На переднем крае психологических исследований

Молекулярная психология

Как вы помните из предыдущей главы, когда нервный импульс достигает конца аксона, высвобождающиеся молекулы медиатора проходят через синаптическую щель и соединяются с рецепторными молекулами, находящимися в мембране воспринимающего нейрона. Эти два типа молекул подходят друг к другу, как ключ к замку, и в результате изменяют электрические свойства воспринимающей клетки, немного повышая (возбуждающий эффект) или понижая (тормозящий эффект) вероятность ее включения.

Чтобы выполнять свои функции, каждый ключ должен подходить к определенному замку; точно так же каждому медиатору соответствует свой рецептор. С молекулами рецепторов взаимодействуют практически так же, как и медиаторы, многие медицинские препараты. Их молекулы по своему строению достаточно близки к молекулам медиатора, и они срабатывают как ключ, «отпирающий» молекулу рецептора.

Хорошим примером таких молекул-дубликатов являются опиаты — вид наркотиков, в состав которых входят героин и морфин. По своей форме молекулы опиатов сходны с группой медиаторов мозга, называемых эндорфинами и оказывающих обезболивающее действие. Когда стало известно, что опиаты имитируют вещества, естественно образующиеся в мозге, было проведено серьезное исследование системы химического контроля в организме, помогающей справляться со стрессом и болью. Возможно, у людей, которые кажутся невосприимчивыми к боли, есть уникальная способность при необходимости увеличивать производство этих естественных болеутолителей. Исследования одного из эндорфинов, энкефалина, позволили объяснить, почему морфиноподобные болеутоляющие вызывают привыкание. При нормальных условиях энкефалин соединяется с определенным числом опиатных рецепторов. [То есть рецепторных молекул, приспособленных по форме к соединению с молекулами опиатов по принципу «ключ-замок». — Прим. перев.] Морфин утоляет боль, соединяясь с теми рецепторами, которые остались свободными. Избыток морфина может приводить к снижению производства энкефалина и недозаполнению опиатных рецепторов. Тогда, чтобы заполнить незанятые рецепторы и уменьшить боль, организму требуется больше морфина. Если поступление морфина прекращается, опиатные рецепторы остаются незаполненными, вызывая болезненные симптомы абстиненции. Тот факт, что в мозге синтезируются вещества, сходные с опиатами, послужил основанием для объяснения всевозможных эффектов. Бегуны трусцой усиленно пропагандируют идею, что физическое напряжение повышает производство энкефалина и тем самым вызывает «кайф бегуна». Практикующие акупунктуру говорят, что их иголки стимулируют выделение энкефалинов, которые действуют подобно естественным анестетикам. Однако нет никаких определенных доказательств в поддержку таких утверждений.

Препараты, влияющие на настроение и умственную деятельность (опиаты, например), называются психотропными средствами. Они действуют преимущественно за счет изменения различных механизмов типа медиатор—рецептор. Различные препараты могут действовать по-разному на один и тот же синапс. Один из них имитирует действие конкретного медиатора, другой может занимать рецепторный участок, так что нормальный медиатор оказывается заблокированным, а некоторые влияют на процессы обратного захвата или распада медиаторов. Действие лекарств, таким образом, может повышать или понижать эффективность передачи импульсов через синапсы.

Два препарата — хлорпромазин (аминазин) и резерпин — оказались полезными при лечении шизофрении (об этом психическом заболевании рассказывается в гл. 16). Оба препарата воздействуют на системы норэпинефрина и допамина, но их антипсихотический эффект в основном связан с воздействием на медиатор допамин. Хлорпромазин блокирует рецепторы допамина, а резерпин снижает концентрацию допамина, разрушая хранящие его пузырьки в синаптических окончаниях. Эффективность этих препаратов при лечении шизофрении привела к появлению допаминовой гипотезы, согласно которой шизофрения объясняется избыточным выделением допамина определенными группами мозговых клеток. Основным подтверждением этой гипотезы является то, что клиническая эффективность антипсихотических препаратов пропорциональна их способности блокировать передачу импульсов молекулами допамина.

Исследования систем «медиатор—рецептор» позволили лучше понять действие препаратов. Раньше психотропные препараты обнаруживались почти случайно, и их разработка требовала годы исследований. Сегодня, когда мы больше знаем о медиаторах и рецепторах, новые препараты можно планомерно проектировать и разрабатывать.

За последние 10 лет очень многое стало известно о молекулярной основе связей между нейронами. Вырисовывается впечатляющая картина: вовлеченными оказываются тысячи различных типов молекул — не только молекулы медиатора и рецептора, но и ферменты, производящие и разрушающие их, и разные другие молекулы, которые влияют на их действие. Каждый раз, когда обнаруживается еще одна молекула, появляется шанс справиться еще с двумя болезнями или психическими расстройствами: конечно же, найдутся люди, у которых этих молекул слишком много, и люди, у которых их недостает. Работы в этом направлении оказались настолько плодотворными, что дали повод говорить о новой дисциплине с названием «молекулярная психология» (Franklin, 1987). Ее основная идея заключается в том, что различные умственные процессы и аномалии рассматриваются с точки зрения молекулярного взаимодействия между нейронами.

---

Современные голоса в психологии

Чем обусловлено агрессивное поведение - физиологией или окружением?

Как физиология влияет на человеческую агрессию

Л. Рауэлл Хьюзман, Университет Мичигана

Нейроанатомические, нейрофизиологические, эндокринные и другие физиологические нарушения влияют на вероятность проявления агрессивного поведения. Хотя, по-видимому, эти факторы не являются у людей прямой причиной агрессии, биологические различия между детьми в сочетании с влиянием окружения (то есть биосоциальные взаимодействия) приводят к образованию индивидуальных различий в социальном поведении. Биосоциальные взаимодействия на ранних этапах жизни особенно важны для развития склонности к агрессивному поведению. Ребенок впервые испытывает гнев, когда ему еще нет года, а физическая агрессия (толчки, удары) распространена уже у двухлетних детей. В среднем, чем агрессивней ребенок в шесть, семь или восемь лет, тем агрессивней будет он, когда вырастет (Huesmann, Eron, Lefkowitz & Walder, 1984). Биологические различия влияют на поведение и процессы научения у маленьких детей и на эмоциональные реакции людей в определенных ситуациях, стимулирующих насилие.

Какие биологические факторы могут предрасполагать людей к агрессивному поведению?

Во-первых, на степень агрессивности, по-видимому влияет множество нейроанатомических различий. Наряду с корой префронтальной области особенно важными участками, анатомические особенности которых влияют на агрессивное поведение, представляются гипоталамус и миндалевидное тело. Электрическая стимуляция или поражение этих ядер могут увеличивать или уменьшать склонность человека к агрессии (Moyer, 1976). Анатомические различия в какой-нибудь из этих областей, вызванные травмой, опухолью и т. д., влияют на агрессивные тенденции. Однако заметные изменения агрессивности, вероятно, зависят и от ситуационных факторов. Например, эксперименты по электрической стимуляции, проведенные на животных, показали, что стимул, вызывающий агрессию к противнику небольшого размера, может не вызывать агрессию против более крупного врага.

Во-вторых, индивиды с пониженным содержанием в нервной системе серотонина — нейротрансмиттера, участвующего в торможении спонтанных реакций на фрустрацию, — по-видимому, более склонны к агрессивному поведению (Knoblich & King, 1992). Если резко понизить уровень серотонина у животных (например, диетой или лекарственным способом), они ведут себя более агрессивно. Линнойла с коллегами (Linnoila et al., 1983) обнаружила, что у мужчин, осужденных за импульсивные насильственные преступления, наблюдается более низкий уровень серотонина, чем у неимпульсивных преступников. Кроме того, дети с низким уровнем серотонина более склонны к агрессивному поведению (Knoblich & King, 1992).

В-третьих, повышенный уровень тестостерона в период внутриматочного развития и в раннем детстве, по-видимому, вызывает развитие нейрофизиологических процессов, предрасполагающих к агрессии. Высокий уровень тестостерона повышает вероятность агрессивного поведения в каждый конкретный момент. Райниш (Reinisch, 1981) обнаружил, что девочки, чьи матери во время беременности принимали гормоны, подобные тестостерону, вырастали более агрессивными по сравнении с контрольными испытуемыми. Аналогично юноши с большим уровнем тестостерона в ответ на провокацию ведут себя агрессивнее (Olweus et al., 1988). Однако эти эффекты не носят одностороннего характера. Недавние исследования показали, что власть или агрессия по отношению к другому человеку повышает уровень тестостерона как у мужчин, так и у женщин (Booth et al., 1989).

В агрессии играют роль и другие биологические факторы (например, характерный уровень возбуждения) кроме тех, которые я упомянул, но эти три хорошо иллюстрируют, как взаимодействие наследственности и внешней среды влияет на агрессивность. Что является причиной биологических различий? Очевидна важность генетических факторов. Исследования близнецов, разлученных с самого рождения, показывают намного более высокую корреляцию агрессии между однояйцевыми близнецами, чем между разнояйцевыми близнецами одного пола (например, Tellegen et al., 1988). Лонгитюдные исследования мальчиков, усыновленных при рождении, также показали, что существует связь между совершением преступлений с применением насилия родным отцом и приемным сыном (Mednick et al., 1987). Эти генетические факторы могут влиять через биологические различия, которые я упоминал (тестостерон, серотонин, нейроанатомия лимбической системы), или другими способами. Какой бы ни была точная причина, биологическая предрасположенность несомненно влияет на то, как взаимодействия со средой формируют социальные сценарии, убеждения и схемы ребенка, а также на когнитивные и эмоциональные реакции людей на провоцирующие и фрустрирующие стимулы окружения.

Важность научения в контексте агрессии

Расселл Джин, Университет Миссури-Колумбия

Роль факторов наследственности и научения в человеческой агрессии не может быть описана в терминах «или—или». Практически каждый психолог, исследовавший эту проблему, осознает, что присутствуют оба фактора и что различия в точках зрения подразумевают акцент на одном из них.

Важности научения в контексте агрессии подтверждается данными из двух главных источников. Первый — это контролируемые исследования поведения в лабораторных и естественных условиях. Экспериментальные исследования показали, что агрессия, как и многие другие виды оперантного поведения, восприимчива к влиянию поощрений и наказаний. К тому же человеческая агрессия различается по степени уверенности агрессора в том, что такое поведение приведет к желательным результатам, и по ценности этих результатов (Perry, Perry & Boldizar, 1990). Такое поведение является функцией вероятности наград, а ценность этих наград для индивида долго считалась в теории социального научения основным фактором. Исследования также показали, что истоки агрессивного поведения можно обнаружить в раннем опыте общения с членами семьи. Группа ученых, изучавших эту проблему, пришла к заключению, что «паттерны асоциального поведения вплоть до юношеского возраста прежде всего формируются в домашней обстановке под влиянием членов семьи» (Patterson, Reid & Dishion, 1992). Сначала дети узнают от других членов семьи о том, что драки, крики и вспышки раздражения могут быть эффективными средствами достижения желаемого результата, и в конечном счете такое поведение перерастает в агрессивность более крупного масштаба, проявляющуюся как в семье, так и вне дома.

Другим источником данных, подтверждающих гипотезу социального научения агрессии, стали исследования, рассматривающие различия в склонности к насилию как функцию культурных и социальных переменных. Например, существует большое количество фактического материала о систематических колебаниях частоты насильственных актов в различных культурах. Кроме того, жители некоторых стран демонстрируют более выраженную тенденцию рассматривать насилие как средство решения проблем (Archer & McDaniel, 1995). Другие исследования показывают существование региональных субкультурных различий в уровне агрессии в пределах Соединенных Штатов. Например, было показано, что уровень убийств среди белых нелатиноамериканцев, живущих в селах или мелких городах в южной части страны, более высок, чем соответствующий уровень в других регионах в аналогичных условиях. Эти факты объясняются существованием различных местных норм агрессивного поведения (Gohen & Nisbett, 1994).

Противопоставить природу и научение при обсуждении человеческой агрессии — значит создать ложную дихотомию. Джин (Geen, 1990) предположил, что как научение, так и наследственность лучше рассматривать в качестве фоновых переменных, формирующих уровень потенциала к агрессии, но не служащих ее непосредственными причинами. Агрессивное поведение представляет собой реакцию на условия окружения, провоцирующие человека и побуждающие его к нападению. Даже если индивид склонен к агрессии и способен проявить ее, акт агрессии должен вызваться специфической ситуацией. Вероятность агрессивного поведения и его интенсивность сильно различаются в зависимости от природы стимула и уровня потенциала агрессии, обусловленного фоновыми переменными. Несомненно, люди, родившиеся предрасположенными к насилию, будут более агрессивными в случае нападения на них, чем люди без такой склонности, а люди, приобретшие через социальное научение выраженную склонность к агрессивному поведению, будут реагировать более агрессивно, чем не имеющие подобной склонности. Таким образом, наследственность и социальное научение — это дополняющие друг друга факторы человеческой агрессии.

---

Глава 3. Психическое развитие

В отличие от всех других млекопитающих, период созревания и научения, необходимый для достижения самостоятельности, у человеческих существ наиболее продолжительный. Вообще, чем сложнее нервная система организма, тем больше время его созревания. Лемур (примитивный вид приматов) уже вскоре после рождения может самостоятельно передвигаться, а еще через короткое время может о себе позаботиться; детеныш обезьяны сохраняет зависимость от матери несколько месяцев, а у шимпанзе это длится несколько лет. Но даже шимпанзе — один из ближайших родственников человека — становится полноценным взрослым представителем своего вида намного быстрее, чем человек того же возраста.

Специалисты по психологии развития занимаются вопросами о том, как и почему различные аспекты деятельности человека развиваются и изменяются на протяжении его жизни. Сюда входит физическое развитие, включая изменение роста и веса и приобретение моторных навыков, когнитивное развитие, при котором изменяются процессы мышления, память и речевые способности, а также развитие личности и социальное развитие, к которым относятся изменения представлений о себе самом, половая идентичность и межличностные отношения.

Более подробно развитие отдельных психических функций и способностей будет рассмотрено в последующих главах. Например, развитие восприятия обсуждается в главе 5, усвоение понятий и развитие языка — в главе 9, половое развитие — в главе 10, а развитие личности — в главах 12 и 13. В этой главе мы дадим общий обзор психического развития на протяжении жизни и обратимся к двум основным вопросам: а) как биологические факторы взаимодействуют с окружением ребенка, определяя ход его развития (часто это называют «проблемой врожденного—приобретенного»), и б) является ли развитие непрерывным, постепенным процессом изменения или же это ряд четко разграниченных и качественно различных стадий?

Взаимодействие между врожденным и приобретенным

Вопрос о том, что важнее в детерминации развития человека — наследственность («врожденное») или среда («приобретенное»), обсуждался столетиями. Например, в XVII веке английский философ Джон Локк отвергал господствовавшее тогда представление, что младенец — это маленький взрослый, приходящий в мир уже полностью наделенным способностями и знанием, и ему надо только расти, чтобы эти унаследованные свойства проявились. Локк считал, что все обстоит наоборот и разум новорожденного — это «чистая доска» (лат. tabula rasa). На ней записывается опыт младенца — то, что он видит, слышит, ощущает на ощупь, вкус и запах, его чувства. Согласно Локку, все знание приходит к нам через органы чувств. Оно обеспечивается опытом, и никакие знания или идеи заранее в человека не встроены.

Когда Чарльз Дарвин выдвинул свою теорию эволюции (1859), в которой делался упор на биологическую основу развития человека, идея наследования человеческих свойств и черт возродилась вновь. Однако в XX веке, с появлением бихевиоризма, опять стал доминировать взгляд о преимущественной роли окружения. Бихевиористы Джон Б. Уотсон и Б. Ф. Скиннер утверждали, что человек по своей природе абсолютно податлив: раннее обучение может сделать из ребенка какого угодно взрослого, независимо от его наследственности. Уотсон сформулировал это положение наиболее категорично:

«Дайте мне дюжину здоровых, нормальных младенцев, которые будут содержаться в созданной мною среде, и я вам гарантирую, что, выбрав одного из них наугад, я смогу сделать из него любого специалиста, какого захочу: врача, юриста, художника, торговца и — да-да! — даже нищего или вора, независимо от его талантов, склонностей, пристрастий, способностей, призвания и расовой принадлежности его родителей» (Watson, 1930, р. 104).

Сегодня большинство психологов согласны не только в том, что важная роль принадлежит и врожденному, и окружающей среде, но и в том, что эти факторы непрерывно взаимодействуют, направляя развитие человека. Например, в главе 12 мы увидим, что на развитие многих черт личности, таких как общительность и эмоциональная устойчивость, среда и наследственность влияют примерно в равной степени; в главе 15 будет сказано, что психические заболевания могут иметь двоякую детерминацию — как генетическую, так и из внешней среды.

Даже то развитие, которое со всей очевидностью подчинено внутреннему, биологическому распорядку, может испытывать влияние окружающих условий. В момент зачатия многие характеристики личности уже предопределены генетическим строением оплодотворенного яйца. Наши гены программируют рост наших клеток, так что мы развиваемся именно в человека, а не в рыбу или обезьяну. Кроме того, гены определяют пол, цвет кожи, глаз и волос и общий объем тела. Эти генетические детерминанты находят свое выражение в развитии через процесс созревания — внутренне заданную последовательность роста и изменений организма, относительно независимую от внешних условий.

Например, человеческий плод развивается в теле матери, следуя жестко фиксированному временному расписанию, и поведение плода в виде переворачиваний и толчков также следует определенному порядку, зависящему от стадии созревания. Однако если в маточной среде есть какая-либо серьезная патология, процесс созревания может нарушиться. Если мать заболеет корью в течение трех первых месяцев беременности (когда у плода в соответствии с генетически заданной программой развиваются основные системы органов), ребенок может родиться глухим, слепым или с поврежденным мозгом — в зависимости от того, какая органическая система находилась в решающей стадии развития на момент инфицирования. Такие факторы среды, как недостаточное питание матери, курение и потребление алкоголя и наркотиков, также могут повлиять на нормальное созревание плода.

В послеродовом моторном развитии также видна взаимосвязь между генетической программой созревания и влиянием среды. Фактически все дети проходят через одну и ту же последовательность типов моторного поведения, следующих в одном и том же порядке: переворачивание, сидение без поддержки, стояние держась за мебель, ползание и, наконец, ходьба. Но эту последовательность дети проходят с разной скоростью, и специалисты по психологии развития с самого начала истории этой дисциплины задавались вопросом, играют ли научение и опыт какую-либо важную роль в таких различиях.

Хотя вначале ответ был отрицательным (McGraw, 1935/1975; Dennis & Dennis, 1940; Gesell & Thompson, 1929), в более поздних работах было показано, что тренировка и дополнительная стимуляция могут несколько ускорить появление разных типов моторного поведения. Например, у новорожденных есть рефлекс шагания: если их держать в вертикальном положении, давая ступне коснуться твердой поверхности, ноги будут совершать шаговые движения, напоминающие ходьбу. Когда группа младенцев в течение первых двух месяцев жизни тренировалась в таком шагании на протяжении нескольких минут по нескольку раз в день, они начали ходить на 5-7 месяцев раньше, чем младенцы, у которых такой практики не было (Zelazo, Zelazo & Kolb, 1972).

Еще одним примером взаимодействия генетически заданных характеристик и опыта является развитие речи. При нормальном развитии говорить научаются все младенцы, но только после достижения определенного уровня зрелости нервной системы; ни один ребенок до года не говорит фразами. Но когда ребенка выращивают в среде, где люди говорят с ним и дают ему вознаграждение за произнесение речеподобных звуков, он начинает говорить раньше детей, которым такого внимания не уделялось. Например, дети, выросшие в семьях американцев среднего класса (имеется в виду средний уровень доходов. — Прим. перев.), начинают говорить примерно в возрасте одного года. Детям, выросшим в Сан-Маркосе, далекой деревне в Гватемале, недостает вербального взаимодействия со взрослыми, и первые слова они произносят в возрасте более 2 лет (Kagan, 1979). Заметьте, что среда оказывает влияние только на скорость, с которой дети овладевают новыми навыками, но не на достигаемый ими уровень развития этих навыков.

Стадии развития

Пытаясь представить последовательность развития, некоторые психологи предположили, что существуют дискретные, качественно различные этапы, или стадии, развития. Мы часто пользуемся этим понятием в неформальном смысле, представляя себе жизненный путь поделенным на этапы младенчества, детства, юности и зрелости. Родители могут сказать, что их подросток проходит сейчас «бунтарскую стадию». Специалисты по психологии развития имеют в виду, однако, более строгие понятия. Поэтапная концепция означает, что: а) на каждой стадии поведение строится вокруг доминантной темы или соответствующего набора личностных характеристик, б) поведение на данной стадии качественно отличается от поведения, свойственного более раннему или более позднему этапу, и в) все дети проходят все стадии в одном и том же порядке. Факторы среды могут ускорять или замедлять развитие, но последовательность стадий неизменна: ребенок не может перейти к следующей стадии, не пройдя сначала предыдущую. Как мы увидим дальше в этой главе, не все психологи согласны, что развитие следует неизменной последовательности качественно различных этапов.

С понятием стадий тесно связана идея существования критических периодов [Не путать с понятием кризиса (кризис рождения, кризис подросткового возраста и т. д.), принятым в российской психологии развития. — Прим. ред.] человеческого развития — переломных моментов в жизни человека, когда должны произойти определенные события, чтобы его развитие продолжалось нормально. Твердо установлено наличие критических периодов в физическом развитии человеческого плода. Например, период 6-7-й недели после зачатия является решающим для нормального развития половых органов плода. Разовьется ли первичный половой орган в мужскую или женскую половую структуру, определяется наличием мужских гормонов и не зависит от XX или XY сочетания хромосом. Если мужские гормоны отсутствуют, то в обоих случаях разовьется женский половой орган. Если же мужские гормоны появятся позже этого этапа развития, они уже не смогут обратить вспять состоявшиеся изменения.

В послеродовом развитии есть период, решающий для развития зрения. Если у ребенка, родившегося с катарактой, ее удалили до 7-летнего возраста, его зрение дальше будет развиваться совершенно нормально. Но если ребенок проживет свои первые 7 лет без адекватного зрения, у него возникнет обширная и постоянная зрительная недостаточность (Kuman, Fedrov & Novikova, 1983).

Наличие критических периодов в психическом развитии ребенка не установлено. Видимо, более корректным будет сказать, что существуют сензитивные (особо чувствительные к чему-либо. — Прим. перев.) периоды, т. е. периоды, оптимальные для развития определенного качества. Если во время такого сензитивного периода определенный аспект поведения недостаточно сформировался, то он может и не развиться до своего полного потенциала. Например, первый год жизни можно считать сензитивным к формированию межличностных близких привязанностей (Tizard & Rees, 1975). Дошкольные годы, видимо, особенно существенны для интеллектуального развития и овладения речью (Curtiss, 1977, 1989; Cardon et al, 1992). Детям, мало приобщенным к языку до 6-7-летнего возраста, может не удаться вполне овладеть речью (Goldin-Meadow, 1982). Опыт, полученный ребенком во время сензитивных периодов, может так сформировать будущее развитие, что его потом трудно будет изменить.

Способности новорожденного

В конце XIX века Вильям Джеймс высказал предположение, что новорожденный ощущает мир как «шумную разноцветную смесь», и эта мысль доминировала вплоть до 60-х годов. Теперь мы знаем, что все сенсорные системы вступающего в этот мир новорожденного функционируют и вполне готовы к изучению своего нового окружения.

Поскольку младенец не может объяснить, что он делает, или рассказать, о чем он думает, детские психологи разработали довольно хитроумные методики для изучения способностей малышей. Основной метод заключается в том, чтобы внести какое-нибудь изменение в окружение ребенка и наблюдать за его реакцией. Можно, например, предъявить звуковой тон или мигающий свет и затем проверить, изменился ли сердечный ритм, поворачивает ли ребенок голову или начинает энергичнее сосать соску. Иногда исследователь предъявляет два стимула одновременно, чтобы выяснить, на какой из них младенец обращает больше внимания. Если такое происходит, значит, он может различать эти стимулы и, возможно, предпочитает один другому. В этом разделе мы рассмотрим некоторые результаты исследований способностей новорожденных, начав с исследований зрения младенцев.

Зрение

Как мы увидим в главе 5, поскольку на момент рождения зрительная система развита еще не полностью, у новорожденных плохая острота зрения, способность менять фокус ограниченна и они очень близоруки. Нормальное зрение у взрослого принято обозначать как 20/20 (принято в США. — Прим. перев.); близорукий взрослый со зрением 20/30 способен на расстоянии 20 футов увидеть то, что взрослый с нормальным зрением видит на расстоянии 30 футов. Если пользоваться тем же показателем, то у новорожденного зрение 20/660. К 6 месяцам оно улучшается до 20/100, а к 2 годам ребенок видит почти так же хорошо, как взрослый (Courage & Adams, 1990). Несмотря на свою зрительную незрелость, новорожденный массу времени проводит, активно осматриваясь. Он систематизированно сканирует мир и делает паузу, когда его глаза встречают объект или какое-либо изменение в зрительном поле. Его взгляд особенно привлекают зоны с высоким зрительным контрастом, например края объекта. Он не сканирует весь объект, как это делал бы взрослый, а задерживает взгляд на участках с наибольшим числом краев. Сложные объекты новорожденным нравятся больше, чем простые, объекты с кривыми линиями — больше, чем с прямыми.

Возможность существования врожденного, неприобретенного предпочтения к лицам вызвала огромный интерес, но последующие исследования показали, что младенцев привлекают не лица сами по себе, а такие их стимульные особенности, как кривые линии, высокий контраст, интересные контуры, движение и сложность — всеми этими признаками обладает лицо (Banks & Salapatek, 1983; Aslin, 1987). Новорожденные смотрят в основном на внешний контур лица, но к двум месяцам младенец начинает обращать внимание и на середину лица — глаза, нос и рот (Haith, Bergman & Moor, 1977). В это время родители могут заметить, что ребенок начинает встречаться с ними взглядом.

Слух

Новорожденные вздрагивают при громком звуке. Они также поворачивают голову к источнику звука. Интересно, что в возрасте примерно 6 недель эта реакция поворота головы исчезает и затем появляется снова только в 3-4 месяца; тогда же ребенок начинает искать источник звука глазами. Возможно, временное исчезновение реакции поворота головы связано с переходом в процессе созревания от рефлекторной реакции, которую контролирует подкорка мозга, к произвольной попытке определить источник звука. К 4 месяцам младенцы могут правильно дотягиваться рукой до источника звука в темноте; к 6 месяцам наблюдается заметное улучшение реагирования на звуки, сопровождаемого заинтересованными взглядами, и ребенок уже может довольно точно локализовать источник звука — эта способность продолжает развиваться на втором году жизни (Hillier & Morrongiello, 1992; Ashmeed et al., 1991; Field, 1987).

Новорожденный может также различать очень похожие звуки, например два тона, отстоящие на одну ноту по музыкальной шкале (Bridger, 1961), и он отличает звук человеческого голоса от звуков другого рода. В главе 9 мы узнаем, что он может также различать ряд важнейших характеристик человеческой речи. Например, месячный младенец различает такие простые звуки, как «па» и «ба». Интересно, что некоторые звуки речи младенец различает лучше взрослого. Некоторые звуки взрослому кажутся идентичными потому, что они не различаются в его родном языке (Aslin, Pisoni & Jusczyk, 1983). К 6 месяцам ребенок накапливает уже достаточно информации о языке и начинает «отбраковывать» звуки, которые он не использует (Kuhl et al., 1992). Таким образом, младенец рождается с механизмами восприятия, уже настроенными на свойства человеческой речи, что помогает ему осваивать ее (Eimas, 1975).

Вкус и обоняние

Уже вскоре после рождения младенец может различать вкусовые ощущения. Сладкие жидкости он предпочитает соленым, горьким, кислым и пресным. На сладкую жидкость младенец характерно реагирует расслабленным выражением, похожим на полуулыбку, иногда сопровождая его облизыванием губ. Кислый раствор вызывает сжатие губ, нос становится сморщенным. В ответ на горький раствор младенец открывает рот, уголки рта опускает вниз и высовывает язык, что, видимо, выражает отвращение.

Младенец может также различать запахи. Он поворачивает головку к сладкому запаху, при этом его сердечный ритм и дыхание замедляются, указывая на внимание к нему. Едкие запахи, например аммиак или сероводород, заставляют его отворачиваться; при этом сердечный ритм и дыхание учащаются, указывая на страдание. Младенцы могут даже улавливать тонкие различия в запахах. Уже через несколько дней кормления ребенок уверенно поворачивает голову в сторону тампона, пропитанного молоком его матери, предпочитая его тампону, смоченному молоком другой матери (Russel, 1976). Такая способность распознавать запах матери наблюдалась только у младенцев, которых кормили грудью (Cernoch & Porter, 1985). Когда младенцам, которых кормили из бутылки, предлагали на выбор знакомый им состав и грудь с молоком, они выбирали последнюю (Porter et al., 1992). По-видимому, предпочтение запаха грудного молока является врожденным. Вообще, способность различать запахи имеет явный адаптивный смысл: она помогает младенцу избегать вредных веществ, тем самым повышая его шансы на выживание.

Научение и память

Когда-то считалось, что младенцы не могут ни научаться, ни запоминать. Это не так, и наличие способности к научению и запоминанию в самом раннем возрасте подтверждается рядом исследований. В одном из них младенцы всего нескольких часов от роду научались поворачивать голову направо или налево в зависимости от того, слышали ли они дребезжание зуммера или чистый тон. Чтобы отведать сладкой жидкости, ребенок должен был повернуть голову направо, когда звучал чистый тон, и налево — при звуке зуммера. Младенцы справлялись с этим безошибочно всего после нескольких попыток — они поворачивали голову направо при тональном сигнале и налево при звучании зуммера. Затем экспериментатор изменял ситуацию, так что ребенку надо было повернуться в противоположную сторону, когда раздавался либо зуммер, либо тональный сигнал. Младенцы быстро осваивали и эту задачу (Siqueland & Lipsitt, 1966).

У 3-месячных младенцев достаточно хорошая память. Когда подвижная игрушка над кроваткой ребенка соединялась резиновой ленточкой с одной из его конечностей, он быстро обнаруживал, какой ногой или рукой можно привести игрушку в движение. Когда младенца помещали в эту же ситуацию 8 дней спустя, он помнил, какой ногой или рукой нужно двигать (Hayne, Rovee-Collier & Borza, 1991; Rovee-Collier & Hayne, 1987) (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Научение у младенцев. Если игрушку привязать так, чтобы ребенок мог приводить ее в движение, он вскоре обнаруживает эту взаимосвязь и начинает забавляться, запуская ее подергиванием соответствующей ножки. Двухмесячные дети научаются этому, но скоро забывают. Трехмесячные дети могут запоминать правильное действие на несколько дней.

Более удивительно, что младенец научается и запоминает кое-что из своего предродового опыта, когда он находился внутри матери. Ранее мы отмечали, что новорожденный младенец может отличать человеческий голос от других звуков. Он также отдает ему предпочтение перед другими звуками. При тестировании, проводившемся через несколько дней после рождения, младенцы научались сосать искусственный сосок, чтобы включилась запись речи или вокальной музыки, но делали это с меньшей охотой, когда на записи были неречевые звуки или инструментальная музыка (Butterfield & Siperstein, 1972). Кроме того, звуки биения сердца и женские голоса нравятся младенцам больше, чем мужские голоса, а голоса своих матерей они предпочитают голосам других женщин. Но они не предпочитают голоса своих отцов голосам других мужчин (DeCasper & Prescott, 1984; DeCasper & Fifer, 1980; Brazelton, 1978) (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Звуковые предпочтения. Предпочтение определенных звуков — например, голоса матери — может проявляться у новорожденного в более энергичном сосании, если последнее вызывает воспроизведение предпочитаемых звуков в наушниках.

Находящийся в матке ребенок слышит также голос матери; возможно, этим объясняется, почему новорожденный предпочитает ее голос остальным. Но пожалуй, удивительнее всего то, что, по некоторым данным, младенец, еще находясь в матке, может научиться различать звуковые характеристики отдельных слов. В одном совершенно необычайном эксперименте беременные женщины декламировали вслух отрывки из рассказов для детей каждый день в течение последних 6 недель беременности. Некоторые из них цитировали первые 28 абзацев рассказа доктора Сойса «Кот в шляпе», а некоторые — последние 28 абзацев того же рассказа, но с измененными основными персонажами, так что теперь это был рассказ не о «Коте в шляпе», а о «Собаке в тумане». К моменту своего рождения младенцы прослушали один из выбранных рассказов в течение 3,5 часов суммарного времени.

Через 2-3 дня после рождения младенцам давали сосать специальную соску, подсоединенную к устройству, определяющему частоту сосательных движений (вроде устройства на рис. 3.2). В этом исследовании при определенной частоте сосательных движений включалась или выключалась запись с рассказом. При одной частоте сосания включалась запись рассказа, который младенец слышал до своего рождения; при другой частоте включалась запись подобранного рассказа, которого младенец раньше не слышал. Для некоторых младенцев звучал голос собственной матери, а для других — голос незнакомой женщины. Результаты показали, что младенцы предпочитают знакомый рассказ незнакомому, даже когда оба рассказа читал незнакомый голос (DeCasper & Spence, 1986).

Подводя итог, можно сказать, что описанные в этом разделе исследования способностей новорожденных опровергают взгляд, что новорожденные ощущают мир как «шумную, разноцветную смесь» и что ребенок приходит в этот мир как tabula rasa, или чистая доска. Очевидно, что ребенок вступает в мир уже подготовленным к восприятию и пониманию реальности и к быстрому постижению отношений между событиями, важными для человеческого развития.

Когнитивное развитие ребенка

Хотя родители понимают, что физический рост их ребенка сопровождается изменениями его интеллекта, им часто трудно представить, что это за изменения. На мнения современных психологов об этих изменениях огромное влияние оказал швейцарский психолог Жан Пиаже (1896-1980), широко признанный наиболее влиятельным мыслителем нашего века. До Пиаже в психологических представлениях о когнитивном развитии ребенка доминировали два подхода: в одном, основанном на принципе биологического созревания, исключительная роль принадлежала «природной» компоненте развития; в другом, опиравшемся на принцип научения и влияния среды, почти исключительное предпочтение отдавалось «приобретенной» компоненте. Пиаже подошел к проблеме иначе, сосредоточившись на взаимодействии между естественно созревающими способностями ребенка и его взаимосвязями с окружением. В этом разделе мы дадим краткий обзор предложенной Пиаже теории стадий развития, а затем рассмотрим критику этой теории и некоторые более поздние подходы. Мы также обсудим работу русского психолога Выготского, чьи идеи относительно когнитивного развития, впервые опубликованные в 30-е годы, вновь привлекли к себе внимание ученых в последние годы.

Стадии развития согласно Пиаже

Отчасти в результате наблюдений за собственными детьми Пиаже проявил интерес к взаимоотношениям между естественно созревающими способностями ребенка и его взаимодействиями со средой. Пиаже видел в ребенке активного участника этого процесса, а не пассивного «реципиента» биологического развития и навязываемых извне стимулов. В частности, по мнению Пиаже, ребенка нужно рассматривать как исследователя-ученого, проводящего эксперименты над миром, чтобы посмотреть, что получится («А что можно почувствовать, если пососать ухо плюшевого мишки?»; «А что будет, если я подвину свою тарелку за край стола?»).

В результате этих мини-экспериментов ребенок строит «теории» — Пиаже называл их схемами — о том, как устроены физический и социальный миры. Встречаясь с новым объектом или событием, ребенок пытается понять его на языке уже существующей схемы (Пиаже называл это процессом ассимиляции: ребенок пытается уподобить новое событие предсуществующей схеме). Если старая схема оказывается неадекватной для ассимиляции ею нового события, тогда ребенок, подобно хорошему ученому, модифицирует ее и тем самым расширяет свою теорию мира (этот процесс переделки схемы Пиаже называл аккомодацией) (Piaget & Inhelder, 1969).

Первой работой Пиаже в качестве психолога-аспиранта был «тестер» интеллекта, созданный по Альфреду Бине, изобретателю теста на определение IQ (первые буквы слов intellectual quotient — коэффициент интеллекта. — Прим. перев.) (см. гл. 12). Но затем Пиаже обнаружил, что его больше интересуют неверные ответы детей, чем их показатели в тесте на интеллект. Почему дети ошибаются именно так? Чем их мышление отличается от взрослых? Он стал пристально наблюдать за собственными детьми во время игры; при этом часто задавал им простые научные и моральные вопросы и просил объяснить, как они пришли к своим ответам. Основываясь на своих наблюдениях, Пиаже убедился, что развитие способности детей мыслить и рассуждать проходит через ряд качественно различающихся стадий детского роста. Он выделил в когнитивном развитии 4 основные стадии и ряд подстадий в каждой из них. Основные стадии и их главные характеристики приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Стадии когнитивного развития по Пиаже

Стадия

Характеристика

1. Сенсомоторная (от рождения до 2-х лет)

Отличает себя от предметов.

Осознает себя как носителя действия и начинает действовать произвольно; например, дергает за веревку, чтобы привести игрушку в движение, или трясет погремушку, чтобы пошуметь.

2. Предоперационная (2-7 лет)

Учится пользоваться речью и представлять предметы словами и в образах.

Мышление все еще эгоцентрично: с трудом принимает точку зрения других.

Классифицирует объекты по одному признаку; например, группирует вместе все красные блоки независимо от формы или все квадратные блоки независимо от цвета.

3. Конкретных операций (7-11 лет)

Может мыслить логически об объектах и событиях.

Постигает сохранение количества (6 лет), объема (7 лет) и веса (9 лет).

Классифицирует объекты по нескольким признакам и может упорядочивать их в ряды по одному параметру, например величине.

4. Формальных операций (11 лет и далее)

Может мыслить логически об абстрактных высказываниях и систематически проверяет гипотезы.

Начинает интересоваться гипотетическими и идеологическими проблемами, будущим.

Возраст указан в среднем. Он может значительно варьироваться в зависимости от интеллекта, культурного фона и социоэкономических факторов, но порядок их следования предполагается одинаковым у всех детей. Здесь дана только общая характеристика стадий, а в каждой из них Пиаже описал ряд более детальных подстадий.

Сенсомоторная стадия. Отмечая тесную взаимосвязь между двигательной активностью и восприятием у младенцев, Пиаже обозначил первые два года жизни как сенсомоторную стадию. В этот период младенцы заняты тем, что открывают для себя связь между своими действиями и их последствиями. Они узнают, например, насколько надо потянуться, чтобы взять предмет; что происходит, если столкнуть тарелку с едой за край стола; а также то, что рука — это часть тела, а перила яслей — нет. Путем бесчисленных «экспериментов» младенцы начинают формировать понятие о себе как о чем-то отдельном от внешнего мира.

На этой стадии важным открытием является понятие о постоянстве объекта — осознание того, что объект продолжает существовать, даже когда он недоступен чувствам. Если накрыть тряпкой игрушку, к которой тянется 8-месячный ребенок, он тут же перестает тянуться и теряет интерес. Он не удивлен и не расстроен, не пытается найти игрушку — в общем, действует так, как если бы она перестала существовать (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Постоянство объекта. Если игрушку спрятать за экраном, младенец действует так, как будто ее больше не существует. Из этого наблюдения Пиаже делает вывод, что ребенок еще не освоил понятие постоянства объекта.

В отличие от него, 10-месячный ребенок активно ищет предмет, спрятанный под тряпкой или за экраном. Этот более старший ребенок понимает, что предмет существует, хотя его и не видно, т. е. он постиг понятие о постоянстве объекта. Но даже в этом возрасте поиск ведется ограниченно. Если такому ребенку однажды уже удалось отыскать игрушку, спрятанную в каком-то определенном месте, он так и будет продолжать искать ее там же, даже если он видел, как взрослый прячет ее в новом месте. Этот ребенок просто повторяет действие, однажды уже приведшее его к получению игрушки, а не ищет ее там, где видел ее в последний раз. Примерно до года ребенок не может последовательно искать предмет там, где он исчез на его глазах в последний раз, — независимо от того, что было в предыдущих попытках.

Предоперационная стадия. В возрасте примерно от 1,5 до 2 лет дети начинают пользоваться речью. Слова, как и символы, могут представлять предметы или группы предметов, а один объект может представлять (символизировать) другой. Так, во время игры 3-летний ребенок может обращаться с палкой, будто это лошадь, и скакать на ней по комнате; деревянный кубик может быть для него машиной, одна кукла — папой, а другая — ребенком.

Хотя дети в возрасте 3-4 лет могут мыслить символически, их слова и образы еще не имеют логической организации. Стадию когнитивного развития, приходящуюся на возраст от 2 до 7 лет, Пиаже называет предоперационной, поскольку ребенок еще не понимает определенных правил, или операций. Операция — это процедура мысленного разделения, объединения или другого преобразования информации логическим способом. Например, если воду переливают из высокого узкого стакана в низкий и широкий, взрослые знают, что количество воды не изменилось, потому что могут в уме проделать обратную операцию: они могут вообразить, как вода переливается из низкого стакана обратно в высокий, придя тем самым к первоначальному состоянию. У ребенка на предоперационной стадии когнитивного развития представление об обратимости и других мысленных операциях довольно слабое или отсутствует. Поэтому, считает Пиаже, дети на предоперационной стадии еще не постигли принцип сохранения — понимания того, что количество вещества остается постоянным, даже если изменяется его форма. Они не могут понять, что при переливании воды из высокого стакана в низкий количество воды сохраняется, то есть остается тем же самым, когда она переливается из высокого стакана в низкий.

Отсутствие представления о сохранении иллюстрирует также эксперимент, в котором ребенку дают пластилин, чтобы он сделал из него шар, равный по величине другому шару из того же материала. Сделав это, ребенок говорит, что они «одинаковые». Затем экспериментатор оставляет один шар как эталон, а другой скатывает в удлиненную форму типа колбасы, и ребенок за всем этим наблюдает. Ребенок может запросто видеть, что пластилина при этом ни убавилось, ни прибавилось. В подобной ситуации дети в возрасте около 4 лет говорят, что в этих двух предметах уже не одинаковое количество пластилина: «В длинном больше», — говорят они (рис. 3.4). Большинство детей до 7-летнего возраста не считают, что и в длинном предмете, и в первом шаре равное количество пластилина.

Рис. 3.4. Понятие сохранения. Четырехлетняя девочка признает, что оба пластилиновых шара — одинаковой величины. Но когда один из шаров скатывают в удлиненную тонкую форму, она говорит, что в нем пластилина больше. И пока ей не будет 7 лет, она не скажет, что в этих предметах разной формы одинаковое количество пластилина.

Пиаже считал, что главной особенностью предоперационной стадии является неспособность ребенка удерживать внимание на более чем одном аспекте ситуации одновременно. Так, в задаче на сохранение количества пластилина ребенок, находящийся на предоперационной стадии, не может сосредоточиться одновременно на длине и толщине куска пластилина. Сходным образом, Пиаже полагал, что в предоперационном мышлении доминируют зрительные впечатления. Изменение внешнего вида куска пластилина влияет на ребенка больше, чем менее очевидные, но более существенные характеристики — масса и вес.

То, что маленький ребенок полагается на зрительные впечатления, становится ясным из эксперимента по сохранению количества. Если расположить параллельно два ряда шашек, одна напротив другой, маленький ребенок верно отвечает, что в этих рядах одинаковое количество шашек (рис. 3.5). Если же шашки одного ряда собрать в кучу, пятилетний ребенок говорит, что там, где прямой ряд, шашек больше, хотя ни одной шашки не забрали. Зрительное впечатление от длинного ряда шашек перевешивает количественное равенство, которое было очевидным, когда шашки стояли в рядах друг против друга. В отличие от этого 7-летний ребенок полагает, что если до того количество объектов было равным, оно и должно остаться равным. В этом возрасте количественное равенство становится более значимым, чем зрительное впечатление.

Рис. 3.5. Сохранение количества. Когда шашки правильно расположены в два ряда по семь штук, большинство детей отвечает, что и там и там их поровну. Когда после этого один ряд собирают в компактную кучку, дети 6-7 лет говорят, что в первоначальном ряду их было больше.

Другой ключевой характеристикой предоперационной стадии детского развития, согласно Пиаже, является эгоцентризм. Дети, находящиеся на предоперационной стадии развития, не осознают других точек зрения, помимо своей собственной, — они полагают, что все остальные воспринимают окружающий мир так же, как и они (Piaget, 1950). С целью демонстрации этого факта Пиаже придумал «задачу трех горок». Ребенку позволяют ходить вокруг стола, на котором сооружены три горки различной высоты. Когда ребенок становится с одной стороны стола, на другую сторону стола в разных местах помещается кукла (таким образом, она видит три горки иначе, чем ребенок). Ребенка просят выбрать фотографию, соответствующую тому, что видит кукла. Дети в возрасте до 6-7 лет выбирают фотографию, которая соответствует их собственному видению трех горок (Piaget & Inhelder, 1948/1956).

Пиаже считал, что эгоцентризмом объясняется ригидность мышления на предоперационной стадии. Поскольку маленькие дети не могут оценить иные точки зрения, чем их собственная, они не в состоянии пересмотреть свои схемы, принимая во внимание изменения в окружающей среде. Отсюда их неспособность производить обратные операции или учитывать сохранение количества.

Стадии операций. Между 7 и 12 годами дети осваивают различные понятия сохранения, а также начинают выполнять и другие логические манипуляции. Они могут располагать объекты по одному признаку, например по высоте или весу. У них формируется также мысленное представление о последовательности действий. Пятилетний ребенок может найти дорогу к дому приятеля, но не сможет рассказать вам, как туда добраться, и не сможет изобразить это карандашом на бумаге. Дорогу он находит потому, что знает, где надо повернуть, но общей картины маршрута у него нет. В отличие от этого 8-летние дети легко рисуют карту пути. У Пиаже этот период называется стадией конкретных операций: хотя дети и используют абстрактные термины, они могут это делать только применительно к конкретным объектам, т. е. к тем предметам, которые непосредственно доступны их органам чувств.

Примерно в это же время начинается третий этап понимания морали у Пиаже. Ребенок начинает осознавать, что некоторые из правил — это социальные конвенции, коллективные соглашения и что их можно произвольно принимать или изменять, если все в этом согласны. Моральный реализм ребенка тоже претерпевает изменения: теперь, делая моральное суждение, он придает вес и «субъективным» факторам, таким как намерения человека, и рассматривает наказание как человеческий выбор, а не как неизбежную, божественную кару.

Примерно в возрасте 11-12 лет дети приходят к формам мышления взрослых, становятся способны к чисто символическому мышлению. Пиаже назвал это стадией формальных операций. В одном из тестов формального операционного мышления ребенку надо определить, от чего зависит, за сколько времени маятник качнется назад-вперед (т. е. период его колебаний). Ребенку дают отрезок веревки, подвешенный за крючок, и несколько грузов, которые можно присоединять к нижнему концу. Он может изменять длину веревки, изменять вес подсоединяемого груза и высоту, с которой он отпускает груз. В отличие от детей, которые все еще находятся на стадии конкретных операций и при экспериментировании меняют некоторые переменные, но без системы, подростки даже со средними способностями выдвигают ряд гипотез и начинают систематическую их проверку. Они рассуждают так: если определенная переменная (вес) влияет на период колебаний, то результат ее влияния станет виден, только если менять одну переменную, а все прочие оставлять без изменений. Если эта переменная не влияет на время качания, они ее исключают и пробуют другую. Рассмотрение всех возможностей — выработка заключения по каждой гипотезе и ее подтверждение или опровержение — вот суть того, что Пиаже называл мышлением на стадии формальных операций.

Критика теории Пиаже

Теория Пиаже — огромное интеллектуальное достижение; она произвела революцию в представлениях о когнитивном развитии детей и в течение десятилетий вдохновляла огромное количество исследователей. Наблюдения Пиаже относительно последовательности когнитивного развития подтверждаются многими исследованиями. Однако более новые и изощренные методы тестирования умственной деятельности младенцев и дошкольников показывают, что Пиаже недооценивал их способности. Как мы отмечали выше, для того чтобы ребенок мог успешно решить многие из задач, созданных для проверки теории стадий, ему на самом деле надо владеть несколькими базовыми навыками обработки информации: вниманием, памятью и знанием конкретных фактов. И может получиться так, что ребенок на самом деле обладает требуемой от него способностью, но не может решить задачу, потому что у него нет других навыков, также необходимых, но несущественных для данной задачи.

Эти моменты проявились со всей очевидностью в исследованиях постоянства объекта — осознания того, что объект продолжает существовать, даже когда он находится вне поля чувственного восприятия. Мы уже говорили выше, что если младенцу в возрасте до 8 месяцев показывают игрушку и затем у него на глазах прячут ее или накрывают тряпкой, он ведет себя так, как будто она уже не существует, не пытается ее искать. Но и после 8-месячного возраста ребенок, уже сумевший неоднократно отыскать игрушку, спрятанную в каком-то одном месте, продолжает искать ее там же, даже после того как видел, что взрослый спрятал ее в новом месте.

Заметьте, однако, что для успешного выполнения этого теста ребенку нужно не только понимать, что данный предмет все еще существует (т. е. знать о постоянстве объекта), но также помнить, куда его спрятали, и проявлять какое-то физическое действие, которое показывало бы, что он его ищет. Поскольку Пиаже считал, что раннее когнитивное развитие определяется сенсомоторной активностью, он не рассматривал всерьез возможность того, что ребенок знает, что объект все еще существует, но не способен выразить это в поисковом поведении, — т. е. что развитие ума может опережать моторные способности.

Такая возможность была изучена в ряде исследований, где от ребенка не требовалось активно искать спрятанный объект. Как показано на рис. 3.6, устройство состояло из экрана, прикрепленного одним концом к крышке стола. В начальном положении экран всей плоскостью лежал на столе. На глазах у ребенка экран медленно поворачивали в противоположную от него сторону, как разводной мост, до вертикального положения в 90 градусов, затем поворачивали дальше до полного полукруга в 180 градусов и снова клали плоскостью на стол. Затем экран поворачивали в противоположную сторону — по направлению к ребенку.

Рис. 3.6. Тестирование постоянства объекта. Детям показывают поворачивающийся экран, пока они не перестают на него смотреть. Коробка ставится туда, где экран может ее скрыть, и затем дети видят либо возможное событие (экран поворачивается, пока как бы не сталкивается с коробкой, а затем возвращается в исходное положение), либо невозможное событие (экран как бы проходит сквозь коробку). Дети уделяли больше внимания невозможному событию, показывая тем самым, что они знают о существовании скрытой за экраном коробки (адаптировано из: Baillargeon, 1987).

Когда этот вращающийся экран показывали младенцам в первый раз, они смотрели на него почти целую минуту, но после повторных попыток теряли интерес и обращали свое внимание куда-нибудь еще. В этот момент на столе, позади от места крепления экрана, появлялась ярко раскрашенная коробка; ее не было бы видно, если бы экран был поднят вертикально (на самом деле дети видели не настоящую коробку, а ее отражение). После этого, как показано на рис. 3.6, детям демонстрировали либо возможное событие, либо невозможное. Одна группа младенцев видела, как экран поворачивается из начального положения до того места, в котором он должен был бы столкнуться с коробкой; в этом месте экран останавливался и двигался назад, в исходное положение. Другая группа видела, как экран поворачивается до вертикального положения и затем продолжает поворачиваться дальше на другую сторону 180-градусной дуги, как будто никакой коробки у него на пути не было.

Экспериментаторы рассуждали так: если дети считают, что коробка все еще существует, даже когда ее скрывает экран, то их должно удивить, что экран проходит сквозь нее — невозможное событие, и тогда, следовательно, они будут смотреть на экран дольше, чем в том случае, когда экран как бы сталкивается с коробкой, прежде чем вернуться в первоначальное положение. Именно это и имело место. Несмотря на то, что невозможное событие было перцептивно идентичным событию, которое они уже много раз видели и потеряли к нему интерес, они находили его более интересным, чем событие физически возможное, но которого они никогда раньше не видели, — как экран останавливается на полпути к другому концу дуги и затем меняет направление (Baillargeon, Spelke & Wasserman, 1985).

Следует заметить, что детям в этом эксперименте было всего 4,5 месяца; они, таким образом, демонстрировали наличие у них знания о постоянстве объекта на 4-5 месяцев раньше, чем предсказывает теория Пиаже. При повторении этого исследования было обнаружено, что у некоторых младенцев в возрасте всего 3,5 месяца также имеется знание о постоянстве объекта (Baillargeon, 1987; Baillargeon & DeVos, 1991).

Задачи Пиаже на сохранение — это еще один пример того, как при более внимательном анализе сложных навыков, необходимых для успешного решения задачи, оказывается, что компетентность у детей наступает раньше, чем предсказывает его теория. Например, если условия эксперимента в тесте на сохранение подобраны тщательно, так чтобы ответы детей не зависели от их речевых способностей (т. е. от того, насколько хорошо они понимают, что имеет в виду экспериментатор под словами «больше» и «длиннее»), то даже у 3- и 4-летних детей обнаруживается знание о сохранении числа, т. е. они могут различать существенный признак (количество элементов в наборе) и несущественный (особенности пространственного расположения элементов) (Gelman & Gallistel, 1978).

В одном из исследований сохранения количества два набора игрушек были расположены в линию, одна к другой (как на рис. 3.5). Экспериментатор сказала ребенку, что один ряд — его, а другой — ее, и затем попросила ребенка высказаться о соотношении их количества. Например: «Вот твои солдатики, а это — мои солдатики. Каких больше: твоих или моих — или их поровну?» Получив исходное суждение ребенка, она расставила один ряд игрушек свободнее и повторила вопрос.

Сначала 5-летние дети не справлялись с задачей на сохранение количества и, как и предсказывал ранее Пиаже, говорили, что в длинном ряду «солдатиков больше». Но затем экспериментатор ввела другие условия. Она не стала говорить об этих игрушках как об отдельных солдатиках и вместо этого сказала: «Вот моя армия, а вот твоя армия. Чья армия больше: твоя или моя — или они одинаковые?» И после этой несложной перемены слов большинство детей оказались способны к сохранению количества и решили, что армии одинаковой величины, хотя одна из них и растянулась. Когда детям предложили интерпретировать то, что они видят, как нечто цельное, собранное воедино, а не как набор отдельных элементов, несущественные перцептивные преобразования стали меньше влиять на их суждения о равенстве (Markman, 1979).

В ходе других исследований были обнаружены другие различные факторы, способные оказать влияние на развитие конкретного операционного мышления. Например, некоторые культурные традиции могут оказывать влияние на овладение детьми решением задач, разработанных Пиаже (Rogoff, 1990). Кроме того, овладению решением этих задач может способствовать начало посещения школы (Artman & Canan, 1993). Эти и другие свидетельства позволяют предположить, что конкретное операционное рассуждение, возможно, является не универсальной стадией развития, характерной для среднего детского возраста, а продуктом культурной среды, школьного обучения, а также специфического формулирования вопросов и инструкций (Gellatly, 1987; Light & Perrett-Clermont, 1989; Robern, 1989).

Альтернативы теории Пиаже

Все специалисты по психологии развития согласны, что те результаты, с которыми мы сейчас познакомились, бросают серьезный вызов теории Пиаже и указывают на недооценку детских способностей. Однако нет согласия по поводу того, какой альтернативе отдать предпочтение.

Информационный подход. Как мы уже отмечали, многие из экспериментов, ставящих под сомнение взгляды Пиаже, проводились исследователями, которые рассматривают когнитивное развитие как процесс приобретения нескольких отдельных навыков переработки информации. Соответственно, они полагают, что стандартные задачи Пиаже не позволяют отделить эти несколько навыков от того критического навыка, ради выявления которого эти задачи вроде бы и создавались. Но далее сторонники информационного подхода расходятся между собой по поводу того, что же их не устраивает у Пиаже.

Например, они не пришли к согласию по главному вопросу: представлять ли развитие как последовательность качественно различных стадий или как непрерывный процесс изменения. Некоторые полагают, что от принципа стадийности надо отказаться полностью (напр.: Klahr, 1982). Такие ученые считают, что качественные скачки в развитии — это иллюзия, возникающая оттого, что в задачах, оценивающих разные стадии, были небрежно смешаны навыки обработки информации; отдельные навыки развиваются плавно и непрерывно.

Но некоторым представителям информационного подхода кажется, что они модернизируют и расширяют саму стадийную модель Пиаже; они считают, что постепенные изменения в навыках обработки информации на самом деле приводят к скачкообразным, поэтапным изменениям в мышлении детей (см., напр.: Case, 1985). Таких теоретиков иногда называют «неопиажистами». Еще одна группа неопиажистов согласна с тем, что в развитии есть настоящие стадии, но они возникают только в пределах более узких сфер знания. Например, речевые навыки ребенка, понимание математики, социальное мышление и т. п. — все это может развиваться стадийно, но развитие каждой такой сферы идет своим шагом, относительно не зависящим от других сфер (см., напр.: Mandler, 1983).

Познавательный подход. Некоторые специалисты по психологии развития, сомневающиеся в существовании качественно различных стадии когнитивного развития, полагают, что по прошествии младенческого возраста у детей и взрослых когнитивные процессы и способности одни и те же, а различие их состоит прежде всего в том, что у взрослых более обширная база знаний. Под знанием здесь имеется в виду не просто собрание фактов, но глубокое понимание организации этих фактов в конкретных областях.

Различие между самими фактами и их организацией хорошо иллюстрирует исследование, где группа десятилеток, соревновавшихся в шахматном турнире, сравнивалась с группой студентов колледжа, которые были любителями шахмат. Когда их просили запомнить и воспроизвести список из случайных чисел, студенты намного превосходили десятилеток. Но когда стали тестировать способность к воспроизведению реальных позиций шахматных фигур на доске, оказалось, что 10-летние мастера шахмат справляются лучше 18-летних любителей (Chi, 1978). Таким образом, существенная разница между этими группами заключалась не в различных стадиях когнитивного развития и не в различии способностей к обработке информации (таких как объем памяти), а в знании конкретной области. Поскольку десятилетки глубже понимали шахматную композицию, они могли организовать и воспроизвести позиции по памяти путем объединения пофигурной информации в более крупные значимые единицы (например, атака белыми королевского фланга) и исключения из рассмотрения неправдоподобных расположений фигур. В более раннем исследовании, где сравнивались взрослые мастера шахмат и взрослые любители, результаты были аналогичными. Решение шахматных задач мастерами и любителями мы обсудим в главе 9.

Происходящее с возрастом улучшение способности детей решать задачи Пиаже на сохранение может быть связано с расширением объема их знаний о мире, а не с качественным сдвигом в когнитивном развитии. Если, например, ребенок не знает, что масса или количество — это главная характеристика и что именно она имеется в виду, когда говорят «больше пластилина» или «больше шашек», то при изменении одного только внешнего вида он, вполне вероятно, решит, что изменилось количество. Возможно, что более старший ребенок просто уже выучил, что является существенным при определении свойства «больше». Если эта гипотеза верна, то ребенок, демонстрирующий отсутствие понимания сохранения на одном материале, может проявить его на другом — в зависимости от того, насколько он разбирается в дайной области.

Это подтверждается исследованием, в котором детсадовским детям рассказывали о ряде «операций», проведенных докторами или учеными. Некоторые операции изменяли животное так, что оно становилось похоже на другое животное, а некоторые — так, что оно становилось похоже на растение (см. фото стимулов на рис. 3.7). Ребенку говорили, например, что «доктора взяли лошадь [показывают ребенку изображение лошади] и сделали операцию, после которой на всем теле лошади появились черные и белые полосы. Они остригли ей гриву и заплели хвост. Они научили ее не ржать, как лошадь, и есть дикую траву вместо овса и сена. Они научили ее жить не на конюшне, а в дебрях Африки. Когда они все сделали, животное выглядело вот так [показывают изображение зебры]. Когда они все закончили, что у них получилось: лошадь или зебра?» (Keil, 1989, р. 307).

Рис. 3.7. Тестирование на понимание принципа сохранения в раннем возрасте. Детям говорят, что доктора или ученые работали над животным, пока оно не стало выглядеть, как другое животное (переход от лошади к зебре) или как растение (от дикобраза к кактусу). Если ребенок соглашается, что животное «действительно» стало другим животным или стало растением, значит, он еще не усвоил принцип сохранения; если ребенок говорит, что животное «на самом деле» осталось тем же, что было в оригинале, значит, принцип сохранения он постиг.

В отношении операции превращения одного животного в другое большинство детей не проявило наличия у них принципа сохранения; примерно 65% посчитали, что лошадь на самом деле превратилась в зебру. Но когда речь зашла о превращении животного в растение, только около 25% решили, что дикобраз действительно стал кактусом (Keil, 1989). Специальные вариации этого эксперимента показали, что такой результат нельзя объяснить только тем, что животное больше похоже на животное, чем на растение.

Из подобных исследований видно, что в некоторых ситуациях дети предоперационного возраста могут игнорировать самые драматические изменения внешнего вида и следовать принципу сохранения, потому что они знают, что невидимое, но существенное свойство объекта осталось без изменений. С аналогичным экспериментом мы познакомимся в следующем разделе, посвященном половой идентичности и полоролевому поведению, где мы узнаем, верят ли предоперационные дети, что девочку можно превратить в мальчика или наоборот.

Социокультурные подходы. Пиаже подчеркивал роль взаимодействия ребенка со средой, однако под средой он имел в виду непосредственное физическое окружение. Ребенок рассматривался им как ученый-естествоиспытатель, перед которым стоит задача раскрыть подлинную сущность мира и общие правила логического и научного мышления. Нахождение ребенка в более широком социальном и культурном контексте фактически никак не учитывается теорией Пиаже. Даже в его рассуждениях о социальных и моральных правилах подразумевается, что существует универсальный, логически «правильный» способ уразумения таких правил, который ребенок и стремится открыть.

Но не все знания таковы. Многое из того, что предстоит узнать развивающемуся ребенку, — это особые и условные взгляды на реальность, принятые именно в его культуре; это предполагаемые роли различных людей и разных полов; это, наконец, правила и нормы социальных взаимоотношений, принятых в его культуре. В таких сферах просто не существует ни абсолютно достоверных фактов, ни «правильных» взглядов на реальность, которые нужно постигать. Таким образом, представители культурной антропологии и других социальных наук, придерживающиеся социокультурного подхода к развитию, рассматривают ребенка не как ученого-естествоиспытателя, который ищет «истинное» знание, а как новобранца культуры, который хочет стать «своим», научившись смотреть на социальную реальность сквозь призму данной культуры (Bem, 1993, 1987; Shweder, 1984).

Истоки этого взгляда на когнитивное развитие могут быть обнаружены в работах русской школы Льва Выготского (1934-1986). Выготский считал, что мы развиваем свое понимание и практические навыки благодаря процессу, который можно назвать ученичеством: нас направляют более знающие индивидуумы, помогающие нам все больше и больше понимать окружающий мир и развивать новые навыки. Он также различал два уровня когнитивного развития: фактический уровень развития ребенка, проявляющийся в способностях к решению задач, и уровень потенциального развития, определяемый типом задач, который ребенок может решать под руководством взрослого или более знающего сверстника. Согласно Выготскому, мы должны знать как фактический, так и потенциальный уровень развития конкретного ребенка, если хотим определить его уровень когнитивного развития и обеспечить ему адекватные формы преподавания.

Поскольку речь является основным средством обмена социальными значениями (смыслами) между людьми, Выготский рассматривал развитие речи как центральный аспект когнитивного развития; фактически он рассматривал овладение речью как наиболее важный аспект детского развития (Blanck, 1990). Речь играет важную роль в развитии новых навыков и приобретении знаний. Когда взрослые или сверстники помогают детям овладеть решением новых задач, коммуникация между ними становится частью детского мышления. Позже дети используют свои речевые навыки для направления своих действий, практикуя новые навыки. Таким образом, то, что Пиаже называл эгоцентрической речью, Выготский рассматривал как важнейший компонент когнитивного развития: дети разговаривают сами с собой, чтобы направлять и руководить собственными действиями. Такой тип самоинструкций получил название личной (внутренней) речи. Вы можете наблюдать этот процесс у детей, дающих самим себе указания, как выполнять то или иное задание, например завязывание шнурков, которые они ранее слышали от взрослых (Berk, 1997).

Развитие моральных суждений

Помимо изучения развития детского мышления Пиаже заинтересовался тем, как развиваются моральные суждения детей. Он полагал, что понимание детьми моральных правил и социальных конвенций должно соответствовать их общему уровню когнитивного развития. Первые свои теории в этой области Пиаже основывал на наблюдениях за тем, как дети разного возраста играют в стеклянные шарики — тогда в Европе это было популярной игрой многих детей. Он спрашивал их, откуда взялись правила этой игры, что они значат и почему важно соблюдать их. Исходя из ответов, Пиаже пришел к выводу, что в развитии понимания правил детьми существует 4 этапа. Первые два из них приходятся на предоперационную стадию, которую мы обсуждаем в этом разделе (Piaget, 1932/1965).

Первый этап возникает в начале предоперационной стадии, когда дети начинают приобщаться к символической игре. На этом этапе они участвуют в своего рода «параллельной игре» с другими детьми и общими предметами, но без какой-либо социальной организации. При этом каждый ребенок следует набору своеобразных правил, основанных на собственных частных желаниях. Например, ребенок может рассортировать шарики разного цвета по группам или покатать по комнате большие шарики, а за ними — все маленькие. Эти «правила» придают игре ребенка некоторую закономерность, но он часто их меняет, и они не служат никаким коллективным целям вроде сотрудничества или соревнования.

На втором этапе подобному легкомысленному отношению к правилам наступает внезапный конец. Начиная лет с пяти, у ребенка развивается чувство, что он обязан следовать правилам, которые видятся ему как абсолютный моральный императив, спущенный сверху каким-нибудь авторитетом — может, Богом, а может, родителями. Правила постоянны, священны и изменению не подлежат. Буквальное подчинение им важнее любой человеческой причины их изменить. Дети на этом этапе, например, отвергают предложение изменить положение линии старта с тем, чтобы это было удобно более маленьким, которым тоже хочется поиграть.

На этой стадии дети судят о поступке больше по его последствиям, чем по вызвавшему его намерению. Пиаже рассказывал детям истории из двух частей. В одной такой истории происходило следующее. Мальчик разбил чашку, пытаясь стащить потихоньку немного варенья, пока мамы нет дома; другой мальчик ничего плохого не делал и нечаянно разбил целый поднос с чашками. «Кто из них был нехорошим мальчиком?» — спрашивал Пиаже. Предоперационные дети в этих историях признавали нехорошим мальчиком того, кто нанес наибольший ущерб, независимо от намерений или мотивов, стоявших за поступком.

На третьей стадии морального развития дети начинают понимать, что некоторые правила являются социальными конвенциями — совместными соглашениями, которые могут произвольно устанавливаться или изменяться, если все с этим согласны. Моральный реализм детей на этой стадии теряет силу: вынося моральные суждения, дети придают теперь большой вес таким субъективным соображениям, как намерения индивидуума, и рассматривают наказание как результат решения людей, а не как, неизбежное божественное возмездие.

Начало стадии формальных операций совпадает с четвертым, и последним, этапом в понимании детьми моральных правил. Подростки проявляют интерес к выработке правил даже для тех ситуаций, с которыми они никогда не встречались. Для этой стадии характерна идеологическая форма морального мышления, которая охватывает большой круг социальных вопросов, а не просто личные и межличностные ситуации.

Американский психолог Лоуренс Кольберг продолжил работу Пиаже по моральному мышлению, проведя эксперименты на подростках и взрослых (Kohlberg, 1976, 1969). Предъявляя испытуемым моральные дилеммы в форме рассказа, он хотел определить, существуют ли универсальные стадии в развитии моральных суждений. В одном таком рассказе, например, человеку нужно лекарство для умирающей жены, которое ему не по средствам, и он обращается к аптекарю с просьбой продать лекарство дешевле. Когда аптекарь отказывается, этот человек крадет лекарство. Испытуемых просят обсудить его поступок.

Анализируя ответы на несколько таких дилемм, Кольберг пришел к выводу, что в развитии морального суждения существует б стадий, группирующихся в 3 уровня (табл. 3.2). Ответы оценивались не по тому, сочтен ли поступок правильным или неправильным, а по тому, на каких соображениях основывалось решение. Например, если испытуемый соглашался, что этот человек должен был украсть лекарство, потому что «Если вы дадите вашей жене умереть, это будет для вас несчастьем», или не соглашался, потому что «Если вы украдете лекарство, вас поймают и посадят», он в обоих случаях относился к 1-й стадии, потому что оценивал действия человека как правильные или неправильные, исходя из предполагаемого наказания.

Таблица 3.2. Стадии морального мышления

Уровень I: Доконвенциональная мораль

Стадия 1

Ориентация на наказание (подчинение правилам, чтобы избежать наказания)

Стадия 2

Ориентация на вознаграждение (подчинение с целью получить вознаграждение; чтобы хорошее отношение обернулось тем же)

Уровень II: Конвенциональная мораль

Стадия 3

Ориентация типа «я хороший мальчик/хорошая девочка» (подчинение с целью избежать неодобрения других)

Стадия 4

Ориентация на авторитет (придерживаться законов и социальных правил, чтобы избежать осуждения авторитетами и чувства вины из-за «невыполнения долга»)

Уровень III: Постконвенциональная мораль

Стадия 5

Ориентация на социальное соглашение (действия по принципам, широко признаваемым важными для общественного благополучия; следование принципам, чтобы сохранить уважение ровесников и, таким образом, — самоуважение)

Стадия 6

Ориентация на этические принципы (действия согласно самостоятельно выбранным этическим принципам, обычно ценящим справедливость, достоинство и равенство; придерживаться принципов, чтобы избежать самоосуждения)

Кольберг полагал, что моральное мышление развивается с возрастом и проходит через эти стадии (Kohlberg, 1969).

Кольберг полагал, что все дети находятся на стадии 1 примерно до 10 лет, когда они начинают оценивать действия по тому, что о них скажут другие (уровень II). Большинство подростков рассуждают на этом уровне до 13 лет. Вслед за Пиаже Кольберг утверждает, что только те, кто достиг мышления, свойственного стадии формальных операций, способны к такому абстрактному мышлению, которое соответствует уровню III — постконвенциональной морали. Высший, 6-й этап предусматривает, что человек формулирует абстрактные этические принципы и в дальнейшем придерживается их, чтобы избежать самоосуждения.

Кольберг пишет, что среди его взрослых испытуемых менее 10 процентов проявили «четкое принципиальное» мышление, характерное для 6-го этапа и иллюстрируемое следующим ответом 16-летнего юноши на вышеприведенную дилемму: «По законам общества [этот человек] был неправ, но по законам природы или Бога неправ был аптекарь, а муж поступил правильно. Человеческая жизнь превыше финансовой выгоды. Неважно, кто умирает, пусть даже кто-то совершенно посторонний, — человек обязан спасти ему жизнь» (Kohlberg, 1969, р. 244).

Кольберг представил данные в пользу того, что эта последовательность стадий соблюдается у детей нескольких культур, включая Америку, Мексику, Тайвань и Турцию (Colby et al., 1983; Nisan & Kohlberg, 1982). С другой стороны, есть данные, что в различных ситуациях люди пользуются разными правилами и что эти стадии не идут последовательно (Kurtines & Greif, 1974). Эту теорию критиковали также за «мужецентричность», поскольку «маскулинный» тип абстрактного мышления, основанный на справедливости и праве, ставится в ней выше по моральной шкале, чем «фемининный» тип мышления, основанный на заботе и внимании к окружающим (Gilligan, 1982). (О маскулинности и фемининности см. ниже в разделе о полоролевом поведении. — Прим. перев.)

Утверждение Пиаже, что дети не могут провести различения между социальными конвенциями (правилами) и моральными предписаниями, также было поставлено под сомнение. В одном исследовании детям предъявляли список действий и просили указать, какие из этих действий являются нехорошими, даже если нет никаких правил, запрещающих их. Большинство детей выражали мнение, что лгать, воровать, драться и вести себя эгоистично нехорошо, даже если эти действия не преследуются никакими правилами. С другой стороны, они не видели ничего плохого в том, если ребенок на уроке будет жевать жевательную резинку, обращаться к учителю только по имени, мальчики будут заходить в туалет для девочек или будут есть в столовой руками — если только не будут введены правила, запрещающие эти действия (Nuccli, 1981).

Личность и социальное развитие

Когда у родителей появляется первый ребенок, они часто удивляются тому, что их первенец с самого начала обладает особым характером; когда у них рождается второй ребенок, они удивляются тому, насколько он отличается от первого. Эти наблюдения родителей справедливы. Уже с первых недель жизни у младенцев проявляются индивидуальные особенности в степени активности, чувствительности к изменениям окружающей среды и возбудимости. Один ребенок плачет много, другой — очень мало. Один переносит пеленание и купание без особого беспокойства, другой брыкается и вырывается из рук. Один реагирует на каждый звук, другой не замечает ничего, кроме самых громких звуков. Младенцы различаются даже но отношению к объятиям. Некоторым нравится, когда их крепко обнимают, и они плотно прижимаются к человеку, который их держит; другие держат себя напряженно, ежатся и делают меньше приспособительных движений (Korner, 1973).

Темперамент

В настоящее время темперамент изучается очень интенсивно, хотя есть разногласия в том, как его определить, распознать и измерить. К тому же еще не ясно, в какой степени темперамент ребенка служит строительным материалом для последующего формирования личности индивида (Kohnstamm, Bates & Rothbart, 1989).

То, что различия в темпераменте у детей наблюдаются уже в самом раннем возрасте, ставит под сомнение традиционный взгляд, что поведение новорожденного целиком формируется его ранним окружением. Например, родители беспокойного ребенка склонны винить друг друга за трудности с младенцем. Но из исследований новорожденных становится все более ясным, что множество особенностей темперамента являются врожденными и что связь родителей и ребенка является реципрокной, взаимной — другими словами, поведение ребенка тоже формирует реакцию родителей. Ребенок, который быстро успокаивается, ласково прижимается и перестает плакать, когда его берут на руки, повышает у родителей чувство компетентности и привязанности. А ребенок, который держится напряженно и продолжает плакать, несмотря на попытки успокоить его, вызывает у родителей чувство неумелости и отторжения. Чем лучше ребенок отзывается на стимуляцию родителей (ласково прижимается и затихает, когда его держат, живо прислушивается, когда с ним разговаривают или играют), тем легче зарождаются узы любви между родителем и ребенком.

Первое исследование темперамента, в котором в течение длительного времени отслеживалась группа 140 младенцев из семей среднего и более высокого класса, было начато в США в 50-х годах. Первоначальные данные собирались в интервью с родителями и позднее были дополнены интервью с учителями и результатами непосредственного тестирования детей. Младенцы оценивались по 9 характерным чертам, которые затем комбинировались для определения трех более общих типов темперамента: а) младенцы, которые любили играть, регулярно ели и спали и легко адаптировались к новым ситуациям, были отнесены к легким (около 40% всей выборки), б) легковозбудимых с нерегулярностью в еде и сне, резко и негативно реагирующих на новые ситуации отнесли к разряду трудных (около 10% выборки); в) младенцы с низким уровнем активности, мягко уклоняющиеся от новых ситуаций и дольше приспосабливающиеся к ним, чем «легкие», составили группу медленной разминки (около 15% выборки). У остальных 35% младенцев показатели не были отнесены ни к низким, ни к высоким, ни по одному из определявшихся параметров (Thomas et al., 1963). 133 испытуемых из первоначальной выборки сейчас стали взрослыми и снова подверглись оценке темперамента и психологической приспособляемости.

Результаты в отношении сохранности темперамента оказались смешанными. С одной стороны, в течение первых пяти лет жизни этих детей между показателями их темперамента наблюдалась значительная корреляция; у детей с «трудным» темпераментом впоследствии чаще возникали проблемы в школе; а измеренные во взрослом возрасте темперамент и приспособляемость имели значительную корреляцию с результатами измерения темперамента, полученными в возрасте 3, 4 и 5 лет. С другой стороны, все эти уровни корреляции были невысоки (порядка 0,3), а у большей части из 9 характерных черт, взятых по отдельности, сохранность во времени оказалась незначительной или вообще отсутствовала (Thomas & Chess, 1986, 1977; Chess & Thomas, 1984).

Авторы этого исследования подчеркивают, что сохранность или сменяемость темперамента определяется взаимодействием между генотипом ребенка (унаследованными свойствами) и окружением. В частности, они полагают, что ключом к здоровому развитию является условие, чтобы домашняя среда хорошо подходила к темпераменту ребенка. Если родителям трудного ребенка удается создать в доме счастливую, стабильную жизнь, негативные, «трудные» стороны поведения ребенка с возрастом сглаживаются (Belsky, Fish & Isabella, 1991). Томас и Чесс приводят историю Карла — мальчика, обладавшего на протяжении первых пяти лет жизни одним из наиболее трудных темпераментов. Поскольку отец Карла был доволен «страстным» темпераментом своего сына и позволял ему вначале негативно реагировать на новые ситуации, Карл преуспевал и становился все более «легким». В 23 года он уже был с определенностью отнесен к группе «легкого» темперамента. Тем не менее каждый раз, когда менялась жизненная ситуация, первоначальный темперамент Карла проявлялся на короткое время. Например, когда в позднем детстве он начал учиться игре на фортепиано, у него снова появились сильные негативные реакции, за которыми последовал медленный процесс адаптации, а со временем и позитивное отношение — живая увлеченность. Аналогичная схема проявилась у него и при поступлении в колледж (Thomas & Chess, 1986).

В ходе недавно проведенного исследования были получены дальнейшие подтверждения постоянства темперамента. В нем участвовало 79 детей, которые в возрасте 21 месяца были диагностированы либо как крайне заторможенные, либо как незаторможенные. В возрасте 13 лет те, кто были диагностированы как заторможенные в возрасте 21 месяца, получили значительно более низкие оценки но тестированию на экстернализацию, отклоняющееся поведение и агрессивное поведение (Schwartz, Snidman & Kagan, 1996). Другие исследования показали, что тенденция проявлять интерес к незнакомым событиям либо избегать их, являющаяся аспектом темперамента, остается достаточно стабильной со временем (Kagan & Snidman, 1991).

Раннее социальное поведение

К двухмесячному возрасту нормальный ребенок улыбается, когда видит лицо матери или отца. Обрадованные такой реакцией, родители всячески поощряют ее, стремясь добиться повторения. На самом деле способность младенца улыбаться в столь раннем возрасте, возможно, развилась исторически как раз потому, что она усиливала родительскую привязанность. Родители относятся к этим улыбкам как к знаку того, что ребенок узнает и любит их, они проникаются еще большей нежностью и стимулируют реакции ребенка. Тем самым устанавливается и поддерживается взаимоподкрепляющая система социального взаимодействия.

Во всем мире дети начинают улыбаться примерно в одном и том же возрасте, независимо от того, растут ли они в далекой африканской деревне или в доме среднего американца. Это говорит о том, что время появления улыбок более определяется созреванием, чем условиями выращивания ребенка. Слепые дети начинают улыбаться примерно в том же возрасте, что и зрячие (в ответ на голоса или прикосновение родителей, а не на их лица), из чего следует, что улыбка — это врожденная реакция (Eibl-Eibesfeldt, 1970).

К 3-4-му месяцу жизни дети начинают узнавать знакомых членов семьи и выражать им предпочтение: они больше улыбаются и больше лопочут, когда видят их или слышат их голоса, но они все еще весьма не восприимчивы к незнакомцам. Однако в возрасте 7-8 месяцев эта неразличимость меняется. У многих детей при приближении незнакомца начинает проявляться настороженность или настоящий испуг (даже если их держат родители), одновременно они начинают сильно протестовать, когда их оставляют в незнакомой обстановке или с незнакомым человеком. Родителей часто приводит в замешательство, что их ранее весьма компанейский младенец, радостно принимавший заботу няни-сиделки, теперь безутешно плачет, когда они собираются уходить, и продолжает плакать еще какое-то время после этого.

Хотя беспокойная реакция на незнакомца встречается не у всех младенцев (видимо, она является отличительной чертой темперамента), число младенцев, у которых она отмечается, резко возрастает в возрасте примерно от 8 месяцев до одного года. Сходным образом, огорчение при отрыве от родителя — самостоятельное, но близкое явление, связанное также с врожденным темпераментом, — достигает пика между 14 и 18 месяцами, а затем постепенно спадает. К трехлетнему возрасту большинство детей чувствуют себя в отсутствие родителей достаточно уверенно, свободно общаясь с другими детьми и взрослыми.

На появление и исчезновение этих двух видов боязни условия воспитания, видимо, влияют очень слабо. Одна и та же общая схема наблюдалась и у американских детей, воспитывавшихся целиком дома, и среди тех детей, которых отдавали в центр дневного ухода. Как показано на рис. 3.8, хотя доля детей, плакавших, когда мать уходит из комнаты, в различных культурах варьируется, возрастные схемы начала и спада весьма сходны (Kagan, Kearsley & Zelazo, 1978).

Рис. 3.8. Стресс у детей при отлучении от матери. Хотя доля детей, плакавших, когда мать уходит из комнаты, в различных культурах неодинакова, возрастные схемы начала и спада такого стресса весьма сходны (по: Kagan, Kearsley & Zelazo, 1978).

Как объяснить такую временную динамику появления и исчезновения таких страхов у детей, которым это было свойственно? Видимо, и в появлении, и в исчезновении страхов важную роль играют два фактора. Первый — растущий объем памяти. Во время второй половины первого года жизни у младенцев наблюдается значительное развитие способности запоминать прошлые события и сравнивать прошлое и настоящее. Это позволяет ребенку обнаруживать, а иногда опасаться необычных или непредсказуемых явлений. Начало «реакции на незнакомца» совпадает с появлением реакции страха на множество необычных или неожиданных стимулов; причудливая маска или «Джек в коробочке» (коробка с выскакивающей фигуркой. — Прим. перев.), вызывающие улыбку у 4-месячного ребенка, в 8 месяцев часто вызывают боязнь и огорчение. По мере того как дети узнают, что незнакомцы и необычные предметы, как правило, неопасны, такие страхи постепенно ослабевают.

Кроме этого, разумно предположить, что беспокойство при разлуке с родителем связано с развитием памяти. Младенец не может скучать по родителю, если он не способен вспомнить о его присутствии минуту назад и сравнить это с его текущим отсутствием. Когда родитель покидает комнату, ребенок осознает, что что-то не так (это вроде знания о постоянстве объекта), и может впасть в расстройство. Когда память ребенка улучшается настолько, что может охватить прошлые случаи ухода и возвращения, он становится способен предвидеть возвращение отсутствующего родителя, и его беспокойство сходит на нет.

Вторым фактором является рост самостоятельности. Годовалые дети все еще слишком зависимы от взрослых, но дети 2-3 лет уже могут сами добраться до тарелки с едой или полки с игрушками. Кроме того, они могут пользоваться речью, чтобы сообщать о своих желаниях и чувствах. Так зависимость от попечителей вообще и от семейных попечителей в частности уменьшается, и вопрос родительского присутствия становится для ребенка менее критичным.

Привязанность

Стремление ребенка к близости с конкретными людьми, сопровождаемое ощущением большей безопасности в их присутствии, называется привязанностью. У других видов детеныши по-разному проявляют привязанность к своим матерям. Детеныш обезьяны взбирается на грудь матери, когда она проходит поблизости; щенки карабкаются один на другого, пытаясь добраться до теплого живота матери; утята и цыплята неотступно следуют за матерью, издают звуки, на которые она отвечает, и подходят к ней, когда им страшно. У этих первых реакций на мать есть очевидная адаптивная ценность: они не дают организму удалиться от источника заботы и заблудиться.

Вначале психологи полагали, что привязанность к матери развивается потому, что мать является источником пищи — одной из главных потребностей младенца. Но некоторые факты сюда не укладываются. Например, утята и цыплята питаются сами с рождения, но все равно неотступно следуют за матерью и проводят с ней огромное количество времени. Комфорт, извлекаемый ими из ее присутствия, не может исходить из ее роли в питании. Ряд хорошо известных экспериментов с обезьянами показал, что привязанность младенца к матери обусловлена не только потребностью в пище (Harlow & Harlow, 1969).

Детенышей обезьян разлучали с матерями вскоре после рождения и помещали к двум искусственным матерям, сделанным из проволочной сетки с деревянной головой. Одно туловище было сделано из голой проволоки, а другое было покрыто пенорезиной и махровой тканью, делавшими его более привлекательным и удобным, чтобы прижаться (рис. 3.9). Каждая мать могла оснащаться прикрепленной к груди бутылкой для кормления молоком.

Рис. 3.9. Реакция обезьяны на искусственную мать. Несмотря на то, что детеныш получал питание от проволочной куклы матери, больше времени он проводил с куклой матери, покрытой махровой тканью. Последняя была, по мнению детеныша, тем безопасным местом, откуда можно было изучать незнакомые предметы.

Экспериментаторы стремились определить, будет ли детеныш прижиматься к той «матери», которая всегда была для него источником пищи. Результаты были недвусмысленными: независимо от того, которая мать давала молоко, детеныш проводил время, прижимаясь к матери, покрытой махровой тканью. Более пассивная, но мягкая на ощупь мать была источником безопасности. Например, если детеныша обезьяны помещали в незнакомое окружение, его выраженный страх проходил, если он мог касаться матерчатой матери. Держась одной рукой или ногой за матерчатую мать, обезьянка охотно изучала предметы, к которым иначе она очень боялась приблизиться.

Хотя контакт с привлекательной искусственной матерью составляет важную часть «материнства», этого недостаточно для успешного развития. У детенышей обезьяны, выращенных с искусственными матерями и изолированных от других обезьян в течение первых 6 месяцев жизни, во взрослом возрасте проявлялись различного рода странности в поведении. Впоследствии они редко участвовали в нормальном взаимодействии с другими обезьянами (съеживаясь от страха или проявляя ненормальную агрессивность), а их сексуальные реакции были неадекватными. Когда у самок обезьян, лишенных ранних социальных контактов, проходило успешное спаривание (после значительных усилий), они становились плохими матерями, пренебрегая своими первенцами или жестоко с ними обращаясь, хотя для детенышей, родившихся позднее, они были более хорошими матерями. Заметим, однако, что этих обезьян лишали всех социальных контактов. Если обезьянам с искусственной матерью в первые 6 месяцев позволяли общаться со своими сверстниками, они становились «прекрасными взрослыми».

Следует с осторожностью переносить результаты исследований с обезьянами на развитие человека, однако есть данные, что привязанность человеческого младенца к главному опекуну выполняет те же функции. Большинство работ по привязанности у человеческих младенцев были начаты психоаналитиком Джоном Баулби в 50-60-х годах. Его теория привязанности объединяет концепции психоанализа, этологии и когнитивной психологии. Согласно его теории, если ребенку в первые годы не удается сформировать прочную привязанность хотя бы к одному человеку, это ведет к неспособности развивать близкие личные взаимоотношения во взрослом возрасте (Bowlby, 1973).

Мэри Эйнсворт, одна из коллег Баулби, провела в США и Уганде обширные наблюдения за детьми и их матерями, разработав впоследствии лабораторную методику для оценки прочности привязанности у детей от 12-18 месяцев и старше (Ainsworth et al., 1978). Эта методика называется «Ситуация с незнакомым» и состоит из следующих последовательных эпизодов (см. табл. 3.3).

Таблица 3.3. Эпизоды процедуры в ситуации с незнакомцем

1. Мать и ребенок входят в экспериментальную комнату. Мать помещает ребенка в центре комнаты в окружении игрушек и затем идет присесть в противоположный конец комнаты.

2. В комнату входит незнакомая женщина, минуту она спокойно сидит, минуту разговаривает с матерью и затем пытается вовлечь ребенка в игру с игрушкой.

3. Мать незаметно покидает комнату. Если ребенок не расстраивается, незнакомка отходит от него и спокойно сидит. Если ребенок расстраивается, она пытается его утешить.

4. Мать возвращается и вовлекает ребенка в игру, а незнакомка выходит.

5. Мать снова выходит, оставляя на этот раз ребенка одного в комнате.

6. Незнакомка возвращается. Если ребенок расстраивается, она пытается его успокоить.

7. Мать возвращается, а незнакомка выходит.

На протяжении всей последовательности за ребенком наблюдают через полупрозрачное зеркало, и некоторые наблюдения записываются: уровень активности и увлеченность игрой, плач и другие признаки расстройства, близость к матери и попытки завладеть ее вниманием, близость к незнакомке и готовность взаимодействовать с нею и т. д. В зависимости от поведения детей их подразделили на три основные группы:

Прочная привязанность. Независимо от того, были они расстроены или нет, когда мать выходила (эпизоды 3 и 5), дети, отнесенные к группе с прочной привязанностью, стремились к контакту с ней, когда она возвращалась. Некоторым достаточно было на расстоянии удостовериться в ее приходе и продолжать играть с игрушками. Другие искали с ней физического контакта. Некоторые были полностью поглощены матерью в течение всех эпизодов и проявляли сильное расстройство, когда она выходила. В общем 60-65% американских детей попадают в эту категорию.

Непрочная привязанность: избегание. Бросалось в глаза, что эти младенцы избегали взаимодействия с матерью во время эпизодов с ее возвращением. Некоторые игнорировали мать практически полностью, некоторые делали смешанные попытки взаимодействовать и избегать взаимодействия. Избегающие дети могли уделять матери очень мало внимания, пока она была в комнате, и часто не казались расстроенными, когда она уходила. А если расстраивались, то утешались незнакомкой так же легко, как и матерью. В эту категорию попадает примерно 20% американских детей.

Непрочная привязанность: амбивалентность. Младенцев относили к группе амбивалентного поведения, если в эпизодах возвращения матери они оказывали ей сопротивление. Они одновременно стремились к физическому контакту и сопротивлялись ему. Например, они могли плакать, когда их брали на руки, а затем сердиться, когда их опускали. Некоторые действовали очень пассивно, требуя мать, когда она возвращалась, но не ползли к ней, а когда она приближалась, оказывали сопротивление. К этой категории относится примерно 10% американских детей.

Поскольку некоторые дети не подпадали ни под одну из этих категорий, в более поздних исследованиях была введена четвертая категория — дезорганизованные (Main & Solomon, 1986). Дети этой категории ведут себя противоречиво. Например, они могут приближаться к матери, стараясь не смотреть на нее, подойти к ней, а потом вдруг убежать от нее, или сначала успокоиться, а после этого неожиданно расплакаться. Некоторые дети кажутся дезориентированными, не проявляют видимых эмоций или выглядят подавленными. В эту категорию сейчас относят около 10-15% американских детей, причем эта доля значительно выше среди детей, с которыми плохо обращались или которые живут дома с родителями, проходящими лечение у психиатра.

Чуткая отзывчивость. Стремясь объяснить различия в привязанности детей, исследователи обратили самое пристальное внимание на поведение главного опекуна, обычно матери. Основным их открытием было то, что именно чуткая отзывчивость опекуна к нуждам ребенка создает прочную привязанность. Это становится очевидным уже в трехмесячном возрасте. Например, матери детей с прочной привязанностью обычно немедленно реагируют на плач ребенка и нежны, когда берут его на руки. Обычно они хорошо подстраиваются к нуждам ребенка (Clarke-Stewart, 1973). Например, при кормлении они по сигналам младенца определяют, когда начинать и когда заканчивать кормление, а также обращают внимание на пищевые предпочтения ребенка и соизмеряют темп кормления и скорость, с какой он ест.

В отличие от них матери детей, проявлявших один из двух типов непрочной привязанности, реагировали в основном по своему собственному желанию или настроению, а не с учетом сигналов ребенка. Например, когда ребенок требовал внимания, они откликались, если им хотелось его обнять, а в других случаях игнорировали его призывы (Stayton, 1973).

Не все психологи согласны, что отзывчивость опекуна есть главный источник различий в характере привязанности ребенка. Они обращают внимание на собственный врожденный темперамент ребенка (Kagan, 1984; Campos et al., 1983). Возможно, например, что склад темперамента ребенка, характеризующий его как более «легкого», делает также его привязанность более прочной, чем у «трудных» детей. И, как мы отмечали выше, родительская реакция на ребенка во многом зависит от собственного поведения ребенка. Например, матери трудных детей проводят меньше времени в игре с ними (Green, Fox & Lewis, 1983). Характер привязанности, по-видимому, отражает эту взаимосвязь темперамента ребенка и отзывчивости его родителей.

В ответ на это те, кто изучает привязанность, приводят данные в пользу гипотезы об отзывчивости опекуна. Например, было обнаружено, что плач младенца в течение первого года жизни меняется гораздо сильнее, чем реакция матери на плач. Кроме того, исходя из откликаемости матери в течение первых трех месяцев, можно значительно точнее предсказать, как будет плакать младенец в последующие три месяца, чем, исходя из плача младенца, предсказать, как будет реагировать на него мать. Короче, мать, видимо, больше влияет на плач младенца, чем младенец влияет на реакцию матери (Bell & Ainsworth, 1972). В общем, установление прочной или непрочной привязанности ребенка, видимо, более всего определяется поведением матери (Isabella & Belsky, 1991).

Более новые исследования могут помочь решить этот спор. Вспомним, что классификация типов привязанности в эксперименте «Ситуация с незнакомым» проводилась в первую очередь не по тому, насколько расстраивался младенец после ухода матери, а по тому, как он реагировал на ее возвращение. Сейчас представляется, что темперамент ребенка определяет первое, но не последнее (Vaughn et al., 1989; Frodi & Thompson, 1985). Например, дети с «легким» темпераментом, как правило, не расстраиваются, когда мать уходит. По ее возвращении они либо радостно приветствуют ее (тип прочной привязанности), либо избегают ее (тип непрочной привязанности). Дети с «трудным» темпераментом, как правило, расстраиваются, когда мать уходит. Когда она возвращается, они либо стремятся и льнут к ней, проявляя сильную привязанность, либо демонстрируют амбивалентную привязанность (Belsky & Rovine, 1987). Таким образом, общая реакция ребенка на уход и возвращение своего главного опекуна определяется как отзывчивостью опекуна на нужды ребенка, так и темпераментом самого ребенка.

Привязанность и последующее развитие

Оказалось, что классификация типов детской привязанности остается вполне стабильной при повторении «Ситуации с незнакомым» несколько лет спустя, — если только обстоятельства жизни семьи не претерпели существенных изменений (Main & Cassidy, 1988; Thompson, Lamb & Estes, 1982). Перемены напряженной жизни, видимо, влияют на родительскую отзывчивость в отношении ребенка, что, в свою очередь, влияет на его чувство безопасности.

От типа ранней привязанности зависит также, как ребенок будет приобретать новый опыт в последующие несколько лет. Например, в одном исследовании двухлетним детям давали ряд задач, где требовалось пользоваться орудиями. Некоторые задачи соответствовали возможностям ребенка, а некоторые были очень трудными. Дети, начинающие ходить, у которых в 12-месячном возрасте была прочная привязанность, брались за задачу с энтузиазмом и настойчивостью. Когда у них возникали трудности, они редко плакали или злились; скорее, они искали помощи у присутствовавших взрослых. Дети, у которых ранее была слабая привязанность, вели себя совершенно по-другому. Они легко расстраивались и злились, редко обращались за помощью, игнорировали или отвергали советы взрослых и быстро отказывались от попыток решить задачу (Matas, Arend & Sroufe, 1978).

Из этих и других аналогичных исследований следует, что дети, у которых к началу второго года жизни сформировалась прочная привязанность, лучше подготовлены к приобретению нового опыта и вступлению в новые отношения. Однако нельзя уверенно утверждать, что качество привязанности ребенка в маленьком возрасте будет непосредственно определять в будущем его компетенцию в решении задач и социальных навыках. Родители, которые были отзывчивы к потребностям своего ребенка в младенчестве, как правило, продолжают оставаться хорошими родителями в течение его раннего детства, чем способствуют развитию самостоятельности ребенка, приобретению им нового опыта; они всегда готовы помочь ему при необходимости. Таким образом, компетентность и социальные навыки ребенка в возрасте 3,5 лет могут отражать не те отношения между родителями и ребенком, которые существовали двумя годами ранее, а их текущее состояние. Кроме того, на последующую компетенцию ребенка в дошкольные годы может влиять также его темперамент: ранее мы видели, как он влияет на поведение детей в эксперименте «Ситуация с незнакомым». (Вопрос о результатах воспитания в яслях и детских садах обсуждается в рубрике «На переднем крае психологических исследований».)

Половая (гендерная) идентичность и половое формирование

За редким исключением, человеческие существа делятся на два пола, и большинство детей обретает твердое чувство принадлежности либо к мужским, либо к женским особям. При этом у них появляется то, что в психологии развития называется половой (гендерной) идентичностью. Но в большинстве культур биологическое различие мужчин и женщин широко обрастает системой убеждений и стереотипов поведения, пронизывающих буквально все сферы человеческой деятельности. В различных обществах существуют как формальные, так и неформальные нормы поведения мужчин и женщин, регламентирующие, какие роли они обязаны или имеют право выполнять и даже какие личностные характеристики им «свойственны». В различных культурах социально правильные типы поведения, роли и личностные характеристики могут определяться по-разному, и внутри одной культуры все это может со временем изменяться — как это происходит в Америке последние 25 лет. Но как бы ни определялись роли в текущий момент, каждая культура стремится из младенца мужского или женского пола сделать взрослого маскулина или феминину. [Маскулинность и фемининность — совокупность признаков, отличающих соответственно мужчину от женщины и наоборот (см.: Психологический словарь. М.: Педагогика-Пресс, 1996; статья «Пол»). — Прим. перев.]

Обретение поведения и качеств, которые в некоторой культуре считаются свойственными данному полу, называется половым формированием. Заметьте, что половая идентичность и половая роль — не одно и то же. Девочка может твердо считать себя существом женского пола и тем не менее не владеть теми формами поведения, которые в ее культуре считаются фемининными, или не избегать поведения, считающегося маскулинным.

Но являются ли половая идентичность и половая роль просто продуктом культурных предписаний и ожиданий, или же они частично есть продукт «естественного» развития? По этому пункту мнения теоретиков расходятся. Изучим четыре из них.

Теория психоанализа. Первым психологом, попытавшимся дать исчерпывающее объяснение половой идентичности и половой роли, был Зигмунд Фрейд; составной частью его психоаналитической теории является стадийная концепция психосексуального развития (Freud, 1933/1964). Более подробно теория психоанализа и ее ограничения обсуждаются в главе 13; здесь мы только вкратце обрисуем основные понятия теории половой идентичности и полового формирования по Фрейду.

Согласно Фрейду, дети начинают обращать внимание на гениталии примерно в 3 года; он назвал это началом фаллической стадии психосексуального развития. В частности, представители обоих полов начинают понимать, что у мальчиков есть пенис, а у девочек — нет. На этой же стадии у них начинают проявляться сексуальные чувства к родителю противоположного пола, а также ревность и злопамятность в отношении родителя одного с ними пола; Фрейд называл это эдиповым комплексом. По мере своего дальнейшего созревания представители обоих полов постепенно разрешают этот конфликт посредством идентификации себя с родителем одного пола — подражают его поведению, склонностям и личностным особенностям, пытаясь походить на него. Таким образом, процесс формирования половой идентичности и полоролевого поведения начинается с открытия ребенком генитальных различий между полами и завершается, когда ребенок идентифицирует себя с родителем того же пола (Freud, 1925/1961).

Психоаналитическая теория всегда вызывала споры, и многие отвергают ее открытый вызов, что «анатомия — это судьба». Эта теория предполагает, что половая роль — даже ее стереотипность — есть всеобщая неизбежность и изменить ее нельзя. Однако, что более важно, эмпирические данные не подтвердили, что узнавание ребенком существования генитальных половых различий или идентификация себя с родителем того же пола в значительной степени определяют его половую роль (McConaghy, 1979; Maccoby & Jacklin, 1974; Kohlberg, 1966).

Теория социального научения. В отличие от психоаналитической теории, теория социального научения предлагает более прямое объяснение принятия половой роли. В ней подчеркивается важность подкрепления и наказания, получаемых ребенком соответственно за подобающее и неподобающее его полу поведение, и того, как ребенок, наблюдая за взрослыми, усваивает свою половую роль (Bandura, 1986; Mischel, 1966). Например, дети замечают, что поведение взрослых мужчин и женщин различается, и строят гипотезы о том, что подходит им самим (Perry & Bussey, 1984). Научение путем наблюдения позволяет также детям подражать и тем самым приобретать полоролевое поведение путем имитации авторитетных для них взрослых одноименного пола, которыми они восхищаются. Как у психоаналитической теории, у теории социального научения тоже есть собственная концепция подражания и идентификации, но основана она не на разрешении внутреннего конфликта, а на научении посредством наблюдения.

Важно подчеркнуть еще два момента теории социального научения. Во-первых, в отличие от теории психоанализа полоролевое поведение трактуется в ней, как и всякое другое заученное поведение; чтобы объяснить, как дети обретают половую роль, здесь не требуется постулировать какие-либо специальные психологические механизмы или процессы. Во-вторых, если в полоролевом поведении нет ничего особенного, то и половая роль сама по себе не является ни неизбежной, ни неизменной. Ребенок усваивает половую роль потому, что пол оказывается основанием, по которому его культура выбирает, что считать подкреплением, а что — наказанием. Если идеология культуры становится менее сексуально ориентированной, то полоролевых признаков в поведении детей также становится меньше.

Объяснение полоролевого поведения, предлагаемое теорией социального научения, находит множество подтверждений. Родители действительно по-разному поощряют и наказывают сексуально адекватное и сексуально неадекватное поведение, а кроме того, они служат детям первыми моделями маскулинного и фемининного поведения. Начиная с младенчества родители по-разному одевают мальчиков и девочек и дарят им разные игрушки (Rheingold & Cook, 1975). В результате наблюдений, проводившихся в домах дошкольников, выяснилось, что родители поощряют у своих дочек надевание нарядов, танцы, игру в куклы и просто подражание им, но ругают их за манипулирование предметами, беготню, прыжки и лазание по деревьям. Мальчиков родители, наоборот, поощряют за игру в кубики, но критикуют за игру в куклы, просьбу о помощи и даже за предложение своей помощи (Fagot, 1978). Родители требуют, чтобы мальчики были более независимы, и имеют относительно них более высокие ожидания; кроме того, на просьбу мальчиков помочь они отвечают не сразу и меньше обращают внимание на межличностные аспекты задачи. И наконец, родители наказывают мальчиков словесно и физически чаще, чем девочек (Maccoby & Jacklin, 1974).

Некоторые полагают, что, по-разному реагируя на мальчиков и девочек, родители могут и не навязывать им свои стереотипы, а просто реагируют на реальные врожденные различия в поведении разных полов (Maccoby, 1980). Например, даже в младенческом возрасте мальчики требуют больше внимания, чем девочки, и исследователи полагают, что человеческие особи мужского пола от рождения физически более агрессивны, чем особи женского пола (Maccoby & Jacklin, 1974). Возможно, что именно поэтому родители наказывают мальчиков чаще девочек.

В этом есть определенная правда, но ясно и то, что взрослые подходят к детям со стереотипными ожиданиями, заставляющими их обращаться с мальчиками и девочками по-разному. Например, когда родители разглядывают новорожденных через больничное окно, они уверены, что могут различить пол младенцев. Если они думают, что этот младенец — мальчик, они будут описывать его как крепкого, сильного и с крупными чертами; если они считают, что другой, практически неотличимый младенец — это девочка, то скажут, что он хрупкий, с тонкими чертами и «мягкий» (Luria & Rubin, 1974). В одном из исследований студентам колледжа показывали видеозапись, на которой у 9-месячного ребенка проявлялась сильная, но неоднозначная эмоциональная реакция на «Джека в коробочке». Когда этого ребенка считали мальчиком, его реакцию чаще называли «гневной», а когда этого же ребенка считали девочкой, реакцию чаще представляли как «страх» (Condry & Condry, 1976). В другом исследовании, когда испытуемым говорили, что ребенка зовут «Дэвид», они обращались с ним грубее, чем те, которым сказали, что это «Лиза» (Bem, Martyna & Watson, 1976).

Отцы больше озабочены полоролевым поведением, чем матери, особенно в отношении сыновей. Когда сыновья играли с «девчоночьими» игрушками, у отцов реакция была более негативная, чем у матерей, — они вмешивались в игру, выражали недовольство. Отцов не так беспокоит, когда их дочки участвуют в «мужских» играх, но все равно их недовольство при этом больше, чем у матерей (Langlois & Downs, 1980).

Но если родители и другие взрослые обращаются с детьми по принципу половых стереотипов, то сами дети — просто настоящие «сексисты». Сверстники принуждают к сексуальным стереотипам куда суровее родителей. Действительно, родители, которые сознательно стараются вырастить своих детей без навязывания традиционных полоролевых стереотипов — например, поощряют ребенка участвовать в самой различной деятельности, не называя ее маскулинной или фемининной, или сами выполняют дома нетрадиционные функции, — зачастую просто впадают в уныние, видя, как их усилия подрываются нажимом сверстников. В частности, мальчики критикуют других мальчиков, когда видят их за «девчоночьим» занятием. Если мальчик играет в куклы, плачет, когда ушибся, или проявляет чуткость к другому расстроенному ребенку, мальчики-сверстники тут же назовут его «неженкой». Девочки, наоборот, не возражают, если другие девочки играют в «мальчишечьи» игрушки или участвуют в мужском виде деятельности (Langlois & Downs, 1980).

Хотя теория социального научения очень хорошо может объяснить подобные явления, есть такие наблюдения, которые с ее помощью объяснить трудно. Во-первых, согласно данной теории, считается, что ребенок пассивно принимает на себя воздействие окружения: с ребенком «это делают» общество, родители, сверстники и средства массовой информации. Но такому представлению о ребенке противоречит наблюдение, отмеченное нами выше, — что дети сами создают и навязывают себе и своим сверстникам свой собственный усиленный вариант правил поведения полов в обществе, причем делают это настойчивей, чем большинство взрослых в их мире. Во-вторых, в развитии взглядов детей на правила поведения полов есть интересная закономерность. Например, в 4 года и в 9 лет большинство детей считают, что ограничений на выбор профессии по признаку пола быть не должно: пусть женщины будут докторами, а мужчины — няньками, если им так хочется. Однако в промежутке между этими возрастами мнения детей становятся более жесткими. Так, около 90% 6-7-летних детей считают, что половые ограничения на профессию должны существовать (Damon, 1977).

Вам это ничего не напоминает? Правильно, взгляды этих детей очень похожи на моральный реализм детей, находящихся на предоперационной стадии, по Пиаже. Вот почему психолог Лоуренс Кольберг разработал когнитивную теорию развития полоролевого поведения, основываясь непосредственно на теории когнитивного развития по Пиаже.

Когнитивная теория развития. Хотя двухлетние дети могут определить свой пол на своей фотографии и, как правило, могут определить пол типично одетых мужчин и женщин по фотографии, они не могут правильно рассортировать фотографии на «мальчиков» и «девочек» или предсказать, какие игрушки будет предпочитать другой ребенок, на основании его пола (Thompson, 1975). Однако примерно в 2,5 года начинает возникать более понятийное знание о сексе и поле, и именно здесь когнитивная теория развития оказывается подходящей для объяснения того, что произойдет в дальнейшем. В частности, согласно этой теории, половая идентичность играет решающую роль в полоролевом поведении. В результате мы имеем: «Я — мальчик (девочка), значит, я хочу делать то, что делают мальчики (девочки)» (Kohlberg, 1966). Другими словами, мотивация к поведению согласно половой идентичности — вот что побуждает ребенка вести себя адекватно своему полу, а не получение подкрепления извне. Поэтому он по собственной воле принимает задачу формирования половой роли — и у себя, и у своих сверстников.

В соответствии с принципами предоперационной стадии когнитивного развития, сама по себе половая идентичность медленно развивается на протяжении от 2 до 7 лет. В частности, тот факт, что предоперационные дети слишком полагаются на зрительные впечатления и вследствие этого неспособны к сохранению знания об идентичности предмета, когда его внешний вид меняется, становится существенным для возникновения у них понятия пола. Так, 3-летние дети могут отличить на картинке мальчиков от девочек, но многие из них не могут сказать, станут ли они мамой или папой, когда вырастут (Thompson, 1975). Понимание того, что пол человека остается тем же, несмотря на меняющийся возраст и внешний вид, называется константностью пола — прямой аналог принципа сохранения количества в примерах с водой, пластилином или шашками.

Как мы видели ранее, психологи, подходящие к когнитивному развитию с позиции приобретения знаний, полагают, что дети часто не справляются с задачами на сохранение просто потому, что у них недостаточно знаний о соответствующей области. Например, дети справлялись с задачей при преобразованиях «животное в растение», но не справлялись с ней при преобразованиях «животное в животное». Ребенок будет игнорировать значительные изменения внешнего вида — и следовательно, демонстрировать знание о сохранении — только тогда, когда он понимает, что некоторые существенные характеристики предмета не изменились.

Отсюда следует, что константность пола у ребенка должна также зависеть от его понимания того, что такое мужское и что такое женское. Но что известно нам, взрослым, из области пола, чего не знают дети? Ответ один: гениталии. Со всех практических точек зрения гениталии являются существенной характеристикой, определяющей мужское и женское. Могут ли маленькие дети, понимающие это, справиться с реалистической задачей на константность пола?

В исследовании, задуманном для проверки такой возможности, в качестве стимулов использовались три цветные фотографии ходячих детей в полный рост в возрасте от 1 до 2 лет (Bem, 1989). Как показано на рис. 3.10, первая фотография изображала полностью нагого ребенка с хорошо видными гениталиями. На другой фотографии тот же ребенок был показан одетым как ребенок противоположного пола (мальчику при этом добавляли парик); на третьей фотографии ребенок был одет нормально, т. е. соответственно своему полу. [В нашей культуре детская нагота — вещь деликатная, поэтому все фотографии делались в собственном доме ребенка в присутствии как минимум одного родителя. Родители давали письменное согласие на использование фотографий в исследованиях, а родители двух детей, изображенных на рис. 3.10, дали, кроме этого, письменное согласие на публикацию фотографий. Наконец, родители детей, участвовавших в исследовании в качестве испытуемых, давали письменное согласие на участие своего ребенка в исследовании, в котором ему будут задавать вопросы относительно изображений нагих детей.]

Рис. 3.10. Тест на константность пола. После демонстрации фотографии нагого ходячего малыша детей просили определить его пол, когда этот же малыш был одет в одежду, соответствующую или не соответствующую его полу. Если дети правильно определяют пол на всех фотографиях, значит, они знают о константности пола (по: Bem, 1989, р. 653-654).

С использованием этих 6 фотографий детей в возрасте от 3 до 5,5 лет тестировали на константность пола. Сначала экспериментатор показывал ребенку фотографию голого ребенка, которому давалось имя, не указывающее на его пол (например, «Гоу»), а затем просил его определить пол ребенка: «Гоу — мальчик или девочка?». Далее экспериментатор показывал фотографию, на которой одежда не соответствовала полу. Убедившись, что ребенок понимает, что это тот же малыш, который на предыдущей фотографии был в обнаженном виде, экспериментатор объяснял, что фото было сделано в день, когда малыш играл в переодевание и надел одежду противоположного пола (а если это был мальчик, то он надел девичий парик). Затем фотографию голыша убирали и просили ребенка определить пол, глядя только на фото, где одежда не соответствовала полу: «Кто же на самом деле Гоу — мальчик или девочка?». Наконец ребенка просили определить пол того же малыша по фотографии, где одежда соответствовала полу. Затем вся процедура повторялась с другим набором из трех фотографий. Детей также просили объяснить свои ответы. Считалось, что ребенок владеет константностью пола, только если он правильно определял пол малыша все шесть раз.

Чтобы оценить, знают ли дети, что гениталии являются важным признаком пола, использовался ряд фотографий разных малышей. Здесь детей снова просили определить пол малыша на фотографии и объяснить свой ответ. Самой легкой частью теста было указать, кто из двух голышей мальчик, а кто — девочка. В самой трудной части теста демонстрировались фотографии, на которых малыши были обнажены ниже пояса, а выше пояса одеты не в соответствии с полом. Чтобы правильно определить пол на таких фотографиях, ребенку не только надо было знать, что гениталии указывают на пол, но что если генитальный признак пола противоречит культурно обусловленным признакам пола (например, одежде, прическе, игрушкам), то он все равно имеет приоритет. Заметьте, что сама по себе задача на константность пола еще труднее, поскольку ребенок должен отдать приоритет генитальному признаку, даже когда этот признак больше не виден на фото (как на втором фото обоих наборов на рис. 3.10).

Результаты показали, что у 40% детей в возрасте 3, 4 и 5 лет константность пола присутствует. Это гораздо более ранний возраст, чем упоминаемый в когнитивной теории развития Пиаже или Кольберга. Еще важнее, что ровно 74% детей, прошедших тест на знание гениталий, владели константностью пола, и только 11% (трем детям) тест на знание пола пройти не удалось. Кроме этого, у детей, прошедших тест на знание пола, чаще проявлялась константность пола по отношению к себе: они правильно отвечали на вопрос: «Если бы ты, как и Гоу, однажды решил(а) поиграть в переодевание и надел(а) парик девочки (мальчика) и одежду девочки (мальчика), кем бы ты был(а) на самом деле — мальчиком или девочкой?».

Эти результаты изучения константности пола показывают, что в отношении половой идентичности и полоролевого поведения частная теория Кольберга, как и общая теория Пиаже, недооценивает потенциальный уровень понимания ребенка на предоперационной стадии. Но у теории Кольберга есть и более серьезный недостаток: она не позволяет рассмотреть вопрос, зачем детям надо составлять представления о себе, организуя их преимущественно вокруг своей принадлежности к мужскому или женскому полу? Почему пол имеет приоритет над другими возможными категориями самоопределения? Именно для решения этого вопроса была построена следующая теория — теория половой схемы (Bem, 1985).

Теория половой схемы. Мы уже говорили о том, что с позиций социокультурного подхода к психическому развитию ребенок — это не просто ученый-естествоиспытатель, стремящийся к познанию всеобщей истины, а новобранец культуры, который хочет стать «своим», научившись смотреть на социальную реальность через призму данной культуры.

Мы отмечали также, что в большинстве культур биологическое различие между мужчиной и женщиной обрастает целой сетью убеждений и норм, пропитывающих буквально все сферы человеческой деятельности. Соответственно, ребенку надо узнать о многих деталях этой сети: что представляют собой нормы и правила данной культуры, относящиеся к адекватному поведению разных полов, их ролей и личностных характеристик? Как мы видели, и теория социального научения, и когнитивная теория развития предлагают разумные объяснения того, как развивающийся ребенок может приобрести эту информацию.

Но культура преподает ребенку и гораздо более глубокий урок: деление на мужчин и женщин настолько важно, что оно должно стать чем-то вроде набора линз, через которые видно все остальное. Возьмем, например, ребенка, который впервые приходит в детсад и встречает там множество новых игрушек и занятий. Чтобы решить, какие игрушки и занятия попробовать, можно воспользоваться многими потенциальными критериями. Где он/она будет играть: в помещении или на улице? Что предпочесть: игру, требующую художественного творчества, или игру, в которой применяются механические манипуляции? Как быть в случае, когда действия должны выполняться вместе с другими детьми? Или когда можно обойтись в одиночку? Но из всех потенциальных критериев культура ставит один превыше всех остальных: «Прежде всего хорошенько убедись, что та или иная игра или занятие соответствуют твоему полу». На каждом шагу ребенка подталкивают к тому, чтобы смотреть на мир через призму его пола, и эту призму Бем называет половой схемой (Bem, 1993, 1985, 1981). Именно потому, что дети учатся оценивать варианты своего поведения через эту призму, теория половой схемы — это теория полоролевого поведения.

Родители и учителя прямо не рассказывают детям о половой схеме. Урок этой схемы незаметно встроен в повседневную культурную практику. Представим себе, например, учительницу, которая желает равно обращаться с детьми обоих полов. Для этого она выстраивает их в очередь к питьевому фонтанчику, чередуя через одного мальчиков и девочек. Если в понедельник дежурным она назначает мальчика, то во вторник — девочку. Равное количество мальчиков и девочек отбирается для игр в классе. Такая учительница верит, что учит своих школьников тому, как важно равенство полов. Она права, но, сама того не сознавая, она указывает им на важную роль пола. Ее ученики узнают, что, как бы ни казалась та или иная деятельность не связанной с полом, в ней невозможно участвовать, не учитывая различия между мужским и женским. Ношение «очков» пола важно даже для заучивания местоимений родного языка: он, она, ему, ей.

Дети учатся смотреть через «очки» пола и на самих себя, организуя представление о себе вокруг своей мужской или женской принадлежности и связывая свою самооценку с ответом на вопрос «Достаточно ли я мужественный?» или «Достаточно ли я женственна?». Именно в этом смысле теория половой схемы есть одновременно теория половой идентичности, а также и теория полоролевого поведения.

Таким образом, теория половой схемы является ответом на вопрос, с которым, как полагает Бем, не может справиться когнитивная теория развития половой идентичности и полоролевого поведения, предложенная Кольбергом: почему свое представление о себе дети организуют в первую очередь вокруг своей мужской или женской принадлежности? Как и в когнитивной теории развития, в теории половой схемы развивающийся ребенок рассматривается как активное лицо, действующее в своем собственном социальном окружении. Но, как и теория социального научения, теория половой схемы не считает полоролевое поведение ни неизбежным, ни неизменным. Дети приобретают его, потому что пол оказался главным центром, вокруг которого их культура решила выстроить свои взгляды на реальность. Когда идеология культуры менее ориентирована на половые роли, то и поведение детей и их представления о себе содержат меньше половой типизации.

Юность

Юностью называется переходный период от детства к взрослости. Ее возрастные пределы строго не определены, но примерно она длится от 12 до 17-19 лет, когда физический рост практически заканчивается. В этот период молодой человек или девушка достигают половой зрелости и начинают сознавать себя как отдельную от семьи личность.

Половое развитие. Пубертатный период, или период полового созревания, когда ребенок превращается в биологически зрелого взрослого, способного к половому воспроизводству, длится 3-4 года. Он начинается с очень быстрого физического роста (подростковый рывок роста), сопровождаемого постепенным развитием репродуктивных органов и вторичных половых признаков (развитие груди у девочек, растительности на лице у мальчиков и лобковых волос у обоих полов).

Менархе — первый менструальный период — в половом созревании происходит относительно поздно, примерно через 18 месяцев после того, как рывок роста у девочки достигает своей максимальной скорости. Первые менструальные циклы обычно нерегулярны, а овуляция (выход зрелого яйца) начинается обычно где-то через год после менархе. У мальчиков первая эякуляция происходит, как правило, примерно через два года после начала рывка роста. В первой семенной жидкости спермы не содержится; постепенно количество спермы и ее зрелость увеличиваются.

Время начала пубертатного периода и его скорость сильно варьируются. У некоторых девочек менархе наступает, когда им всего 11 лет, а у некоторых — когда им уже 17; средний срок составляет 12 лет 9 месяцев. У мальчиков рывок роста и созревание начинается в среднем на 2 года позже, чем у девочек. Эякулировать семенную жидкость с живой спермой они начинают где-то между 12 и 16 годами; средний возраст составляет 14,5 лет. В седьмом-восьмом классах [Возраст, приходящийся на указанные классы в разных странах, может не совпадать. — Прим. перев.] широкий разброс во времени пубертатного периода особенно бросается в глаза. Некоторые девочки выглядят как зрелые женщины с полностью развитой грудью и округлыми бедрами, а у некоторых размеры и формы все еще остаются, как у маленьких девочек. Некоторые мальчики уже похожи на долговязых подростков, а некоторым на вид еще лет 9-10 (обсуждение гормональных изменений в пубертатном периоде см. в гл. 10).

Влияние полового созревания на психику. В обиходе бытует мнение, что подростковый период — бурное и стрессовое время, сопровождаемое унынием, внутренней неустроенностью и бунтарством. Но исследования не подтверждают этих пессимистических взглядов. В одной из работ более 300 подростков отслеживались по мере их продвижения от 6-го до 8-го класса; они и их родители оценивались дважды в год путем интервью и психологического тестирования. В течение последнего года учебы в средней школе оценка проводилась повторно (Petersen, 1989). Большинство подростков пережило этот период без серьезного разлада. Полученные данные показывают, однако, что пубертатный период значительно влияет на форму тела, самооценку, настроения и на отношения с родителями и представителями противоположного пола.

Некоторые из этих влияний непосредственно связаны с гормональными изменениями в процессе созревания (подробно это рассмотрено в: Buchanan, Eccles & Becker, 1992), но большинство из них являются следствиями физических изменений в организме и, что более важно, тем, как они протекают во времени. Раннее или позднее созревание (одним годом раньше или позже относительно среднего срока) влияет на удовлетворенность подростков своим внешним видом и формой тела. Вообще, у мальчиков 7-го и 8-го классов, вступивших в период полового созревания, чаще отмечалось положительное настроение, чем у их соучеников мужского пола, еще не достигших такового, и они были больше удовлетворены своим весом и общим внешним видом, чем мальчики с более поздним созреванием, что является иллюстрацией того, насколько в нашем обществе для мужчин важна сила и физическое превосходство. Но у мальчиков с рано начавшимся созреванием также был снижен самоконтроль и эмоциональная устойчивость по сравнению с теми, кто начал созревать позже (имеется в виду позже относительно среднего срока. — Прим. перев.); они с большей вероятностью курили, пили, употребляли наркотики и были не в ладах с законом (Duncan et al., 1985). В отличие от них, мальчики с поздним созреванием чувствовали себя хуже всего в седьмом классе, но по результатам последнего класса средней школы, как правило, оказывались среди наиболее здоровых (Petersen, 1989).

На самооценку девочек раннее созревание оказывает противоположный эффект. По сравнению с созревающими позже, девочки с ранним созреванием были больше подвержены депрессии и беспокойству (Brooks & Ruble, 1983), имели заниженную самооценку (Simmons & Blyth, 1988) и вообще были менее удовлетворены своим весом и внешним видом. Они пребывали в растерянности из-за того, что формы их тела были более женскими, чем у их одноклассниц, особенно когда средствами массовой информации начал пропагандироваться новый стандарт женской привлекательности, подчеркивавший худобу. Хотя раннее созревание приносит и более раннюю популярность, частично это объясняется тем, что такие девочки кажутся преждевременно развитыми в сексуальном плане. У них также более вероятны конфликты с родителями, уход из школы, а также эмоциональные и поведенческие проблемы (Caspi & Moffitt, 1991; Stattin & Magnusson, 1990).

Однако здесь снова важно подчеркнуть, что в крупномасштабном длительном исследовании более половины наблюдавшихся ранних подростков обоих полов оказались относительно беспроблемными. Примерно у 30% этой группы проблемы возникали только время от времени. И только 15% попали на «нисходящую спираль из трудностей и неурядиц»; проблемы с эмоциями и успеваемостью, отчетливо проступившие в 8-м классе, продолжились или усилились в 12-м (Petersen, 1989).

Развитие идентичности. [В российской психологии приняты термины «самоопределение», «самопознание». — Прим. ред.] Психоаналитик Эрик Эриксон считал, что главная задача, стоящая перед подростком, — это развитие чувства идентичности и поиск ответов на вопросы «Кто я такой?» и «Куда я двигаюсь?». Хотя термин кризис идентичности был введен Эриксоном для обозначения активного процесса самоопределения, он считал его неотъемлемой частью здорового психосоциального развития. Сходным образом, большинство специалистов по психологии развития полагают, что юность должна быть периодом «экспериментирования с ролями», когда молодые люди могут пробовать различные варианты поведения, проявлять различные интересы и принимать разные идеологии. В стремлении составить целостное представление о себе можно «перепробовать», изменить или отбросить многие убеждения, роли и способы поведения.

Из этих ценностей и оценок подростки пытаются синтезировать внутренне согласованную картину. Если ценности, проецируемые родителями, учителями и сверстниками, согласуются друг с другом, поиск идентичности облегчается. В простом обществе, где образцов для идентификации немного и число социальных ролей ограничено, задача формирования идентичности относительно легка. В таком сложном обществе, как наше, для большинства подростков это — сложная задача. Перед ними открывается почти безграничное пространство возможностей относительно того, как себя вести и чем заниматься в жизни. В результате подростки значительно различаются в том, как у них протекает развитие их идентичности. Кроме того, идентичность каждого отдельного подростка в разных областях жизни (сексуальной, профессиональной, идейной) может находиться на разных этапах развития.

В идеале кризис идентичности должен разрешиться к 21-25 годам, так чтобы индивид мог перейти к другим жизненным задачам. Если этот процесс прошел успешно, об индивиде говорят, что он достиг идентичности; обычно это означает, что он пришел к пониманию своей половой идентичности, профессиональной направленности и идейному мировоззрению, — несмотря на то, что они могут и должны оставаться открытыми для изменений в последующем развитии. Пока кризис идентичности не разрешен, у индивида нет конкретного понимания себя или набора внутренних стандартов для самооценки в главных областях жизни. Как видно из табл. 3.3, такой неудачный результат Эриксон называл расплывчатой идентичностью.

Предложенную Эриксоном теорию развития идентичности у подростков проверял и развивал далее Джеймс Марсиа (James Marcia, 1980, 1966). На основе полуструктурных, открытых интервью Марсиа заключил, что в континууме формирования идентичности, по Эриксону, существуют четыре статуса идентичности, или позиции, различающихся в зависимости от того, воспринимает ли человек проблему идентичности и пришел ли он к ее решению:

- Идентичность достигнута. Находящиеся в этом статусе прошли через кризис идентичности, период активной постановки вопросов и самоопределения. Они заняли идейные позиции, которые сами для себя выработали, и выбрали род занятий. Они начинают думать о себе как о будущем докторе, а не как о студенте, изучающем курс химии, предшествующий изучению медицины. Они переосмыслили религиозные и политические убеждения своей семьи и отбросили то, что им показалось неподходящим для их идентичности.

- Предрешенность. Находящиеся в этом статусе также заняли те или иные профессиональные и идейные позиции, но у них отсутствуют признаки того, что они когда-либо прошли через кризис идентичности. Они без вопросов приняли религию своей семьи. Когда их спрашивают о политических взглядах, они часто говорят, что на самом деле никогда особо об этом не задумывались. Некоторые из них выглядят идейными и готовыми к сотрудничеству, некоторые просто кажутся непреклонными, догматиками и конформистами. Возникает впечатление, что эти взгляды просто исчезнут, если вдруг произойдет какое-нибудь событие настолько важное, что оно поставит под сомнение неосмысленные ими правила и ценности.

- Мораторий (здесь — в смысле временной отсрочки окончательного решения. — Прим. перев.). Это молодые люди, находящиеся в разгаре кризиса идентичности. Они активно ищут ответы, но пока находят только конфликты между планами их родителей в отношении их самих и своими неудовлетворенными интересами. Они могут какое-то время отстаивать ряд политических и религиозных убеждений только затем, чтобы после некоторого раздумья отказаться от них. В лучшем случае они чувствительны, этичны, с открытым умом; в худшем — подавлены тревогой, самодовольны и нерешительны (Scarr, Weinberg & Levine, 1986).

- Диффузная идентичность. Это термин Марсиа для эриксоновской категории расплывчатой идентичности. У некоторых относящихся к этой категории в прошлом был кризис идентичности, у некоторых — нет. Но ни у тех ни у других еще нет целостного ощущения самих себя. Они говорят, что было бы «интересно» пойти учиться на юридический факультет или заняться бизнесом, но не предпринимают никаких шагов ни в одном направлении. Они говорят, что их не интересует ни религия, ни политика. Некоторые из них циничны («Все политики — просто дерьмо»), некоторые поверхностны и рассеянны. Конечно, некоторые еще слишком молоды, чтобы достигнуть подросткового уровня развития идентичности.

Как и ожидалось, доля подростков, достигших высокого уровня идентичности, стабильно растет начиная от средней школы и до старших классов колледжа, а доля пребывающих с диффузной идентичностью стабильно уменьшается. Мораторий как кризисный статус идентичности достигает своего пика в первые два года колледжа. Вообще, исследования показывают, что достигнутый уровень идентичности значительно выше в отношении выбора профессии, чем в отношении политической идеологии (Waterman, 1985).

Резюме

1. Два вопроса психологии развития являются центральными: а) каким образом биологические факторы («врожденное») взаимодействуют с влиянием среды («приобретенным»), детерминируя ход развития; б) является ли развитие непрерывным процессом изменений, или это, скорее, последовательность качественно различных стадий? Сюда же относится вопрос: существуют ли критические или сензитивные периоды, во время которых должны произойти определенные внутренние события, с тем чтобы психическое развитие продолжалось нормально?

2. Генетические детерминанты проявляют себя в процессе созревания — внутренне детерминированных последовательностей роста или телесных изменений, относительно независимых от окружения. Моторное развитие, например, преимущественно определяется ходом созревания, поскольку всеми детьми такие навыки, как ползание, стояние и хождение, осваиваются в одной и той же последовательности и примерно в одном и том же возрасте. Но даже их может изменить нетипичное или неадекватное окружение.

3. Когда младенец рождается, все его сенсорные системы находятся в рабочем состоянии и вполне готовы к познанию окружения. Есть даже некоторые данные, что новорожденные особо реагируют на те еще находясь в матке.

4. Пиаже в своей теории описал стадии когнитивного развития, идущие в следующем порядке: сенсомоторная стадия (на которой важнейшим открытием ребенка является постоянство объекта), предоперационная стадия (начало использования знаков), стадия конкретных операций (возникает понятие сохранения) и стадия формальных операций (систематическая проверка гипотез при решении задач). Характер моральных суждений ребенка также меняется соответственно этой последовательности.

5. Новые методики тестирования показали, что теория Пиаже недооценивает способности ребенка, и тогда возникли альтернативные подходы. Информационный подход рассматривает когнитивное развитие как отражение постепенного развития таких процессов, как внимание и память. Некоторые ученые ставят акцент на развитии знаний ребенка в конкретных областях, а некоторые подчеркивают влияние социального и культурного контекста.

6. Пиаже полагал, что понимание детьми моральных правил и моральные суждения развиваются параллельно с их когнитивными способностями. Кольберг развил работу Пиаже, включив в нее подростковый период и период зрелости. Он предложил модель моральных суждений, содержащую три уровня: преконвенциональный, конвенциональный и постконвенциональный.

7. Уже в первые недели жизни у младенцев проявляются индивидуальные различия в степени активности, реакциях на изменения в окружающей среде и раздражительности. Такие связанные с настроением характеристики личности называются темпераментом и, видимо, являются врожденными. Еще не ясно, в какой степени они являются «кирпичиками» для постройки более поздней личности индивида. Сохранится ли темперамент на протяжении жизни, зависит от взаимодействия между унаследованными качествами ребенка и окружением.

8. Некоторые ранние формы социального поведения, например улыбка, являются отражением врожденных реакций и возникают у всех детей, включая слепых, примерно в одно и то же время. Появление многих более поздних видов социального поведения (включая настороженное отношение к незнакомцам и расстройство при разлуке с главным опекуном), видимо, определяется развитием когнитивных навыков ребенка.

9. Склонность ребенка искать близости с определенными людьми и чувствовать себя более безопасно в их присутствии называется привязанностью. Привязанность можно оценить посредством методики, называемой «Ситуация с незнакомым»: в ней за ребенком наблюдают в то время, когда главный опекун покидает комнату и возвращается в нее. В зависимости от реакций ребенка его привязанность может быть охарактеризована как: а) прочная привязанность; б) непрочная привязанность: избегание; в) непрочная привязанность: амбивалентность. У младенцев с прочной привязанностью есть главный опекун, который отзывчиво реагирует на его потребности. Поведение ребенка в «Ситуации с незнакомым» зависит также от его темперамента. В более позднем детстве дети с прочной привязанностью лучше справляются с новыми событиями, чем дети с непрочной привязанностью.

10. Половая идентичность — это то, насколько человек считает себя относящимся к мужскому или женскому полу. Ее следует отличать от полоролевого поведения, то есть приобретения тех характеристик и типов поведения, которые общество считает подходящими для данного пола. Психоаналитическая теория Фрейда предполагает, что половая идентичность и полоролевое поведение начинают развиваться, когда ребенок открывает для себя генитальные различия между полами, а впоследствии идентифицирует себя с родителем одноименного пола. Теория социального научения отдает приоритет: а) поощрениям и наказаниям, которые дети получают от общества за поведение, подходящее или неподходящее их полу, и б) идентификации с родителями одноименного пола, основанной на научении через наблюдение.

11. Когнитивная теория развития половой идентичности и полоролевого поведения предложена Кольбергом на базе теории когнитивного развития Пиаже. После того как дети уже могут идентифицировать свою принадлежность к мужскому или женскому полу, появляется мотив к освоению полоролевого поведения. Их представления о том, что такое пол и секс, соответствуют стадиям когнитивного развития у Пиаже, — особенно это касается константности пола, т. е. понимания того, что пол человека остается тем же, несмотря на изменения возраста и внешнего вида. Как и породившая ее теория, когнитивная теория развития Кольберга недооценивает детский уровень понимания.

12. Теория половой схемы разработана Сандрой Бем и стремится объяснить, почему дети строят представления о себе в первую очередь на основе различия между мужским и женским. Она подчеркивает, что культура учит детей видеть мир через призму пола. Как и когнитивная теория развития, теория половой схемы считает детей активными агентами, способствующими закреплению своего собственного типа полоролевого поведения; как и в теории социального научения, здесь отвергается мнение, что традиционное полоролевое поведение неизбежно и неизменяемо.

13. Половое созревание оказывает значительное влияние на форму тела подростка, его самооценку, настроения и взаимоотношения; но большинство подростков проходит через этот период без серьезных осложнений. По сравнению с одноклассниками, еще не вступившими в пубертатный период, рано созревающие мальчики больше удовлетворены своим внешним видом и у них чаще позитивное настроение; у рано созревающих девочек, наоборот, чаще бывает депрессия, беспокойство, конфликты с семьей, чем у их допубертатных одноклассниц, и их менее удовлетворяет свой внешний вид. Согласно теории Эриксона, главная задача подросткового периода — это формирование представления о самом себе.

Ключевые термины

созревание

критические периоды

схема

стадии сенсомоторного развития

постоянство объектов

предоперационная стадия

операция

консервация

конкретная операциональная стадия

формальная операциональная стадия

темперамент

привязанность

гендерная идентичность

сексуальное формирование

подростковый возраст

возмужание (пубертатный период)

менархе

Вопросы для размышления

1. Некоторые психологи предполагают, что стили детской привязанности могут оказывать влияние на то, какой тип любовных отношений сформируется в зрелом возрасте. Какие формы могут принять стили привязанности, рассмотренные в данной главе, в качестве любовных отношений в зрелом возрасте? Можете ли вы сопоставить свой собственный взрослый «стиль привязанности» со своим стилем детской привязанности или с особенностями вашего окружения в детстве?

2. На какой уровень морального рассуждения, как правило, рассчитаны кампании, преследующие цель отвратить молодых людей от употребления наркотиков и сексуальной активности? Можете ли вы предложить темы кампаний, которые бы обращались к более высокому уровню морального рассуждения?

3. Как бы ваши родители охарактеризовали вашу личность в детском возрасте: как легкую, тяжелую или медленную на подъем? Какие аспекты вашей личности на данный момент времени вероятнее всего являются отражением вашего врожденного темперамента, какие аспекты отражают особенности вашего воспитания, а какие — сочетание или взаимодействие «врожденного» и «приобретенного»?

4. Используя предложенные Джеймсом Марсия категории «достижение идентичности», «предрешенность», «мораторий» и «диффузная идентичность», можете ли вы определить, как и когда ваши религиозные, сексуальные, профессиональные и политические идентичности сформировались и изменились со временем?

Дополнительная литература

Подробные учебники по развитию: Berk. Child Development (4th ed., 1997); Newcombe. Child Development: Change Over Time (8th ed., 1996); общие вопросы развития на протяжении жизни: Rice. Human Development (3rd ed., 1998); обсуждение основных подходов к изучению развития: Miller. Theories of Developmental Psychology (2nd ed., 1989).

Книги о младенчестве: Osofsky (ed.). Handbook of Infant Development (2nd ed., 1987); Lamb & Bornstein. Development of Infancy: An Introduction (2nd ed., 1987); Rosenblith. In the Beginning: Development from Conception to Age Two Years (2nd ed., 1992); четырехтомный обзор основных теорий и исследований по детскому развитию: Mussen (ed.). Handbook of Child Psychology (4th ed., 1983).

Подробное введение в когнитивное развитие: Flavell. Cognitive Development (3rd ed., 1992); интересный краткий обзор по исследованиям детской памяти: Kail. The Development of Memory in Children (3rd ed., 1989); детское мышление с позиций информационного подхода: Siegler. Children's Thinking (1986); краткое введение в теорию Пиаже: Phillips. Piaget's Theory: A Primer (1981).

Две книги о моральном и социальном мышлении детей: Damon. Social and Personality Development: From Infancy Through Adolescence (1983); Turiel. The Development of Social Knowledge: Morality and Convention (1983); хороший краткий обзор исследований детского темперамента: Kohnstamm, Bates & Rothbart (eds.). Temperament in Childhood; социокультурный подход к вопросам пола и секса: Bem. The Lenses of Gender (1993).

О развитии подростков: Steinberg. Adolescence (4th ed., 1996); Kimmel and Wiener. Adolescence: A Developmental Transition (1985).

На переднем крае психологических исследований

Какое влияние оказывает воспитание в детском саду?

Воспитание в детском саду является в Соединенных Штатах предметом дискуссий, поскольку многие не уверены в том, какое влияние оказывают ясли и детские сады на маленьких детей; многие американцы также считают, что дети должны воспитываться дома своими матерями. Однако в обществе, где подавляющее большинство матерей работает, детский сад является частью общественной жизни; фактически детский сад посещает большее число трех-четырехлетних детей (43%), чем воспитывается либо в своем доме, либо в других домах (35%).

Многие исследователи пытались определить, какое влияние (если оно есть) оказывает на детей воспитание в детском саду. В ходе одного широко известного исследования (Belsky & Rovine, 1988) было обнаружено, что у младенцев, за которыми более 20 часов в неделю ухаживают другие лица, кроме матери, с большей вероятностью развивается недостаточно сильная привязанность к своим матерям; однако эти данные касаются только мальчиков младенческого возраста, чьи матери не проявляют чуткости к своим детям, считая, что они обладают тяжелым темпераментом. Аналогичным образом, Кларк-Стюарт (Clarke-Stewart, 1989) обнаружил, что у младенцев, воспитывающихся другими лицами, помимо матери, с меньшей вероятностью развивается прочная привязанность к своим матерям, чем у младенцев, за которыми ухаживают их матери (47% и 53% соответственно). Другие исследователи пришли к выводу, что на детское развитие не оказывает негативного влияния качественный уход, осуществляемый другими лицами (Phillips et al., 1987).

В последние годы исследования, посвященные воспитанию в детских садах, сосредоточены не столько на сопоставлении влияния детских садов по сравнению с материнским воспитанием, сколько на влиянии качественного и некачественного внедомашнего воспитания. Так, было обнаружено, что дети, которым с раннего возраста был обеспечен качественный уход, оказались более социально компетентными в начальной школе (Anderson, 1992; Field, 1991; Howes, 1990) и более уверенными в себе (Scarr & Eisenberg, 1993), чем дети, начавшие посещать детский сад в более позднем возрасте. С другой стороны, некачественное воспитание может оказывать негативное влияние на адаптацию, прежде всего у мальчиков, особенно у живущих в очень неблагоприятной домашней обстановке (Garrett, 1997). Качественное внедомашнее воспитание может противодействовать такому негативному влиянию (Phillips et al., 1994).

В чем выражается качественное внедомашнее воспитание? Было идентифицировано несколько факторов. Они включают число детей, воспитывающихся в едином пространстве, отношение количества воспитателей к количеству детей, более редкую смену состава воспитателей, а также уровень образования и подготовки воспитателей. Если эти факторы благоприятны, воспитатели, как правило, проявляют большую заботу о детях и более чутки к их потребностям; они также более общительны с детьми, и в результате дети отличаются более высокими показателями по тестам интеллектуального и социального развития (Galinsky et al., 1994; Helburn, 1995; Phillips & Whitebrook, 1992). Другие исследования показывают, что хорошо оборудованные и предоставляющие разнообразные занятия детские сады оказывают на детей положительное влияние (Scarr et al., 1993).

Недавно проведенное крупномасштабное исследование с участием более тысячи детей, воспитывавшихся в десяти детских садах, показало, что в более качественных детских садах (оцениваемых по уровню квалификации воспитателей и объему индивидуального внимания, уделяемого детям) дети фактически достигли больших успехов в овладении речью и развитии мыслительных способностей, чем дети из аналогичной среды, не получающие качественного внедомашнего воспитания. В особенности это касается детей из малообеспеченных семей (Garrett, 1997).

В целом можно сказать, что на детей не оказывает существенного влияния воспитание другими лицами, кроме матери. Любые негативные эффекты, как правило, являются эмоциональными по своей природе, тогда как позитивные эффекты чаще являются социальными; влияние на когнитивное развитие, как правило, бывает положительным либо отсутствует. Однако эти данные относятся только к достаточно качественному внедомашнему воспитанию. Некачественное воспитание обычно оказывает негативное влияние на детей, независимо от их домашней обстановки.

---

Современные голоса в психологии

Насколько сильно родители влияют на развитие своих детей?

Влияние родителей на личность и интеллект детей совсем непродолжительно

Джудит Рич Харрис

Ваши родители хорошо заботились о вас, когда вы были маленькими. Они многому вас научили. Они занимают значительное место в ваших воспоминаниях о детстве. Все это может быть верным, однако родители, возможно, не оставили постоянного отпечатка на вашей личности, интеллекте и на вашем поведении в их отсутствие.

В это трудно поверить? Попытайтесь на мгновение оставить в стороне предубеждения и взвесить факты. Рассмотрим, например, обсуждаемые в этом учебнике исследования, призванные отделить влияние генов от воздействия домашнего окружения. Эти исследования показывают, что если исключить сходства, вызванные генами, два человека, выросшие в одном доме, похожи друг на друга ненамного больше, чем два человека, выбранные из той же популяции случайным образом. Почти все сходства братьев или сестер, росших вместе, вызваны общими генами. Сводные братья или сестры похожи друг на друга не более, чем люди, выросшие в различных домах. В среднем приемный ребенок, воспитываемый милыми родителями, приятен не более, чем ребенок, воспитываемый ворчунами, а ребенок, чьи родители любят читать книги, не умнее ребенка, родители которого предпочитают смотреть мыльные оперы.

Из-за того, что эти результаты не согласуются с популярными теориями детского развития, многие психологи игнорируют их или пытаются объяснить хотя бы частично. Но накапливаются результаты, не согласующиеся с теорией (Harris, 1995, 1998). Недавнее исследование показало, что дети, проводившие большую часть своих первых трех лет жизни в яслях, не отличаются по поведению и приспособляемости от детей, которые это время провели дома (NICHD Early Child Care Research Network, 1998). Дети, которые должны соперничать со своими братьями или сестрами за внимание родителей, не отличаются по характеру от единственных в семье детей (Falbo & Polit, 1986). Поведение мальчиков и девочек отличается сегодня настолько же, насколько отличалось поколение назад, несмотря на то, что современные родители пытаются воспитывать сыновей и дочерей одинаково (Serbin, Powlishta & Gulko, 1993). Дети, говорящие дома на корейском или польском языке, а со сверстниками — на английском, вырастают англоязычными людьми. Перед языком, которому ребенка учат родители, имеет преимущество язык, изучаемый вне дома, и дети говорят на нем без акцента (Harris, 1998).

Что можно сказать по поводу фактов, свидетельствующих о том, что у не исполняющих свои обязанности родителей, скорее всего, будет неблагополучное потомство, и по поводу того, что дети, воспитывавшиеся в атмосфере любви, вероятно, вырастут более хорошими людьми, чем дети, с которыми обращались жестоко? Дело в том, что эти данные получены в исследованиях, где не было возможности отделить генетические влияния от влияний окружения и причины — от следствий. Чем вызваны проблемы детей: неблагоприятным окружением, созданным плохими родителями, или унаследованными от них характеристиками личности? Родительская любовь приводит к развитию хорошего характера или хороший характер ребенка вызывает родительскую любовь? Опираясь на результаты исследований, использовавших более совершенную методику, можно сделать вывод, что проблемы, по крайней мере частично, были обусловлены наследственностью и что хороший характер ребенка вызывал родительскую любовь (Plomin, Owen & McGuffin, 1994; Reiss, 1997).

Несомненно, родители оказывают влияние на поведение своих детей дома, и это еще один источник замешательства для непредвзятого ученого. Является ли поведение детей дома хорошим показателем того, как они будут вести себя в классной комнате или на игровой площадке? Когда психологи обнаруживают, что детское поведение в различных социальных контекстах различно, они почему-то обычно полагают, что поведение в присутствии родителей более важно или более устойчиво, чем в других местах. Но дети, говорящие дома на корейском или испанском языке и на английском вне дома, используют английский язык в качестве основного, когда становятся взрослыми. Мальчик, поранивший себя дома, рыдает, вызывая сочувствие, но он учится не плакать в аналогичной ситуации на игровой площадке и редко плачет, когда становится взрослым. Девочка, подчиняющаяся дома старшей сестре, будет подчиняться сверстницам не больше, чем ее сестра. Дети учатся вести себя дома и вне дома по-разному, и именно поведение вне дома они берут с собой во взрослость. Это имеет смысл, так как они не собираются проводить свою взрослую жизнь в доме родителей.

Мнение, что детям не терпится побыстрее вырасти и что они рассматривают свой мир как бледную имитацию мира взрослых, «взросло-центрично». Цель ребенка заключается не в том, чтобы походить на свою мать или отца, а в том, чтобы быть преуспевающим ребенком. Дети должны научиться жить вне дома, в мире с другими правилами. Дети не являются послушными исполнителями воли родителей.

Влияние родителей неоспоримо

Джером Каган, Гарвардский университет

Развитие навыков, ценностей и социального поведения, повышающего способность адаптации ребенка к обществу, в котором он растет, требует гармоничного сочетания относительно независимых качеств. Наиболее важными из них являются наследственные особенности темперамента, национальность, классовая принадлежность и вероисповедание семьи ребенка, отношения со сверстниками, историческая эпоха и, конечно же, поведение и характер родителей.

Влияние родителей на ребенка проявляется в двух формах. Наиболее очевидная — поступки родителей по отношению к ребенку. У родителей, регулярно разговаривающих и читающих с детьми, обычно вырастают дети с большим словарным запасом, более высоким уровнем интеллекта, получающие в школе более высокие оценки (Gottfried, Fleming & Gottfried, 1998; Ninio, 1980). У родителей, обосновывающих свои требования послушания, обычно вырастают более воспитанные дети (Baumrind, 1967). Значение семьи видно из результатов проведенного группой ученых тщательного исследования более 1000 детей из 10 городов США. Некоторые из этих детей росли дома, другие различное количество времени посещали детские сады. Важнейший результат исследования заключается в том, что семья оказывала наиболее важное влияние на личность и характер трехлетних детей (NICHD Early Child Care Research Network, 1998). Одним из наиболее важных примеров значения родительского поведения является тот факт, что дети, осиротевшие и лишившиеся дома в результате войны, в тех случаях, если были усыновлены, оказались способными выработать интеллектуальные и социальные навыки, которые не смогли вовремя развиться из-за ранних лишений (Rathbun, DiVirglio & Waldfogel, 1958).

На детей влияют качества родителей. Дети делают о себе заключения, часто неверные, полагая, что поскольку они являются биологическим потомством отца и матери, то владеют некоторыми чертами своих родителей. Эта эмоционально окрашенная вера называется идентификацией и является основой национальной гордости и верности этническим и религиозным группам. Таким образом, если один из родителей оценивается ребенком как нежный, справедливый и талантливый, ребенок полагает, что он, вероятно, также обладает одной или более из этих желательных черт, и, в результате, чувствует себя увереннее, чем следует, учитывая факты. Наоборот, ребенок, считающий, что один из родителей отвергает его, неоправданно жесток или бесталанен, чувствует стыд, так как полагает, что сам обладает некоторыми из этих нежелательных качеств (Kagan, 1998).

Последнее положение подтверждается тем фактом, что все дети огорчаются, если кто-то критикует их семью. Ответная сильная тревога или гнев вызваны тем, что дети бессознательно полагают, что всякая критика их родителей относится и к ним самим.

Высказанное Харрисом в его книге «Гипотеза о воспитании» (The Nurture Assumption) спорное мнение о том, что влияние родителей на личность и характер детей минимально, а влияние сверстников играет главную роль, опровергается двумя наборами фактов. Во-первых, поведение и характер шестилетних детей, выросших в различных культурах, или детей различных исторических эпох очень сильно отличаются, хотя как раз в возрасте до пяти-шести лет влияние сверстников невелико. Дети пуритан, жившие в Новой Англии в XVII веке, были более послушными, чем современные дети, живущие в Бостоне, из-за влияния на них родительского поведения.

Во-вторых, дети выбирают друзей, исходя из сходств ценностей и интересов. Ребенок, высоко ценящий школьные занятия, выберет друзей со сходными интересами. Если такой ребенок станет преуспевающим ученым, нелогично полагать, что это произошло из-за влияния друзей, поскольку он выбирал их себе сам.

Трудно найти убеждение, которое разделяли бы все общества, как древние, так и современные. Однако я не знаю ни одной культуры, в которой считалось бы, что родители не оказывают значительного влияния на психику ребенка. Такой уровень согласия подразумевает, что мы, возможно, имеем дело с универсальной истиной. Заявление, что влияние родителей на детей невелико, как с точки зрения научных фактов, так и с точки зрения повседневных родительских впечатлений, слегка похоже на утверждение туманным сентябрьским утром, что все деревья пропали, потому что мы их не видим.

---

Часть III. Сознание и восприятие

Глава 4. Сенсорные процессы

Ваше лицо — самая отличительная ваша часть. Именно форма и величина глаз, ушей, носа и рта делает вас таким непохожим на других людей. Но первейшая функция признаков вашего лица вовсе не в том, чтобы сделать вас узнаваемым, а в том, чтобы сделать вас способным ощущать мир. Глазами вы видите мир, ушами его слышите, носом обоняете, а ртом пробуете его на вкус — и все эти органы вместе с несколькими другими снабжают вас большей частью знаний о мире. В следующий раз, когда вы увидите свое лицо в зеркале, подумайте о нем как о сложной воспринимающей системе, смонтированной на платформе, которую мы называем своим телом, и позволяющей нам изучать внешний мир.

Примечательно, что мир, который мы познаем посредством наших органов чувств, — не тот же самый, о котором другие биологические виды узнают с помощью их органов чувств. Каждый из органов чувств человека настроен на восприятие определенного вида стимулов, существенных для его выживания, и нечувствителен к стимулам другого рода. У биологических особей виды стимулов, к которым они чувствительны, различны, как различны и их жизненные потребности. Например, собаки гораздо чувствительнее нас к запахам, поскольку в поведении, критичном для выживания— например, при поиске пищи, помечании тропы и идентификации родни, — они в основном полагаются на запахи.

В этой главе мы обсудим некоторые основные свойства органов чувств, уделяя особое внимание органам чувств у человека. Некоторые из рассматриваемых исследований имеют отношение к психологическим явлениям, а некоторые — к биологическим основам этих явлений. Фактически ни в одной другой области психологии биологический и психологический подходы не взаимодействовали столь плодотворно. На обоих уровнях анализа часто будет проводиться различие между ощущением и восприятием. На психологическом уровне ощущения — это переживания, связанные с простыми стимулами (вспышкой красного света, например), а при восприятии происходит последующая интеграция и смысловая интерпретация этих ощущений («это пожарная машина»). На биологическом уровне в процессах ощущения участвуют сами органы чувств и идущие от них нервные пути, и они имеют отношение к начальным этапам приобретения стимульной информации; в процессах восприятия участвуют высшие уровни коры мозга, которые, как известно, больше связаны с процессом осмысливания. Эти различения полезны с точки зрения изложения материала, но они несколько произвольны. Психологические и биологические процессы, происходящие на ранних этапах обработки стимульной информации, иногда влияют на конечную интерпретацию ее значения; кроме того, ограничившись рассмотрением нервной системы, вы не обнаружите четкой границы между первоначальным приемом стимульной информации органами чувств и последующим использованием этой информации мозгом. Тем не менее мы будем иметь в виду различение между ощущением и восприятием, причем в этой главе будут рассматриваться процессы ощущения, а в 5-й главе — процессы восприятия.

Материал данной главы охватывает различные ощущения: зрение, слух, обоняние, вкус и осязание; последнее включает ощущения давления, температуры и боли. В повседневной жизни всякое действие часто сопровождается многими ощущениями: откусывая кусочек персика, мы его видим, чувствуем его текстуру, вкус и запах, слышим звук своих жевательных движений. Однако в интересах анализа мы будем рассматривать каждое ощущение отдельно. Прежде чем перейти к анализу отдельных ощущений, или сенсорных модальностей, обсудим некоторые свойства, общие для всех ощущений.

Характеристики сенсорных модальностей

В этом разделе мы рассмотрим два свойства, общие для всех сенсорных модальностей. Первое из них относится к описанию сенсорных модальностей на психологическом уровне, а второе относится к биологическому уровню.

Чувствительность

Наиболее удивительной чертой наших сенсорных модальностей является их чрезвычайно высокая чувствительность при обнаружении наличия объекта или события или их изменения. Некоторые показатели чувствительности приведены в табл. 4.1. Здесь представлена оценка минимального стимула, который можно обнаружить в одной из пяти модальностей. Что самое примечательное в этих «минимумах», это насколько они незначительны, то есть насколько чувствительна соответствующая сенсорная модальность. Особенно это касается зрения. Классический эксперимент (Hecht, Shlaer & Pirenne, 1942) показал, что чувствительность человеческого зрения находится на пределе физической возможности. Наименьшая единица световой энергии — это квант. Гехт и его коллеги показали, что человек может обнаружить вспышку света всего в 100 квантов. Более того, как было показано ими, только 7 из этих 100 квантов в действительности вступают в контакт с теми молекулами глаза, которые отвечают за преобразование света в зрительное ощущение, и каждый из этих 7 квантов воздействует на отдельную молекулу. Следовательно, рецептивная единица глаза (молекула) чувствительна к минимально возможной единице световой энергии.

Таблица 4.1. Минимальные стимулы

Ощущения

Минимальный стимул

Зрение

Пламя свечи с расстояния в 30 миль в ясную темную ночь

Слух

Тиканье часов с 20 футов при условии полной тишины

Вкус

Одна чайная ложка сахара на два галлона воды

Обоняние

Одна капля духов, развеянная по всему объему шести комнат

Осязание

Крыло мухи, упавшее на щеку с высоты 1 см

Приблизительные минимальные стимулы для различных ощущений (по: Galanter, 1962).

Абсолютный порог. Предположим, вы наткнулись на неизвестное существо и хотите определить его чувствительность к свету. Что вы будете делать? По-видимому, самый прямой путь заключается в том, чтобы определить, какое минимальное количество света оно способно обнаружить. Это ключевая идея измерения чувствительности. То есть наиболее обычный способ оценить чувствительность той или иной сенсорной модальности — это определить минимальную интенсивность стимула, которая надежно отличается от полного отсутствия стимула; например, самый слабый свет, который можно уверенно отличить от темноты. Эта минимальная интенсивность называется абсолютным порогом.

Процедуры для определения абсолютного порога называются психофизическими методами. В одном из широко применяемых методов экспериментатор сначала отбирает набор стимулов, интенсивность которых близка к пороговой (например, набор лампочек с разной интенсивностью слабого свечения). Стимулы предъявляются испытуемому по одному в случайном порядке, а он должен сказать «да», если стимул обнаружен, и «нет» — если не обнаружен. Каждый стимул предъявляется по многу раз, и для стимула каждой величины определяется доля положительных ответов.

На рис. 4.1 показана зависимость доли ответов «да» от величины стимула (световой интенсивности, например). Эти данные типичны для такого рода экспериментов; с ростом интенсивности доля ответов «да» постепенно растет. Испытуемый иногда обнаруживает стимулы с интенсивностью всего 3 единицы, а иногда ему не удается обнаружить стимул с интенсивностью 8 единиц. Психологи согласились в том, что когда поведение характеризуется такого рода графиком, абсолютный порог определяется как интенсивность стимула, при которой последний обнаруживается в 50% случаев. Так, для данных, показанных на рис. 4.1, абсолютный порог составляет 6 единиц. (Величина абсолютного порога может значительно варьировать как у разных индивидов, так и у одного индивида в разное время, в зависимости от его мотивации и физического состояния.)

Рис. 4.1. Психометрическая функция, согласно эксперименту обнаружения. По вертикальной оси отложена доля случаев, когда испытуемый отвечает: «Да, я обнаружил стимул»; по горизонтальной оси — мера величины физического стимула. Такие графики называют психометрическими функциями, и их можно получить для любого параметра стимула.

Обнаружение изменений интенсивности. Мир постоянно меняется, и способность обнаруживать эти изменения, очевидно, ценна для выживания. Неудивительно, что психологи посвятили немало усилий изучению способности обнаруживать изменения интенсивности. Исследования, посвященные обнаружению изменений интенсивности, преследуют цель ответить на основной вопрос: насколько должны различаться два стимула, чтобы человек мог ощутить разницу между ними?

Стимул должен превысить некоторую минимальную величину, прежде чем можно будет что-либо обнаружить; точно так же между интенсивностями двух стимулов должно появиться определенное различие, чтобы можно было надежно отличить один от другого. Например, разница интенсивностей двух звуковых тонов должна достичь определенной величины, прежде чем один будет слышен громче другого; а чтобы они на слух различались по высоте, их частоты должны отличаться на определенную величину. Минимальное различие интенсивностей двух стимулов или их качество, необходимое для суждения о том, что эти стимулы разные, называется дифференциальным порогом, или едва заметным различием. Подобно абсолютному порогу, едва заметное различие определяется статистически. При использовании вышеописанной экспериментальной методики едва заметное различие определяется как количество изменения, необходимое, чтобы испытуемый обнаруживал разницу между двумя стимулами в 50% случаев.

Эксперимент по определению едва заметного различия — сокращенно ЕЗР — можно провести следующим образом. Вспыхивает пятно света (стандарт), а над ним на более короткое время вспыхивает другое пятно света (инкремент). [Пятно, отличающееся от стандартного по яркости в большую (инкремент) или меньшую (декремент) сторону — Прим. перев.] Стандартное пятно остается одним и тем же во всех пробах, а интенсивность инкрементного пятна меняется от пробы к пробе. Испытуемый отвечает «да» или «нет» соответственно тому, кажется ли ему инкрементное пятно более ярким, чем стандартное, или нет. Если испытуемый в половине попыток может отличить инкремент от стандарта, когда интенсивность инкремента 51 ватт, а стандарта — 50 ватт, то при этих условиях ЕЗР равно 1 ватт.

Эти эксперименты имеют древнюю историю. В 1834 году немецкий психолог Эрнст Вебер провел подобное исследование и обнаружил одну из наиболее фундаментальных закономерностей в психологии. Он открыл, что чем выше начальная интенсивность стимула, тем больше должно быть изменение стимула, чтобы испытуемый его заметил. Вебер замерил ЕЗР интенсивности для нескольких модальностей, включая зрение и слух. Он заметил, что ЕЗР повышается с ростом интенсивности стандарта, и предположил, что ЕЗР есть постоянная часть интенсивности стимула (закон Вебера). Если, например, ЕЗР равно 1 при интенсивности 50, оно будет равно 2 при интенсивности 100, 4 при 200 и так далее (в этом примере ЕЗР всегда будет составлять 0,02 от интенсивности стандарта).

Со времени первого исследования Вебера было проведено много подобных экспериментов. Результаты одного из них с применением световых стимулов представлены на рис. 4.2. Закон Вебера не очень точно соответствует данным, но является весьма неплохим приближением. В общем это верно.

Рис. 4.2. Результаты эксперимента по обнаружению различий. На вертикальной оси отложен процент случаев, когда испытуемый сообщал «Да, я обнаружил нечто, более чем стандарт (эталон)»; по горизонтальной оси измеряется интенсивность физических стимулов. Стандартный стимул в данном примере является центральным в диапазоне стимулов. Такие диаграммы могут быть построены для любых величин стимулов, к восприятию изменений которых восприимчив испытуемый.

Закон Вебера имеет и другое применение. Так, величины постоянных Вебера можно использовать для сопоставления чувствительности различных сенсорных модальностей. Чем меньше эта постоянная, тем больше чувствительность к изменениям интенсивности в этой модальности. В табл. 4.2 приведены постоянные Вебера для различных модальностей; из нее ясно, что к запаху мы более чувствительны, чем ко вкусу. Это означает, что когда вы добавляете приправу к готовящемуся блюду, разницу вы почувствуете сначала на запах, а уж потом на вкус.

Таблица 4.2

Параметр стимула

Постоянная вебера

Частота звука

0,003

Интенсивность звука

0,15

Интенсивность света

0,01

Концентрация запаха

0,07

Концентрация вкуса

0,20

Сила давления

0,14

Едва заметные различия (ЕЗР) для различных сенсорных качеств (выражены в процентах изменений, необходимых для надежного восприятия различий)

Вскоре после того как Вебер предложил свой закон, его обобщил немецкий физик Густав Фехнер (Fechner, 1860). Фехнер предположил, что не только ЕЗР является постоянной частью интенсивности стимула, но и что одно ЕЗР перцептивно равно любому другому ЕЗР. (Следовательно, воспринимаемая величина стимула есть просто определенное количество ЕЗР, на которое она превышает абсолютный порог.) Из этих двух предположений Фехнер вывел закон, согласно которому воспринимаемая величина стимула пропорциональна десятичному логарифму его физической интенсивности. Этот закон известен как закон Фехнера. Например, если интенсивность удваивается, скажем, от 10 до 20 единиц, то воспринимаемая величина стимула возрастает только от 1 до 1,3 (приближенно). Следовательно, при удвоении интенсивности света воспринимаемая яркость не удваивается (100-ваттная лампочка не выглядит вдвое ярче 50-ваттной), при удвоении громкости звука не удваивается воспринимаемая громкость, и так далее для запаха, вкуса, осязания и других чувств. В общем, при возрастании физической интенсивности стимула его воспринимаемая интенсивность возрастает сначала быстро, а затем все медленнее и медленнее (рис. 4.3). Как и закон Вебера, закон Фехнера — это только приближение; современные исследователи предложили множество его вариантов, чтобы он лучше соответствовал многочисленным экспериментальным результатам (Stevens, 1957). Тем не менее логарифмическая зависимость оказалась полезной во многих практических применениях психологии ощущений.

Рис. 4.3. Влияние интенсивности стимулов на простое время реакции. Среднее время реакции для всех качеств стимулов сокращается по мере возрастания интенсивности подлежащих обнаружению стимулов. При определенном уровне интенсивности дальнейшее увеличение интенсивности уже не приводит к дальнейшему увеличению скорости реакции.

Время реакции. Заметьте, что мы обсуждали ситуации, в которых обнаружение крайне затруднено, поскольку стимулы едва различимы (абсолютный порог) либо различия между стимулами незначительны (обнаружение изменений). Однако даже тогда, когда стимулы и различия между ними легко воспринимаются, в одних случаях обнаружить их легче, чем в других. Так, например, большинство людей отличает красный от зеленого легче, чем от оранжевого, даже несмотря на то, что мы практически никогда не ошибаемся, различая эти цвета. Поскольку методы исследований обнаружения основаны на том, что их участники делают ошибки, эти методы не могут использоваться в ситуациях, в которых различия между стимулами легко воспринимаются. Для измерения обнаружения изменений в этих ситуациях психологи часто измеряют время реакции, или время, прошедшее между началом предъявления стимула и началом проявленной реакции. Эту концепцию ввел психолог и физиолог Герман фон Гельмгольц (1850), использовавший время реакции как приближенный показатель скорости, с которой нервы передают информацию.

Существует два типа времени реакции. Простое время реакции предполагает нажатие на кнопку или какое-либо другое простое действие, например движение глаз или голосовой сигнал, сразу после обнаружения стимула. Такие реакции широко используются для измерений в исследованиях простого обнаружения. Чаще всего оказывается, что чем меньше интенсивность стимула, тем больше время реакции. На рис. 4.3 показано типичное время реакции на начало звукового тона в зависимости от интенсивности тона (Chocolle, 1940). Хотя тон всегда значительно превышает абсолютный порог для слуха, время реакции меньше для более интенсивных тонов. Аналогичные результаты были получены для простого времени реакции при обнаружении зрительных и тактильных стимулов (Coren, Ward & Enns, 1999).

Время реакции выбора предполагает выбор одной из нескольких различных реакций, в зависимости от предъявляемого стимула (например, нажать правую кнопку в ответ на красный свет или левую кнопку в ответ на зеленый свет). Этот тип реакции широко используется в исследованиях на различение. Как вы и могли предположить, чем меньше различие между стимулами, тем больше время реакции (Coren, Ward & Enns, 1999).

Сенсорное кодирование

Теперь, когда мы кое-что знаем о чувствительности различных органов чувств, можно перейти к биологическим основам ощущений.

Перед мозгом стоит грандиозная задача — ощущать мир. Каждый из органов чувств реагирует на определенного рода стимулы: зрение — на световую энергию, слух и осязание — на механическую энергию, вкус и обоняние — на химическую. Но мозг ничего этого не понимает. Он говорит только на языке электрических сигналов, связанных с нервными разрядами. В каждой сенсорной модальности должно сначала произойти преобразование соответствующей физической энергии в электрические сигналы, которые затем своими путями следуют в мозг. Этот процесс перевода называется превращением. Его осуществляют специальные клетки в органах чувств, называемые рецепторами. Зрительные рецепторы, например, расположены тонким слоем на внутренней стороне глаза; в каждом зрительном рецепторе есть химическое вещество, реагирующее на свет, и эта реакция запускает ряд событий, в результате которых возникает нервный импульс. Слуховые рецепторы представляют собой тонкие волосяные клетки, расположенные глубоко в ухе; вибрации воздуха, являющиеся звуковым стимулом, изгибают эти волосяные клетки, в результате чего и возникает нервный импульс. Аналогичные процессы происходят и в других сенсорных модальностях.

Рецептор — это специализированная нервная клетка, или нейрон (см. гл. 2); будучи возбужденной, она посылает электрический сигнал промежуточным нейронам. Этот сигнал движется, пока не достигнет своей рецептивной зоны в коре мозга, причем у каждой сенсорной модальности имеется своя рецептивная зона. Где-то в мозге — может, в рецептивной зоне коры, а может, в каком-то другом участке коры — электрический сигнал вызывает осознанное переживание ощущения. Так, когда мы ощущаем прикосновение, это ощущение «происходит» у нас мозге, а не на коже. Однако те электрические импульсы в мозге, которые прямо опосредуют ощущение касания, сами были вызваны электрическими импульсами, возникшими в рецепторах осязания, которые расположены в коже. Сходным образом, ощущение горького вкуса рождается не в языке, а в мозге; но мозговые импульсы, опосредующие ощущение вкуса, сами были вызваны электрическими импульсами вкусовых рецепторов языка. Таким образом, рецепторам принадлежит важная роль в обеспечении связи внешних событий с осознанными переживаниями. Многочисленные аспекты наших осознанных восприятий обусловлены конкретными нервными событиями, происходящими в рецепторах.

Кодирование интенсивности и качества. Наши сенсорные системы развивались, собирая информацию о предметах и событиях мира. Какого рода информация необходима нам для того, чтобы узнать, скажем, о таком событии, как короткая вспышка яркого красного света? Ясно, что полезно было бы знать ее интенсивность (яркость), качество (красная), длительность (короткая), местоположение и время ее включения. Каждая из сенсорных систем дает некоторую информацию об этих различных свойствах, хотя основным предметом большинства исследований являются свойства интенсивности и качества (или содержания) — именно они и будут интересовать нас в этой главе. Приведем примеры этих двух свойств сенсорного опыта: при виде ярко-красного пятна мы ощущаем качество красноты с большой интенсивностью; когда мы слышим слабый высокий тон, мы ощущаем качество высоты тона с небольшой интенсивностью.

Следовательно, рецепторы и их проводящие пути к мозгу должны кодировать интенсивность и качество. Нас интересует, как они это делают? Ученые, изучающие эти процессы кодирования, должны уметь определить, какие именно нейроны активируются данными стимулами. Обычно для этого ведется регистрация активности единичных клеток рецептора и проводящих путей во время предъявления испытуемому различных входных сигналов или стимулов. Так можно точно определить, на какие свойства стимула реагирует тот или иной нейрон.

Иллюстрация типичного эксперимента с регистрацией активности единичной клетки показана на рис. 4.4. Хотя это эксперимент со зрением, аналогичный метод применялся в исследованиях других видов чувствительности.

Рис. 4.4. Регистрация активности единичной клетки. Обезьяну под анестезией помещают в устройство, фиксирующее ее голову. Стимул — часто это мигающая или двигающаяся светлая полоса — проецируется на экран. Микроэлектрод, имплантированный в зрительную систему обезьяны, следит за активностью единичного нейрона, а снимаемый с него сигнал усиливается и показывается на осциллографе.

До начала эксперимента животное (в данном случае обезьяну) подвергают хирургической операции, во время которой в определенные участки зрительной коры вживляются тонкие провода. Разумеется, такая операция проводится в условиях стерильности и при соответствующей анестезии. Тонкие провода — микроэлектроды — покрыты изоляцией везде, кроме самого кончика, которым регистрируется электрическая активность контактирующего с ним нейрона. После имплантации эти микроэлектроды не вызывают боли, и обезьяна может жить и передвигаться вполне нормально. Во время собственно эксперимента обезьяну помещают в устройство для тестирования, а микроэлектроды подсоединяют к усиливающим и регистрирующим устройствам. Затем обезьяне предъявляют различные зрительные стимулы. Наблюдая, от какого электрода поступает устойчивый сигнал, можно определить, какой нейрон реагирует на каждый из стимулов. Поскольку эти электрические сигналы очень слабые, их надо усилить и отобразить на экране осциллографа, преобразующего их в кривые изменения электрического напряжения. Большинство нейронов вырабатывают ряд нервных импульсов, отражающихся на осциллографе в виде вертикальных всплесков (спайков). Даже при отсутствии стимулов многие клетки вырабатывают редкие импульсы (спонтанная активность). Когда предъявляется стимул, к которому чувствителен данный нейрон, можно видеть быструю последовательность спайков.

Регистрируя активность единичной клетки, ученые немало узнали о том, как органы чувств кодируют интенсивность и качество стимула. Основной способ кодирования интенсивности стимула — это число нервных импульсов в единицу времени, т. е. частота нервных импульсов. Покажем это на примере осязания. Если кто-то слегка касается вашей руки, в нервных волокнах появляется ряд электрических импульсов. Если давление увеличивается, величина импульсов остается той же, но их число в единицу времени возрастает (рис. 4.5). То же самое с другими модальностями. В общем, чем больше интенсивность, тем выше частота нервных импульсов и тем больше воспринимаемая интенсивность стимула.

Рис. 4.5. Кодирование интенсивности. Реакция идущего от кожи нервного волокна на а) слабое, б) среднее, в) сильное давление на рецептор, соединенный с этим волокном. При увеличении силы стимула увеличивается и частота, и регулярность нервных импульсов в этом волокне.

Интенсивность стимула можно кодировать и другими способами. Один из них — кодировать интенсивность в виде временного паттерна следования импульсов. При низкой интенсивности нервные импульсы следуют относительно редко, и интервал между соседними импульсами изменчив. При высокой же интенсивности интервалы следования импульсов могут становиться достаточно постоянными (см. рис. 4.5). Еще одна возможность — кодировать интенсивность в виде абсолютного числа активированных нейронов: чем больше интенсивность стимула, тем больше вовлеченных нейронов.

Кодирование качества стимула — дело более сложное, и оно все время будет всплывать в нашем обсуждении. Ключевая идея кодирования качества принадлежит Иоганну Мюллеру, который в 1825 году предположил, что мозг способен различать информацию, поступающую от разных сенсорных модальностей — например, о свете или о звуке, — благодаря тому, что она идет по различным чувствительным нервам (одни нервы передают зрительные ощущения, другие — слуховые и т. д.). Идея Мюллера о специфических нервных энергиях получила подтверждение в последующих исследованиях, где было показано, что нервные пути, начинающиеся у различных рецепторов, оканчиваются в различных зонах коры мозга. Сегодня практически все согласны в том, что мозг кодирует качественные различия между сенсорными модальностями, используя специфические нервные пути. [Кодирование информации (преобразование ее из одного вида в другой) не следует смешивать с передачей ее по различным каналам. Первое — функция рецепторов и специализированных нервных клеток мозга, второе — функция проводящих путей. — Прим. ред.]

А как обстоит дело с различными качествами в пределах одной сенсорной модальности? Как мы отличаем красное от зеленого или сладкое от кислого? Видимо, кодирование здесь также связано со специфическими нейронами. К примеру, есть подтверждение тому, что человек отличает сладкое от кислого просто потому, что для каждого вида вкуса имеются свои нервные волокна. Так, по сладким волокнам передается в основном информация от рецепторов сладкого, по кислым волокнам — от рецепторов кислого, и то же самое с солеными волокнами и горькими волокнами.

Однако специфичность — не единственный возможный принцип кодирования. Возможно также, что в сенсорной системе для кодирования информации о качестве используется определенный паттерн нервных импульсов. Отдельное нервное волокно, максимально реагируя, скажем, на сладкое, может реагировать, но в различной степени, и на другие виды вкусовых стимулов. Одно волокно сильнее всего реагирует на сладкое, слабее — на горькое и еще слабее — на соленое; так что «сладкий» стимул активировал бы большое количество волокон с разной степенью возбудимости, и тогда этот конкретный паттерн нервной активности и был бы в системе кодом для сладкого. В качестве кода горького по волокнам передавался бы другой паттерн. Как мы увидим далее при подробном рассмотрении органов чувств, для кодирования качества используется и нервная специфичность, и паттерны.

Зрительные ощущения

Человек наделен следующими видами чувствительности: а) зрением, б) слухом, в) обонянием, г) вкусом, д) осязанием (или кожным чувством) и е) чувством положения тела (позволяющим ощущать, например, положение головы относительно туловища). Поскольку чувство положения тела не всегда вызывает сознательные ощущения интенсивности и качества, в этой главе оно рассматриваться не будет.

Только зрение, слух и обоняние позволяют получать информацию (часто необходимую для выживания), удаленную от нас на расстояние, и из этой группы зрение у человека имеет наиболее тонкое строение. Переходя к зрению, мы сначала рассмотрим характер стимульной энергии, к которой чувствительно зрение; затем мы опишем зрительную систему, уделив особое внимание тому, как рецепторы осуществляют процесс превращения энергии; после этого обратимся к обработке информации об интенсивности и качестве в зрительной модальности.

Зрение и свет

Каждый орган чувств реагирует на определенный вид физической энергии, и для зрения физическим стимулом является свет. Свет — это электромагнитное излучение, вид энергии, которая излучается Солнцем и остальной частью вселенной и в которой постоянно купается наша планета. К электромагнитной энергии относится не только свет, но и космическое излучение, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а также волны радио- и телевизионного диапазона. Электромагнитная энергия распространяется в виде волн, длина которых (расстояние между соседними пиками волны) варьируется в огромном диапазоне — от самых коротких космических лучей (с длиной волны 4 триллионных доли сантиметра) до самых длинных радиоволн (длиной несколько километров). Глаза человека чувствительны только к крошечному участку этого диапазона — длинам волн от 400 до 700 нанометров. Нанометр — это одна миллиардная метра, и видимый диапазон занимает только очень малую часть всего электромагнитного спектра. Излучение в видимом диапазоне называется светом; ко всем другим длинам волн мы слепы.

Зрительная система

К зрительной системе человека относятся: глаза, некоторые части мозга и соединяющие их проводящие пути (упрощенная иллюстрация зрительной системы приводилась ранее на рис. 2.14). В первую очередь нас будет интересовать, что происходит внутри глаза. В глазу имеются две системы: одна — для формирования изображения, а другая — для преобразования этого изображения в электрические импульсы. Основные компоненты этих систем представлены на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Правый глаз: вид сверху. Поступающий в глаз свет на своем пути к сетчатке проходит через роговицу, водянистое тело, хрусталик и стекловидное тело. Количество света, поступающего в глаз, регулируется величиной зрачка — небольшого отверстия в радужной оболочке, расположенной в передней части глаза. Радужная оболочка состоит из круговых мышц, которые могут сжиматься и расслабляться, регулируя тем самым размер зрачка. [Радужная оболочка состоит из круговой мышцы и радиальных мышечных волокон: первая сужает зрачок, вторые расширяют его. — Примеч. ред.] Радужная оболочка придает глазам их характерный цвет (голубой, карий и т. д.).

Система формирования изображения работает подобно фотоаппарату. Ее задача — сфокусировать отраженный от объекта свет, так чтобы получилось его изображение на сетчатке, тонком слое на задней поверхности внутри глазного яблока (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Формирование изображения в глазу. Лучи света от каждой точки объекта идут во всех направлениях, и только некоторые из них попадают в глаз. Они проходят через хрусталик в разных его местах. Чтобы формируемое изображение было четким, эти расходящиеся лучи нужно опять собрать (сконвергировать) вместе в одном месте сетчатки. Каждой точке объекта будет соответствовать одна точка ретинального изображения. Заметьте, что ретинальное изображение перевернуто и обычно намного меньше реального объекта. Заметьте также, что наибольшее преломление световых лучей происходит в роговице.

Система формирования изображения включает роговицу, зрачок и хрусталик. Без нее мы видели бы свет, но не изображение. Роговица — это прозрачная передняя поверхность глаза, через нее входит свет, лучи которого роговица преломляет вовнутрь, начиная тем самым формировать изображение. Хрусталик завершает процесс, фокусируя свет на сетчатке (см. рис. 4.7). Чтобы сфокусировать свет от объектов, находящихся на различном расстоянии, хрусталик меняет свою форму. Для близких объектов он становится более выпуклым, для далеких — более плоским. Иногда зрачок глаза не может стать достаточно плоским, чтобы сфокусировать далекие объекты, хотя близкие он фокусирует хорошо; про людей с такими глазами говорят, что у них миопия (близорукость). Иногда зрачок глаза не может стать достаточно выпуклым, чтобы сфокусировать близкие объекты, хотя он хорошо фокусирует дальние; про людей с такими глазами говорят, что у них гиперметропия (дальнозоркость). Такие оптические дефекты достаточно распространены и могут быть легко скорректированы при помощи очков или контактных линз. Зрачок, третий компонент системы формирования изображения, — это круглое отверстие, диаметр которого меняется в ответ на изменение интенсивности света. В темноте его величина наибольшая, на ярком свету — наименьшая; тем самым он поддерживает количество света, необходимое для формирования качественного изображения при различной интенсивности света.

Все вышеперечисленные компоненты служат для фокусировки изображения на задней стенке глазного яблока, т. е. на сетчатке. Там начинается работа системы преобразований. Сердцем этой системы являются рецепторы. Рецептивные клетки подразделяются на два вида: палочки и колбочки, названные так из-за своей различной формы (рис. 4.8). Эти два вида рецепторов имеют разную специализацию, отвечающую разным целям. Палочки устроены так, чтобы видеть в условиях ночного освещения; они работают при низких интенсивностях и не дают ощущения цвета. Колбочки наиболее удобны для дневного зрения; они реагируют на высокую интенсивность и дают цветовые ощущения. Любопытно, что палочки и колбочки расположены в том слое сетчатки, который дальше всего отстоит от роговицы (обратите внимание на стрелку, показывающую направление света на рис. 4.8). Сетчатка содержит также сеть нейронов плюс опорные клетки и кровеносные сосуды.

Рис. 4.8. Схематическое строение сетчатки. Этот схематический рисунок сетчатки основан на наблюдении ее под электронным микроскопом. Биполярные клетки получают сигналы от одного или более рецепторов и передают их ганглиозным клеткам, аксоны которых образуют зрительный нерв. Заметьте, что есть несколько типов биполярных и ганглиозных клеток. В сетчатке есть также боковые отводы, или латеральные соединения. Нейроны, называемые горизонтальными клетками, образуют латеральные соединения на уровне, близком к рецепторам; нейроны, называемые амакриновыми клетками, образуют латеральные соединения на уровне, близком к ганглиозным клеткам (по: Dowling & Boycott, 1966).

Когда мы хотим рассмотреть детали объекта, мы, как правило, двигаем глазами так, чтобы он проецировался на центр сетчатки, в зону, называемую фовеа. Причина, по которой мы это делаем, связана с особенностями распределения рецепторов по сетчатке. В зоне фовеа рецепторов много, и они плотно упакованы; за пределами фовеа, на периферии, рецепторов меньше. Неудивительно, что фовеа — участок глаза, наиболее подходящий для рассматривания деталей.

Чтобы получить представление о том, как изменяется ваше восприятие деталей, когда изображение удаляется от вашей зоны фовеа, посмотрите на рис. 4.9 и настройте свое зрение на расположенную в центре букву А. Размеры окружающих ее букв подобраны таким образом, чтобы они зрительно воспринимались одинаково хорошо с ней. Заметьте, что для того чтобы зрительное восприятие было одинаково легким, буквы, расположенные на внешней окружности, должны иметь размер, приблизительно в 10 раз превышающий размеры центральной буквы.

Рис. 4.9. Снижение остроты зрения на периферии. Масштаб размеров букв подобран таким образом, что если смотреть прямо на центральную букву А, все остальные буквы приблизительно одинаково легко читаются.

Учитывая, что свет, отраженный от объекта, должен войти в контакт с клеткой рецептора, каким же образом рецептивная клетка преобразует отраженный от объекта свет в электрические импульсы? В палочках и колбочках содержится химическое вещество, называемое фотопигментом, которое поглощает свет. Поглощение света фотопигментом дает начало процессу, в результате которого получается нервный импульс. После того как этот этап преобразования завершен, электрическим импульсам предстоит проделать путь к мозгу через цепочку промежуточных нейронов. Сначала реакции палочек и колбочек передаются биполярным клеткам, а от них — к другим нейронам, которые называются ганглиозными клетками (см. рис. 4.8). Длинные аксоны ганглиозных клеток тянутся от глаза к мозгу, образуя зрительный нерв. В том месте, где зрительный нерв выходит из глаза, рецепторов нет; в этой зоне мы слепы к стимулам (рис. 4.10). Этой частичной слепоты — дыры в зрительном поле — мы не замечаем, потому что мозг автоматически компенсирует ее (Ramachandran & Gregory, 1991).

Рис. 4.10. Как обнаружить слепое пятно. а) Закрыв правый глаз, посмотрите на крест в правом верхнем углу. Держите книгу в 30 см от глаз и двигайте ее вперед-назад. Когда круг слева исчезнет, это будет означать, что его проекция попала на слепое пятно. б) Не открывая правого глаза и не меняя положения книги, посмотрите на крест в правом нижнем углу. Когда белый промежуток совпадет со слепым пятном, линия будет казаться сплошной. Это явление помогает понять, почему мы обычно не замечаем существования слепого пятна. На самом деле зрительная система заполняет те части зрительного поля, к которым мы нечувствительны; поэтому они выглядят, как окружающий фон.

Восприятие света

Чувствительность и острота зрения. Чувствительность к интенсивности света определяется палочками и колбочками. Между ними есть два существенных различия, объясняющие ряд явлений, связанных с восприятием интенсивности, или яркости. Первое различие состоит в том, что в среднем одна ганглиозная клетка соединена с большим количеством палочек, чем колбочек; поэтому «палочковые» ганглиозные клетки имеют больше входов, чем «колбочковые». Второе различие состоит в том, что палочки и колбочки размещены на сетчатке по-разному. В зоне фовеа много колбочек, но нет палочек, а на периферии много палочек, но относительно мало колбочек. Из-за того, что ганглиозная клетка соединена с большим количеством палочек, чем колбочек, палочковое зрение оказывается более чувствительным, чем колбочковое. На рис. 4.11 показано, как именно это происходит. В левой части рисунка изображены три соседних колбочки, каждая из которых подсоединена (не непосредственно) к одной ганглиозной клетке; в правой части рисунка показаны три соседних палочки, которые все подсоединены (не непосредственно) к одной ганглиозной клетке.

Рис. 4.11. Соединение палочек и колбочек с ганглиозными клетками. На схеме показано, чем отличаются соединения палочек и колбочек с ганглиозными клетками. Для простоты мы исключили биполярные клетки. Линии, исходящие от ганглиозных клеток, — это аксоны, составляющие зрительный нерв.

Чтобы понять, что означают эти различные схемы «подключения» колбочек и палочек, представьте, что палочкам и колбочкам предъявляются три очень слабых близко расположенных световых пятна. Когда их предъявляют колбочкам, каждое из пятен света в отдельности может быть слишком слабым, чтобы вызвать нервный импульс в соответствующем рецепторе, и следовательно, ни один нервный импульс не дойдет до ганглиозной клетки. Но когда те же три пятна предъявляются палочкам, активация от этих трех рецепторов может быть объединена, и тогда эта сумма окажется достаточной, чтобы вызвать нервную реакцию в ганглиозной клетке. Поэтому подсоединение нескольких палочек к одной ганглиозной клетке обеспечивает конвергенцию нервной активности, и именно благодаря такой конвергенции палочковое зрение чувствительнее колбочкового.

Но за это преимущество в чувствительности приходится платить, а именно — меньшей остротой зрения по сравнению с колбочковым зрением (острота зрения — это способность различать детали). Снова обратимся к двум схемам на рис. 4.10, но теперь представим, что три рядом расположенных пятна света достаточно яркие. Если их предъявить колбочкам, каждое пятно вызовет нервную реакцию в соответствующем рецепторе, что, в свою очередь, приведет к появлению нервных импульсов в трех различных ганглиозных клетках; в мозг будут посланы три различных сообщения, и у системы будет возможность узнать о существовании трех различных объектов. Если же эти три соседних световых пятна предъявить палочкам, нервная активность от всех трех рецепторов будет объединена и передана единственной ганглиозной клетке; поэтому в мозг поступит только одно сообщение, и у системы не будет возможности узнать о существовании более чем одного объекта. Короче, способ соединения рецепторов с ганглиозными клетками объясняет различия в чувствительности и остроте палочкового и колбочкового зрения.

Еще одно следствие этих различий состоит в том, что слабый свет человек лучше обнаруживает на палочковой периферии, чем в зоне фовеа. Так что хотя острота зрения сильнее в фовеа, чем на периферии, чувствительность на периферии выше. То, что чувствительность на периферии выше, можно установить, измерив абсолютный порог испытуемого при предъявлении ему вспышек света в темной комнате. Порог будет ниже (что означает большую чувствительность), если испытуемый смотрит немного в сторону, так чтобы видеть вспышки периферическим зрением, чем если он смотрит на вспышки прямо и свет попадает в фовеа. Мы уже видели одно из последствий того, что на периферии расположено меньшее количество колбочек (см. рис. 4.9). Последствия распределения палочек могут быть обнаружены, когда мы смотрим на звезды ночью. Возможно, вы замечали, что для того чтобы увидеть слабую звезду как можно более отчетливо, необходимо слегка изменить направление взгляда на один край звезды. Благодаря этому светом звезды активизируется максимально возможное число палочек.

Световая адаптация. До сих пор мы подчеркивали, что человек чувствителен к изменениям стимуляции. Другой стороной медали является то, что если в стимуле не происходит изменений, человек к нему адаптируется. Хороший пример световой адаптации можно увидеть, войдя в темный кинотеатр с освещенной солнцем улицы. Сначала вы почти ничего не различаете в слабом свете, отраженном от экрана. Однако через несколько минут вы уже видите достаточно хорошо, чтобы найти себе место. Еще через какое-то время вы можете различать лица при слабом свете. Когда вы опять выходите на ярко освещенную улицу, почти все выглядит сначала болезненно ярким, и в этом ярком свете невозможно что-либо различить. Все, однако, возвращается в норму меньше чем за минуту, поскольку адаптация к более яркому свету происходит быстрее. На рис. 4.12 показано, как снижается абсолютный порог со временем пребывания в темноте. Кривая состоит из двух ветвей. Верхняя ветвь связана с работой колбочек, а нижняя — палочек. Палочковая система адаптируется намного дольше, но она чувствительна к гораздо более слабому свету.

Рис. 4.12. Ход световой адаптации. Испытуемые смотрят на яркий свет, пока сетчатка не станет адаптированной к свету. Когда их после этого помещают в темноту, их световая чувствительность начинает постепенно расти, а абсолютный порог — снижаться. Этот процесс называется световой адаптацией. На графике показана величина порога через разное время после выключения адаптирующего света. Точки на верхней части кривой соответствуют пороговым вспышкам, цвет которых можно было различить; точки на нижней кривой соответствуют вспышкам, которые казались белыми независимо от их спектра. Заметьте резкий перелом кривой примерно на 10-й минуте; это называется палочко-колбочковым переходом. Во многих экспериментах показано, что первая часть этой кривой соответствует колбочковому зрению, а вторая — палочковому. Данные аппроксимированы по различным источникам.

Восприятие паттернов

Остротой зрения (визуальной остротой) называется способность глаза различать детали. Существует несколько способов измерения остроты зрения, но наиболее широко распространенным является использование знакомой всем оптометрической таблицы, какие висят в офтальмологических кабинетах. Данная таблица была разработана Германом Снелленом в 1862 году Острота зрения по Снеллену определяется по отношению к зрению человека, не нуждающегося в очках. Так, острота 20/20 означает, что данный индивидуум способен различать на расстоянии 20 футов (ок. 3 метров) буквы такого же размера, как и человек, обладающий нормальным зрением. Острота 20/100 означает, что данный индивидуум может различать на расстоянии 20 футов буквы такого размера, какие человек, обладающий нормальным зрением, может различать на расстоянии 100 футов (ок. 15 метров). В этом случае острота зрения тестируемого индивидуума ниже нормы.

По ряду причин использование таблицы Снеллена не всегда является лучшим способом измерения остроты зрения. Во-первых, данный метод не подходит для маленьких детей и других категорий людей, не умеющих читать. Во-вторых, этот метод предназначен только для измерения остроты зрения только по отношению к объектам, воспринимаемым на расстоянии (20 футов); он не позволяет измерять остроту зрения при чтении и выполнении других задач, предполагающих близкие расстояния. В-третьих, при использовании данного метода не проводится различения между пространственной остротой (способностью различать детали формы) и остротой контраста (способностью воспринимать различия по яркости (точнее по светлоте, поскольку в тесте используются не цветные, а монохромные изображения — Прим. пер.)). На рис. 4.13 представлены примеры типичных форм, используемых при тестировании остроты зрения; стрелки указывают на наиболее важные с точки зрения различения детали. Обратите внимание, что каждая такая деталь представляет собой не что иное, как зону зрительного поля, в которой имеет место изменение яркости от светлого участка к темному (Coren, Ward, & Enns, 1999).

Рис. 4.13. Некоторые типовые формы, используемые при диагностике остроты зрения. Стрелки указывают на детали, распознаваемые в каждом случае.

Сенсорный опыт, связанный с различением паттернов, определяется тем, каким образом нейроны регистрируют информацию о светлоте и темноте. Наиболее примитивным (базовым) элементом визуального паттерна является край или контур, зона, в которой имеет место переход от светлого к темному или наоборот. Одним из первичных факторов, оказывающих влияние на регистрацию краев, является характер взаимодействия ганглиозных клеток на сетчатке (см. рис. 4.11). Эффект такого рода взаимодействий можно наблюдать, рассматривая паттерн, известный как решетка Германца, показанная на рис. 4.14. Вы можете видеть серые пятна на пересечениях белых линий, разделяющих черные квадраты. Неприятное ощущение, возникающее при рассматривании этого паттерна, вызвано тем, что в том конкретном пересечении, на котором вы фокусируетесь, вы не видите серого пятна; только в тех пересечения, на которые вы не смотрите, возникает иллюзия присутствия серых пятен.

Рис. 4.14. Решетка Германна. Серые пятна, наблюдаемые на пересечении белых линий, являются иллюзией. Они видимы вашим глазом и мозгом, но не присутствуют на странице. Чтобы убедиться в том, что в действительности они отсутствуют, переместите взгляд на другие пересечения; вы убедитесь в том, что на пересечении, на которое вы смотрите прямо, серого пятна никогда не видно. Они появляются только в тех пересечениях, которые попадают в ваше периферическое зрение.

Данная иллюзия является непосредственным результатом взаимосвязей между ганглиозными клетками, снижающими активность клеток, смежных с наиболее активной. Так, ганглиозная клетка, фокусирующаяся на одном из пересечений белых линий решетки, получает сигнал, снижающий уровень сигналов, исходящих от соседних клеток (firing), находящихся со всех четырех сторон (то есть клеток, расположенных выше, ниже, правее и левее от пересечения). С другой стороны, ганглиозная клетка, находящаяся на белой горизонтальной или вертикальной линии, будет получать сигнал, снижающий активность исходящего сигнала только двух соседних клеток, находящихся на той же линии. В результате пересечения кажутся темнее, чем белые горизонтальные и вертикальные линии, потому что в этих участках находится максимальное число клеток, получающих сигналы, снижающих уровень исходящего сигнала.

Но почему темные пятна появляются только на пересечениях, на которые вы непосредственно не смотрите? Это происходит потому, что дистанции, на которые передается сигнал, значительно короче в центре зрительного поля, чем на периферии. Благодаря такому расположению ганглиозных клеток острота нашего зрения значительно выше в центре зрительного поля, чем на периферии.

Восприятие цвета

Свет различается только длиной волны. Зрительная система человека совершает с длиной волны нечто удивительное: она превращает ее в цвет, причем из разных длин волн получаются различные цвета. Например, свет с короткой длиной волны (450-500 нанометров) выглядит синим; свет со средней длиной волны (примерно 500-570 нанометров) выглядит зеленым; а свет с большой длиной волны (620-700 нанометров) выглядит красным (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Солнечный спектр. Числами обозначены длины волн (в нанометрах, нм), соответствующие различным цветам.

Призма расщепляет свет на различные длины волн. Короткие волны кажутся синими, средние — зелеными, а длинные — красными.

В дальнейшем обсуждении цветового восприятия мы будем говорить только о длинах волн. Это совершенно адекватно в случаях, когда первоисточником ощущения цвета является объект, излучающий свет, например солнце или лампочка. Однако чаще источником цветовых ощущений является объект, отражающий свет, когда его освещает источник света. В таких случаях восприятие цвета объекта частично определяется длинами волн, которые объект отражает, частично — другими факторами. Один из таких факторов — окружающий цветовой фон. Богатое разнообразие других цветов в пространственном окружении объекта позволяет наблюдателю правильно воспринимать цвет объекта, даже когда длины волн, исходящих от объекта и достигающих глаза, не вполне точно отражают характерный цвет объекта (Land, 1986). Способность воспринимать цвет любимой джинсовой куртки как индиго, несмотря на значительные вариации окружающего освещения, носит название «константность цвета». Мы будем более подробно обсуждать эту тему в гл. 5.

Ощущение цвета. В некоторых отношениях ощущение цвета — явление субъективное. Но для научного изучения цветоощущения нам следует описывать его общепринятыми терминами. Представим себе пятно света на темном фоне. С феноменологической точки зрения его характеризуют 3 параметра: светлота, цветовой тон и насыщенность. Светлота показывает, насколько белым видится свет (ее следует отличать от яркости: очень слабо освещенный объект может тем не менее казаться белым). Два других параметра относятся непосредственно к самому цвету. Цветовым тоном называется качество, обозначаемое названием цвета, например «красный» или «зеленовато-желтый». Насыщенность означает наполненность цветом или чистоту цвета. Ненасыщенные цвета выглядят бледными (например, розовый); насыщенные цвета на вид не содержат белого. Художник Альберт Манселл предложил схему описания окрашенных поверхностей путем присваивания им одного из 10 названий цветового тона и двух чисел: одного — для указания насыщенности, другого — светлоты. Цветовая система Манселла представлена в виде цветового тела (рис. 4.16).

Рис. 4.16. Цветовое тело. Три параметра цвета можно отобразить на двойном конусе. Цветовой тон представлен точками, расположенными по окружности, насыщенность — точками вдоль радиуса, а светлота — точками на вертикальной оси. Вертикальное сечение цветового тела показывает различную насыщенность и светлоту для одного тона.

Наиболее важные характеристики цвета и звука сведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3. Физика и физиология света и звука

Стимул

Физический атрибут (показатель)

Единицы измерения

Психологические ощущения

Свет

Длина волны

Нанометры

Оттенок (цветовой тон)

Интенсивность

Фотоны

Яркость

Чистота (тона)

Уровень серого (градации)

Насыщенность

Звук

Частота

Герцы

Высота (тона)

Амплитуда

Децибеллы

Громкость

Сложность

Гармоники

Тембр

Имея способы описания цвета, можно поставить вопрос: сколько цветов человек может различить? В диапазоне 400-700 нанометров, к которому мы чувствительны, можно различить 150 тонов или, иначе говоря, 150 длин волн. Это означает, что в среднем мы можем различать длины волн, отличающиеся всего на 2 нанометра; то есть для длины волны ЕЗР составляет 2 нанометра. С учетом того, что у каждого из 150 различимых тонов может быть много различных величин светлоты и насыщенности, общее число цветов, которые человек может различить, оценивается более чем в 7 миллионов! Кроме того, по оценкам Национального бюро стандартов, примерно для 7500 из этих цветов у нас есть наименования; трудно даже представить себе какую-либо другую сферу человеческого опыта, столь же широко закодированную в языке. Эти цифры дают определенное представление о роли цвета в жизни человека (Coren, Ward & Enns, 1999).

Смешение цветов. Примечательно, что все различаемые нами оттенки можно получить путем смешения всего нескольких основных цветов. Предположим, мы проецируем на один и тот же участок сетчатки свет различных цветов. В результате этого цветового смешения получится новый цвет. Например, смесь света с длиной волны 650 нм (красный) и света с длиной волны 500 нм (зеленый) в надлежащей пропорции будет выглядеть желтой; по виду эта смесь будет в точности соответствовать желтому свету с длиной волны 580 нм. Точное соответствие желтому свету в 580 нм можно также получить при смешении света других, а не только этих цветов. Таким образом, световые смеси, физические компоненты которых весьма различны, могут выглядеть одинаково.

Самое время оговориться: здесь и во всем этом разделе мы имеем в виду смешение света по принципу сложения (аддитивности); мы не говорим о смешивании красок или пигментов, которое происходит по принципу вычитания (субтрактивности) (рис. 4.17). Для красок и для света правила смешения цветов различны. Этого следовало ожидать. При смешивании красок меняется сам физический стимул (смешивание происходит вне глаза), так что это — предмет изучения для физиков. Смешение света, наоборот, происходит в самом глазу, и значит, это тема психологическая.

Рис. 4.17. Смешение цветов путем сложения и вычитания. При смешении цветов путем сложения (на рис. слева) происходит слияние световых потоков. При смешении красного и зеленого цвета получается желтый, зеленого и пурпурного — голубой и т. д. В центре, где перекрываются все три цвета, смесь выглядит белой. Смешение цветов путем вычитания (справа) происходит при смешивании красителей или при прохождении света сквозь цветовые фильтры, наложенные один на другой. При смешении сине-зеленого и желтого получится зеленый, а при смешении дополнительных цветов, например синего и желтого, получится черный.

В отношении смешения света можно сформулировать общее положение: комбинация трех пучков света с различными длинами волн дает свет почти любого цвета, при условии что один пучок света будет взят из длинноволновой части спектра (красный), другой — из средней (зеленый или желто-зеленый), а третий — из коротковолновой (синий или фиолетовый). Это иногда называют законом трех первичных цветов. В качестве иллюстрации приведем эксперимент на сравнение цветов, в котором испытуемого просят путем смешения грех цветных пучков света подобрать цвет, соответствующий цвету эталонного источника света. Если для смешения используются источники света из трех частей спектра — например, с длинами волн 450 нм (синий), 560 нм (зеленый) и 640 нм (красный), — то испытуемый всегда сможет подобрать свет, соответствующий эталонному. Однако если испытуемому дать для смешения только два источника света — например, с длиной волны 450 нм и 640 нм, — то он не сможет подобрать пару ни для какого эталонного источника. Число 3, следовательно, здесь имеет важное значение.

Иногда источники света, весьма различающиеся физически, могут выглядеть для человека одинаково, из чего нам придется заключить, что к таким различиям мы слепы. Без такой слепоты воспроизведение цвета было бы невозможно. Для реалистичного воспроизведения цвета в фотографии и на телевидении используется тот факт, что путем смешения всего нескольких цветов можно получить широкий диапазон цветов. Если, например, вы посмотрите на свой телеэкран через увеличительное стекло, то обнаружите, что он состоит из точек всего трех цветов (синего, зеленого и красного). Аддитивное смешение происходит благодаря тому, что точки расположены настолько близко, что их изображения на сетчатке перекрываются (способ представления цветовых смесей показан на рис. 4.17).

Дефекты цветовосприятия. Большинство людей подбирают многие цвета, смешивая три первичных цвета, но некоторые люди добиваются этого путем смешения только двух первичных цветов. У таких людей — их называют дихроматы — дефект цветового зрения, поскольку они не различают некоторые цвета, которые обычные люди (трихроматы) могут различить. Но дихроматы все-таки могут различать цвета. Иначе обстоят дела у монохроматов, которые неспособны вообще различать длины волн. У них подлинная цветовая слепота. (Для выявления цветовой слепоты используется тест, аналогичный приведенному на рис. 4.19, — это более простая процедура по сравнению с экспериментом, в котором применяется смешивание цветов.) В большинстве случаев дефекты цветового восприятия имеют генетическое происхождение. Цветовая слепота встречается чаще у мужчин (2%), чем у женщин (0,03%), поскольку критические гены здесь — это рецессивные гены в Х-хромосоме (Nathans, 1987).

Рис. 4.19. Тестирование цветовой слепоты. В тесте на цветовую слепоту используются две картинки. На левой картинке некоторые индивиды, страдающие определенными видами красно-зеленой слепоты, увидят только цифру 5, некоторые — только цифру 7, а некоторые — вообще никаких цифр. Сходным образом, на правой картинке люди с нормальным зрением видят число 15, тогда как люди с красно-зеленой слепотой никакого числа не увидят.

Теории цветового зрения. Имеются две основные теории цветового зрения. Первую из них выдвинул Томас Янг в 1807 году. 50 лет спустя его теорию развил Герман фон Гельмгольц.

Согласно трихроматической теории Янга—Гельмгольца (эту теорию называют также трехкомпонентной.— Прим. ред.), хотя человек может различать множество цветов, у него есть только три типа цветовых рецепторов (колбочек). Каждый рецептор чувствителен к широкому диапазону длин волн, но сильнее всего он реагирует на узкий участок диапазона. Как показано на рис. 4.20, рецептор коротких волн наиболее чувствителен к волнам короткой длины (синий цвет), рецептор средних волн — к волнам средней длины (зеленый и желтый цвет), а рецептор длинных волн — к длинным волнам (красный). Совместная работа этих трех рецепторов и определяет ощущение цвета. То есть свет с определенной длиной волны стимулирует эти три типа рецепторов в разной степени, и конкретное соотношение активности в этих рецепторах ведет к ощущению определенного цвета. Следовательно, в дополнение к нашему прежнему разговору о кодировании качества стимула можно сказать, что, согласно трихроматической теории, цветовое качество кодируется паттерном активности трех рецепторов, а не путем использования отдельных рецепторов для каждого цвета.

Рис. 4.20. Трихроматическая теория. Функции ответов рецепторов коротких, средних и длинных волн, согласно трихроматической теории. Эти кривые позволяют определять относительную реакцию каждого рецептора на свет любой длины волны. В показанном здесь примере для определения реакции каждого рецептора на свет с длиной волны 500 нм надо провести линию вверх от отметки «500 нм» и затем пометить, где она пересекает каждую из кривых (по: Wald & Brown, 1965).

Трихроматическая теория объясняет связанные с цветовым зрением факты, которые мы уже упоминали. Во-первых, человек может различать разные длины волн потому, что они воздействуют на три типа рецепторов, вызывая у них неодинаковую реакцию. Во-вторых, закон трех первичных цветов вытекает непосредственно из трихроматической теории. Для любого цвета мы можем подобрать комбинацию из трех достаточно отстоящих друг от друга длин волн, потому что эти три различные волны активируют три различных типа рецепторов, и именно активность этих рецепторов стоит за восприятием тестового цвета. (Теперь мы понимаем значение числа три.) В-третьих, трихроматическая теория объясняет различные дефекты цветовосприятия отсутствием одного или более из трех типов цветовых рецепторов: у дихроматов с рождения отсутствуют рецепторы одного типа, а у монохроматов — два из трех типов рецепторов. Помимо объяснения этих давно известных фактов, трихроматическая теория позволила биологам открыть эти три типа рецепторов. Теперь мы знаем, что в сетчатке глаза человека действительно сосуществуют колбочки трех типов.

Несмотря на свои успехи, трихроматическая теория не может объяснить некоторые хорошо известные явления цветового восприятия. В 1878 году Эвальд Геринг заметил, что с феноменологической точки зрения все три цвета можно описать как состоящие из одного или двух следующих ощущений: красного, зеленого, желтого и синего. Геринг отметил также, что человек никогда не воспринимает что-либо как красновато-зеленое или желтовато-синее; смесь красного и зеленого скорее будет выглядеть желтой, а смесь желтого и синего — скорее белой. Из этих наблюдений следует, что красный и зеленый образуют оппонентную пару, так же как желтый и синий, и что цвета, входящие в оппонентную пару, не могут восприниматься одновременно. Понятие оппонентных пар получило дальнейшую поддержку из исследований, в которых испытуемый сначала смотрел на цветной свет, а затем — на нейтральную поверхность. При рассматривании нейтральной поверхности испытуемый говорил, что видит на ней цвет, дополнительный первоначальному (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Цветовой круг. Простой способ представления цветовых смесей — это цветовой круг. Спектральные цвета (цвета, соответствующие длинам волн в диапазоне чувствительности человека) представлены пятнами, расположенными по периметру круга. Два конца спектра не сходятся; пространству между ними соответствуют неспектральные красные и пурпурные тона, которые можно получить при смешении длинных и коротких волн. Внутри круга находятся цветовые смеси. Цвета, расположенные ближе к центру круга, — менее насыщенные (белее); белый цвет находится в самом центре. Смеси любых двух цветов располагаются на прямой линии, соединяющей два пятна. Если линия проходит через центр круга, то смесь этих цветов, взятых в нужной пропорции, будет выглядеть белой; такие пары цветов называются дополнительными цветами.

Эти феноменологические наблюдения побудили Геринга предложить другую теорию цветового зрения, названную теорией оппонентных цветов. Геринг полагал, что в зрительной системе имеются два типа цветочувствительных элементов. [В контексте теории Геринга «элемент» следует понимать как устройство, дающее противоположные реакции на цвета оппонентной пары. Согласно Герингу, имеются три таких пары: помимо упомянутых в оригинале двух основных третья пара представляет соотношение «белое—черное». — Прим. ред.] Один тип реагирует на красный или зеленый, другой — на синий или желтый. Каждый элемент противоположно реагирует на свои два оппонентных цвета: у красно-зеленого элемента, например, сила реакции возрастает при предъявлении красного цвета и снижается при предъявлении зеленого. Поскольку элемент не может реагировать сразу в двух направлениях, при предъявлении двух оппонентных цветов одновременно воспринимается белый цвет (рис. 4.21). Теория оппонентных цветов может объяснить наблюдения Геринга, относящиеся к цвету, а также другие факты. Она объясняет, почему мы видим именно те цвета, которые видим. Мы воспринимаем только один тон — красный или зеленый и желтый или синий, — когда баланс смещен только у одного типа оппонентной пары, и воспринимаем комбинации тонов, когда баланс смещен у обоих типов оппонентных пар. Объекты никогда не воспринимаются как красно-зеленые или желто-синие потому, что элемент не может реагировать в двух направлениях сразу. Кроме того, эта теория объясняет, почему испытуемые, которые сначала смотрели на цветной свет, а затем — на нейтральную поверхность, говорят, что видят дополнительные цвета; если, например, испытуемый сначала смотрит на красное, то красная компонента пары утомляется, в результате чего вступает в игру зеленая компонента.

Таким образом, есть две теории цветового зрения — трихроматическая и теория оппонентных цветов, и каждая из них какие-то факты может объяснить, а какие-то нет. Десятилетиями эти две теории считались конкурентными, пока исследователи не предложили компромисс в виде двухстадийной теории, согласно которой три типа рецепторов, предусмотренных в трихроматической теории, поставляют информацию для цвето-оппонентных пар, расположенных на более высоком уровне зрительной системы (Hurvich & Jameson, 1974). Данная точка зрения предполагает, что в зрительной системе должны существовать нейроны, функционирующие как блоки оппонентных цветов и обрабатывающие зрительную информацию после ретины (сетчатки) (которая содержит три рода рецепторов согласно трехкомпонентной теории). И действительно, такие цветооппонентные нейроны были обнаружены в таламусе — одной из промежуточных станций между сетчаткой и зрительной корой (DeValois & Jacobs, 1984). Эти клетки обладают спонтанной активностью, которая повышается при реакции на один диапазон длин волн и снижается при реакции на другой. Так, некоторые клетки, расположенные на более высоком уровне зрительной системы, возбуждаются быстрее, когда сетчатка стимулируется синим светом, чем когда она стимулируется желтым светом; такие клетки составляют биологическую основу сине-желтой оппонентной пары. Суммирующая нейронная проволочная диаграмма, показывающая, как могут быть связаны между собой трихроматическая и оппонентно-процессуальная теории, представлена на рис. 4.22.

Рис. 4.22. Как связаны между собой трихроматическая теория и теория оппонентных процессов. На схеме показано, как три типа рецепторов связаны с продуцированием оппонентно-процессуальных нейронных реакций на поздних стадиях обработки. Числа в трапециях, изображающих колбочки, указывают длины волн, соответствующих максимальной чувствительности. Линии со стрелками соответствуют связям, повышающим активность; линии с точками соответствуют связям, понижающим активность. Заметьте, что это лишь небольшая часть всей системы. Существует и другой набор оппонентно-процессуальных элементов, с противоположным характером повышающих и понижающих активность связей.

Это исследование цветового зрения является замечательным примером успешного взаимодействия психологического и биологического подходов к проблеме. В рамках трихроматической теории было выдвинуто предположение, что существуют три типа цветовых рецепторов, и в последующих биологических исследованиях было установлено наличие в сетчатке колбочек трех типов. В теории оппонентных цветов было высказано предположение о существовании в зрительной системе элементов другого рода, и в дальнейшем биологи нашли цветооппонентные клетки в таламусе. Более того, для успешной интеграции этих двух теорий требовалось, чтобы трихроматические клетки поставляли информацию цветооппонентным клеткам, — и это также подтвердилось в последующих биологических исследованиях. Так что во многих случаях проблемная работа на психологическом уровне указывала путь к биологическим открытиям. Неудивительно, что многие ученые приняли анализ цветового зрения в качестве прототипа для анализа работы других сенсорных систем.

Слух

Так же как и зрение, слух является важнейшим средством получения информации об окружении. Для многих из нас это основной канал коммуникации и средство передачи музыки. Как мы увидим, все это возможно благодаря тому, что небольшие изменения звукового давления приводят в колебательное движение мембрану внутреннего уха.

Мы будем рассматривать слух по тому же плану, что и зрение. Сначала мы рассмотрим природу физического стимула, к которому чувствителен слух, потом опишем слуховую систему, уделив особое внимание преобразованиям в рецепторах, и наконец обратимся к кодированию интенсивности и качества звука слуховой системой.

Звуковые волны

Звук возникает вследствие движения или вибрации объекта, — например, когда ветер дует сквозь ветви деревьев. Когда что-либо движется, молекулы находящегося впереди воздуха сжимаются. Эти молекулы толкают другие молекулы и затем возвращаются в исходное положение. Так волна меняющегося давления (звуковая волна) передается по воздуху, хотя отдельные молекулы воздуха далеко не уходят. Эта волна аналогична ряби на поверхности пруда, когда туда бросают камень.

Звуковую волну можно описать графиком давления воздуха в зависимости от времени. График давления в зависимости от времени для одного из видов звука показан на рис. 4.23. На нем представлена синусоидальная волна (названная так потому, что она аналогична синусоидальной функции в математике). Звук, соответствующий синусоидальной волне, называется чистым тоном. Такие звуки важны для анализа слуха, потому что более сложные звуки можно разложить на чистые тона, т. е. на ряд различных синусоидальных волн. Чистые тона определяются двумя параметрами, от которых зависит их ощущение человеком. Один параметр — это частота тона. Частота тона — это количество колебаний за одну секунду (или герц), т. е. частота, с которой молекулы двигаются туда-сюда (см. рис. 4.23). Частота — основа воспринимаемой высоты тона, одного из наиболее примечательных качеств звука.

Рис. 4.23. Чистый тон. Вибрирующий камертон создает последовательность волн сжатия и расширения воздуха, подчиняющихся синусоидальному закону. Такой звук называется чистым тоном. Он описывается параметрами частоты и интенсивности. Когда камертон делает 100 колебаний в секунду, он создает звуковую волну со 100 сжатиями в секунду, или с частотой 100 герц. Интенсивность (или амплитуда) чистого тона — это разница в давлении между пиками и впадинами. Форму волны любого звука можно разложить на ряд синусоидальных волн с различной частотой, амплитудой и фазой. Когда эти синусоидальные волны складываются, получается первоначальная форма волны.

Второй параметр чистого тона — его интенсивность (амплитуда), т. е. различие давлений между пиком и впадиной на графике зависимости давления от времени (см. рис. 4.23). Интенсивность — основа восприятия громкости. Интенсивность звука обычно измеряется в децибелах (дБ); росту интенсивности на 10 децибел соответствует увеличение мощности в 10 раз, росту на 20 децибел — увеличение в 100 раз, 30 децибел — 1000 раз и так далее. Например, тихий шепот в беззвучной обстановке библиотеки имеет интенсивность около 30 децибел, в шумном ресторане уровень звука может равняться 70 децибелам, уровень звука на рок-концерте может достигать 120 децибел, а шум взлетающего самолета может превышать 140 децибел. Постоянное воздействие уровня звука, превышающего 100 децибел, может повлечь за собой необратимую потерю слуха.

И последней характеристикой звука является тембр — наше восприятие сложности звука. Практически ни один из звуков, окружающих нас в повседневной жизни, не является столь простым, как чистые тона, о которых мы говорили выше. (Исключение составляют лишь камертоны и некоторые электронные музыкальные инструменты.) Звуки, издаваемые акустическими инструментами, автомобилями, человеческим голосом, животными и водопадами, характеризуются сложными паттернами звукового давления.

Слуховая система

К слуховой системе относятся уши, некоторые участки мозга и проводящие нервные пути. Нас в первую очередь будут интересовать сами уши; к ним относят не только отростки по обеим сторонам головы, но и весь слуховой орган, большей частью находящийся внутри черепа (рис. 4.24).

Рис. 4.24. Поперечный разрез уха. На рисунке показано общее строение уха. Внутреннее ухо состоит из улитки, содержащей слуховые рецепторы, и вестибулярного аппарата (полукружные каналы и вестибулярные мешочки), служащего органом для чувства равновесия и движения тела.

Как и глаз, ухо содержит две системы. Одна система усиливает и передает звук к рецепторам, после чего за дело принимается другая система, которая преобразует звук в нервные импульсы. Передающая система включает наружное ухо, состоящее из внешнего уха (pinna — ушная раковина) и слухового канала, а также среднее ухо, состоящее из барабанной перепонки и цепочки из трех костей — молоточка, наковальни и стремечка. Система преобразования расположена в части внутреннего уха, называемой улиткой и содержащей рецепторы звука.

Рассмотрим передающую систему подробнее (рис. 4.25). Наружное ухо помогает улавливанию звуков и передает их через слуховой канал к упругой мембране, которая называется барабанной перепонкой. Барабанная перепонка — самая наружная часть внутреннего уха. Ее заставляют вибрировать звуковые волны, приходящие по слуховому каналу. Задача внутреннего уха — передать вибрации барабанной перепонки через заполненную воздухом полость к другой мембране, овальному окошечку, служащему воротами ко внутреннему уху и рецепторам. Эту передачу внутреннее ухо осуществляет посредством механического мостика, построенного из молоточка, наковальни и стремечка. От барабанной перепонки вибрации передаются первой из этих косточек, передающей их второй, которая, в свою очередь, передает их третьей, результатом чего являются вибрации овального окошечка. Это механическое приспособление не только передает звуковую волну, но и значительно усиливает ее.

Рис. 4.25. Схематическое строение среднего и внутреннего уха. а) Движения жидкости внутри улитки изгибают базилярную мембрану и стимулируют волосяные клетки, служащие слуховыми рецепторами, б) На поперечном сечении улитки показана базилярная мембрана и волосяные клетки-рецепторы.

Теперь рассмотрим систему преобразования. Улитка — это спиралевидная трубка из костного вещества. Мембраны разделяют ее на секции, заполненные жидкостью; одна из мембран — базилярная, к ней прикреплены слуховые рецепторы (см. рис, 4.25). Эти рецепторы называются волосяными клетками, потому что по строению они похожи на волоски, проникающие в жидкость. Давление на овальном окошечке (соединяющем среднее и внутреннее ухо) создает изменения давления жидкости в улитке, что, в свою очередь, заставляет базилярную мембрану вибрировать, приводя к изгибанию волосяных клеток и появлению электрического импульса. Таков сложный процесс преобразования звуковой волны в электрический импульс. Нейроны, синаптически соединенные с нервными клетками, имеют длинные аксоны, которые образуют часть слухового нерва. Большинство слуховых нейронов соединены с отдельными нервными клетками. В слуховом нерве около 31 000 слуховых нейронов, что гораздо меньше одного миллиона нейронов, составляющих зрительный нерв (Yost & Nielson, 1985). От каждого уха слуховые пути идут к обеим сторонам мозга и заканчиваются на синапсах различных ядер, прежде чем достигают слуховой коры.

Восприятие интенсивности звука

Вспомним, что наше зрение более чувствительно к одним длинам волн, чем к другим. В слуховом восприятии есть аналогичное явление. Человек более чувствителен к звукам в середине частотного диапазона, чем к звукам с частотой ближе к его краям. Это показано на рис. 4.26, где приведена зависимость абсолютного порога интенсивности звука от частоты. У многих людей слух в той или иной степени ослаблен, и порог у них выше того, что показан на рис. 4.26.

Рис. 4.26. Абсолютный порог для слуха. Нижняя кривая показывает абсолютную пороговую интенсивность для различных частот. Наибольшая чувствительность наблюдается в окрестностях частоты 1000 герц. Верхняя кривая показывает болевой порог (данные аппроксимированы по различным источникам).

Есть два основных варианта недостаточности слуха. При одном из них пороги повышаются примерно в равной степени для всех частот в результате плохой проводимости среднего уха (потеря проводимости). В другом случае потери слуха порог повышается в неравной степени, причем более всего он повышается на высоких частотах. Такая ситуация обычно является следствием повреждения внутреннего уха и часто связана с частичным разрушением волосковых клеток (потеря нервной чувствительности). Волосковые клетки после разрушения не восстанавливаются. Потеря нервной чувствительности возникает у многих пожилых людей. Вот почему им часто трудно расслышать высокие звуки. Однако потеря нервной чувствительности не происходит исключительно у пожилых. Она возникает и у молодых, если на них воздействует чрезмерно громкий звук. Необратимой потерей слуха обычно страдают рок-музыканты, работники взлетно-посадочных полос в аэропортах и работающие с отбойным молотком. Например, у Пита Таунзенда, известного гитариста из группы «The Who», возникло серьезное ослабление слуха из-за того, что на него постоянно воздействовала громкая рок-музыка; с тех пор он предупреждал многих молодых людей об этой опасности.

Естественно предположить, что воспринимаемая интенсивность звука одинакова для обоих ушей, но на самом деле здесь есть тонкие различия. Если звук приходит справа, то для правого уха его слышимость будет больше, чем для левого; это происходит потому, что голова образует «звуковую тень», которая снижает интенсивность звука, доходящего до дальнего уха. Но это вовсе не ограничение слуховых возможностей, поскольку человек использует величину междуушного расхождения в интенсивности для локализации направления звука (это как если бы мы рассуждали, что «если интенсивность звука в моем правом ухе больше, чем в левом, должно быть, звук пришел справа»). Аналогично, звук, приходящий с правой стороны, поступает в правое ухо на долю секунды раньше, чем в левое (и наоборот, если звук пришел слева). Человек также использует это междуушное расхождение во времени, чтобы локализовать звук («если звук сначала пришел в мое правое ухо, значит, он пришел справа»).

Восприятие высоты звука

Высота и частота. Когда мы слышим чистый тон, то воспринимаем не только его громкость, но и высоту. Подобно тому как цвет — главное качество света, так и высота — главное качество звука, ранжированного по шкале от низкого до высокого. И подобно тому как цвет определяется частотой света, высота определяется частотой звука. При возрастании частоты высота увеличивается. Как и длину световой волны, частоту звука человек различает очень хорошо. Молодой взрослый может слышать частоты в диапазоне от 20 до 20 000 герц (колебаний в секунду), причем ЕЗР составляет менее 1 герца при частоте 100 герц и возрастает до 100 герц при 10 килогерцах.

Однако в слуховом восприятии нет ничего похожего на смешение цветов. Когда две и более частот звучат одновременно, можно слышать высоту каждой частоты при условии, что они достаточно различаются. Если частоты различаются несильно, ощущение будет более сложным, но все равно звук не будет похож на один чистый тон. При изучении цветового восприятия обнаружение того факта, что смешение трех цветных источников света дает ощущение одного цвета, привело к идее о трех типах рецепторов. Отсутствие аналогичного явления в слуховом восприятии позволяет предположить, что если есть рецепторы, настроенные на различные частоты, то типов таких рецепторов должно быть множество.

Теории восприятия высоты звука. Как и в случае цветового зрения, для объяснения того, как частота кодируется ухом в высоту звука, были предложены две теории.

Первая теория была создана британским физиком Резерфордом в 1886 году. Он предположил, что: а) звуковая волна заставляет вибрировать всю базилярную мембрану и частота вибраций соответствует частоте звука; б) частота вибраций мембраны задает частоту нервных импульсов, передаваемых по слуховому нерву. Так, тон частотой 1000 герц заставляет базилярную мембрану вибрировать 1000 раз в секунду, в результате чего волокна слухового нерва разряжаются с частотой 1000 импульсов в секунду, а мозг интерпретирует это как определенную высоту. Поскольку в этой теории предполагается, что высота зависит от изменений звука во времени, ее назвали временной теорией (ее называют также частотной теорией).

Гипотеза Резерфорда вскоре встретилась с серьезными проблемами. Было доказано, что нервные волокна могут передавать не более 1000 импульсов в секунду, и тогда неясно, как человек воспринимает высоту тона с частотой более 1000 герц. Вивер (Weaver, 1949) предложил способ спасения временной теории. Он предположил, что частоты выше 1000 герц кодируются различными группами нервных волокон, каждая из которых активируется в несколько разном темпе. Если, например, одна группа нейронов выдает 1000 импульсов в секунду, а затем 1 миллисекунду спустя другая группа нейронов начинает выдавать 1000 импульсов в секунду, то комбинация импульсов этих двух групп даст 2000 импульсов в секунду. Эту версию временной теории подкрепило открытие, что паттерн нервных импульсов в слуховом нерве повторяет форму волны стимульного тона, несмотря на то, что отдельные клетки реагируют не на каждое колебание (Rose et al., 1967).

Однако способность нервных волокон отслеживать форму волны обрывается примерно на частоте 4000 герц; тем не менее мы можем слышать высоту звука, содержащего гораздо более высокие частоты. Отсюда следует, что должно существовать другое средство кодирования высотного качества звука, по крайней мере на высоких частотах.

Другая теория восприятия высоты звука относится к 1683 году, когда французский анатом Жозеф Гишар Дювернье предположил, что частота кодируется высотой звука механически, путем резонанса (Green & Wier, 1984). Чтобы разобраться в этом предположении, полезно сначала рассмотреть пример резонанса. Когда ударяют по камертону, который находится рядом с пианино, струна пианино, настроенная на частоту камертона, начинает колебаться. Если мы говорим, что ухо работает по тому же принципу, это значит, что в нем есть некая структура, сходная по конструкции со струнным инструментом, причем различные ее части настроены на различные частоты, так что когда на ухо предъявляется некоторая частота, соответствующая часть этой структуры начинает колебаться. Эта идея была в общем правильной: такой структурой оказалась базилярная мембрана.

В XIX веке Герман фон Гельмгольц, исходя из гипотезы резонанса, предложил для объяснения восприятия высоты теорию локальности. Согласно этой теории, каждый конкретный участок базилярной мембраны, когда он начинает реагировать, создает ощущение определенной высоты тона. Предполагаемое множество участков на мембране согласуется с фактом существования множества рецепторов высоты. Заметьте, что теория локальности не означает, что мы слышим звук базилярной мембраной; просто от того, какие участки мембраны вибрируют, в наибольшей степени зависит, какую высоту мы услышим. Это пример органа чувства, в котором кодирование качества осуществляется путем «включения» тех или иных нервных волокон.

Как именно колеблется базилярная мембрана, не было известно до 1940 года, когда Георг фон Бекеши измерил ее движения при помощи маленьких отверстий, просверленных в улитках морских свинок и человеческих трупов. Учитывая результаты Бекеши, потребовалось модифицировать теорию локальности; базилярная мембрана вела себя не как пианино с раздельными струнами, а как простыня, которую встряхнули за один конец. В частности, Бекеши показал, что при большинстве частот вся базилярная мембрана приходит в движение, но место наиболее интенсивного движения зависит от конкретной частоты звучания. Высокие частоты вызывают вибрацию в ближнем конце базилярной мембраны; по мере повышения частоты паттерн вибрации сдвигается к овальному окошечку (Bekesy, 1960). За это и другие исследования слуха Бекеши получил в 1961 году Нобелевскую премию.

Как и временные теории, теория локальности объясняет многие, но не все явления восприятия высоты звука. Основные затруднения у теории локальности связаны с тонами низких частот. При частотах ниже 50 герц все части базилярной мембраны вибрируют примерно одинаково. Это значит, что все рецепторы активируются в равной степени, из чего следует, что у нас нет способа различения частот ниже 50 герц. На самом же деле мы можем различать частоту всего в 20 герц.

Таким образом, теории локальности затрудняются объяснить восприятие низкочастотных звуков, а временные теории — восприятие высоких частот. Все это навело на мысль, что восприятие высоты звука определяется как временными паттернами, так и паттернами локализации, причем временная теория объясняет восприятие низких частот, а теория локальности — восприятие высоких частот. Ясно, однако, что там, где один механизм отступает, начинает преобладать другой. На самом деле не исключено, что частоты от 1000 до 5000 герц обслуживаются обоими механизмами (Coren, Ward & Enns, 1999).

Поскольку наши уши и глаза играют столь важную роль в нашей повседневной жизни, были предприняты значительные усилия, направленные на то, чтобы заменить их на искусственные у индивидуумов, страдающих неизлечимыми дефектами этих органов. Некоторые из этих усилий описаны в рубрике «На переднем крае психологических исследований».

Другие ощущения

По сравнению со зрением и слухом, другим ощущениям недостает тех богатых функциональных возможностей, из-за которых зрение и слух называют «высшими чувствами». И все же эти другие чувства жизненно важны. Например, ощущение запаха (обоняние) является одним из наиболее примитивных и наиболее важных из этих ощущений. Возможно, это связано с тем, что запах проникает в мозг по более прямому маршруту, чем любые другие ощущения. Рецепторы, расположенные в носовой полости, связаны с мозгом без посредства синапсов. Более того, в отличие от зрительных и слуховых рецепторов, обонятельные рецепторы испытывают непосредственное воздействие окружающей среды — они находятся прямо в носовой полости и не имеют перед собой защитной оболочки. (Тогда как зрительные рецепторы расположены позади роговой оболочки, а слуховые защищены наружным и средним ухом.) Поскольку запах с очевидностью является важной сенсорной модальностью, мы начнем наше обсуждение других ощущений с ощущения запаха, называемого также обонянием.

Обоняние

Чувство запаха, или обоняние, помогает нашему выживанию: оно необходимо для обнаружения испорченной пищи или незакрытого газа, а потеря обоняния может привести к притуплению аппетита. И все же для многих других биологических видов обоняние еще важнее. Поэтому неудивительно, что у них обонянию отведена большая часть коры, чем у нас. У рыб обонятельная кора почти целиком охватывает полушария мозга, у собак — примерно одну треть, у человека — всего одну двадцатую часть. В этом отражены межвидовые различия в обонятельной чувствительности. Пользуясь преимуществом превосходной обонятельной способности собак, Почтовая служба Соединенных Штатов и Таможенное бюро готовят их для проверки невскрытых упаковок на героин. А специально натренированные полицейские собаки могут разнюхать спрятанную взрывчатку.

Поскольку обоняние у других видов развито столь хорошо, они часто используют его как ведущее средство коммуникации. Насекомые и некоторые высшие животные выделяют химические вещества, известные как феромоны и распространяющиеся по воздуху, так чтобы их могли унюхать другие представители этого же вида. Например, самка мотылька может выделять настолько сильный феромон, что самцов влечет к ней с расстояния в несколько миль. Установлено, что самец мотылька реагирует именно на феромон, а не на вид самки; его будет влечь к самке, находящейся в контейнере из проволочной сетки, несмотря на то, что ее вид недоступен, но не к самке в стеклянном контейнере, где ее хорошо видно, но путь для запаха блокирован.

Насекомые пользуются запахом, чтобы сообщать не только о «любви», но и о смерти. Когда муравей умирает, химические вещества, образующиеся при разложении его тела, стимулируют других муравьев отнести его тело на мусорную кучу снаружи гнезда. Если живого муравья пропитать этим феромоном разложения, другие муравьи тут же относят его на мусорную кучу. Когда он возвращается в гнездо, его уносят опять. Эти попытки преждевременных похорон продолжаются, пока «запах смерти» не выдохнется (Wilson, 1963).

Остались ли у нас, людей, пережитки этой примитивной системы общения? Эксперименты показывают, что как минимум мы можем отличать по запаху себя от других и мужчин от женщин. В одном из исследований испытуемые носили майку в течение 24 часов, не принимая душ и не пользуясь дезодорантом. Затем они сдавали майки экспериментатору. Каждому испытуемому экспериментатор предъявлял для обнюхивания три майки: собственную майку испытуемого, одну мужскую и одну женскую.

Основываясь только на запахе, большинство испытуемых обычно могли отличить свою собственную майку, а также определить, какую из двух остальных носил мужчина, а какую — женщина (Russel, 1976; Schleidt, Hold & Attili, 1981). Другие исследования показывают, что по запаху мы можем определять и более тонкие вещи. Между женщинами, которые живут или работают вместе, видимо, происходит обмен информацией посредством запаха относительно их менструального цикла, так что со временем их менструальные циклы синхронизируются и начинаются в одно время (Russel, Switz & Thompson, 1980; McClintock, 1971).

Система обоняния. Стимулом для запаха являются испускаемые веществом летучие молекулы. Молекулы выходят из вещества, проносятся по воздуху и входят в носовой проход (рис. 4.27). Этим молекулам предстоит также раствориться в жире, поскольку рецепторы запаха покрыты жироподобным веществом.

Рис. 4.27. Рецепторы обоняния. а) Деталь рецептора, находящегося в промежутках между многочисленными поддерживающими клетками. б) Расположение обонятельных рецепторов в носовой полости.

Система обоняния состоит из рецепторов, расположенных в носовом проходе, соответствующих участков мозга и соединяющих их проводящих нервных путей. Рецепторы обоняния расположены глубоко в носовой полости. Когда реснички (образования, похожие на волоски) этих рецепторов соприкасаются с молекулами пахучего вещества, появляется электрический импульс; таков процесс превращения. Этот импульс передается по нервным волокнам в обонятельную луковицу — участок мозга, находящийся как раз под передними долями. В свою очередь, обонятельная луковица соединяется с обонятельной корой, расположенной с внутренней стороны височных долей. (Любопытно, что существует прямая связь между обонятельной луковицей и частью коры, которая, как известно, участвует в формировании следов долговременной памяти; возможно, с этим связано представление, что характерный запах может сильно способствовать воспроизведению старых воспоминаний.)

Ощущение интенсивности и качества. Чувствительность человека к интенсивности запаха в сильнейшей степени зависит от того, что это за вещество. Абсолютный порог может составлять всего 1 часть вещества на 50 миллиардов частей воздуха. Тем не менее, как уже отмечалось, чувствительность человека к запахам значительно меньше, чем у других видов. Собаки, например, могут обнаруживать вещества с концентрацией в 100 раз ниже, чем концентрация, которую способен обнаружить человек (Marshall, Blumer & Moulton, 1981). Относительно слабая чувствительность человека к запахам объясняется не тем, что у него чувствительность обонятельных рецепторов меньше, а тем, что их самих меньше: примерно 10 миллионов у человека против 1 миллиарда у собак.

Хотя на запах мы полагаемся меньше, чем на другие модальности, мы способны ощущать много различных качеств запаха. Оценки расходятся, но, по-видимому, здоровый человек способен различить от 10 000 до 40 000 различных запахов, причем у женщин этот показатель в целом лучше (Cain, 1988). У профессиональных парфюмеров и дегустаторов виски результаты еще выше — они различают до 100 000 запахов (Dobb, 1989). Далее, нам кое-что известно о том, как обонятельная система кодирует качество запахов на биологическом уровне. Ситуация здесь совершенно отлична от кодирования цвета в зрении, где достаточно всего трех типов рецепторов. В обонянии, видимо, участвует множество типов рецепторов; по оценкам недавних работ, 1000 типов обонятельных рецепторов не будет преувеличением (Buck & Axel, 1991). Рецепторы каждого типа кодируют не один конкретный запах, они могут реагировать на много различных запахов (Matthews, 1972). Так что даже в этой богатой рецепторами сенсорной модальности качество запаха может быть частично закодировано в паттерне нервной активности.

Вкус

Вкус часто связывают с теми ощущениями, которые на самом деле к нему не относятся. Мы говорим, что еда «вкусная», но если запах устранить сильным замораживанием, ощущения от обеда тускнеют и тогда может быть трудно отличить красное вино от уксуса. И все же вкус (или густация) имеет самостоятельную ценность. Даже на сильном холоде можно отличить соленую пищу от несоленой.

В дальнейшем мы будем говорить о вкусе определенных веществ, хотя заметим, что вкушаемое вещество не является единственным фактором, определяющим его вкус. Наше генетическое устройство и опыт также влияют на вкус. Например, у всех людей разная чувствительность к горькому вкусу кофеина или сахарина, и это различие, видимо, предопределено генетически (Bartoshuk, 1979). В качестве другого примера молено привести жителей провинции Карнатака в Индии, которые едят много кислой пищи и находят вкус лимонной кислоты или хинина приятным; большинство из нас испытывает обратные ощущения. Это частное различие вкусов людей, видимо, определяется опытом, поскольку индусы, выросшие в западной стране, считают вкус лимонной кислоты и хинина неприятным (Moskowitz et al., 1975).

Вкусовая система. Стимулом для вкуса служит вещество, растворенное в слюне — жидкости, похожей на соленую воду. Вкусовая система содержит рецепторы, расположенные на языке, в гортани и на нёбе; в эту систему входят также соответствующие участки мозга и проводящие нервные пути. В дальнейшем мы сосредоточимся на рецепторах языка. Эти вкусовые рецепторы расположены пучками, которые называются вкусовыми почками и находятся на шишечках языка и вокруг рта. На концах вкусовых почек имеются короткие, похожие на волоски образования, которые выходят наружу и контактируют с растворами во рту. В результате этого контакта возникает электрический импульс; таков процесс превращения. Электрический импульс затем поступает в мозг.

Ощущение интенсивности и качества. Чувствительность к вкусовым стимулам в разных местах языка различна. Хотя почти каждое место языка (кроме его центра) способно детектировать любое вещество, разные вкусы лучше всего детектируются разными его участками. Передняя часть языка имеет самую высокую чувствительность к соленому и сладкому; кислое лучше ощущается по его бокам, а горькое — на мягком нёбе (рис. 4.28). Участок в центре языка нечувствителен ко вкусу (чтобы класть туда невкусные таблетки). Хотя абсолютный порог вкуса в общем очень низкий, ЕЗР интенсивности вкуса относительно высокое (постоянная Вебера обычно составляет около 0,2). Это значит, что если вы увеличиваете дозу специй, добавляемых в блюдо, то добавка должна составлять не менее 20% — или вы не почувствуете разницу.

Рис. 4.28. Вкусовые зоны. Хотя любой участок языка (кроме его центра) детектирует почти всякое вещество, чувствительность к разным вкусам на разных его местах неодинакова. Так что зона, помеченная как «сладкое», наиболее чувствительна к сладкому.

Проведенные недавно исследования позволяют предположить, что «языковые карты», подобные той, что изображена на рис. 4.28, возможно, являются чересчур упрощенными, так как они предполагают, что если бы нервы, ведущие к определенным участкам языка, были перерезаны, ощущение вкуса оказалось бы утрачено. Однако этого не происходит, потому что вкусовые нервы оказывают друг на друга тормозящее воздействие. Повреждение одного нерва лишает его способности оказывать тормозящее воздействие на другие; таким образом, если вы перережете нервы, идущие к определенному участку, вы также уменьшите тормозящее воздействие, и в результате это не окажет существенного влияния на ваши вкусовые ощущения в повседневной жизни (Bartoshuk, 1993).

Для описания вкуса существует общепринятая терминология. Всякий вкус можно описать одним из четырех основных качеств или их комбинацией: сладкий, кислый, соленый и горький (McBurney, 1978). Эти четыре вкуса лучше всего представлены сахарозой (сладкий), соляной кислотой (кислый), поваренной солью (соленый) и хинином (горький). Когда испытуемых просят описать вкус различных веществ при помощи четырех основных видов вкуса, у них не возникает трудностей; если даже им дают возможность использовать для описания дополнительные названия качеств по своему выбору, они склонны ограничиваться этими четырьмя (Goldstein, 1989).

Для кодирования вкуса вкусовая система использует как активацию специфических нервных волокон, так и паттерны активации совокупности нервных волокон. Существует четыре типа нервных волокон — соответственно четырем основным вкусам. Хотя каждый тип волокна реагирует в некоторой степени на все четыре основных вкуса, лучше всего он реагирует только на один из них. Следовательно, имеет смысл говорить о «соленых волокнах», активность которых сигнализирует мозгу о наличии соленого вкуса. Итак, существует хорошее соответствие между субъективным ощущением вкуса и его нервным кодом.

Давление и температура

Осязание традиционно считали отдельным неделимым чувством. В настоящее время принято считать, что в него входят три различных вида кожных ощущений, одно из которых является реакцией на давление, другое — на температуру, а третье — на боль. В этом разделе мы кратко рассмотрим ощущения давления и температуры, а в следующем — чувство боли.

Давление. Стимулом для ощущения давления служит физическое давление на кожу. Мы не осознаем постоянного давления на все тело (например, давления воздуха), но можем различать колебания давления на поверхности тела. Некоторые части тела более сильно ощущают интенсивность давления, некоторые — менее; наиболее чувствительны к давлению губы, нос и щеки, наименее чувствителен большой палец ноги. Эти различия тесно связаны с количеством рецепторов давления на каждом из этих участков тела. На чувствительных местах мы можем обнаруживать силу давления всего в 5 мг, приложенных к маленькому участку. Однако, как и другие органы чувств, система давления подвержена значительному адаптационному эффекту. Если вы несколько минут подержите руку своей подружки без движения, то потеряете чувствительность и перестанете ощущать ее руку.

До сих пор мы говорили о пассивных ощущениях давления, возникающих, когда кто-либо касается нас. А что происходит, когда мы активно исследуем окружение, т. е. когда мы сами осуществляем касание? Такое активное осязание сопровождается субъективными переживаниями, отличающимися от их пассивного варианта, и включает в себя не только чувство давления, но и двигательные ощущения. С помощью одного только активного осязания человек может легко опознавать знакомые объекты (Klatzky, Lederman & Metzger, 1985). Мы редко пользуемся активным осязанием для идентификации многих объектов, но все же прибегаем к нему для распознавания монет, ключей и другой мелочи, которую мы держим у себя в карманах и кошельках.

Температура. Стимулом для температурных ощущений является температура нашей кожи. Рецепторами служат нейроны, чьи свободные нервные окончания расположены непосредственно под кожей. На этапе превращения рецепторы холода генерируют нервный импульс, когда температура кожи падает, а рецепторы тепла генерируют импульс, когда температура кожи повышается (Duclauz & Kenshalo, 1980; Hensel, 1973). Следовательно, различные качества температуры могут кодироваться в первую очередь путем активации определенных рецепторов (подобно кодированию высоты звука в слуховом восприятии). Однако такая специфичность нервной реакции имеет свои ограничения. Рецепторы холода реагируют не только на низкие температуры, но и на очень высокие (выше 45 °С). Следовательно, очень горячий стимул активирует и рецепторы тепла, и рецепторы холода, что в конечном счете вызывает ощущение горячего.

Поскольку поддержание температуры тела — решающий фактор выживания, важно, чтобы мы могли чувствовать небольшие изменения температуры кожи. При нормальной температуре кожи человек может обнаружить потепление всего на 0,4 градуса или похолодание всего на 0,15 градусов (Kenshalo, Nafe & Brooks, 1961). Температурное чувство человека полностью адаптируется к умеренным изменениям температуры, так что через несколько минут стимул уже не ощущается ни как холодный, ни как теплый. Такой адаптацией объясняются сильные расхождения во мнениях о температуре воды в бассейне между теми, кто в нем уже какое-то время побыл, и теми, кто только начал болтать ногами в воде.

Боль

Ни одно другое чувство не овладевает настолько нашим вниманием, как боль. Испытывая другие ощущения, мы часто пресыщаемся ими, но ощущение боли трудно игнорировать. И все-таки, несмотря на весь причиняемый ею дискомфорт, надо признать, что не будь чувства боли, мы подвергались бы большому риску. Детям трудно было бы научиться не трогать горячую печь или перестать жевать свой язык. На самом деле есть люди, родившиеся с редким генетическим нарушением, из-за которого они нечувствительны к боли. Как правило, они умирают молодыми вследствие порчи тканей организма и ран, которых можно было бы избежать, будь у них чувство боли.

Болевая система. Всякий раздражитель, достаточно сильный, чтобы вызвать повреждение тканей, является стимулом боли. Это может быть давление, температура, удар электрическим током или едкие химикалии. Эффект этого стимула достигается посредством высвобождения содержащихся в коже химических веществ, которые в свою очередь стимулируют различные рецепторы с высоким порогом возбуждения (этап превращения). Такими рецепторами являются нейроны с особыми свободными нервными окончаниями; известно несколько таких рецепторов (Brown & Deffenbacher, 1979).

Что касается вариаций качества боли, то наиболее важное различие относится к двум ее состояниям: тому, которое мы чувствуем непосредственно в момент получения раны (фазическая боль), и тому, которое переживается после ранения (тоническая боль). Фазическая боль — это обычно резкая непосредственная боль, непродолжительная по длительности (ее интенсивность быстро растет и падает), а тоническая боль, как правило, тупая и длится долго.

Например, если вам случится вывихнуть себе лодыжку, то вы тут же почувствуете резкую волнообразную (фазическую) боль, но чуть погодя вы начнете чувствовать устойчивую (тоническую) боль, вызванную распуханием. Эти два вида боли передаются двумя различными нервными путями, ведущими к различным участкам коры мозга (Melzak, 1990).

Внестимульные детерминанты боли. На интенсивность и качество боли больше, чем на любое другое ощущение, влияют факторы иные, чем непосредственный стимул. К этим факторам относятся культурная принадлежность человека, его ожидания и предшествующий опыт. Поразительным примером культурного влияния служит то, что в некоторых незападных обществах существуют ритуалы, кажущиеся впервые столкнувшемуся с ними западному человеку невыносимо болезненными. К таковым относится церемония подвешивания на крюках, практикуемая в некоторых районах Индии:

«Эта церемония ведет начало от древнего обычая, в котором выбирали члена социальной группы, чтобы он представлял собой силу богов. Роль избранного (или "священника") заключалась в том, чтобы в определенный период года благословить детей и урожай в ряде соседствующих деревень. В этом ритуале примечательно то, что по обеим сторонам спины этого человека под кожей и мышцами продеваются стальные крюки, привязанные крепкими веревками к верхушке специальной телеги (см. рис. 4.29).

Рис. 4.29. Культура и боль. Справа: два стальных крюка в спине у священника в индийской церемонии висения на крюке. Слева: священник висит на веревках, пока телега везет его от деревни к деревне. Когда он благословляет деревенских детей и урожай, он свободно повисает на крюках в своей спине (по: Kosambi, 1967).

Телега затем ездит от деревни к деревне. Обычно, пока телега переезжает, этот человек висит на веревках. Но в кульминационный момент церемонии в каждой деревне он свободно повисает только на крюках, вонзенных ему в спину, чтобы благословить детей и урожай. Поразительно, но нет никаких признаков, что во время ритуала этот человек испытывает боль; скорее он пребывает в "состоянии экзальтации". Когда потом крюки удаляют, раны быстро заживают без всякого лечения, если не считать прикладывания к ним древесной золы. Две недели спустя шрамы на его спине едва различимы» (Melzack, 1973).

Очевидно, боль — функция не только сенсорных рецепторов, но и психики.

Феномены, подобные приведенному выше, послужили основой для создания теории управляемых ворот для боли (Melzak & Wall, 1982, 1988). Согласно этой теории, для возникновения ощущения боли нужны не только активация болевых рецепторов в коже, но и чтобы в спинном мозге были открыты «нервные ворота», позволяющие сигналам от болевых рецепторов проходить в мозг (эти ворота закрываются, когда активируются критические волокна спинного мозга). Поскольку нервные ворота можно закрыть сигналом, посланным из коры, воспринимаемую интенсивность боли можно снизить мысленным усилием, как в церемонии висения на крюке. Но что это такое — «нервные ворота»? Видимо, они имеют отношение к участку среднего мозга, который называется серым веществом вокруг сильвиева водопровода (сокращенно СВСВ); нейроны СВСВ соединены с другими нейронами, которые тормозят клетки, обычно передающие болевые сигналы от болевых рецепторов (Jesell & Kelly, 1991). Поэтому когда нейроны СВСВ активны, ворота закрыты; когда нейроны СВСВ неактивны, ворота открыты.

Любопытно, что СВСВ — это основное место, где сильные болеутоляющие средства, такие как морфин, воздействуют на обработку нервных сигналов. Известно, что морфин увеличивает нервную активность СВСВ, что, как мы только что видели, приводит к закрытию нервных ворот. Значит, хорошо известное анальгетическое действие морфина согласуется с теорией управляемых ворот. Кроме того, в организме человека вырабатываются определенные вещества, которые называются эндорфинами и действуют аналогично морфину, уменьшая боль; полагают, что действие этих веществ также связано с воздействием на СВСВ и способствует закрытию нервных ворот.

Есть и другие удивительные явления, согласующиеся с теорией управляемых ворот. Одно из них называется стимулогенной аналгезией, при которой стимуляция СВСВ оказывает анестетическое действие. Используя в качестве анестезии только стимуляцию СВСВ, удавалось провести операцию на брюшной полости крысы, причем крыса не подавала признаков боли (Reynolds, 1969). Смягченный вариант этого явления нам всем хорошо знаком: потирание больного участка ослабляет боль, предположительно потому, что стимуляция давлением закрывает нервные ворота. Со стимулогенной аналгезией связано явление уменьшения боли путем акупунктуры. Акупунктура — разработанная в Китае процедура лечения, при которой в критические точки кожи вставляют иглы; сообщалось, что поворачивая эти иглы, можно полностью устранить боль, облегчив возможность проведения серьезной операции у пациента, находящегося в сознании (рис. 4.30). Можно предположить, что иглы стимулируют нервные волокна, приводя к закрытию болевых ворот.

Рис. 4.30. Типичная карта акупунктуры. Числами указаны точки, куда можно вводить иглы, которые затем можно поворачивать, подавать на них электроимпульсы или подогревать. Во многих случаях это дает впечатляющий обезболивающий эффект.

Таким образом, есть все основания считать, что лекарственные препараты вместе с факторами психологического уровня — культурными традициями и различными методами нетрадиционной медицины — могут значительно уменьшать боль. Однако все эти факторы имеют нечто общее на биологическом уровне. Следовательно, здесь мы имеем случай, когда исследования на биологическом уровне помогают действительно унифицировать данные психологического уровня.

Взаимодействие между психологическими и биологическими исследованиями боли являются типичным примером успешного взаимодействия между этими двумя подходами к феномену ощущений. Как мы уже говорили в начале этой главы, вероятно, ни в одной другой области психологии сотрудничество биологического и психологического подхода не является столь успешным. Мы снова и снова убеждаемся в том, что нейронные события, происходящие в рецепторах, могут объяснять феномены, происходящие на психологическом уровне. Так, обсуждая зрительное восприятие, мы показали, как вариации в чувствительности и остроте зрения (являющиеся психологическими феноменами) могут быть поняты как прямое следствие того, как различные типы рецепторов (палочки или колбочки) связаны с ганглиозными клетками. Также говоря о зрении, мы показали, как психологические теории цветового зрения привели к открытиям на биологическом уровне (в частности, к открытию трех типов колбочек). В случае слухового восприятия локальная (place) теория восприятия частоты первоначально являлась психологической теорией, которая стимулировала физиологические исследования базилярной мембраны. Если кому-либо потребуется обосновать правомерность совместного использования психологического и биологического подхода, исследования в области ощущений могут послужить для него убедительным примером.

Резюме

1. С психологической точки зрения, ощущения — это переживания, связанные с простыми стимулами; на биологическом уровне процессы ощущения рассматриваются в составе органов чувств, проводящих нервных путей и начальных этапов приобретения стимульной информации. К ощущениям относятся: зрение; слух; обоняние; вкус; кожные ощущения, включающие чувство давления, температуры и боли; ощущения тела.

2. Все ощущения имеют одно общее свойство — чувствительность к обнаружению изменения. Мерой чувствительности к интенсивности служит абсолютный порог — минимальное количество стимульной энергии, которое надежно обнаруживается. Мерой чувствительности к изменению интенсивности служит дифференциальный порог, или ЕЗР, — минимальное различие между двумя стимулами, которое надежно обнаруживается. Величина изменения, необходимая для обнаружения, растет с увеличением исходной интенсивности стимула и приблизительно пропорциональна этой интенсивности (закон Вебера—Фехнера).

3. В каждой сенсорной модальности происходит перекодировка физической энергии в нервные импульсы. Этот процесс превращения осуществляется рецепторами. Рецепторы и проводящие нервные пути кодируют интенсивность стимула преимущественно в виде частоты нервных импульсов и их паттернов; качество стимула кодируется специализированными нервными волокнами и паттернами их активности.

4. Стимулом для зрения служит электромагнитное излучение с длиной волны от 400 до 700 нанометров, а органами зрения являются глаза. Каждый глаз содержит систему формирования изображения (в нее входят роговица, зрачок и хрусталик) и систему преобразования изображения в электрические импульсы. Система преобразования находится в сетчатке глаза, которая содержит зрительные рецепторы — палочки и колбочки.

5. Колбочки работают при высоких интенсивностях света, дают ощущение цвета и находятся только в центре сетчатки (фовеа); палочки работают при низких интенсивностях, дают бесцветные ощущения и располагаются преимущественно на периферии сетчатки. Чувствительность человека к интенсивности света определяется свойствами палочек и колбочек. Особенно важен тот факт, что к ганглиозной клетке подключено больше палочек, чем колбочек; по причине такого различия в связях палочковая чувствительность выше, чем колбочковая, но колбочковая острота зрения выше, чем палочковая.

6. Разные световые волны вызывают ощущения различных цветов. Из смеси трех пучков света с существенно разной длиной волны можно получить свет, соответствующий источнику почти любого цвета. Это и многое другое способствовало развитию трихроматической теории, согласно которой восприятие цвета основано на активности рецепторов (колбочек) трех типов, каждый из которых максимально чувствителен к волнам определенного участка видимого спектра.

7. Существует четыре основных цветовых ощущения: красное, желтое, зеленое и синее. Их смесь и дает нам ощущение цветов, за исключением того, что мы не видим красновато-зеленые и желтовато-синие оттенки. Эти последние факты объясняются в теории оппонентных цветов. В ней постулируется существование оппонентных процессов в парах красный—зеленый и желтый—синий (в каждом из них происходят противоположные реакции на два своих оппонентных цвета). Трихроматическая теория и теория оппонентных цветов были успешно объединены.

8. Для слуха стимулом является волна меняющегося давления (звуковая волна), а органом чувства служат уши. Ухо состоит из наружного уха (ушная раковина и слуховой канал), среднего уха (барабанная перепонка и цепочка костей) и внутреннего уха. Внутреннее ухо состоит из улитки — спиралеобразной трубки, внутри которой находится базилярная мембрана, несущая на себе волосяные клетки; последние служат рецепторами звука. Звуковые волны, передаваемые наружным и средним ухом, заставляют базилярную мембрану вибрировать, что приводит к изгибанию волосяных клеток и появлению нервного импульса.

9. Высота звука — наиболее примечательная его характеристика — возрастает с увеличением частоты звуковой волны. Из того, что человек может одновременно слышать высоты двух различных тонов, следует, что есть много рецепторов звука, реагирующих на разные частоты. Согласно временной теории восприятия высоты, слышимая высота определяется временными паттернами нервных реакций слуховой системы, которые, в свою очередь, задаются временными паттернами звуковой волны. Согласно теории локальности, каждая частота в наибольшей степени стимулирует один из участков вдоль базилярной мембраны, и слышимая высота зависит от того, в каком месте движение мембраны максимально. Эти теории вполне совместимы, поскольку временная теория объясняет восприятие низких частот, а теория локальности — восприятие высоких.

10. Обоняние имеет более важное значение для других биологических видов, чем для человека. Многие биологические виды выделяют специальные запахи (феромоны) для общения, и у человека, видимо, сохранились остатки этой системы. Стимулами для обоняния являются молекулы, испускаемые веществом. Молекулы пролетают по воздуху и активируют обонятельные рецепторы, расположенные в глубине носовой полости. Есть много типов рецепторов запаха (порядка 1000 и более). Обычно человек может различить от 10 000 до 40 000 различных запахов, причем у женщин это в целом получается лучше.

11. На восприятие вкуса влияет не только пробуемое вещество, но и генетический склад и опыт индивида. Стимулом для вкуса являются вещества, растворимые в слюне; множество рецепторов вкуса расположено на языке пучками (вкусовые почки). В разных местах языка разная чувствительность. Любой вкус можно описать как сочетание четырех основных качеств вкуса: сладкого, кислого, соленого и горького. Различные качества вкуса частично кодируются путем активации специфических нервных волокон: эти волокна лучше всего реагируют на одно из четырех основных качеств; другим способом кодирования являются паттерны активированных волокон.

12. Два вида кожных ощущений — это ощущения давления и температуры. Наиболее чувствительны к давлению губы, нос и щеки, наименее — большой палец ноги. Человек очень чувствителен к температуре и может обнаружить ее изменение величиной менее одного градуса. Разные качества температуры кодируются преимущественно путем активации рецепторов тепла и рецепторов холода.

13. Стимулом боли может быть любой стимул, достаточно интенсивный, чтобы вызвать повреждение тканей. Есть два типа боли, передаваемых по разным нервным путям: фазическая боль, которая обычно длится кратко, быстро нарастает и быстро спадает, и тоническая боль, которая обычно стабильна и длится долго. На болевую чувствительность в значительной степени влияют иные факторы, чем собственно вредящий стимул; к ним относятся преднастройка и культурные традиции. Воздействие таких факторов, видимо, осуществляется через открытие и закрытие нервных ворот, находящихся в спинном и среднем мозге; боль ощущается, только когда болевые рецепторы активируются при открытых нервных воротах.

Ключевые термины

ощущение

восприятие

абсолютный порог

дифференциальный порог

едва заметные (воспринимаемые) различия (ЕЗР)

время реакции

трансдукция

острота зрения

острота восприятия пространства

острота восприятия контраста

оттенок

яркость

насыщенность

частота

амплитуда

тембр

высота звука

феромоны

Вопросы для размышления

1. Как можно использовать измерения едва заметных (воспринимаемых) различий (ЕЗР) в громкости звука для описания изменений среды в аудитории, вызванных введением новой авиалинии в расписание местного аэропорта? Сможете ли вы объяснить суть вашего метода измерений комиссии заинтересованных граждан?

2. Некоторые люди описывают сенсорные ощущения, в которых смешиваются данные двух сенсорных систем. Это явление, получившее название синэстезии, по-видимому, может иметь место как в результате естественных причин, так и под воздействием психотропных препаратов. Например, люди сообщали о том, что они способны видеть «цвет» музыки или слышать «мелодии», ассоциирующиеся у них с различными запахами. Какие возможные причины подобных ощущений вы можете предложить на основании того, что вы знаете о сенсорном кодировании?

3. Можете ли вы, придерживаясь эволюционной точки зрения, назвать причины, по которым глаза некоторых видов животных состоят почти исключительно из палочек, других видов животных — из колбочек, а третьих, к которым относятся и люди, — и из палочек, и из колбочек?

4. Как изменилась бы ваша жизнь, если бы у вас исчезло ощущение боли? Как она изменилась бы, если бы у вас исчезло ощущение запаха? Что, с вашей точки зрения, было бы хуже и почему?

Дополнительная литература

По общим вопросам сенсорных процессов и восприятия есть несколько хороших текстов. Наиболее доступные из них: Coren, Ward & Enns. Sensation and Perception (5th ed., 1999). Также полезны: Goldstein. Sensation and Perception (5th ed., 1999); Barlow & Mollon. The Senses (1982); Sekuler and Blake. Perception (1985).

Тема биологического базиса зрения прекрасно изложена в работе: Spillman & Werner. Visual Perception (1990)

Анализ цветового зрения: Boynton. Human Color Vision (1979); Gurvich. Color Vision (1981). Введение в слуховое восприятие: Moore. An Introduction to the Psychology of Hearing (2nd ed., 1982). Об обонянии: Eugen. The Perception of Odors (1982). Об осязании: Schiff & Foulke (eds.). Tactual Perception (1982). О боли: Melzack & Wall. The Challenge of Pain (1988).

Просто для информации: есть четыре многотомных издания, в каждом из которых несколько глав посвящены органам чувств. Среди них: Carterette & Friedman (eds.). Handbook of Perception (1974-1978); Darian-Smith (ed.). Handbook of Psychology: The Nervous System: Section 1, Volume 3, Sensory Processes (1984); Boff, Kaufman & Thomas (eds.). Handbook of Perception and Human Performance: Volume 1, Sensory Processes and Perception (1986); Atkinson et al. (eds.). Steven's Handbook of Experimental Psychology: Volume 1 (1988), edited by Atkinson, Herrnstein, Lindzey and Luce.

На переднем крае психологических исследований

Искусственные уши и глаза

Научно-фантастическая идея о замене дефектных органов чувств новыми, искусственными, начинает становиться реальностью. Много лет ученые работали над искусственными заменителями (протезами) поврежденных глаз и ушей, и некоторые из них были допущены к применению Управлением Соединенных Штатов по пищевым продуктам и препаратам. Этот труд имел важное значение как для уменьшения количества случаев инвалидности из-за повреждения органов чувств, так и для понимания сенсорных процессов.

Исследования в области слуховых протезов сосредоточены вокруг устройств, которые обеспечивают электрическую стимуляцию слухового нерва. Они проектируются в помощь людям, у которых разрушены волосяные клетки (рецепторы), из-за чего у них полностью потеряна нервная чувствительность и соответственно слух, но слуховой нерв сохранился и может работать. В большинстве таких устройств используется электрод, который вставляется через круглое отверстие в улитку, чтобы стимулировать нейроны вокруг базилярной мембраны (улиточный имплантант). Поскольку электрод входит непосредственно в улитку, рабочая часть уха оказывается обойденной (включая рецепторы); улитка — просто удобное место для стимуляции слуховых нейронов, так как здесь они достижимы и расположены в виде упорядоченного массива.

Помимо стимулирующего электрода, в улиточном имплантанте есть 3 других компонента, работающих по очереди: (а) микрофон, расположенный рядом с внешним ухом, который улавливает звуки; (б) маленький процессор, работающий от батарейки (его носят снаружи на теле) и преобразующий звук в электрические сигналы; и (с) система передачи электрического сигнала сквозь череп к электроду, имплантированному в улитку. Последний этап этого процесса осуществляется путем радиопередачи, чтобы избежать прокладки провода через череп.

Относительно простое устройство подобного рода разработал в 70-х годах Вильям Хаус (см. рис.). Имплантант Хауса всего на 6 мм входит в улитку и у него всего один электрод. К этому электроду подводится сигнал, представляющий собой электрическую волну в основном той же формы, что и форма звуковой волны. Когда глухому пациенту, пользующемуся этим прибором, предъявляют звук, он слышит сложный шум с переменной громкостью. Такие приборы были имплантированы сотням людей с сильной глухотой. Большинство из них считают этот прибор значительным улучшением по сравнению с их предыдущей глухотой. С ним они, по крайней мере, слышат звуки и способны в какой-то степени различать их интенсивность.

Улиточный имплантант. На схеме показан слуховой протез, разработанный Вильмом Хаусом и его коллегами. Звук улавливается микрофоном и фильтруется процессором сигналов (на схеме не показан), который носят снаружи на теле. Процессор вырабатывает электрическую волну, которая затем передается радиоволнами сквозь череп к электроду внутри улитки.

В более современных разработках используются приборы со многими электродами. Один из самых сложных — «Нуклеус 22 Ченнел Коклеа Имплант» имеет 22 электрода. Они глубже входят в улитку, и их конструкция предусматривает одновременное стимулирование нескольких групп нейронов, расположенных вдоль базилярной мембраны. Поскольку размер улитки — всего с горошину и поскольку у нее твердая костная оболочка и очень хрупкие внутренние структуры, изготовление и имплантация электродов — сложная техническая задача. Большинство многоканальных имплантантов укомплетованы более сложным электронным процессором, фильтрующим звуки из различных частотных диапазонов — по одному диапазону на каждый электрод. Звуковая волна каждого частотного диапазона преобразуется в электрический сигнал и подается на соответствующий электрод. Хотя результаты получаются очень разные, у некоторых пациентов они весьма неплохи, включая распознавание до 70% слов (Loeb, 1985). Несколько улиточных имплантантов были сделаны для детей, и некоторые результаты опять-таки обнадеживают (Staller, 1991).

Многоэлектродные приборы сделаны на основе представлений о восприятии высоты звука, разработанных в рамках теории локальности. В нормальном ухе для того, чтобы различные частоты заставляли вибрировать соответствующие участки базилярной мембраны и таким образом активировались соответствующие нервные волокна, используются механические средства. В многоэлектродных системах эта же задача решается электронными фильтрами. После электронной фильтрации сигнал посылается в место, точно соответствующее тому, куда поступил бы сигнал в нормальном ухе. Успех таких приборов в некоторой степени подтверждает эту теорию.

Однако в результате применения многоэлектродных систем появились некоторые данные, не согласующиеся с теорией локальности. Согласно последней, когда электрические стимулы подаются на один небольшой участок базилярной мембраны, должен слышаться звук определенной высоты, и эта высота зависит от того, на какое место подается сигнал. Однако звук, который слышен при помощи многоэлектродной системы, вовсе не похож на чистый тон: он больше похож на «утиное кряканье» или «удары по мусорным бакам», даже если в нем есть какая-то грубая высота. Применение многоэлектродных систем не оказалось серьезной поддержкой и для временнЫх теорий восприятия высоты. Сторонники последних ожидали, что при изменении частоты электрической стимуляции ощущение будет меняться. На самом деле оно менялось при этом незначительно. Все это говорит о том, что помимо только локального или только временного фактора в восприятии высоты звука участвует еще один фактор. Возможно, это некий сложный пространственно-временной паттерн стимуляции вдоль базилярной мембраны, который нельзя воспроизвести с помощью всего нескольких электродов (Loeb, 1985).

Разработка искусственных глаз для слепых не достигла такого прогресса, как разработка искусственных ушей. Проблема не в том, чтобы получить оптическое изображение: видеокамера прекрасно с этим справляется. Проблема в том, как передать эту информацию в зрительную систему в таком виде, чтобы мозг смог ее использовать. Исследователи остановились на непосредственной электрической стимуляции зрительной коры у добровольцев, которые либо слепы, либо им делают операцию на мозге. Если бы мы знали, что видит человек, когда различные участки его коры стимулируются электрическими импульсами, то стало бы возможным, управляя электрической стимуляцией, вызывать различные ощущения. И тогда следующим этапом было бы формирование образа сцены, находящейся перед слепым человеком, с тем чтобы затем вызвать у него ощущение этой сцены.

Полученные до сих пор результаты показывают, что мы еще далеки от разработок искусственного глаза. Когда небольшой участок зрительной коры стимулируют слабым электрическим сигналом, человек переживает смутные зрительные ощущения. Люди описывали эти ощущения как небольшие пятна света, видимые на разных расстояниях. Их величина меняется от «рисового зерна» до «монеты». Большинство из них белые, но есть и цветные. Если зрительную кору стимулировать одновременно в нескольких местах, то обычно соответствующие пятна ощущаются вместе. Хотя множественная стимуляция зрительной коры может послужить основой для искусственного видения простых изображений (Dobelle, Meadejovsky, & Girvin, 1974), сомнительно, чтобы этот подход привел к успешному протезированию поврежденного глаза. Нервный ввод сигналов в зрительную кору крайне сложен, и маловероятно, чтобы его можно было адекватно повторить искусственными средствами.

---

Современные голоса в психологии

Следует ли использовать опиаты при лечении хронической боли?

Применение опиатов - эффективная терапия при хронической боли

Роберт Н. Джемисон, Гарвардская медицинская школа

В США, как и во всем мире, боль представляет серьезную проблему, из-за которой страдает более 80 млн. человек, то есть около одной трети населения страны. Боль — это основная причина, по которой люди обращаются к своим терапевтам за первой помощью. Ежегодно 70 млн. человек приходят на прием к врачу с жалобами на боль. Хроническая боль может пагубно сказываться на всех сторонах жизни, препятствуя нормальному сну, работе, общению и повседневным занятиям. Те, кто страдают от хронической боли, часто жалуются на подавленное настроение, беспокойство, раздражительность, проблемы в половой сфере и упадок сил. Ограничение привычного образа жизни вызывает изменение материального положения и беспокойство о будущем. Средства от кратковременной боли часто не помогают при болях продолжительных. Несмотря на прогресс медицины, для многих людей хроническая боль и по сей день остается неразрешимой, изматывающей проблемой (Jamison, 1996).

До сих пор не прекращаются споры о применении при хронической боли анальгетиков группы опиатов. Большинство врачей и медицинских работников не решаются выступить в пользу употребления этих препаратов из-за опасений по поводу их эффективности, побочных действий, привыкания и возникновения зависимости. Существует мнение, что после длительного применения опиатов у определенного числа пациентов возникает психологическая зависимость. Некоторые врачи считают, что анальгетики группы опиатов приводят к возникновению расстройств психики, снижению эффективности лечения, нарушениям когнитивных функций и развитию лекарственной зависимости. Однако научная литература эти опасения не подтверждает (American Academy of Pain Medicine & American Pain Society, 1996).

В основном беспокойство по поводу использования опиатов при хронической боли вызвано необоснованным убеждением, что длительный прием наркотических препаратов всегда наносит вред. Исследователи и клиницисты отмечают, что число случаев злоупотребления и привыкания среди пациентов с хронической болью относительно невелико, и сообщают, что, как стало ясно, привыкание не развивается у пациентов с патофизиологией, вызывающей постоянную боль (Portenoy, 1990). Возможность повысить работоспособность и улучшить качество жизни значительно перевешивает риск злоупотребления. Исследователи также отмечают, что опиатная терапия при хронической боли позволит снизить затраты на реабилитационные программы для таких пациентов и в то же время улучшить результаты лечения.

Вместе с коллегами мы провели предварительное изучение действия опиатной терапии при неонкологического характера хронической боли в спине (Jamison et al., 1998). Целью исследования стало проверить безопасность и эффективность продолжительного применения опиатов на случайной выборке пациентов с болью в спине. Участникам эксперимента в произвольном порядке назначили один из трех режимов лечения: 1) ненаркотическое болеутоляющее; 2) немного наркотических средств кратковременного действия ежедневно; 3) применение наркотических препаратов кратко- и долговременного действия по необходимости. После года наблюдения за состоянием больных прием препаратов был постепенно прекращен. Результаты исследования показали, что опиатная терапия оказала положительное действие: ослабила боль и улучшила настроение пациентов. Что самое важное, при лечении опиатами хронической боли в спине не было выявлено существенного риска злоупотребления, и мы обнаружили, что прекращение приема препаратов не составляло трудности для пациентов и проходило без признаков привыкания или зависимости.

Результаты исследований, проведенных нами и другими учеными, свидетельствуют о том, что применение морфия и других опиатов в качестве болеутоляющих средств редко приводит к наркотической зависимости. Это было доказано экспериментально, путем проведения опытов на людях и на животных. Дальнейшее изучение проблемы поможет определить, каким пациентам опиатная терапия принесет максимальную пользу. Мы не теряем надежду, что будущие открытия принесут облегчение тем, кто страдает от боли в спине, мигрени, артрита и от болей онкологического характера. Между тем миллионы людей продолжают жить и умирать, мучаясь от напрасной боли. Многих обращающихся за препаратами от неонкологической боли врачи принимают за наркоманов. Нужно повышать уровень культуры, чтобы искоренить предвзятое отношение к применению наркотиков в качестве болеутоляющего средства. Мы знаем, что при разумном использовании опиаты могут помочь значительно ослабить боль. Как отметил доктор Рональд Мелзак, всемирно известный психолог и исследователь обезболивания, необходимо общественное содействие в продвижении применения анальгетиков группы опиатов, чтобы прекратить эту «ненужную трагедию» (Melzack, 1990).

Почему не следует применять опиаты для лечения хронической боли

Деннис Дж. Турк, Медицинская школа Вашингтонского университета

Пожалуй, самое раннее упоминание использования опиатов для снятия боли содержится в папирусе Эберса, датированном IV веком до нашей эры. С тех пор мало кто сомневался в эффективности их применения от острой боли, например после операции. До недавних пор даже длительное применение опиатов практиковалось повсеместно. Однако в 60-70-х гг. XX в. мнения по поводу использования наркотиков в медицинских целях разделились.

Уилберт Фордайс (Fordyce, 1976) высказал мысль, что невозможно определить, насколько сильную боль испытывает человек, кроме как с его слов и судя по его реакциям. Но ведь если эти «болевые реакции» можно наблюдать, то они вызывают ответные действия со стороны наблюдателей, будь то члены семьи или врачи. Фордайс также отметил, что опиаты могут способствовать негативному закреплению болевых реакций. То есть если пациент принимает препарат опия «по необходимости», как это часто предписывается рецептом, болевые реакции будут расти, чтобы организм вновь и вновь испытывал болеутоляющий эффект лекарства. По мнению Фордайса, отказ от терапии опиатами поможет устранить болевые реакции.

Мы (Turk & Okituji, 1997) выявили, что врачи с большей вероятностью назначали опиаты от хронической боли тем пациентам, которые находились в состоянии депрессии, жаловались на то, что боль мешает им жить, и обнаруживали большое число болевых реакций, даже если на самом деле между обратившимися и не было различий в физиопатологии или остроте боли. Таким образом, наркотик прописывался от эмоционального стресса, а не от боли как таковой, что могло привести к усилению и закреплению болезни.

Вторым фактором, который поставил под вопрос использование опиатов при хронической боли, было общественное движение против злоупотребления наркотиками в 70-х гг. XX века. К сожалению, кампания по сокращению нецелесообразного употребления наркотиков распространилась и в стенах клиник. Таким образом, обеспокоенность злоупотреблением опиатами повлияла даже на сферы их необходимого применения.

На первый план вышли опасения относительно зависимости, привыкания и побочных действий. Часто зависимость путают с физиологическим привыканием. Когда речь идет о зависимости, имеются в виду паттерны поведения, характеризующиеся непреодолимым стремлением к приему наркотика, обеспечению доступа к нему и тенденцией к повторению приема, несмотря на причинение тем самым физического, психологического и социального вреда самому наркоману Физиологическое же привыкание — это фармакологическое свойство препарата, которое характеризуется отвыканием в результате резкого прекращения его приема или назначения препарата, нейтрализующего действие наркотика, и не ведет к анормальному поведению или психологическому состоянию. Единственное опасение по поводу применения опиатов состоит в том, что при постоянном применении пациентам требуются все большие дозы препарата, чтобы обеспечить ту же степень болеутоляющего эффекта.

В середине 1980-х гг. Мелзак (Melzack, 1990), Портеной и Фоули (Portenoy & Foley, 1986) поставили под вопрос правомерность всеобщего запрещения применения наркотиков в медицинских целях. Они высказали мысль, что если прием опиатов приводит к симптоматическому улучшению состояния пациентов с хронической болью, то даже продолжительное использование вполне может быть допустимо.

В ряде исследований была дана оценка эффективности продолжительного приема опиатов при лечении хронической боли (Turk, 1996). Однако полученные результаты недостаточно надежны, поскольку ни в одном из исследований не проводилось рандомизированных контролируемых испытаний, участвуя в которых врач и пациент не знали бы о назначаемых препаратах. Кроме того, испытания шли не более 12 месяцев, средний возраст пациентов составил 44 года, а применение опиатов в медицинских целях на протяжении десятилетий еще вообще не изучалось. Многие исследования действительно показали существенное облегчение сильной боли без значительного вреда, однако некоторые ученые отмечают определенные проблемы, связанные с нетерпимыми побочными эффектами и злоупотреблением (Turk, 1996). Даже в случаях облегчения боли ни одно исследование не выявило улучшения состояния здоровья. А в некоторых из них обнаружилось улучшение физического состояния и ослабление боли после прекращения приема опиатов (Flor, Fydrich & Turk, 1992).

Результаты проведенных исследований вызывают серьезные опасения но поводу продолжительного приема опиатов: 1) еще не проводилось исследований, в которых пациенты или врачи не знали бы о применении наркотика; 2) ни одно исследование не зафиксировало улучшения физического состояния пациентов; 3) еще не исследовалось применение терапии опиатами продолжительностью более десяти лет; 4) некоторые исследования выявили существенные проблемы, связанные с зависимостью и побочными эффектами; 5) результаты клинических опытов показали, что ослабление боли происходило в связи с уменьшением приема опиатов. Главный вопрос состоит не в том, стоит ли утолять боль опиатами, а скорее в том, у пациентов с какими показаниями терапия опиатами может ослабить боль и улучшить физическое и психологическое состояние, не вызывая существенных проблем. В настоящее время представляется преждевременным рекомендовать широкое применение опиатов на постоянной основе.

---

Глава 5. Восприятие

Информация может поступать к органам чувств в виде отдельных единиц и фрагментов, но не таким мы воспринимаем этот мир. Мы воспринимаем мир предметов и людей, воздействующих на нас как единые целостные образования, а не как конгломераты ощущений. Только при необычных обстоятельствах либо во время черчения или рисования мы начинаем замечать отдельные признаки и части стимулов; практически все остальное время мы видим трехмерные объекты и слышим слова или музыку.

Изучая восприятие, мы обращаемся к тому, как сенсорная информация интегрируется в перцепты объектов и как эти перцепты затем используются для ориентировки в окружающем мире (перцепт — это продукт процесса восприятия). Ученые все больше ориентируются на такой подход к исследованию восприятия, в котором ставится вопрос: какие задачи позволяет решать устройство данной перцептивной системы. Постоянно упоминаются две общие задачи. Перцептивная система должна определять: а) что это за объекты (яблоки, столы, кошки или еще что-то) и б) где эти объекты находятся (слева на расстоянии моей вытянутой руки, в сотне метров прямо передо мной или еще где-то). Эти же две задачи стоят перед слуховым восприятием (что это был за звук — телефон или сирена и откуда он пришел — спереди или сбоку) и перед другими сенсорными модальностями.

В случае зрения определение того, что это за объект, обычно связывают с процессом распознавания паттернов, или просто распознаванием. Для выживания оно имеет решающее значение, поскольку прежде чем делать вывод о каких-либо важных свойствах объекта, чаще всего надо сначала знать, что это за объект. Так, когда мы уже знаем, что объект — это яблоко, мы знаем и то, что он съедобен: а когда известно, что объект — это волк, мы знаем, что его лучше не беспокоить. Определение местоположения видимых объектов называется пространственной локализацией, или просто локализацией. Она тоже необходима для выживания. Благодаря локализации мы передвигаемся среди окружения. Если бы такой способности не было, мы бы постоянно наталкивались на объекты, не могли бы взять вещь, к которой тянемся, и натыкались бы на опасные предметы и хищников.

Помимо распознавания и локализации объектов другая задача нашей перцептивной системы состоит в том, чтобы сохранять постоянство видимых объектов, несмотря на то что их отпечатки на сетчатках глаз постоянно меняются. Эта константность восприятия также будет рассмотрена нами.

В ходе дальнейшего обсуждения мы сначала обратимся к выяснению того, как мозг распределяет решаемые им перцептивные задачи. Затем мы обратимся к тому, что на сегодня известно об основных процессах восприятия — локализации, распознавании и константности восприятия. При этом мы также обсудим роль внимания. Наконец, мы рассмотрим развитие восприятия. На протяжении всей этой главы мы прежде всего сосредоточимся на зрительном восприятии, поскольку это наиболее исследованная область. Не забывайте, однако, что задачи локализации, распознавания и константности, по-видимому, имеют отношение ко всем сенсорным модальностям. Возьмем, например, распознавание: с помощью слуха можно распознать сонату Моцарта, с помощью обоняния — жареную еду из Макдональдса, с помощью осязания — монету 25 центов в кармане брюк, а с помощью чувства тела — что танцуешь польку.

Разделение труда в мозге

За последнее десятилетие мы многое узнали о нервных процессах, лежащих в основе восприятия. В самом общем плане можно сказать, что часть мозга, отвечающая за зрение — зрительная кора, — функционирует по принципу разделения труда. Не вся зрительная кора участвует во всех или почти всех аспектах восприятия, а различные области специализированы для выполнения различных перцептивных функций (Kosslyn & Koenig, 1992; Zeki, 1993).

Зрительная кора

Более тысячи миллионов нейронов коры головного мозга восприимчивы к зрительным входным сигналам. Все, что нам известно об этих нейронах и о механизмах их функционирования, мы узнали благодаря использованию лишь небольшого числа техник. Наши знания, полученные в ходе исследований, проводимых на животных, основаны прежде всего на экспериментах, в которых (с помощью микроэлектродов) производилась запись электрических импульсов, идущих от отдельной клетки, о чем рассказывалось в главе 4. Развитие современных техник, используемых при проведении таких исследований, во многом обязано пионерским работам Дэвида Хьюбела и Торнстейна Визела (David Hubel and Tornstein Wiesel), получивших Нобелевскую премию в 1981 году.

Источником большей части наших знаний, полученных в ходе исследований с участием людей, являются «естественные эксперименты», т. е. случаи повреждений мозга у людей, проливающие свет на связь визуального поведения со специфическими участками мозга. В число исследователей, работающих в этой области, входят нейрологи (медицинские работники, специализирующиеся на лечении мозга), нейропсихологи (психологи, специализирующиеся на лечении и изучении пациентов с повреждениями мозга). Прекрасным введением в данную область исследований может послужить книга Оливера Сэка «Человек, который спутал свою жену со шляпой» (Oliver Sack. The Man Who Mistook His Wife for a Hat, 1987).

Наиболее впечатляющие открытия последних лет, касающиеся человеческого мозга, были сделаны с помощью получения изображений мозга без хирургического вмешательства. Эта область, получившая название визуальных исследований мозга, включает такие техники, как связанные с событиями потенциалы (event-related potentials, ERP), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональные магнитно-резонансные изображения (ФМРИ).

Наиболее важным участком мозга, ответственным за обработку визуальной информации, является область, называемая первичной зрительной корой, или зоной V1. Она расположена в задней, или затылочной, части мозга, показанной на рис. 5.1. Именно с этим участком коры большого мозга непосредственно соединены нейроны, посылающие зрительные сигналы от глаз. Все остальные чувствительные к визуальным сигналам участки мозга (их было идентифицировано более 30) связаны с глазами через зону V1.

Рис. 5.1. Две системы в зрительной коре. Система локализации показана стрелками, идущими от задней части мозга к верхней; система распознавания показана стрелками от задней части мозга к нижней (по: Mishkin, Ungerleider & Macko, 1983).

Как это нередко случалось в истории психологии, функции зоны V1 были выяснены задолго до того, как появились современные техники регистрации нейронных сигналов и получения изображений мозга. Впервые эти функции стали очевидными, когда врачи обследовали пациентов, страдающих от локальных повреждений головы, полученных на войне. Была обнаружена связь между повреждениями тканей (технически называемыми лезиями) специфических участков зоны V1 и слепотой в отдельных зонах зрительного поля (технически называемых скотомами) (см. рис. 5.2). Заметьте, что данная форма слепоты не была вызвана поражениями глаз или оптического нерва; она имеет исключительно кортикальное происхождение. Например, самая центральная зона зрительного поля — фовеа — будет страдать от скотомы, если имеет место лезия наиболее удаленного к затылку участка зоны V1. Скотомы более удаленных к периферии зон зрительного поля вызываются лезиями участков, расположенных ближе к передней части зоны V1. Создается впечатление, будто карта зрительного поля натянута на заднюю часть коры, а ее центр приходится на наиболее удаленную заднюю точку коры.

Рис. 5.2. Последствия различных повреждений первичной зрительной коры для зрения (V1). «Карта» зрительного поля перевернута вверх ногами и отражена зеркально.

Однако эта «карта» перевернута вверх ногами и отражена зеркально. Точки, расположенные в верхней половине зрительного поля, нанесены на карту ниже основной кортикальной складки, или долины, а точки, расположенные в нижней половине зрительного поля, представлены на карте выше этой складки. Левая половина зрительного поля соответствует правой стороне зоны V1, а правая половина зрительного поля — ее левой стороне.

Нейроны первичной зрительной коры восприимчивы ко многим характеристикам, которые содержит зрительный образ, таким как яркость, цвет, ориентация в пространстве и движение. Однако одной из наиболее важных характеристик этих нейронов является то, что каждый из них отвечает за анализ лишь очень небольшой области образа. В фовеальной части образа эти области могут быть столь малы, что позволяют рассмотреть детали, размеры которых меньше одного 1 миллиметра, на расстоянии вытянутой руки. Эти нейроны также взаимодействуют между собой только в пределах очень ограниченных областей. Преимущество такой организации состоит в том, что она позволяет одновременно производить очень подробный анализ всего зрительного поля. Однако такой анализ не позволяет координировать информацию о точках зрительного образа, не расположенных в непосредственной близости друг от друга; иными словами, она не позволяет «за деревьями видеть лес».

Для выполнения этой задачи кортикальные нейроны посылают информацию из зоны V1 во многие другие области мозга, анализирующие зрительную информацию. Каждая из этих областей специализируется на выполнении определенной задачи, например, анализе цвета, движения, формы и расположения в пространстве. Эти выполняющие более специфические задачи области также постоянно взаимодействуют с зоной V1, так что нейронную коммуникацию между этими областями правильнее будет представлять себе как переговоры, а не как одностороннее отдавание приказов (Damasio, 1990; Zeki, 1993). Одна из наиболее важных форм разделения труда при визуальном анализе, производимом мозгом, состоит в различии между локализацией и распознаванием, к рассмотрению которого мы и переходим.

Система распознавания и система локализации

Положение о том, что локализация объекта и его распознавание — качественно различные задачи, подтверждается данными, согласно которым эти задачи выполняются различными участками зрительной коры. Распознавание объектов зависит от того отдела зрительной системы, в который входит воспринимающая зона зрительной коры (это первый пункт приема зрительной информации в коре), а также участок, находящийся около нижней части коры полушарий. Локализацией же объектов занимается отдел зрительной системы, в который входит воспринимающая часть зрительной коры, а также участок коры рядом с верхней частью мозга (рис. 5.1). Эксперименты с нечеловекообразными обезьянами показали, что если разрушить отдел распознавания в зрительной системе животного, то оно все еще сможет выполнять задачи, связанные с восприятием пространственных отношений между объектами (например, когда один предмет находится перед другим), но не сможет выполнять задачи, требующие различения реальных предметов, — например, отличать куб от цилиндра; если же разрушить отдел локализации, то животное сможет выполнять задачи, где требуется отличить куб от цилиндра, но не справится с задачей, в которой надо определять взаимное расположение предметов (Mishkin, Ungelleider & Macko, 1983).

В более современных исследованиях для подтверждения существования раздельных систем распознавания и локализации объектов в мозге человека были применены методы компьютерной томографии. Наиболее часто применяется позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), о которой рассказывалось в гл. 2. Вспомним ее основной принцип. Пациенту в кровоток впрыскивается радиоактивный краситель, затем его помещают в ПЭТ-сканер и задают разные задачи. ПЭТ-сканер показывает рост радиоактивности в некоторых участках мозга, что указывает на увеличение кровотока в этих участках. Предполагается, что участки, где кровоток больше, участвуют в выполнении текущей задачи.

В одном из исследований с использованием ПЭТ испытуемым давались две задачи: одна — тест на узнавание лиц, т. е. задача на распознавание, а другая — тест мысленного вращения, который предположительно связан с локализацией. В задаче на узнавание лиц испытуемому в каждой пробе предъявлялась целевая картинка, а под ней — два тестовых изображения лица. На одном из тестовых изображений было то же лицо, что и на целевой картинке, но в измененной ориентации и при другом освещении; на другом — лицо другого человека. Испытуемый должен был решить, на какой из тестовых картинок изображено то же лицо, что и на целевой картинке (рис. 5.3а). При выполнении этой задачи наблюдался рост кровотока в распознающем отделе коры (ветвь, оканчивающаяся у основания коры), чего не наблюдалось в отделе, отвечающем за локализацию (ветвь, оканчивающаяся у вершины коры). В задаче с мысленным вращением результаты были совсем другими. Здесь испытуемым в каждой пробе показывали целевую картинку, на которой была двойная линия, а на некотором расстоянии от нее — точка. Под целевой картинкой были две тестовые. На одной из них была та же конфигурация, что и на цели, но повернутая на определенный угол; на другой была конфигурация с другим расположением точки и линий (рис. 5.3б). При решении этой задачи у испытуемых наблюдался рост кровотока в отделе коры, отвечающем за локализацию, чего не наблюдалось в отделе, отвечающем за распознавание. Следовательно, процессы локализации и распознавания протекают в совершенно различных участках зрительной коры (Grady et al., 1992; Haxby et al., 1990).

Рис. 5.3. Задачи на распознавание и локализацию. Примеры рисунков, предъявлявшихся в задачах на сравнение а) лиц и 6) расположений точки (по: Grady et al., 1992).

Разделение труда в зрительной коре не ограничивается делением между локализацией и распознаванием. Оказывается, что разные виды информации, используемой при распознавании, — например, цвет, форма, текстура — обрабатываются различными участками или клетками распознающего отдела коры.

Аналогичным образом, различным видам информации, используемым при распознавании — форме, цвету и текстуре, — также соответствуют специализированные подотделы мозга, ответственные за их анализ (Livingstone & Hubel, 1988; Zeki, 1993). Таким образом, зрительная кора состоит из многочисленных «модулей переработки», каждый из которых специализируется на выполнении определенной задачи. Чем больше мы узнаем о нейрологическом базисе других сенсорных модальностей (а также о других психологических функциях), тем более правдоподобной представляется данная модель, предполагающая разделение труда между различными модулями переработки информации.

Локализация

Чтобы знать расположение окружающих предметов, первое, что надо сделать, — это отделить объекты друг от друга и от фона. Затем перцептивная система может определять положение объектов трехмерного мира, включая их удаленность и характер движения.

Сегрегация объектов

Изображение, спроецированное на сетчатке глаза, является мозаикой из элементов различной яркости и цвета. Перцептивная система каким-то образом организует эту мозаику в ряд дискретных объектов, выступающих на некотором фоне. Такого рода организацией весьма интересовалась гештальт-психология — направление в психологии, возникшее в Германии в начале XX века. Гештальт-психологи особую важность придавали восприятию целостных объектов или форм; они предложили ряд принципов, по которым мы организуем воспринимаемые объекты.

Фигура и фон. В стимуле, который состоит из двух и более различных участков, мы обычно видим одну часть как фигуру, а другую — как фон. Участки, видимые как фигура, содержат интересующие нас объекты: они кажутся более твердыми, чем фон, и видятся впереди фона. Это простейший вид перцептивной организации. Рис. 5.4а показывает, что организация по принципу фигуры и фона может быть обратимой. Если вы посмотрите на эту картинку несколько секунд, то заметите, что в качестве фигуры можете воспринимать вазу или два профиля. То есть один и тот же контур можно видеть как часть одного или другого объекта. Тот факт, что вы можете делать это сами, говорит о том, что организация фигуры и фона является не частью физического стимула, а результатом работы нашей перцептивной системы.

Рис. 5.4. Обратимость фигуры и фона. Три паттерна, на которых можно видеть либо белую вазу, либо два черных лица. Обратите внимание, что мы не можем видеть обе организации одновременно, даже если вы знаете, что обе они могут быть восприняты. Если белая область меньше по площади (а), вы скорее будете видеть вазу; если же меньшую площадь занимает черная область (б), вы скорее будете видеть лица.

Заметьте также, что лица и вазу невозможно увидеть одновременно. Вы «знаете», что можете увидеть каждое из этих изображений, но вы не можете «видеть» и то и другое изображение в один и тот же момент. Вообще говоря, чем меньше по размерам рассматриваемая область или форма, тем более вероятно, что вы сможете увидеть ее как фигуру. Это можно продемонстрировать, сравнив рис. 5.4а, б и в. Вазу легче увидеть, когда меньше по размерам белая область, а лица легче увидеть, когда меньше черная область (Weisstein & Wong, 1986).

На рис. 5.5 показан более сложный вариант обратимости фигуры и фона. (Заметим, что отношения типа фигуры и фона могут восприниматься не только зрительно, но и в других модальностях. Например, можно слышать пение птицы на фоне уличных шумов или мелодию скрипки на фоне звуков остального оркестра.)

Рис. 5.5. Невольничий рынок с исчезающим бюстом Вольтера. Обратимая фигура находится в центре этой картины Сальватора Дали (1940). Две монашки, стоящие под сводчатым проходом, превращаются в форму бюста Вольтера.

Группировка объектов. Мы не только видим объекты на некотором фоне, но и группируем их определенным образом. Даже когда мы смотрим на простые паттерны из линий или точек, они объединяются в группы.

В качестве примера посмотрите на матрицу из точек, показанную на рис. 5.6а. Эти точки расположены на равных расстояниях друг от друга, поэтому их можно видеть как организованные в ряды и колонки и даже по диагональным линиям. Таким образом, перед нами неоднозначный паттерн, сходный по своим принципам организации с изображенными на рис. 5.4 и 5.5. Только одну из организаций можно видеть в каждый момент времени, и периодически происходит переключение между этими организациями.

Рис. 5.6. Гештальт-детерминанты группировки. а) Точки, расположенные на равных расстояниях, могут зрительно восприниматься как ряды, колонки и даже диагонали. б) Группировка в колонки по смежности. в) Группировка в колонки по цветовому сходству. г) Группировка в колонки по сходству формы. д) Группировка по (вероятному) продолжению. е) Группировка по замыканию (контура).

Гештальт-психологи предложили ряд детерминант, определяющих группировку такого рода точечных паттернов. Например, если сократить расстояния между точками по вертикали, как на рис. 5.6б, вы скорее всего будете видеть колонки. Такой тип группировки называется группировкой по смежности. Если вместо изменения расстояний между точками мы изменим цвет или форму элементов, мы получим организацию точек на основе сходства (рис. 5.6в, г). Если мы переместим точки так, чтобы они располагались вдоль двух пересекающихся линий, мы получим группировку по вероятному продолжению (рис. 5.6д). А если мы с помощью линий, состоящих из точек, оградим замкнутое пространство, мы будем видеть группировку по замыканию (рис. 5.6е). Обратите внимание, что в последнем случае мы видим ромб, ограниченный двумя линиями, несмотря на то что данный паттерн может быть описан как хорошо знакомая нам буква М, отраженная зеркально по вертикали, или как буква К, отраженная по горизонтали. Этот факт свидетельствует о значительном влиянии гештальт-детерминант. Такие детерминанты помогают нам образовывать наиболее стабильные, согласованные и простые формы, возможные в рамках данного паттерна.

Современные исследования визуальной группировки показывают, что гештальт-детерминанты оказывают сильное влияние на восприятие. Так, например, в одной серии исследований визуальные цели, являвшиеся частью более крупных паттернов, основанных на смежности, было значительно сложнее обнаружить, чем те же формы, воспринимающиеся как расположенные отдельно от общей группы (Banks & Prinzmetal, 1976; Prinzmetal, 1981). В другой серии исследований цели, отличающиеся по форме и цвету от нецелевых изображений, оказалось легче обнаружить, чем более сходные с ними (Triesman, 1986). Даже сходство между различными нецелевыми изображениями оказывает значительное влияние: цели тем легче обнаружить, чем больше сходство между нецелевыми изображениями, что заставляет цели «выскакивать» из фона, как отличные от него (Duncan & Humphreys, 1989). Наконец, существуют стойкие иллюзии, связанные с гештальт-детерминантами; например, люди оценивают расстояния между элементами, составляющими визуальные группы, как меньшие, чем расстояния между элементами, принадлежащими к различным группам (Coren & Girgus, 1980; Enns & Girgus, 1985). Все эти данные свидетельствуют о том, что визуальная группировка играет важную роль в организации нашего визуального опыта.

