Основные направления
- Теории селективного внимания: избирательное восприятие одной информации, игнорирование другой
- Ресурсные теории
- Теории когнитивного контроля: способность управлять и контролировать произвольно
Теории селективного внимания
Теории «бутылочного горлышка»
Теории ранней селекции (Д. Бродбент, А. Трейсман)
Бродбент
Исходным положением модели является идея, что центральная нервная система человека представляет собой канал передачи информации с ограниченной пропускной способностью (емкостью). Получено много фактов, говорящих о том, что возможности человека в этом смысле ограничены. Сюда относятся, прежде всего, данные об интерференции двух одновременных деятельностей, результаты исследований психологического рефрактерного периода и характеристик объема непосредственного запоминания. Согласно Д. Бродбенту, канал ограниченной емкости может передавать за единицу времени лишь небольшое количество информации (порядка 10 бит в с.). Превышение этого предела приводит к резкому увеличению числа ошибок. На основании экспериментальных данных, полученных самим Д. Бродбентом и его предшественниками, была построена модель передачи информации у человека (Broadbent, 1958). На рис. 2.2 приведен один из первых вариантов этой модели. Д. Бродбент выделяет две стадии переноса информации. Стимуляция от многих источников, показанных стрелками в левой части рисунка, поступает на первую, обозначенную буквой S (от англ. Storage — хранилище), стадию переработки. Все поступающие сообщения могут пройти ее одновременно и беспрепятственно. Вторая, более поздняя стадия Р (от англ. Perception — восприятие) может в данный момент пропустить без ошибок и потерь только одно сообщение. Здесь возможна лишь последовательная, поочередная переработка других, одновременно поступающих сообщений. Эту стадию иногда отождествляют с механизмом сознания. Таким образом, эффективная работа системы в целом предполагает отбор одного сообщения или канала информации среди многих других в пункте перехода от первой стадии ко второй
Прежде чем перейти к изложению развернутой модели ранней селекции, необходимо пояснить значение термина "канал". В психологии канал определяется как проводник или путь переноса сенсорных сообщений такого класса, который может быть отвергнут или отобран для дальнейшей переработки. В ранней модели Д. Бродбента каналы образуются на стадии сенсорной параллельной переработки. Так, внутри слуховой модальности могут быть выделены каналы мужского и женского голосов; каналы информации, идущей слева или справа; каналы тихой и громкой речи и т.п. Заметим, что в широком смысле под каналом имеют в виду объекты селекции. Точное определение канала предполагает знание места отбора на линии переработки информации или продуктов работы системы на предвнимательной стадии. Во многих случаях указание на определенные источники стимуляции дает достаточные основания для различения возможных каналов.
Д. Бродбент предположил, что селекция происходит рано, уже на стадии сенсорного анализа стимуляции. Механизмом селекции является особое, названное фильтром устройство, блокирующее нерелевантные источники информации. Отбор релевантного сообщения происходит на основе физических признаков. В ситуации перегрузки входной информацией в канал ограниченной пропускной способности (стадия Р) могут пройти только те стимулы, которые обладают каким-то общим физическим признаком: направлением, интенсивностью, тоном, цветом и т.д. Отвергнутая информация сохраняется на ранней стадии S в течение нескольких секунд и, при условии быстрого переключения фильтра на нее может быть также переработана на стадии Р. Эти идеи Д. Бродбент разрабатывал на основании данных собственных экспериментальных исследований. Наиболее значимыми и широко известными являются опыты на расщепленный объем памяти
В другом эксперименте на правое ухо предъявляли шесть цифр (7-3-6-4-5-4) , а на левое — две цифры (1-2), инструктируя испытуемых сначала воспроизвести материал с правого наушника, а затем с левого. Если эти две цифры поступали на левое ухо одновременно с двумя последними элементами, поступающими на правое ухо (5-1,4-2), то испытуемые воспроизводили их гораздо чаще, чем при условии одновременного предъявления с первыми элементами шестерки цифр (7-1, 3-2). Так, при скорости предъявления один элемент (или пара) в 0.5 с было 44% правильных ответов (7-3-6-4-5-4-1-2) при условии пар в конце ряда и 28 % — при условии пар в начале. Выводы этих и многих других исследований Д. Бродбент обобщил и представил в виде схемы потока информации, опубликованной в книге "Восприятие и коммуникация" в 1958 г. Эта схема приведена на рис. 2.4.
Подобно модели, показанной на рис. 2.2, здесь сохраняется представление о двух основных стадиях переработки информации. На первом этапе одновременно, то есть параллельно, перерабатывается и хранится в течение непродолжительного времени (около 2 с) вся входная информация. Анализ стимуляции на данной стадии заключается только в выделении физических признаков, различающих отдельные каналы поступления информации. Предшествующий фильтру блок кратковременного хранения сырых сенсорных данных не следует отождествлять с открытой позже и тщательно изученной подсистемой кратковременного запоминания уже опознанной стимуляции. В ранней модели Д. Бродбента этой подсистеме кратковременной памяти скорее соответствует канал ограниченной пропускной способности, а буферное хранилище на стадии параллельной переработки можно сравнить с сенсорными регистрами (иконическим и эхоическим) трехкомпонентных теорий памяти.
Дальнейшая переработка с целью опознания объектов или анализа значения вербального материала происходит на второй стадии, то есть в системе Р с ограниченной пропускной способностью. Фильтр защищает эту систему от перегрузки, перекрывая входы всех, кроме одного, релевантного, каналов стимуляции. Д. Бродбент подчеркивает, что речь идет только об информационной перегрузке Р системы. Одновременная переработка нескольких стимулов также возможна, если их появление высокопредсказуемо. Автор допускает возможность одновременной глубокой переработки нескольких сообщений при условии неполной загрузки канала ограниченной емкости. В этих ситуациях стимуляция поступает в него, минуя фильтр.
Если же требования к переработке информации повышаются, то система Р начинает работать в режиме перегрузки, параллельная идентификация стимуляции нескольких каналов оказывается невозможной и включается фильтр, пропускающий разные сообщения поочередно. Опознанная информация поступает на систему ответа, показанную в виде двух блоков в правой верхней части рис. 2.4 и блок долговременного хранения, показанный в правой нижней части. Кроме того, она может возвращаться благодаря петле повторения на раннюю стадию и вновь прокручиваться на стадии Р. Еще одна петля обратной связи идет с хранилища на фильтр. По этой связи происходит гибкая настройка фильтра в соответствии с полученной инструкцией и только что опознанной информацией. Фильтр обладает также устойчивыми, как бы встроенными, программами или правилами функционирования. Так, независимо от условий, он будет переключаться на внезапные и движущиеся стимулы и, наоборот, отключать стимулы повторяющиеся и монотонные.
Работу модели, показанной на рис. 2.4, можно пояснить на примере интерпретации результатов вышеописанного эксперимента на расщепленный объем памяти. Система выделяет по признаку направления два источника (правый и левый) звуковой стимуляции, но она не может успешно решить задачу одновременного опознания цифр каждой пары. Об этом говорит сравнительно низкий процент полных и правильных ответов испытуемых. При последовательном предъявлении шести цифр этот процент был бы намного выше, поскольку средний объем непосредственной памяти на этот материал лежит в пределах от 7 до 9 элементов. В опытах Д. Бродбента, если цифры пар были идентичны, число правильных ответов повышалось с 65 до 93 %. Особенно показательным в этом отношении является резкое падение продуктивности при инструкции попарного воспроизведения предъявленного материала. Факт поканального воспроизведения цифр говорит о том, что в системе Р вначале перерабатывалась информация, идущая с одного уха, а затем — с другого. Сначала, по признаку направления, фильтр отбирает и пропускает один канал. Информация другого канала сохраняется в кратковременном хранилище и может быть пропущена фильтром и переработана после восприятия цифр первого канала.
Увеличение времени задержки цифр на сенсорной стадии (в опытах с предъявлением двух цифр одного канала спаренно с начальными и конечными цифрами другого канала) приводило к уменьшению вероятности их воспроизведения. Это говорит о том, что информация на стадии S может быть быстро потеряна. Так же объясняется снижение продуктивности при увеличении числа пар с трех до четырех. Более успешное попарное воспроизведение при медленной подаче можно объяснить переключениями фильтра с одного канала на другой в паузах между предъявлениями пар. Время переключения составляет, по оценкам Д. Бродбента, около одной трети секунды.
Итак, внимание, по Д. Бродбенту, выполняет функцию селекции и представляет собой специальный механизм (фильтр), расположенный на ранней стадии приема и переработки информации. Поэтому данную теорию внимания называют моделью ранней селекции. Модель фильтра была встречена с большим интересом психологами-экспериментаторами и получила широкое признание среди психологов-практиков.
|
Вывод (по конспекту): в процессах селекции слуховой информации больную роль играют физические признаки: локализация, тембр, интенсивность.
|
Модель Бродбента:
Эксперимент с расщепленным объемом памяти А. Бродмент
|
|||||
Память расщепляется по каналам: сначала с правого уха, затем с левого (влияет асимметрия)
При увеличении количества цифр с 3 до 6-7 воспроизводятся цифры только с правого уха. Требование попарного воспроизведения цифр (9-3, 4-2…) приводит к резкому ухудшению результатов воспроизведения.
Клиническое применение модели Бродбента
Теория нарушения фильтрации информации при шизофрении (McChie 1969, Payne 1961). Не способны отфильтровать информацию à хроническая перцептивная перегрузка à галлюцинации, повышение сенситивности, аутизация мышления
Недостаток теории: дефекты фильтрации не специфичны для шизофрении. Ограника, острые маниакальные состояния
Противоречит теории Бродбента:
1. феномен «вечеринки с коктейлем» Moray 1959: 33% людей замечают свое имя, звучащее в нерелевантном ухе. Уточнение Conway 2001 замечают свое имя 65% лиц с низким уровнем когнитивного контроля и лишь 15% с высоким уровнем когнитивного контроля
2. феномен «перекреста сообщений» Трейсман 1964 несмотря на инструкцию повторять слова, поступающие в правое ухо, большинство испытуемых воспроизводят «мыш ест сыр», не замечая ошибки
|
|||||
А. Трейсман
Модель Трейсман предполагает, что нерелевантные сообщения слышатся приглушенно, а не блокируются совсем.
Данные, полученные Трейсман и другими исследователями, расходились с моделью фильтрации. Какой-то мозговой центр, прежде чем анализировать характеристики сигнала, должен был принять решение о том, что это необходимо. Очевидно, для этого был нужен некоторый предварительный просмотр материала.
Насколько хорошо работает модель делителя Трейсман. Она, конечно, логично объясняет, почему мы можем слышать что-то без обращения к нему внимания и как мы уделяем внимание смыслу, а не только физическим характеристикам сообщения. Но остается, хотя и в не столь острой форме вопрос: как принимаются решения. Способен ли простой делитель анализировать сложные элементы сообщения и тщательно проверять их, чтобы увидеть, стоит их пропускать или нет. И как он успевает делать все это в мгновение ока, не отставая при этом от текущей панорамы слуховых событий. Как раз из-за этих вопросов вспыхнул спор о том, какие именно свойства Трейсман приписывает делителю. Она прояснила свою позицию в замечании, сделанном специально для автора.
Я думаю, что аттенюатор обрабатывает все неконтролируемые сообщения одинаково и независимо от их содержания. Влияние их вероятности, существенности, важности и т. п. определяется внутри системы распознавания речи точно так же, как и для контролируемого вниманием сообщения, если оно приходит с низким отношением сигнал/шум... Единственное различие между контролируемыми и неконтролируемыми сообщениями состоит в том, что у неконтролируемого сообщения общее отношение сигнал/шум уменьшено селективным фильтром и, следовательно, ничто из такого сообщения не может возбудить лексические входы, за исключением нескольких слов и фраз с необычно низким порогом обнаружения. Аттенюатор выбирает только на основе общих физических свойств, таких как локализация и качество голоса.
|
В этом эксперименте хорошо то, что он является критическим испытанием для двух моделей внимания: модели Трейсман и модели Дойча-Нормана. Как вы помните, в модели Дойча-Нормана все сигналы проходят некоторый предварительный анализ, тогда как в модели Трейсман несущественные сообщения ослабляются канальным фильтром, а не исключаются полностью.
Теории поздней селекции (Э. Дойч, Д. Норман)
Д. Дойч и А. Дойч, поставили под сомнение существование механизма ранней фильтрации. По их мнению, ограничения в системе переработки лежат гораздо ближе к выходу, а именно — на стадии осознания, принятия решения и ответа. Селекция происходит после семантического анализа всех знакомых стимулов. В целом, модель Дойчей напоминает модель Э. Трейсман, если исключить из нее аттенюатор и провести входные линии прямо к словарю. Однако работу словаря или сам процесс опознания они описывают иначе. Каждый сигнал или канал перерабатывается полностью по всем признакам, независимо от того, было или не было на него направлено внимание. Комбинация определенных признаков активирует соответствующую единицу словаря. Решающее значение для последующего отбора имеет степень этой активации. Диана и Антони Дойч предполагают, что она пропорциональна важности данного стимула для организма. Оценка происходит автоматически на основе прошлого опыта. Кроме того, в определенный момент времени степень активации определяется инструкцией, контекстом и другими факторами, подобными тем, которые рассматривались в модели Э. Трейсман.
Проблема заключается не в восприятии стимуляции, а в оперативном и быстром отборе наиболее значимых сигналов. Выбор единицы, самой важной среди множества других, может проводиться путем попарного сравнения по параметру важности. Однако, такой способ селекции выглядит громоздким, неэкономичным и потому маловероятен. Поясняя это и предлагая свое решение проблемы, Д. Дойч и А. Дойч проводят следующую аналогию. Предположим, что перед нами поставлена задача определения самого высокого из группы мальчиков. Мы отводим в сторону двоих, ставим рядом и сравниваем рост, опуская на головы горизонтальную планку. Так мы действуем до тех пор, пока все дети не пройдут под планкой. В итоге самым высоким в группе будет признан мальчик, ни разу не получивший оценки "ниже". Второй возможный способ отбора заключается в измерении роста каждого ребенка обычным образом, т.е. при помощи вертикальной стойки с делениями. Этот способ, по мнению авторов, не менее трудоемок, чем предыдущий.
Поэтому они предлагают третий способ. Нужно поставить всех детей под одной горизонтальной планкой и, медленно опуская ее, сразу определить мальчика, голова которого соприкоснется с этой планкой. О контакте он скажет сам. Если этого ребенка вывести из строя, то планка опустится на самого высокого среди оставшихся. Если поставить в строй новую группу детей, где окажется более высокий мальчик, то планка поднимется. При такой процедуре касаться доски будет только самый высокий и, чувствуя контакт, он скажет: "Выбери меня".
Подобный механизм селекции действует, по мнению авторов, на выходе системы опознания. Текущее состояние единиц распознающего устройства они изображают в виде модели, приведенной на рис. 2.6. Как видно из рисунка, рядоположенно, но в различной степени, может быть активировано несколько единиц (а, Ь,с, d).Coгласно Дойчам, отбирается наиболее важная единица b. Уровень ее активации задает порог (пунктирная линия 1) для всех других, одновременных с Ь, сигналов. Переход отобранного стимула на следующую стадию переработки зависит от уровня общей активации центральной нервной системы. Три таких уровня показаны в виде сплошных горизонтальных линий: X — для состояния сна, Y — для состояния дрёмы и Z — для состояния настороженного бодрствования. Эти линии не следует прямо соотносить с осью специфической активации, на которой откладывается значение сообщений. Для правильного прочтения диаграммы сплошные линии лучше представить как последний барьер на пути уже отобранного сообщения к системам долговременной памяти, осознания и ответа. В состоянии бодрствования (линия Z), как видно из рисунка, этот барьер перешагивают все наличные сообщения, а в состоянии дремы (линия Y) его достигают три из четырех. Отобрано же и передано на дальнейшую переработку при этих условиях будет только одно сообщение (Ь). В состоянии сна (линия X) это сообщение хотя и отбирается, но далее не передается. Если среди текущих сообщений появятся сигналы более важные, то они смогут перейти на стадию ответа и в состоянии сна. Так происходит, например, в случаях восприятия спящим собственного имени или когда мать просыпается при тихом плаче своего ребенка. В заключение стоит отметить, что после отбора, согласно Дойчам, наступает качественно новый этап осознания поступающей информации. Именно поэтому авторы называют свою модель селекции теорией внимания.
Гипотеза Дойчей легла в основу ряда исследований, направленных на проверку предположения о полной переработке нерелевантных сообщений. Вскоре появились новые данные, говорящие в ее пользуй, со временем, их число стало неуклонно расти. О некоторых, наиболее важных фактах такого рода, будет сказано ниже, в следующем разделе данной главы. Здесь же стоит привести результаты одной из первых, проведенных Э. Лоссон, работ этого направления.
Д. Норман
Согласно этой модели, вся стимуляция, попадающая в органы чувств (Сенсорные входы), проходит стадию первичной автоматической переработки. Сначала физические сигналы переводятся (перекодируются) в физиологическую форму. На второй фазе путем различных операций и трансформаций извлекаются специальные, чисто сенсорные признаки всех сигналов. Эту часть первичного анализа Д. Норман называет физиологической и на схеме обозначает блоком "Переработка". Выходы с этого блока представляют собой сырые сенсорные образы поступающих сигналов. Собственно психологические процессы их интерпретации начинаются на третьей фазе стадии автоматического анализа. Каждый из сенсорных выходов (Oi, Oj, Ok) автоматически находит соответствующую ему репрезентацию (i, j, к) в системе "Память". Д. Норман описывает этот процесс, сравнивая его с поиском значения иностранного слова в словаре. Мы знаем, как пишется это слово, и по начальным буквам сначала приблизительно, а затем точно определяем его место в словаре, то есть страницу, столбец и строку. Продолжая эту аналогию, можно пояснить следующий существенный момент данной модели. Каждое слово, указанное в словаре, обычно имеет несколько возможных переводов. Выбор того или иного варианта требует дополнительной информации. При переводе мы, как правило, опираемся на контекст, в котором встретили неизвестное слово.
В модели Д. Нормана этот дополнительный вход в словарь обеспечивается работой особого блока "Уместность". Как видно из рисунка, несколько репрезентаций (i, h, g) памяти получают входы (Пi, Пh, Пg) с этого блока, но последние сходятся с сенсорными входами только в случае репрезентации слова i (заштриховано). На физиологическом языке говорят, что репрезентация с таким комбинированным входом будет активирована больше, чем остальные. На следующем этапе (Селекция) происходит отбор сигнала с максимальной активацией его репрезентации в системе памяти. Стрелками показано, что каналы информации с отдельных, возбужденных в данный момент репрезентаций поступают в блок селекции, после которого остается только один канал. Он поступает на дальнейшую переработку в механизм ограниченной емкости (Внимание). До этого механизма происходит извлечение информации о "простом значении" элементов всей поступающей стимуляции. Анализ в контексте уже воспринятого и понятого требует более сложной переработки, то есть выделения дополнительных нюансов и смыслов сообщения, поступающего из отобранного источника. Один из выходов этого механизма прямо подключен к блоку "Уместность". Этот блок определяет текущие изменения входов уместности на репрезентации слов в системе памяти. Еще до поступления сенсорных сигналов в системе памяти могут быть активированы единицы наиболее вероятные в данном грамматическом и семантическом контексте. Кроме этих, подвижных и преходящих входов уместности, существуют постоянные входы к определенным репрезентациям, например, собственного имени.
Главное достоинство своей модели Д. Норман видел в гибкости настройки предполагаемого механизма селекции. По его мнению, модель уместности легко объясняет все, полученные к моменту ее создания данные лабораторных исследований селективного внимания. Кроме того, она согласуется с более широким кругом известных явлений внимания. Так, если при разговоре с кем-нибудь мы на какое-то время отвлеклись, но затем спохватываемся и спрашиваем: "Что вы сказали?", то, нередко, еще не получив ответа, ясно осознаем последние слова собеседника. По Д. Норману, это можно объяснить кратковременной активацией единиц памяти сенсорными входами этих слов. Если такие единицы получат входы уместности до своего полного затухания, то они будут отобраны и переданы в систему сознания и ответа. Д. Норман провел экспериментальное исследование, в котором неожиданно прерывал вторение сообщения, идущего по релевантному каналу (например, через правый наушник), и просил испытуемого дать немедленный отчет о содержании нерелевантного канала, предъявляемого через левый наушник. Оказалось, что испытуемые, как правило, могут сообщить нерелевантные слова, полученные накануне момента прерывания.
Д. Норман останавливается также на одном из наблюдений классической психологии внимания, к которому, заметим, современные когнитивные психологи обращаются редко. Речь идет о традиционном различении перцептивного и интеллектуального внимания, и о том, что произвольное сосредоточение при последнем происходит с гораздо большим трудом, чем при первом. Недавно М. Айзенк выразил сожаление в том, что большинство современных исследований ограничивается изучением перцептивного внимания. Причина этого заключается, по его мнению, в возможности экспериментального контроля внешних входов в ситуациях исследования внимания перцептивного и отсутствии такой возможности для внутренних входов (мыслей, знаний и воспоминаний) при исследованиях интеллектуального внимания. По Д. Норману, основное различие между этими видами внимания заключается в отсутствии адекватных сенсорных входов в случае внимания интеллектуального. Длительное сосредоточение на какой-то линии мысли обеспечивают только соответствующие входы уместности, которые могут флуктуировать в силу особенностей организации долговременной памяти.
Модель Д. Нормана также легко объясняет случаи иллюзорного восприятия в ситуации напряженного ожидания определенного объекта. Бывает, например, что при томительном ожидании на остановке, мы принимаем за рейсовый автобус показавшийся вдали грузовик. Отбор и опознание вида грузовика как автобуса обусловлены высоким уровнем входа уместности, компенсирующим недостаточный сенсорный вход к единице хранения "автобус".
