление о нем, еще не решена. Организация отдельных стимулов или отдельных элементов стимулов в структуры, в крупные оперативные единицы способствует уменьшению времени опознания и увеличению пропускной способности наблюдателя. Поэтому вопрос о признаках, которыми оперирует человек при выполнении различных перцептивных задач, представляет не только теоретический, но и практический интерес.

В ряде наших исследований [40, 41, 42] изучался процесс формирования опознавательных эталонов на разных стадиях развития перцептивного действия: 1) различение, выделение

в объекте отдельных признаков; 2) идентификация двух одновременно предъявляемых сигналов; 3) зрительный поиск и сличение; 4) опознание сигналов. Исследования были предприняты с целью проследить процесс формирования опознавательных эталонов и выделить те свойства последних, которые обеспечивают максимальную эффективность перечисленных выше элементарных операций и тем самым способствуют повышению эффективности опознавательной деятельности.

В качестве стимульного материала использовалась система знаков, насчитывающая 32 символа. Все знаки, составляющие данный алфавит, имеют контур в виде равнобедренной трапеции и состоят из пяти элементов, каждый из которых может быть либо черным, либо белым (рис. 1). Таким образом, алфавит является ограниченным и представляет собой сумму всех возможных сочетаний из пяти, т. е. 32.

Эксперимент I. Исследование формирования перцептивного образа

Испытуемым, не знакомым с используемым в опыте стимульным материалом, на экране проекционного тахистоскопа предъявлялись по одному все знаки данного алфавита при времени экспозиции 50 мс. Задача испытуемых сводилась к воспроизведению предъявляемых знаков с помощью электрокарандаша, соединенного с секундомером. О точности воспроизведения можно было судить по зарисовкам испытуемых. В ходе эксперимента регистрировался латентный период сенсомоторной реакции испытуемых. Использовались два варианта до- и послеэкспозиционного поля: светлое и темное.

Известно, что процесс переработки зрительной информации не ограничивается лишь временем экспозиции стимула, так как след предъявляемого стимула сохраняется в сенсорной и иконической памяти (подробнее об этом речь будет идти при микроструктурном анализе опознания) еще некоторое время, в течение которого продолжается считывание зрительной информации. Однако если по окончании экспозиции подается светлое послеэкспозиционное поле или маскирующий стимул, то читаемость следа тестового стимула может быть в значительной мере ухудшена, что либо затрудняет, либо полностью прекращает дальнейший процесс считывания информации. Анализ зарисовок предъявляемых знаков, сделанных испытуемыми, позволил проследить процесс формирования зрительного образа, эталона. При работе со светлым полем (после предъявления первого знака) восемь испытуемых из десяти выделяют и правильно воспроизводят контур знака. Однако при этом в 50% случаев фигура воспринимается как единое нерасчлененное целое. Трое испытуемых разделили знак на четыре элемента, и лишь один правильно воспроизвел количество элементов в знаке, т. е. пять.

При последующих предъявлениях знаков в ряде случаев наблюдались искажения контура в зарисовках даже тех испытуемых, которые правильно воспроизвели его после первого предъявления. Не является стабильным и воспроизводимое испытуемыми количество элементов в знаке: оно варьирует от двух до семи элементов. Таким образом, формирующийся в результате повторных предъявлений знаков зрительный образ неустойчив, его динамические изменения выражаются в различных искажениях контура фигуры, в варьировании воспроизводимого числа элементов в знаке.

Далее, при последующих предъявлениях знаков, происходит сокращение числа возможных альтернатив и формирование «схемы», обобщенного эталона. Испытуемые в словесных отчетах при этом отмечают, что «все знаки одинаковые», «имеют одинаковую форму». Такое обобщенное узнавание, т. е. отнесение предъявляемых объектов к общей, широкой категории «фигур, имеющих форму равнобедренной трапеции и расчлененных на несколько элементов», наблюдается у разных испытуемых после различного числа предъявлений знаков — от трех до шестнадцати предъявлений. (Эта вариативность объясняется различной степенью тренированности испытуемых в тахистоскопических экспериментах.)