Хотя перцептуальная группировка изучалась преимущественно на примере зрительного восприятия, аналогичные детерминанты группировки, по-видимому, существуют и для слухового восприятия. Группировка по смежности с очевидностью проявляется при слуховом восприятии (хотя в данном случае речь идет о смежности во времени, а не в пространстве). Например, четыре удара по барабану с интервалом между вторым и третьим ударом будут восприниматься как две пары ударов. Аналогичным образом, известно, что замыкание также играет важную роль в восприятии музыкальных тонов и более сложных стимулов (Bregman, 1990).

Восприятие удаленности

Чтобы знать, где находится объект, надо определить его удаленность, или глубину. Хотя нам кажется, что восприятие глубины не требует усилий, это замечательное достижение, которое мы имеем благодаря особенностям физического строения глаз.

Признаки глубины. Сетчатка глаза, будучи отправным пунктом зрения, представляет собой двухмерную поверхность. Это означает, что изображение на сетчатке — плоское и никакой глубины у него нет вовсе. Этот факт привел многих интересующихся восприятием (и ученых, и художников) к мысли о признаках удаленности — двухмерных характеристиках, позволяющих наблюдателю делать выводы об удаленности предметов в трехмерном мире. Существует несколько признаков удаленности, которые в сочетании друг с другом позволяют определить удаленность воспринимаемого объекта. Эти признаки можно разделить на монокулярные и бинокулярные, в зависимости от того, относятся ли они к зрению одним глазом или двумя.

Люди, видящие одним глазом, могут достаточно хорошо воспринимать глубину при помощи монокулярных признаков. Пять таких признаков показаны на рис. 5.7. Первый из них — это относительная величина. Если изображение содержит участок с похожими объектами, различающимися по величине, человек интерпретирует меньшие объекты как более удаленные (рис. 5.7). Второй монокулярный признак — это перекрытие. Если один объект расположен так, что он загораживает от взгляда другой, то закрывающий объект воспринимается человеком как более близкий (рис. 5.7). Третий признак — относительная высота. [Имеется в виду расположение изображения относительно верха (низа) плоского поля зрения, а не высота одного объекта сравнительно с другим. — Прим. перев.] Если некоторые из сходных объектов видятся выше, они воспринимаются как более удаленные (рис. 5.7). Четвертый признак называется линейной перспективой. Когда параллельные линии кажутся сходящимися, они воспринимаются как исчезающие вдали (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Монокулярные признаки удаленности. Все эти признаки используются художниками для изображения глубины на двухмерной поверхности. Все эти признаки также присутствуют на фотографиях природных сцен, а также на образе сетчатки глаза.

Пятым ключевым признаком являются собственные и падающие тени. В тех случаях, когда та или иная поверхность сцены закрыта от прямого солнечного света, на нее падает тень. Если тень падает на тот же самый объект, который загораживает свет, она называется собственной. Если же тень падает на другую поверхность, не принадлежащую отбрасывающему тень объекту, она называется падающей. Оба типа теней являются важными ключевыми признаками глубины сцены, сообщая нам информацию о форме объектов, расстояниях между ними и местонахождении источника света в сцене (Coren, Ward & Evans, 1999).

Эти признаки были известны художникам еще сотни лет назад, поэтому они называются изобразительными признаками, и на любой картине можно найти не один такой признак.

Еще один монокулярный признак имеет отношение к движению. Вы вероятно замечали, что при быстрой езде (например, в скором поезде) кажется, что более близкие объекты быстро движутся в направлении, противоположном движению, а более удаленные объекты движутся медленнее (хотя тоже в обратную сторону). Тем самым разница в видимой скорости этих объектов служит признаком их относительной удаленности; этот признак называется параллаксом движения.

Видение двумя, а не одним глазами имеет ряд преимуществ для восприятия глубины. Поскольку глаза находятся в разных местах головы, каждый из них воспринимает трехмерный объект несколько под другим углом, и следовательно, каждому глазу этот объект видится немного иным. При слиянии этих разных изображений и возникает впечатление глубины.

Этот феномен можно легко продемонстрировать, если держать указательный палец правой руки близко к лицу и рассматривать его сначала только одним открытым глазом, а затем другим. Термин бинокулярная диспарантность используется для обозначения различий образов, видимых каждым глазом. Диспарантность наиболее сильна для объектов, находящихся на близком расстоянии, и уменьшается по мере их удаления. Далее трех-четырех метров различие образов, видимых каждым глазом, становится настолько незначительным, что бинокулярная диспарантность утрачивает свою эффективность в качестве признака глубины. Однако для многих повседневных задач, таких как доставание предметов или обход препятствий, различие образов является важным признаком глубины.

Стереоскоп Холмса—Бейтса, изобретенный в 1861 году Оливером Венделлем Холмсом и изготовленный Джозефом Бейтсом, давал живое восприятие глубины. [Принцип стереовосприятия, основанный на бинокулярном параллаксе, впервые (1838 г.) сформулировал сэр Ч. Уитстон; он же построил первый зеркальный стереоскоп собственной конструкции. — Прим. ред.]

У людей и видов животных, обладающих бинокулярным зрением, зрительный отдел мозга использует бинокулярную диспарантность для размещения объектов в различных точках пространства в зависимости от того, насколько различаются образы объекта при сравнении. Если образы объекта для обоих глаз находятся в одном и том же месте, мозг делает заключение, что это то место, на котором фиксируется взгляд обоих глаз. Если различие между образами велико, как это имеет место при рассматривании пальца, помещенного перед самым лицом, мозг заключает, что объект находится значительно ближе.

Помимо того что бинокулярная диспарантность помогает нам воспринимать глубину окружающего нас мира, она может быть использована для создания иллюзии глубины, когда она фактически отсутствует. Одним из способов достижения такого эффекта является использования прибора, называемого стереоскопом, в котором каждый глаз рассматривает отдельную фотографию. В викторианскую эпоху такие устройства гордо демонстрировались в гостиных представителей среднего класса, как широкоэкранные телевизоры сегодня. И все же стереоскоп является не просто любопытным предметом старины. Тот же самый принцип бинокулярной диспарантности используется сегодня в детских игрушках, в «спецэффектах» стереокино, где зрители должны сидеть в очках с цветными или поляризационными фильтрами, и в популярных книжках и плакатах «Волшебный глаз». Принцип, лежащий в основе всех этих иллюзий, проиллюстрирован на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Магия трехмерного зрения в иллюстрациях. Обычно, рассматривая изображение, например цветы, показанные слева (а), взгляд обоих глаз сходится в точке, принадлежащей плоскости картины. В этом случае оба глаза получают идентичные образы и поверхность выглядит плоской. Любая иллюзия трехмерного пространства основана на обмане зрения с помощью изображений, при разглядывании которых взгляд обоих глаз сходится в точке, не принадлежащей картинной плоскости, как на рис. справа (б). В этом случае оба глаза получают несколько различные образы. Если обмануть мозг, заставив его думать, что различные образы принадлежат одной и той же сцене, либо за счет сходства образов, воспринимаемых обоими глазами (серия книг «Волшебный взгляд»), либо направляя зрительные образы через призму (игрушки «Мастер видения»), некоторая несогласованность образов (диспарантность) будет устраняться за счет отнесения объектов к различным точкам пространства.

Восприятие направления. Идея признаков удаленности состоит в том, что наблюдатель замечает некоторый решающий признак (например, что один объект кажется больше другого) и затем делает из этого бессознательный вывод об удаленности объекта. Это понятие о бессознательном умозаключении ввел Гельмгольц в 1909 году. Оно продолжает оставаться ключевым понятием в исследованиях восприятия (Rock, 1983), хотя некоторые психологи предлагали другой подход к восприятию глубины.

Так, Гибсон утверждает (Gibson, 1979, 1966, 1950), что мы не строим умозаключений о глубине, а воспринимаем ее непосредственно. Чтобы оценить его идею, подумаем, где чаще всего человек ищет информацию о глубине. Гибсон полагает, что люди не ищут носящиеся в воздухе признаки объектов и не пытаются определить их относительную величину, перекрытие или относительную высоту, а ищут на самом деле информацию на самой земле. Лучший пример такой информации — градиент текстуры (рис. 5.8). Градиент текстуры возрастает, когда мы смотрим на поверхность в перспективе. По мере удаления поверхности элементы, составляющие ее текстуру, кажутся расположенными все плотнее и ближе друг к другу. Такой градиент создает очень сильное впечатление глубины.

В отличие от стандартных признаков удаленности, градиент распространен по огромной зоне видимости, и куда бы вы ни направились, вы всегда сможете по градиенту определить удаленность всякой другой точки. Следовательно, на сетчатке глаза информация о градиенте остается постоянной или, пользуясь термином Гибсона, инвариантной. Согласно Гибсону, восприятие глубины определяется непосредственным восприятием таких инвариантов. Так, при восприятии глубины какой-либо сцены нам не нужно обрабатывать информацию, содержащуюся в разбросанных повсюду признаках глубины: вместо этого можно непосредственно воспринимать информацию, которую дает градиент текстуры (Goldstein, 1989).

Восприятие движения

Чтобы успешно передвигаться в окружающей среде, надо знать не только положение неподвижных объектов, но также и траектории движущихся. Нам надо знать, например, не только то, что объект, расположенный в нескольких метрах впереди, — это мягкий бейсбольный мяч, но и то, что он приближается к нам с большой скоростью. Это приводит нас к вопросу восприятия движения.

Стробоскопическое движение. Что позволяет нам воспринимать движение? Первое, что приходит в голову, — это что мы видим объект движущимся, когда его изображение перемещается по сетчатке. Однако этот ответ оказывается слишком простым, поскольку движение мы видим даже тогда, когда на сетчатке ничего не движется. Это явление в 1912 году продемонстрировал Вертгаймер в своих исследованиях стробоскопического движения (рис. 5.9). Стробоскопическое движение проще всего получить, если делать вспышку в темноте и через несколько миллисекунд делать другую вспышку на небольшом расстоянии от первой. При этом будет казаться, что свет движется от одного места к другому, причем это будет неотличимо от настоящего движения.

Рис. 5.9. Стробоскопическое движение. Четыре кружка слева означают четыре лампочки (а). Если они вспыхивают одна за другой с небольшими темными интервалами, будет казаться, что непрерывно движется единственный источник света, как это показано в правой части рисунка (б). Это стробоскопическое движение. Его же мы видим в кино и по телевизору.

Движение, которое мы видим в кино, тоже стробоскопическое. Фильм — это просто последовательность неподвижных фотографий (кадров), каждый из которых немного отличается от предыдущего. Кадры проецируются на экран в быстрой последовательности с интервалами затемнения между ними. Скорость предъявления кадров имеет решающее значение. На заре кинематографа частота кадров равнялась 16 в секунду. Это было слишком медленно, и, как следствие, в первых фильмах движение казалось слишком быстрым, отрывистым и бессвязным. Сегодня частота кадров обычно равна 24 в секунду, причем, как правило, каждый кадр предъявляется несколько раз подряд, чтобы уменьшить эффект подергивания.

Индуцированное движение. Еще один случай восприятия движения при отсутствии движения на сетчатке — это явление индуцированного движения. Когда большой объект, расположенный вокруг маленького, движется, то может казаться, что на самом деле движется маленький, хотя он и неподвижен. Первым в гештальт-психологии это явление изучал Дункер в 1929 году. Он помещая испытуемых в темную комнату и предъявлял им небольшой светящийся круг внутри большего светящегося контура прямоугольника. Когда прямоугольник сдвигался вправо, испытуемые говорили, что круг движется влево. Это явление можно наблюдать в ветреную ночь, когда кажется, что луна пробегает за облаками.

Этот феномен также проявляется, когда нам кажется, что наша машина катится назад, когда мы останавливаемся у светофора, несмотря на то что мы давим ногой на тормоз. В этом случае индуцирующим стимулом часто является большой грузовик, который мы видим краем глаза, медленно двигающийся вперед. При этом нам кажется, что двигается наша машина, несмотря на то что у нас отсутствуют вестибулярные ключевые признаки такого движения.

Реальное движение. Разумеется, наш зрительный аппарат также восприимчив к реальному движению, то есть к движению объекта через все промежуточные точки пространства. Тем не менее анализ такого движения в обычных условиях восприятия отличается поразительной сложностью. Одни траектории движения на сетчатке должны распознаваться как движение глаз по неподвижной сцене (как это происходит, когда мы читаем). Другие траектории движения должны быть отнесены к движущимся объектам (например, к птице, попавшей в зрительное поле). Кроме того, некоторые объекты, образы которых на сетчатке являются неподвижными, должны восприниматься как движущиеся (например, образ птицы, за полетом которой мы следим взглядом), тогда как другие объекты, образы которых на сетчатке движутся, должны восприниматься нами как неподвижные (например, образ фона, движущийся относительно нашего взгляда, следящего за полетом птицы).

Поэтому нет ничего удивительного в том, что результаты осуществляемого нами анализа движения являются в высшей степени относительными. Мы намного легче распознаем движение, когда мы можем видеть объект на фоне структурированного заднего плана (относительное движение), чем когда фон имеет однородную окраску и мы можем видеть лишь движущийся объект (абсолютное движение).

Определенные паттерны относительного движения могут даже служить значимыми признаками формы и типа трехмерных объектов. Так, исследователи обнаружили, что дисплеи, показывающие человеческое движение, как изображено на рис. 5.10, дают достаточную информацию, позволяющую наблюдателям определить, какой вид деятельности демонстрирует человеческая фигура, даже хотя она изображается с помощью 12 (а иногда и меньшего числа) световых точек, движущихся относительно друг друга (Johanson, von Hofsten & Janson, 1980). В других исследованиях, проводимых с использованием таких дисплеев, наблюдатели могли идентифицировать своих друзей и даже сказать, является ли демонстрируемая модель мужчиной или женщиной, видя лишь световые источники, прикрепленные к лодыжкам (Cutting, 1986).

Рис. 5.10. Паттерны движения человека. Перед вами пример типа наглядных материалов, используемых исследователями для изучения паттернов человека в движении. Расположение источников света, укрепленных на теле человека, указано на рисунке (а). Последовательность позиций движения, совершаемого танцующей парой, представлена на рисунке (б).

Еще одно важное явление, относящееся к реальному движению, — это избирательная адаптация. Она заключается в потере чувствительности к движению во время наблюдения за ним; избирательность этой адаптации заключается в том, что человек становится нечувствителен к наблюдаемому движению и к движениям с похожими параметрами, но не к тем движениям, которые значительно отличаются по скорости или направлению. Например, если человек смотрит на полосы, движущиеся вверх, он теряет чувствительность к движению вверх, но на его способность видеть движение вниз это не влияет (Sekuler, 1975). Как это происходит и с другими видами адаптации, человек обычно не замечает такую потерю чувствительности, но замечает вызываемое адаптацией последействие. Так, если несколько минут смотреть на водопад, а затем посмотреть на скалу рядом, то покажется, что она движется вверх. Большинство видов движения вызывают такой эффект последействия — движения в обратном направлении.

По поводу того, как мозг осуществляет восприятие реального движения, можно сказать, что некоторые параметры движения кодируются определенными клетками зрительной коры. Эти клетки реагируют на одни движения, не реагируют на другие, и каждая клетка сильнее всего реагирует на движение какого-либо одного направления и скорости. Лучшее подтверждение существования таких клеток получено в экспериментах с животными, где регистрировалась активность отдельных клеток во время предъявления животному стимулов с различными паттернами движения. В этих исследованиях были обнаружены клетки коры, настроенные на определенные направления движения. Есть даже клетки, настроенные специально на обнаружение объектов, движущихся в направлении головы, что, очевидно, полезно для выживания (Regan, Beverly & Cynader, 1979). Все-таки удивительно, насколько работа зрительной коры распределена между различными зонами и клетками.

Существованием специализированных клеток, обнаруживающих движение, можно объяснить эффекты избирательной адаптации и последействия наблюдаемого движения. Например, избирательная адаптация к движению вверх возникает из-за усталости клеток коры, специализированных на таком движении; а поскольку клетки, специализированные на движении вниз, работают как обычно, они начинают доминировать при обработке, создавая эффект последействия в виде движения вниз.

Однако неврологическая основа восприятия реального движения состоит не просто в активации конкретных клеток. Движение молено видеть и в темноте при слежении за движущимся светящимся объектом (например, за самолетом ночью). Поскольку глаза следуют за объектом, изображение на сетчатке совершает только небольшие нерегулярные движения (из-за неточного слежения взглядом), и тем не менее человек воспринимает равномерное непрерывное движение. Почему? Ответ, видимо, в том, что двигательные отделы переднего мозга посылают информацию о движении глаз в зрительную кору, что оказывает влияние на видимое движение. В сущности, моторная система информирует зрительную систему о своей причастности к отсутствию плавного движения на сетчатке, и тогда зрительная система исправляет этот недостаток. В обычных зрительных ситуациях есть и движения обоих глаз, и большие движения изображений на сетчатках. Задача зрительной системы в том, чтобы объединить информацию от этих двух источников и определить характер воспринимаемого движения.

Распознавание

Теперь мы обратимся к другой важной функции восприятия — распознаванию объектов. Распознавание объекта состоит в отнесении его к той или иной категории: это — рубашка, это — кошка, это — ромашка и т. п. Разумеется, мы можем также узнавать людей, что равнозначно отнесению того или иного входного зрительного сигнала к конкретному индивиду: это Бен Мерфи, это Ирен Пол. В обоих случаях — предметы это или люди — во время распознавания мы делаем выводы о множестве скрытых свойств объекта: если это рубашка, значит, она из ткани и ее можно носить; если это кошка, то она может меня поцарапать, когда я дерну ее за хвост; если это Бен Мерфи, значит, он захочет рассказать мне о своих баскетбольных успехах, и т. п. Распознавание — это то, что позволяет выйти за пределы данной информации.

Какие свойства объекта используются для его распознавания? Форма, величина, цвет, текстура, ориентация и т. д.? Все эти атрибуты играют определенную роль, однако ведущее значение, видимо, имеет форма. Например, чашку мы узнаем независимо от того, большая она или маленькая (вариация величины), белая или коричневая (вариация цвета), гладкая или с рельефом (вариация текстуры), стоит ли она прямо или слегка наклонена (вариация ориентации). А вот изменение формы, наоборот, очень сильно влияет на возможность распознавания чашки; если часть ее формы чем-то загорожена, мы можем не узнать ее вовсе. Один из примеров важности формы для распознавания, — это тот факт, что многие объекты мы узнаем почти так же хорошо на простых контурных рисунках, передающих только форму объекта, как и на подробных цветных фото, передающих множество атрибутов объекта (Biederman & Ju, 1988).

Тогда встает решающий вопрос: как человек использует информацию о форме объекта, чтобы отнести его к определенной категории? Отвечая на него, мы сначала обратимся к простым объектам, таким как буквы алфавита, а затем рассмотрим естественные объекты (например, животных) и мебель.

Ранние этапы процесса распознавания

Многие исследователи различают предварительные и завершающие этапы в распознавании объекта. Эти этапы мы охарактеризуем по тому, что совершается на каждом из них. На предварительных этапах перцептивная система использует информацию с сетчатки глаза, в частности вариации интенсивности, и описывает объект на языке элементарных составляющих, таких как линии, края и углы. На основании этих элементарных составляющих система составляет описание самого объекта. На завершающих этапах система сравнивает это описание с описаниями форм разного рода объектов, хранящихся в зрительной памяти, и выбирает наилучшее ему соответствие. Например, опознать определенный объект как букву В — значит сказать, что его форма больше соответствует форме буквы В, чем форме других букв.

Детекторы признаков в коре мозга. Многое из того, что на сегодня известно об элементарных признаках объекта восприятия, было получено в биологических экспериментах над другими видами (кошками, обезьянами) с применением регистрации активности отдельных клеток зрительной коры. В этих исследованиях изучалась чувствительность специфических нейронов коры во время предъявления различных стимулов на те участки сетчатки глаза, которые связаны с этими нейронами; такой участок сетчатки называют рецептивным полем кортикального нейрона. Первые исследования с одноклеточной регистрацией были проведены Хьюбелем и Визелем (Hubel & Wiesel, 1968), которые получили за них Нобелевскую премию в 1981 году. Хьюбел и Визел выделили в зрительной коре три типа клеток, различающихся по признакам, на которые они реагируют. Простые клетки реагируют, когда глазу предъявляют стимул в виде линии (тонкой полоски или прямой грани между темным и светлым участками), имеющей определенную ориентацию и положение в рецептивном поле. На рис. 5.11 показано, как реагирует простая клетка на вертикальную полоску и на полоски, наклоненные относительно вертикали. По мере отклонения ориентации от оптимальной реакция снижается. Другие простые клетки настроены на другие ориентации и положения. Сложные клетки тоже реагируют на полоску или край определенной ориентации, но для них не обязательно, чтобы стимул находился в определенном месте рецептивного поля. Они реагируют на стимул, находящийся в любом месте их рецептивного поля, и реагируют непрерывно, пока стимул перемещается по их рецептивному полю. Сверхсложные клетки реагируют на стимул не только определенной ориентации, но и определенной длины. Если длина стимула выходит за пределы оптимальной, реакция ослабляется и может совсем прекратиться. Со времени публикации Хьюбелем и Визелем своих первых данных ученые обнаружили клетки, реагирующие на другие формы стимулов, помимо полосок и краев; например, они обнаружили сверхсложные клетки, реагирующие на углы и кривые линии определенной длины (Shapley & Lennie, 1985; DeValois & DeValois, 1980).

Рис. 5.11. Реакция простой клетки. На рисунке показана реакция простой клетки коры на полоску света. Сверху показан стимул, снизу — реакция; каждый большой всплеск на графиках внизу соответствует одному нервному импульсу. При отсутствии стимула регистрируется только случайный импульс. Когда стимуляция включена, клетка может реагировать или не реагировать в зависимости от положения и ориентации полоски света. У данной клетки предъявление горизонтальной полоски не меняет реакцию, полоска с наклоном в 45° вызывает небольшое изменение реакции, а вертикальная полоска вызывает очень большое изменение.

Все вышеописанные типы клеток называются детекторами признаков. Поскольку края, полоски, углы и изломы, на которые реагируют эти детекторы, могут использоваться для аппроксимации множества форм, есть основание рассматривать детекторы черт как кирпичики, из которых строится воспринимаемая форма. Как мы увидим далее, это положение, видимо, более справедливо в отношении простых форм (например, букв), чем в отношении сложных (например, столов или тигров).

Взаимосвязь признаков. Форма описывается не только своими признаками: нужно определить также их взаимосвязь. Важность связей между признаками иллюстрирует рис. 5.12. Признаки печатной буквы Т включают вертикальную и горизонтальную линии, но если эти линии не соединены правильно, в результате получится не Т. В описании Т следует учесть, что горизонтальная линия своим центром касается верха вертикальной. Именно такую связь признаков имели в виду гештальт-психологи, когда предупреждали предшествующих психологов (имеются в виду радикальные ассоцианисты.— Прим. ред.), что «целое отличается от суммы его частей».

Одно из таких отличий целого от его частей проявляется в том, что целое создает новые перцептуальные характеристики, которые невозможно объяснить за счет простого анализа отдельных частей. На рис. 5.12 показаны четыре такие возникающие характеристики. Все они возникают за счет специфических пространственных взаимоотношений между более элементарными характеристиками. Тем не менее такие возникающие характеристики часто ведут себя точно так же, как более простые характеристики, при выполнении таких задач, как обнаружение цели и визуальный поиск (Enns & Resnick, 1990; Enns & Prinzmetal, 1984; He & Nakayama, 1992). Эти факты свидетельствуют о том, что в зрительной системе осуществляются различные типы сложного анализа формы, прежде чем результаты этих анализов становятся доступны сознанию.

Рис. 5.12. Отношения между признаками. При сочетании двумерных признаков, таких как линии, углы и геометрические формы, результирующий паттерн в значительной степени зависит от пространственных отношений между компонентами-признаками. Помимо этого создаются (формируются) новые признаки. Эти возникающие признаки обладают перцептуальной реальностью, несмотря на то что они включают сложные пространственные отношения.

Поздние стадии распознавания

Теперь, когда у пас уже есть некоторое представление об описании формы объекта, можно обратиться к тому, как это описание сопоставляется с теми описаниями форм, которые хранятся в памяти, с целью найти лучшее соответствие.

Простые сети. Во многих исследованиях этапа сопоставления использовались простые паттерны, в частности, письменные или печатные буквы или слова. На рис. 5.13 показано, как мы можем хранить в памяти описания формы букв. Основная идея состоит в том, чтобы описывать буквы по определенным признакам, информация о которых для каждой буквы хранится в многосвязной сети (отсюда сам термин многосвязная модель). [В некоторых изданиях термин connectionist model переводится как «коннектионистская модель». Поскольку существенным свойством здесь является именно множественность и многоуровневость связей между элементами, название «многосвязная модель» представляется нам более адекватным. — Прим. перев.] В многосвязной модели привлекает то, что легко представить, как такие сети реализуются в мозге с его массивами взаимосвязанных нейронов. Таким образом, многосвязность служит мостом между психологическими и биологическими моделями.

Рис. 5.13. Простая сеть. Нижний уровень этой сети содержит признаки (наклонные линии, вертикальная линия и кривая, выгнутая вправо), верхний уровень содержит буквы, а связь между признаком и буквой означает, что данный признак является частью этой буквы. Поскольку эти связи возбуждающие, при активации признака активация передается букве.

Нижний уровень сети, показанной на рис. 5.13, содержит признаки — например, правую диагональ, левую диагональ, верикальную линию и кривую, выгнутую вправо. Эти признаки и буквы мы будем называть узлами сети. Связь между узлом признака и узлом буквы означает, что данный признак принадлежит этой букве. Стрелки на концах соединений означают, что связи являются возбуждающими; когда активируется тот или иной признак, активация передается букве (аналогично тому, как электрические импульсы распространяются по сети нейронов).

Сеть на рис. 5.13 говорит нам, что буква K состоит из правой диагонали, левой диагонали и вертикальной линии; буква R состоит из левой диагонали, вертикальной линии и кривой, выгнутой вправо; а буква P состоит из вертикальной линии и кривой, выгнутой вправо. (Для простоты мы здесь опускаем взаимосвязи признаков.) Чтобы понять, как при помощи этой сети можно распознать (или подобрать) букву, посмотрим, что происходит при предъявлении буквы K. Она будет активировать правую диагональ, левую диагональ и вертикальную линию. Все эти три признака будут активировать узел буквы K; два признака — левая диагональ и вертикальная линия — будут активировать узел буквы R и один признак — вертикальная линия — будет активировать узел буквы P. Только в узле буквы K активированы все признаки, и следовательно, она будет выбрана как наиболее подходящая.

Эта модель слишком проста для объяснения многих аспектов распознавания. Чтобы понять, чего в этой модели не хватает, посмотрим, что происходит, когда предъявляется буква R (рис. 5.14). Она активирует левую диагональ, вертикальную линию и кривую, выгнутую вправо. Теперь в обоих узлах букв R и P активированными оказываются все признаки этих букв, и в этой модели никак нельзя решить, какую букву следует выбрать. Чтобы остановиться на одном определенном варианте, эта модель должна знать: наличие левой диагонали означает, что на входе не может быть буквы P. Подобная отрицательная информация учтена в усложненной сети, показанной на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Усложненная сеть. Помимо активирующих связей эта сеть содержит тормозящие соединения между признаками и теми буквами, которые этих признаков не содержат.

В этой сети есть все то же, что и в предыдущей, плюс тормозные связи (они показаны с точками на концах) между признаками и теми буквами, которые не содержат этих признаков. Когда признак соединен с буквой тормозной связью, активация этого признака уменьшает активацию буквы. Если буква R предъявляется сети, показанной на рис. 5.14, левая диагональ вызывает торможение в узле буквы Р, снижая тем самым ее общий уровень активации; теперь наибольшая активация будет в узле буквы R и, следовательно, она будет выбрана как наилучшее соответствие.

Сети с обратной связью. Основную идею модели, которую мы только что рассмотрели, а именно что описание буквы должно содержать как те признаки, которые она имеет, так и те, которые в ней отсутствуют, — первоначально предложили исследователи искусственного интеллекта, которые разрабатывали компьютерные программы, моделирующие восприятие букв человеком. Хотя в то время такие идеи пользовались относительным успехом, в конце концов оказалось, что они неспособны адекватно объяснить данные о влиянии контекста на способность воспринимать буквы. В частности, оставалось непонятным, почему буква легче воспринимается, когда она предъявляется в составе слова, чем когда она предъявляется сама по себе. Так, если испытуемым на короткое время предъявляют изображение либо только буквы K, либо слова «WORK» (работа), а затем спрашивают, была ли последняя буква K или D, они отвечают точнее, если было предъявлено целое слово, а не одна буква (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Восприятие букв и слов. Этот рисунок иллюстрирует последовательность событий в эксперименте, в котором сравнивалось восприятие букв, предъявлявшихся отдельно или в составе слова. Сначала испытуемые видели точку фиксации, за ней следовало слово или отдельная буква, которые предъявлялись всего на несколько миллисекунд. Затем предъявлялся стимул, содержащий маскирующие знаки на том месте, где находились буквы, и два варианта ответа. Испытуемым надо было решить, какой из двух вариантов слова или буквы предъявлялся ранее (по: Reicher, 1969).

Чтобы объяснить этот результат, в вышеописанную сеть со связями между признаками и буквами надо внести несколько изменений. Во-первых, в нее надо добавить уровень слов и помимо этого добавить возбуждающие и тормозные связи от букв к словам (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Сеть с активацией «сверху вниз». В этой сети между буквами и словами, а также между признаками и буквами имеются возбуждающие и тормозные связи, и некоторые возбуждающие связи идут от слов к буквам.

Кроме того, надо добавить возбуждающие связи, идущие от слов обратно к буквам; эти последние будут обеспечивать обратную связь «сверху вниз», и тогда можно будет объяснить, почему при кратковременном предъявлении буква легче воспринимается в составе слова, чем когда она предъявляется отдельно. Если, например, буква R предъявляется отдельно, активируются ее признаки — вертикальная линия, левая диагональ и кривая, выгнутая вправо, — и эта активация распространяется к узлу буквы R. Поскольку буква предъявлялась на очень короткое время, не все признаки могли успеть активироваться и результирующая активация узла буквы R могла оказаться недостаточной для опознания. Если же буква R предъявляется в составе слова «RED» (красный), то помимо активации, идущей от признаков R к буквенному узлу R, имеет место активация от признаков Е и D к буквенным узлам; все эти частично активированные буквы частично активируют узел слова RED, который в свою очередь по обратным связям активирует свои буквы, используя соединения «сверху вниз».

Все это приводит к тому, что когда буква R предъявляется в составе слова, у нее возникает дополнительный источник активации, а именно сигнал, поступающий вниз от слова; вот почему букву, предъявленную в составе слова, распознать легче, чем предъявленную отдельно. На материале слов и букв были получены и многие другие результаты, согласующиеся с многосвязной моделью (McClelland & Rumelhart, 1981).

Такие модели также успешно используются в устройствах для чтения рукописного текста и распознавания речи (Coren, Ward & Enns, 1999).

Распознавание естественных объектов и обработка по принципу «сверху вниз»

Мы кое-что узнали о распознавании букв и слов, а как насчет естественных объектов — животных, растений, людей, одежды и мебели?

Признаки естественных объектов. Форма естественных объектов состоит из более сложных признаков, чем линии и кривые, и скорее напоминает простые геометрические фигуры. Эти признаки таковы, что их комбинация позволяет создать форму любого узнаваемого объекта (так же как сочетанием линий и кривых можно получить любую букву). Кроме того, надо, чтобы признаки объектов были составлены из более простых признаков — линий и кривых, поскольку простые признаки — это единственная информация, изначально имеющаяся у перцептивной системы. Такие соображения направляли поиски возможного набора признаков предметной среды.

Одно из предположений заключалось в том, что в состав признаков объектов входят некоторые геометрические фигуры, например цилиндры, конусы, параллелепипеды и клиновидные фигуры, как показано на рис. 5.17а. Такие признаки называют геонами (неологизм от «геометрические ионы»); их разработал Бидерман (Biederman, 1987). Бидерман считает, что набора из 36 геонов, аналогичных показанным на рис. 5.17а, в сочетании с небольшим набором пространственных отношений будет достаточно для описания формы всех объектов, которые человек способен опознать. Чтобы оценить этот момент, заметьте, что всего из двух геонов можно составить 36x36 различных объектов (сформировать объект можно из любых двух геонов — см. рис. 5.17б), а из трех геонов — 36x36x36 объектов. Эти два числа дают в сумме уже около 30 000, а еще надо учесть возможные объекты из четырех и более геонов. Кроме того, геоны, показанные на рис. 5.17а, различаются только своими простейшими признаками. Например, геон 2 на рис. 5.17а, куб, отличается от геона 3, цилиндра, тем, что у куба прямые края, а у цилиндра — изогнутые; прямые и изогнутые линии являются простыми признаками.

Рис. 5.17. Возможный набор признаков (геонов) естественных объектов. а) Клин, куб, цилиндр и конус могут быть признаками сложных объектов. б) Из комбинации признаков (геонов) получаются естественные объекты. Заметьте, что если дугу (геон 5) присоединить к цилиндру (геон 3), получается чашка; если же дугу присоединить к верху цилиндра, получится ведро (по: Biederman, 1990).

То, что геоны являются признаками объектов, подтвердилось в экспериментах, в которых испытуемым предлагалось распознать нарисованные объекты, предъявляемые на короткое время. Общий результат был таков, что объект распознается настолько хорошо, насколько хорошо воспринимаются его геоны. В одном эксперименте стиралась часть формы объекта; в одном случае стирание мешало восстановлению геонов (правая колонка на рис. 5.18), в другом — не мешало (средняя колонка на рис. 5.18). Объекты распознавались намного лучше, когда стирание не интерферировало с геонами.

Рис. 5.18. Распознавание объектов и восстановление геонов. Элементы, использовавшиеся в эксперименте по распознаванию объектов. В левой колонке показаны исходные интактные варианты объектов. В средней колонке показаны варианты объектов, у которых некоторые участки стерты, но восстановить геоны все же можно. В правой колонке — варианты объектов, где участки стерты так, что геоны невосстановимы. Варианты объектов из средней колонки распознавались лучше, чем из правой (по: Biederman, 1987).

Обычно в описание объекта входят не только его признаки, но и отношения между ними. Это хорошо видно из рис. 5.17б. Если дуга присоединена сбоку цилиндра, получается чашка; если же она подсоединена сверху цилиндра, получается ведро. После того как описание формы объекта составлено, оно сравнивается с массивом геонных описаний, хранящихся в памяти, с тем чтобы найти наилучшее соответствие. Такое сопоставление описаний формы объектов с описаниями, хранящимися в памяти, похоже на ранее упоминавшийся процесс распознавания букв и слов (Hummel & Biederman, 1992).

Роль контекста. В восприятии есть принципиальное различие между процессами обработки, протекающими или снизу вверх, или сверху вниз. Процессы «снизу вверх» управляются только входными сигналами, а процессы «сверху вниз» — знаниями и ожиданиями человека. Для иллюстрации скажем, что когда на основе только геонного описания объекта последний узнается как лампа, то здесь участвуют только процессы «снизу вверх»; все начинается с появления на входе простых признаков этого объекта, далее определяется геонная конфигурация входных данных, и затем это описание входа сравнивается с хранящимися в памяти описаниями форм. Наоборот, если мы узнаем в некотором объекте лампу отчасти потому, что она находится на ночном столике рядом с кроватью, то в этом участвуют некоторые процессы «сверху вниз»; здесь привлекается не только та информация, которая поступила на сенсорный вход. Хотя до сих пор мы в этой главе обсуждали в основном процессы типа «снизу вверх», процессы «сверху вниз» также играют важную роль в восприятии.

Именно принцип обработки «сверху вниз» стоит за сильным влиянием контекста на наше восприятие предметов и людей. Если вы ожидаете, что ваша сотрудница Сара во вторник появится в химической лаборатории, как всегда, в 15:00, то когда она в указанный момент входит в лабораторию, вам даже не обязательно смотреть, чтобы знать, что это она. Ваше прежнее знание обусловило сильное ожидание, и для распознания достаточно очень слабого входного сигнала. Но если бы Сара вдруг появилась в вашем родном городе на рождественские каникулы, возможно, вам в первый момент даже было бы трудно ее узнать. Она оказалась бы вне контекста — нарушила бы ваши ожидания, и вам пришлось бы прибегнуть к обширной обработке «снизу вверх», чтобы сказать, что это на самом деле она (такие вещи обычно ощущаются как бы «со второй попытки»). Из этого примера ясно видно, что при соответствующем контексте (т. е. когда он предвосхищает объект на входе), восприятие облегчается; при несоответствующем контексте восприятие затрудняется.

Влияние контекста особенно примечательно, когда стимульный объект неоднозначен, т. е. когда он может восприниматься по-разному. Пример двойственного изображения показан на рис. 5.19; его можно воспринимать как старуху или как молодую женщину (хотя в первый момент с большей вероятностью видна старуха). Если вы уже смотрели на обычные картинки, напоминающие молодую женщину на рис. 5.19 (т. е. если контекст составляют молодые женщины), то на этой двойственной картинке вы скорее всего увидите вначале молодую женщину.

Рис. 5.19. Двойственный стимул. На этом неоднозначном рисунке можно видеть или молодую женщину, или старуху. Большинство видит сначала старуху. Молодая женщина отвернулась, и видна левая часть ее лица. Ее подбородок образует нос старухи, а цепочка у нее на шее — рот старухи (по: Boring, 1930).

Этот эффект временного контекста виден на другом наборе изображений на рис. 5.20. Смотрите на них, как при чтении рассказа в картинках — слева направо и сверху вниз. Картинки в середине этой последовательности неоднозначны. Если вы смотрели на эти изображения в предложенной последовательности, то скорее всего видели в них мужское лицо. Если вы посмотрите на них в обратном порядке, то в двойственных картинках скорее всего увидите молодую женщину.

Рис. 5.20. Эффект временного контекста. То, что вы здесь увидите, зависит от порядка рассматривания картинок. Картинки в середине ряда — двойственные. Если вы вначале смотрите на картинку с мужским лицом, они будут казаться вам искаженными мужскими лицами. Если вы вначале смотрите на картинку с женщиной, они будут походить на женщину (по: Fisher, 1967).

Чтобы показать влияние контекста, стимульный объект не обязательно должен быть двойственным. Представьте, что человеку сначала показывают изображение какой-либо сцены, а затем на короткое время предъявляют для распознавания изображение однозначного объекта; в этом случае распознавание будет более точным, если этот объект соответствует сцене. Например, посмотрев на сцену кухни, испытуемый более часто дает верную идентификацию быстро предъявленного изображения буханки хлеба, чем такого же по времени изображения почтового ящика (Palmer, 1975).

Благодаря обработке по принципу «сверху вниз» мотивы и желания потенциально могут влиять на восприятие. При сильном чувстве голода, быстро взглянув на красный шарик на кухонном столе, можно распознать в нем помидор. Желание есть заставляет думать о еде, и эти ожидания комбинируются с входной информацией (красный круглый предмет), создавая в результате перцепт помидора. Возможно и отрицательное влияние мотивов на восприятие. Если мы считаем, например, что некто — соблазнитель детей, мы более вероятно расценим его невинное прикосновение к ребенку как сексуальное.

Влияние контекста и обработка по принципу «сверху вниз» имеют место и в распознавании букв и слов, играя важную роль при чтении. Читая, мы не отслеживаем строчку текста плавным непрерывным движением. На самом деле глаза совсем недолго задерживаются на месте, а затем перепрыгивают в другую позицию на строчке, снова ненадолго останавливаются, затем снова прыгают и т. д. Периоды, в течение которых глаза остаются в покое, называются фиксациями, и именно во время фиксаций зрительная система извлекает информацию. На количество и длительность фиксаций очень сильно влияет то, что известно о данном тексте, и, следовательно, объем привлекаемой обработки «сверху вниз». Если материал незнакомый — скажем, незнакомый научный текст, — объем обработки «сверху вниз» минимален. В таких случаях мы останавливаемся на каждом слове, за исключением некоторых функциональных слов вроде «и», «о», «тот» и т. п. По мере ознакомления с материалом становится возможным привлекать полученное знание для обработки по принципу «сверху вниз», и тогда зрительные фиксации становятся реже и короче (Just & Carpenter, 1980; Rayner, 1978).

Процессы типа «сверху вниз» и недостаточность входного сигнала. Обработка по принципу «сверху вниз» происходит даже при отсутствии контекста, если входной сигнал очень скудный или ослаблен. Предположим, что, находясь у подружки в квартире, вы в темноте заходите на кухню и видите в углу небольшой черный предмет. Вы думаете, что это, наверное, ее кот, но воспринимаемый сигнал слишком слаб, чтобы быть уверенным, и тогда вы начинаете представлять какой-нибудь конкретный признак кота— скажем, его хвост — и затем избирательно направляете внимание на тот участок предмета, где этот признак может скорее всего быть, если это действительно кот (Kosslyn & Koenig, 1992). Это — процесс обработки по принципу «сверху вниз», поскольку вы использовали определенное конкретное знание (что у кота есть хвост), чтобы сгенерировать ожидание, которое затем комбинируется со зрительным входным сигналом. Подобные ситуации довольно обычны для повседневной жизни. Иногда, если входной сигнал очень слабый, формируемые ожидания могут оказаться несостоятельными, скажем, когда вы наконец разберетесь, что этот якобы кот на кухне — на самом деле сумочка вашей подружки.

Рита Л. Аткинсон, Ричард С. Аткинсон, Эдвард Е. Смит, Дэрил Дж. Бем, Сьюзен Нолен-Хоэксема