Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

“ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ”»

Факультет социальных наук

Выпускная квалификационная работа

Механизмы пропуска второго целевого стимула в задачах зрительного поиска и при быстром последовательном предъявлении зрительных стимулов

Выполнена Макаровым Иваном Михайловичем

кандидат психологических наук, Е. С. Горбунова

Москва 2019

Оглавление

внимание повторение стимул поиск

Введение

Разновидности пропуска второго целевого стимула в различных задачах

Зрительный поиск - механизмы, теории, объясняющие «пропуски при продолжении поиска», основные исследования

Феномены, наблюдаемые при быстром последовательном предъявлении зрительных стимулов

«Мигание внимания» и «слепота к повторению»: теории, объясняющие феномены, сравнение механизмов работы

Резюме

Исследование связи механизмов феноменов «слепоты к повторению», «мигания внимания» и «пропусков при продолжении поиска»

Эксперимент №1

Выборка эксперимента №1

Стимульный материал эксперимента №1

Процедура эксперимента №1

Результаты эксперимента №1

Обсуждение результатов эксперимента №1

Эксперимент №2

Выборка эксперимента №2

Стимульный материал эксперимента №2

Процедура эксперимента №2

Результаты эксперимента №2

Обсуждение результатов эксперимента №2

Общее обсуждение результатов

Выводы

Список литературы

Введение

В настоящее время вопросы внимания активно изучаются в когнитивной психологии. Современные методы позволяют выстроить теоретические механизмы, которые лежат в основе работы внимания. На данный момент, в когнитивной психологии открыто множество различных феноменов. С помощью современных компьютеров и методов также появляется возможность объяснить принципе работы механизмов, которые лежат в основе различных феноменов. Современные исследования в когнитивной психологии также указывают на то, что в основе разных феноменов могут иметь схожие законы или механизмы, по которым они работают. Также исходя из некоторых теорий происхождение некоторых феноменов могут объяснить одинаковые механизмы, например, ограничение ресурсов.

Данное исследование нацелено на сравнение механизмов нескольких феноменов между собой. Первый феномен - «пропуски при продолжении поиска», данный феномен был открыт еще в прошлом и веке и заключается в том, что человек хуже опознает второй целевой стимул в задаче зрительного поиска после нахождения первого целевого стимула (см. напр. Adamo et. al, 2013). Второй феномен - «мигания внимания», открытый в 1992 году Дж. Реймонд и её коллегами (Raymond et al., 1992). Эффект «Мигания внимания» - это также ухудшение опознавания второго целевого стимула, но в условии быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов (см. напр. Горбунова, Фаликман, 2011). Второй целевой стимул в данном феномене пропускается при условии предъявлении в диапазоне от 200 до 500 мс после предъявления первого целевого стимула. Последний феномен - «Слепота к повторению». Во время данного феномена, также, как и в предыдущих двух происходит пропуск второго целевого стимула, при этом, происходит «слепота к повторению» в условии быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов (см. напр. Kanwisher & Potter, 1990). Условия быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов характерна как для феномена «мигания внимания», так и для «слепоты к повторению».

В настоящее время существуют исследования сравнивающие механизмы ошибок в феномене «мигания внимания» и «пропусках при продолжении поиска». Также, еще в прошлом веке была выявлена двойная диссоциация между «слепотой к повторению» и «миганием внимания», но не было однозначно сказано о связи между «слепотой к повторению» и «пропусками при продолжении поиска». Наличие общих механизмов у этих феноменов, позволит объяснить их происхождение, а также понять каким образом работают механизмы внимания.

Целью данного исследования является изучение механизмов ошибок при обнаружении второго целевого стимула (зонда) в условиях зрительного поиска и при быстром последовательном предъявлении зрительных стимулов. Для того чтобы понять есть ли общие механизмы работы этих трех феноменов будут создаваться условия с использованием задачи зрительного поиска, в которых данные феномены наблюдались. То есть, будет ставиться задача зрительного поиска, в которой целевые стимулы будут отличаться по определенным признакам, а затем будет происходить сравнение успешности обнаружения второго целевого стимула в зависимости от условия.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. Сделать литературный обзор исследований «пропусков при продолжении поиска», феномена «мигания внимания» и «слепоты к повторению». Сравнить между собой основные теории, объясняющие данные феномены, теоретические механизмы, которые лежат в основе данных феноменов.

2. Подобрать методологический инструмент, операционализировать понятия, которые будут изучаться в данном исследовании, вывести основную гипотезу исследования и альтернативные гипотезы.

3. Разработать схему исследования, а также стимульный материал, который будет использован в эксперименте.

4. Проверить гипотезы исследования с помощью эмпирического исследования, сравнить механизмы ошибок.

Объектом данного исследования является внимание человека. Предметом данного исследования является феномен «пропусков при продолжении поиска».