Для большинства испытуемых задача различения стимула свелась к выделению контура фигуры и определению числа составляющих ее элементов. Лишь двое испытуемых из десяти, установив, что оба этих признака — форма и число элементов — являются постоянными, общими для всего алфавита знаков, сумели выделить к концу эксперимента в качестве наиболее информативного признака последовательность черных и белых элементов в знаке.

Таким образом, при работе с незнакомым стимульным материалом задача различения и выделения в объекте информативного содержания оказалась сложной и время экспозиции, равное 50 мс, было недостаточным для ее выполнения. Испытуемые при этом оперировали целым рядом признаков объекта: формой, числом элементов, цветом элементов, их последовательностью. Сформированная в результате повторных предъявлений знаков обобщенная «схема» была недостаточно устойчивой и в ряде случаев не адекватной объекту. Поэтому число случаев, когда испытуемые сумели выделить наиболее информативный признак в знаке — последовательность черных и белых элементов — и воспроизвести его, было невелико и общее число правильных воспроизведений составило лишь 7,5%.

Анализ зарисовок, сделанных испытуемыми, работавшими в условиях темного до- и послеэкспозиционного поля, показывает, что процесс формирования зрительного образа при этом проходит те же стадии, что и у испытуемых первой группы. Однако в этих условиях для создания «схемы» фигуры и обобщенного

узнавания последней потребовалось меньшее число предъявлений знаков и точность воспроизведения существенно возросла (30% правильных ответов).

Полученные в ходе эксперимента данные о длительности латентного периода реакции показывают явную тенденцию к закономерному уменьшению его к концу эксперимента. Латентный период реакции сокращается по мере тренировки испытуемых обеих групп и в процессе формирования «схемы» объекта. Не было обнаружено различий в длительности латентного периода реакции на предъявление отдельных знаков, составляющих алфавит. Это объясняется тем, что отличительные признаки знаков — последовательность черных и белых элементов — не были информативными для большинства испытуемых.

Эксперимент II. Исследование операции выделения

в стимуле информативного содержания

«Схема» стимула сообщалась испытуемым до начала эксперимента в словесной инструкции. Кроме того, им давались карточки с изображенной на них «схемой» знака, и задача испытуемых сводилась к тому, чтобы после предъявления стимула отметить на карточке светлые элементы в знаке.

Сравнение данных по точности воспроизведения знаков в первой и второй сериях эксперимента показывает, что в последнем случае точность резко возрастает: в 6,6 раза при светлом поле и в 3,7 раза — при темном. Повышение точности воспроизведения вызвано сокращением числа альтернатив при восприятии в результате предварительного формирования у испытуемых «схемы» стимула. Это приводит к сокращению числа релевантных параметров стимула. Часть признаков объекта, таких, как контур знака, число элементов, становится избыточной, что способствует разгрузке кратковременной памяти. Задача испытуемых теперь состоит лишь в выделении наиболее информативных признаков, отличающих каждый данный знак от всех остальных, составляющих алфавит, а именно в установлении и воспроизведении последовательности темных и светлых элементов. Иными словами, испытуемые переходят к оперированию другим рабочим алфавитом, меняют оперативные единицы восприятия. О том, что представляет собой

Рис. 2. Образцы ошибок, допускавшихся испытуемыми в опытах.

новый рабочий алфавит испытуемых, можно судить по характеру ошибок, допускаемых ими при воспроизведении знаков.

Были выделены четыре основных типа ошибок, допускаемых испытуемыми: пропуск или добавление, перенос (перестановка), аддитивное смешение и зеркальное отражение (рис. 2). Кроме того, допускались ошибки смешанного типа. В распределении ошибок по перечисленным выше типам наблюдается высокая степень корреляции для двух групп испытуемых, работавших в условиях светлого и темного поля (табл. 1). Можно предположить, что испытуемые обеих групп, выполняющие в различных условиях одну и ту же задачу, оперируют одним и тем же рабочим алфавитом.

Таблица 1

Поиск по сайту: