Упорядочение доступа

Термин доступность употреблялся выше для обозначения той легкости или скорости, с которой данный раздражитель кодируется в терминах определенной категории при различных условиях образования, прошлого опыта, мотивации и т. д. Мы отмечали, кроме того, что на доступность влияют два основных ряда условий: субъективные оценки вероятности данного события и разного рода поисковые установки, продиктованные потребностями субъекта, а также множеством других факторов.

Рассмотрим некоторые относящиеся сюда факты восприятия. Первый из них состоит в том, что порог узнавания для зрительных, слуховых и прочих раздражителей не только зависит от их длительности, интенсивности и характера, но также в значительной степени изменяется в зависимости от количества альтернатив, стоящих перед субъектом. Иначе говоря, объем ожидаемого разнообразия повышает порог узнавания каждого элемента множества раздражителей. Типичные примеры этой общей закономерности приводятся в работе Миллера, Хайзе и Лихтена [62], а также в статье Брунера, Миллера и Циммермана []0]. Конкретная форма зависимости в данный момент для нас не имеет значения; вполне достаточно, если мы ясно осознаем, что она совсем не такова, как можно было бы ожидать от простой двоичной системы с фиксированной пропускной способностью канала. Сказанное справедливо, разумеется, лишь для случая, когда субъект предварительно усвоил, что все элементы ожидаемого множества: а) равновероятны и б) взаимно независимы в смысле порядка следования во времени.

В таком случае можно высказать следующее предположение относительно механизма, упорядочивающего доступ раздражителей: степень доступности кодирующих категорий для доходящих до субъекта раздражителей связана с регуляцией того количества клеточных ансамблей, которые оказываются предварительно активированными к моменту прихода сигнала. В ранее написанной работе [8] ^] , посвященной факторам, повышающим силу гипотезы, то есть легкость ее подтверждения, я высказал предположение, что одной из главных детерминант силы

1 См. стр. 81—114.

==35

гипотезы является ее монополия: гипотеза, не имеющая конкурентов, как правило, легче находит подтверждение. Именно это общее положение мы здесь и доказываем. Доступность, таким образом, должна быть как-то связана с выбором одной из конкурирующих альтернатив.

Мы можем различать две одинаковые по количеству совокупности ожидаемых альтернатив, опираясь на ожидаемую вероятность осуществления каждой альтернативы. Если человек имеет возможность приписать ожидаемым альтернативам определенные вероятности, то можно говорить о наборе, в котором элементы упорядочены, начиная с элемента, имеющего вероятность 0,0, и кончая элементом с вероятностью ],0. Факты перцептивной готовности к подобному упорядочению альтернатив хорошо известны. В случае постоянного набора сигналов оказалось, что, чем выше оценивается вероятность осуществления некоторой альтернативы, тем легче эта альтернатива воспринимается. Это подтвердилось для крупных наборов, таких, как множество известных слов английского языка, о вероятностях которых можно грубо судить по частоте их появления в печатных текстах. Вместе с тем нет уверенности, что так же обстоит дело с наборами ожидаемых альтернатив, укладывающимися в так называемый объем внимания (не более 7—8 альтернатив). Справедливость указанного принципа для наборов среднего размера порядка 20 элементов показана в работе Соломона и Постмана [73].

Особенно интересный факт, связанный с изменением доступности категории в условиях, когда на оценку вероятностей альтернатив оказывается определенное влияние, состоит в том, что последнее может достигаться как путем постепенного научения типа усвоения вероятностей, так и в результате данной инструкции. Так, Биттермен и Книффин [5] в исследовании, посвященном порогу распознавания запретных и нейтральных слов, показали, что в ходе эксперимента порог для запретных слов постепенно снижается по мере того, как испытуемый начинает ожидать их появления. Брунер и Постман [14] также обнаружили, что повторное предъявление раздражителей, между которыми имеются некоторые несоответствия весьма низкой вероятности, ведет к заметному снижению порогового времени, необходимого для распознавания элементов несоответствия. Одновременно Коуэн и Байер [20], а также

==36

Постман и Крачфилд [68] показали, что, когда испытуемого предупреждали, что ему будут предъявлены запретные слова, у него наблюдалась тенденция к снижению порога для них по сравнению с порогом для нейтральных слов; когда же такой инструкции не было, первые порог был выше второго. Короче говоря, предварительная активация клеточных ансамблей — если допустить, что степень предварительной активации есть нейронный механизм субъективной оценки вероятности события,— может происходить как в результате постепенного научения, так и вследствие однократного ознакомления с инструкцией. Кроме того, определенная установка может создаваться самой ситуацией, в которой действует воспринимающий субъект. Исследование Брунера и Минтерна []]] служит тому иллюстрацией. Испытуемым предъявлялась на короткое время искаженная заглавная буквы В (между вертикальной прямой и криволинейными частями буквы имелся небольшой просвет, так что ее можно было принять и за В и за число 13). Испытуемые так или иначе воспринимали материал в зависимости от того, что им предъявлялось раньше: буквы или числа. Короче говоря, ожидание того или другого контекста обусловливает предварительную активацию целого набора соответствующих категорий (или клеточных ансамблей), а не одной изолированной категории.

О том, что представляют собой нейронные корреляты процессов упорядочения доступности категории, приходится лишь гадать. Лешли [52] заметил, что, несмотря на все его усилия, ему не удалось обнаружить никаких локализованных следов памяти — будь то в виде реверберационных колец возбуждения или каких-то изменений в толщине волокна, как предполагали Дж. 3. Юнг [88] и Экклз [21], или синаптических узлов, на которые указывает Лоренте де Но [57], или в какой-либо другой форме. Правда, Пенфилду [64] удалось активировать воспоминания путем локального электрического раздражения коры, но отсюда еще очень далеко до определения нейронных основ следов памяти. Сейчас надежнее пользоваться языком формальных свойств, обнаруживаемых системой следов, чем строить психологические модели на основе каких-либо нейрофизиологических или анатомических концепций следов памяти.

Не подлежит, однако, сомнению, что одним из формальных свойств системы следов является изменение доступ-

==37

поста ее элементов для поступающих раздражителей, что в свою очередь обусловлено рассмотренными выше факторами. Весьма знаменательно, что, когда теория следов не учитывает этого обстоятельства, она теряет свою ценность при описании обширного ряда явлений перцептивной категоризации, с которыми мы теперь познакомились. Согласно Кёлеру [48], для всякого процесса раздражения находится соответствующий ему след в памяти, так что идентификация раздражителя осуществляется путем установления сходства между процессом раздражения и следом памяти. Эта теория подверглась критике — с моей точки зрения, справедливой,— поскольку она ничего не говорит о природе того сходства, которое существует между следом и процессом раздражения, утверждая лишь, что структуры воспринимаемого образа и нейронных процессов изоморфны. Но поскольку такое сходство носит избирательный характер — два объекта могут быть сходны по цвету, но весьма различны в количественном или ином отношении,— то должно, несомненно, существовать нечто третье, определяющее основу для сравнения. Еще более серьезным недостатком этой теории является ее неспособность объяснить увеличение вероятности отнесения объекта к определенной категории вследствие изменения установки или субъективной оценки вероятности. Между тем результаты Брунера — Минтерна показывают, что при наличии двух следов, из которых каждый в равной степени может быть сопоставлен (в силу своего одинакового с ним сходства) с процессом раздражения, возникает связь процесса раздражения с тем следом, для которого вероятности сочетания с событиями окружающей среды выше. Этот интересный факт вступает, однако, в противоречие с духом гештальттеории.

Процессы совпадения — несовпадения

Нетрудно придумать и практически построить прибор, который принимал бы или отвергал сенсорные сигналы в зависимости от того, обладают они определенными признаками или нет. Селфридж [71] сконструировал машину, читающую буквы; Фрай и Дниз [24] — устройство, способное различать фонемы, а Аттли [80]— прибор, умеющий,

==38

подобно диким гусям Тинбергена, узнавать силуэт летящего ястреба. Все эти устройства объединяет то, что они требуют совпадения некоторых признаков входного сигнала с теми или иными критериями, которые определяются конструкцией сортирующего их механизма.

В приведенных примерах речь не идет о реакции прибора в тех случаях, когда сигнал отвечает некоторым условиям, задаваемым опознающим устройством. Сигнал просто совпадает или не совпадает с заданным эталоном. Введем теперь в схему прибора следующие два свойства. Первое состоит в том, что машина вырабатывает сигнал сравнения, показывающий, насколько поступающий сигнал соответствует заданному эталону. Сигнал сравнения может обозначать число признаков, общих у входного сигнала с эталоном, либо, например, показывать, насколько отличается значение того или иного признака от эталонного значения. Во-вторых, пусть машина совершает в ответ на эти сигналы какие-то действия: повышает чувствительность своего входа для лучшего распознавания сигнала, достаточно близкого к эталону, снижает ее, если сигнал отличается от эталона более чем на заданную величину, и, наконец, прекращает регистрацию в случае полного совпадения сигнала с эталоном.

Короче говоря, можно представить себе, что нервная система вырабатывает сигналы совпадения — несовпадения типа «все или ничего» или различает градации совпадения; нетрудно также представить себе, что сигналы сравнения, поступая в некоторую эффекторную систему, регулируют поиск соответствующего объекта или иную поисковую деятельность организма. Подобную модель предложил недавно Маккей [59].

Вернемся на время к началу нашего изложения. Говоря об использовании признаков, мы различали три фазы открытости при их поиске. На первой фазе происходит сканирование свойств поступающего сигнала с целью отнесения его к некоторой сравнительно широкой совокупности возможных альтернативных категорий. Здесь следует регистрировать максимальное число признаков объекта. На второй фазе, после приближенной идентификации объекта, поиск сводится к проверке признаков, в результате чего некоторые из них, не удовлетворяющие определенным критериям, отбрасываются. Наконец, после того как признаки более определенно распределены по

==39

категориям, поиск признаков прекращается и отклонения от эталонов могут быть даже нормализованы. Для регуляции подобных приемов поиска или использования признаков и постулируются механизмы, способные регистрировать факт совпадения или несовпадения сигнала с эталоном.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что, хотя легко себе представить и нетрудно построить технически системы , сигнализирующие факт совпадения или несовпадения и осуществляющие на этой основе соответствующее регулирование, мы тем не менее ничего не знаем о том, как подобные процессы протекают в нервной системе живого организма. Детальное анатомическое исследование с неопровержимостью свидетельствует о наличии цепей обратной связи на всех уровнях такой системы. А из таких элементов возможно построение более сложных систем вроде той, которую мы описали выше.

Процессы регуляции чувствительности

Выше была нарисована картина воображаемой нервной системы с массивным афферентным входным устройством, которое каким-то образом сортирует входные сигналы по категориям разной доступности. Кажется маловероятным, что природа реальной нервной системы именно такова. Представляется, что нервная система должна предполагать некую фильтрацию раздражителей под непосредственным контролем высших центров. Этой более периферической формой необходимого отбора поступающих сигналов мы теперь и займемся.

Уже давно известно, что понятие адекватного раздражителя нельзя определить просто как энергетическое изменение среды, достаточное для стимуляции рецептора. Ибо, очевидно, некоторый раздражитель может быть периферически адекватным в указанном смысле и при этом совершенно неадекватным центрально в том смысле, что он не вызывает изменения электрической активности коры или словесного отчета испытуемого об изменениях в обстановке. Действительно, сама организация таких сложных воспринимающих систем, как сетчатка, свидетельствует против столь упрощенного представления об адекватном

К оглавлению

==40

раздражителе. Ведь даже реактивность клетки, расположенной в центральной части сетчатки (fovea), снижается, по-видимому, при раздражении соседних клеток; так, если клетки А, В и С находятся близко друг от друга, то возбуждение клетки В ведет к подавлению чувствительности клетки С, При возбуждении же клетки А В оказывается угнетенной, а чувствительность клетки С, освободившейся от воздействия последней, возрастает. Таким образом, даже на уровне первого синапса сенсорной системы имеет место прогрессивное воздействие или регуляция чувствительности клеток рецептора со стороны межклеточных связей, которыми определяется характер поступающего сигнала, доходящего до сенсорной системы. Существует много фактов в самом восприятии, которые говорят в пользу именно такого способа регуляции чувствительности. Когда мы пристально смотрим на вазу в известном рисунке Рубина, фон отступает на задний план, а форма, напротив, становится более отчетливой. Так же обстоит дело и в опытах Йокоямы [87] и Чапмена [19], когда испытуемые, которые должны дать отчет о некоторых свойствах предъявляемого на короткое время объекта, обнаруживают при решении своей избирательной задачи неспособность выделить признаки, если у них не было предварительной готовности к их восприятию. Приходится предположить, что подобные явления обусловлены, по всей вероятности, процессом регуляции чувствительности, блокирующим входные сигналы до того, как они достигнут коры головного мозга.

Мы располагаем сейчас все увеличивающимся числом нейрофизиологических данных, говорящих о том, что частично этот процесс происходит уже на периферических уровнях нервной системы — у второго синапса специализированных сенсорных систем. Я однажды произнес довольно игривую фразу: «Восприятие действует иногда как приветственная делегация, иногда как отборочная комиссия». Теперь выясняется, что и та и другая находятся гораздо ближе к входной части рецепторного аппарата, чем это казалось раньше.

Рассмотрим прежде всего опыт Куфлера и Ханта (50). Они исследовали совсем простой рефлекс — расслабление двуглавой мышцы бедра кошки на изолированном нервно-мышечном препарате. Вспомним кое-что из анатомии. В мышечной ткани имеются особые клетки, так называемые

==41

веретена, выполняющие рецепторную функцию, разряжаясь при сокращении и расслаблении мышцы. Иннервация мышцы осуществляется эфферентным нервным волокном, выходящим из вентрального рога спинного мозга, и афферентным нервом, идущим к дорсальному корешку спинного мозга. Согласно классическому закону Белла и Мажанди, вентральный корешок спинного мозга проводит эфферентные двигательные импульсы к мышцам, в то время как по дорсальному корешку поступают сенсорные импульсы к мозгу. Как известно уже давно, нерв, идущий к мышцам и считающийся эфферентным, содержит более толстые и более тонкие волокна. В начале 20-х годов Экклз и Шеррингтон показали, что эфферентный нерв, иннервирующий двуглавую мышцу — сгибатель бедра кошки,—обнаруживает «поразительный факт разделения волокон по толщине на две группы» [49] со средним диаметром в одной группе 5 мкм, а в другой — 15—16 мкм. Толстые волокна, разумеется, проводят возбуждение быстрее, тонкие — медленнее. Лекселл [55] обнаружил, что раздражение медленнопроводящих тонких волокон не приводит к заметному сокращению мышцы или к распространению импульса вдоль нее. Когда же раздражались толстые быстропроводящие волокна, имело место обычное подергивание мышцы. Куфлер и Хант [50] установили, что в эфферентных нервах поясничной области примерно две трети составляют волокна большего диаметра, быстропроводящие импульсы; остальная треть — волокна малого диаметра, которые у млекопитающих «не играют роли в непосредственном осуществлении сколько-нибудь значительных сокращений мышц». Назначение этих волокон долго оставалось предметом разнообразных домыслов. Теперь, однако, мы знаем точный ответ, из которого вытекают поистине революционные следствия. Под вопросом оказались и классический закон Белла —Мажанди, и то упрощенное понимание рефлекторной дуги, с которым так сильно связана американская теория научения.

Этот ответ таков: тонкие волокна так называемого двигательного нерва идут к мышечным веретенам, и их назначением является регуляция чувствительности этих специализированных сенсорных окончаний. Так, если волокна малого диаметра проводят возбуждение к мышечным веретенам, это может повысить степень возбуждения, посылаемого этими клетками в афферентный нерв и

==42

определяемого силой напряжения в мышце. Нам нет необходимости входить в дальнейшие детали. Достаточно сказать, что разряды, поступающие по так называемому двигательному нерву, не только обеспечивают сокращение мышцы, но и регулируют характер и силу кинестетических сенсорных разрядов, посылаемых обратно в центральную нервную систему сенсорными клетками, находящимися в мышце. Таким образом, следует отказаться от упрощенного представления о рефлекторной дуге «стимул — реакция» и учитывать, что даже на таком периферическом уровне эфферентная часть этой дуги оказывает обратное воздействие на сенсорные рецепторы, изменяя характер поступающих от них сигналов.

Можно упомянуть еще два экспериментальных результата, касающихся механизмов регуляции чувствительности на высших уровнях интеграции. Что касается зрения, то Гранит [32] показал недавно, что изменение формы и размеров зрачка под действием цилиарной мышцы влияет на характер возбуждения сетчатки: сигналы об изменениях в состоянии мышцы передаются в центральную зрительную систему и обратно в сетчатку. Есть данные, говорящие о том, что сигналы передаются и в противоположном направлении: при бинокулярном соперничестве недоминантный глаз обнаруживает меньшую чувствительность зрачкового рефлекса, чем доминантный.

Наконец, можно упомянуть и результат, который обнаружили Эрнандес-Пеон, Шеррер и Жуве [38] в лаборатории Мэгуна и который получил подтверждение в аналогичных исследованиях Галамбоса, Шитца и Верниера в больнице имени Уолтера Рида. При раздражении слухового органа кошки звуковыми щелчками можно зарегистрировать на электроэнцефалограмме вызванный спайковый потенциал на уровне кохлеарного ядра. При повторении щелчков происходит постепенное уменьшение вызванного потенциала как бы в результате адаптации организма. В высшей степени удивительно, что подобная адаптация наблюдается на столь далекой периферии нервной системы, как кохлеарное ядро, которое является всего лишь вторым синапсом слухового нерва. Далее, если использовать щелчки предварительно как условный раздражитель, сигнализирующий применение тока, то уменьшение вызванных потенциалов при повторении щелчков не обнаруживается. Доказательство того, что ответ

==43

мозга обусловлен не мышечной активностью, вызванной щелчками, как условным раздражителем, заключается в том, что подобные же явления наблюдаются у кошек при искусственном временном обездвижении мышц. Далее, если в поле зрения кошки, кохлеарное ядро которой все еще находится в состоянии возбуждения, вызванном действием щелчков, окажется мышь, то потенциалы исчезают. Запах рыбы или удар по лапе приводит к тому же самому эффекту исчезновения вызванных потенциалов на уровне кохлеарного ядра, если эти отвлекающие раздражители предъявляются одновременно со щелчками. По-видимому, действие рассеяния или отвлечения внимания простирается вплоть до кохлеарного ядра ^1 .

Возможно, предшествующее изложение было чересчур детальным в нейрофизиологическом отношении. Однако этот экскурс оправдывается тем значением, которое эти открытия могут иметь для теории восприятия. Что нервная система так или иначе регулирует чувствительность рецепторов, очевидно и без нейрофизиологических экспериментов. Поведение организмов изобилует примерами этого, и явления внимания не могут быть объяснены без помощи подобных механизмов. В самом деле, совершенно ясно, что нервная система, несомненно, способна к большей избирательной регуляции чувствительности, чем это до сих пор удалось открыть физиологии. Другими словами, в нервной системе кошки где-то непременно должен находиться некоторый фильтр, который пропускает писк мыши в опытах Эрнандес-Пеона, но задерживает кашель экспериментатора. К этой проблеме мы теперь и обратимся.

Я позволю себе высказать предположение, что в регуляции поиска участвует, в частности, и своего рода фильтрующая или защитная система. В предыдущем разделе мы говорили о том, что открытость первого звена в процессе выделения признаков, избирательность второго звена и закрытость третьего обусловлены регулирующим действием механизма совпадения — несовпадения сигнала

^1 Уже после того, как были написаны эти строки, Галамбос осуществил эксперимент, показавший, что эфферентно обусловленное торможение простирается вплоть до волосковых клеток кортиева органа, а волокна, несущие эти тормозящие импульсы, прослеживаются в центральном направлении вплоть до ядра верхней оливы.

==44

с эталоном. Естественно предположить, что степень открытости или закрытости для сенсорной деформации на различных фазах процесса выделения признаков зависит, скорее всего, от тех процессов регуляции чувствительности, о которых мы только что говорили. Мы пока еще далеки от знания конкретных деталей их работы, однако нейрофизиологические исследования 50-х годов значительно приблизили нас к этому.

Рассмотрев некоторые общие свойства восприятия и некоторые возможные механизмы, лежащие в основе этих свойств, мы обратимся теперь к отдельным проблемам восприятия, чтобы понять, « чему приводят сделанные выше предположения.

1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35-36-37-38-39-40-41-42-43-44-45-46-47-48-49-50-51-52-53-54-55-56-57-58-59-60-61-62-63-64-65-66-67-68-69-70-71-72-73-74-75-76-77-78-