В теоретической части данной работы будут рассмотрены три феномена, механизмы и теории, объясняющие данные феномена, а также работы, которые сравнивали механизмы этих феноменов. На основании этого анализа будут выдвинуты гипотезы и построены эксперименты.

Данное исследования нацелено на то, чтобы понять какие механизмы лежат в основе феномена «пропусков при продолжении поиска». Также важно понять принципе работы этих механизмов.

Таким образом, на основании результатов данного исследования можно сделать выводы о том, связаны ли как-то феномены «слепоты к повторению» и «пропуски при продолжении поиска». Данные результаты также позволят говорить о связи между «миганием внимания» и «пропусках при продолжении поиска». Также, полученные данные могут выступать аргументами в пользу одной из теорий внимания, которая объясняет принцип работы различных феноменов.

Разновидности пропуска второго целевого стимула в различных задачах

Зрительный поиск - механизмы, теории, объясняющие «пропуски при продолжении поиска», основные исследования

Задача зрительного поиска - это задача, которая встречается в повседневной жизни: поиск важного предмета, на заваленном столе или определенной книга на полке, также примером задачи зрительного поиска является работа охранников в метрополитене, которые внимательно изучают, что лежит в ваших сумках при помощи рентгена. В лабораторных условиях задача зрительного поиска представляет собой условия, в которых испытуемому нужно найти целевой объект (целевые объекты) на экране среди дистракторов. Стимулами могут выступать абсолютно разные объекты от палочек, соединенных определенным образом до более комплексных объектов. При поиске целевых стимулов во время задачи зрительного поиска у испытуемых происходит «пропуск при продолжении поиска».

«Пропуски при продолжении поиска» - пропуск второго целевого стимула после нахождения первого целевого стимула в задаче зрительного поиска (см. напр. Adamo et. al, 2013). Вероятность нахождения второго целевого стимула зависит от разных факторов: время предъявления стимулов, степень отличия целевых стимулов от дистракторов, количество стимулов на экране.

Изначально данный феномен был обнаружен в рентгенологии (см., напр. Berbaum et al. 1990). Было выявлено, что врачи-рентгенологи, не могут заметить менее заметную аномалию на снимке, после того как заметили более заметную у пациентов с двумя аномалиями. Связано это было с тем, что врачи прекращают поиск после того, как нашли первую аномалию. Из-за этого данный феномен назвали «насыщение поиска». Специалисты посчитали, что в данном случае врачи были удовлетворены тем, что нашли первое отклонение, в связи с этим, врачи прекращали поиск. Однако, дальнейшие исследования, связанные как с рентгеновскими снимками, так и с другими задачами, показали, что пропуски второго целевого стимула могут происходить даже при условии того, что человек продолжает искать. В результате феномен был переименован в «пропуски при продолжении поиска» (ПППП).

После того, как было получено, что ПППП происходят не из-за удовлетворения участником результатами этого самого поиска, появились две другие теории, которые объясняют механизм этой ошибки. Одна из них - теория «перцептивной установки» (Berbaum et al. 1990; 1991). Согласно данной теории, второй целевой стимул не будет опознан в процессе зрительного поиска, в случае если целевые стимулы будут отличаться друг от друга категориально. Если же целевые стимулы отличаются друг от друга, то второй вероятнее всего будет пропущен. Примером может служить рентгеновский снимок, который рассматривает врач. Исходя из этой теории, врач с большей вероятностью заметит еще одну сломанную кость на снимке, нежели опухоль, которая будет присутствовать на этом же снимке. Произойдет это в результате того, что первый целевой стимул для врача (сломанная кость) создаст репрезентацию, которую врач обнаружит с большей вероятностью, чем опухоль.

В пользу теории «перцептивной установки» были получены данные в исследовании А. Ланиной и Е. Горбуновой (Ланина & Горбунова, 2018). В качестве стимульного материала были использованы цифры, которые могли быть похожи друг на друга, как перцептивно, так категориально. В результате было получено, что категориально схожие феномены распознаются лучше, но это сходство не позволяет преодолеть феномен ПППП. Данные говорят о том, что в основании феномена может лежать теория «перцептивной установки», однако, она не объясняет все причины, по которым возникает ПППП.

Альтернативой данной теории является теория ограничения ресурсов (Adamo et al., 2013). Согласно данной теории, «пропуски второго целевого стимула» происходят из-за того, что ресурсы рабочей памяти истощаются из-за обработки первого целевого стимула, который обнаруживают. В результате этого второй целевой стимул не может быть обработан и не распознается человеком, что приводит к ПППП.

В 2010 данный эффект был воспроизведен на более «простых» материалах буквах «Т» в качестве целевых стимулов и буквы «L» в качестве дистракторов (Fleck et al. 2010). Задача была усложнена тем, что фон, на котором предъявлялись стимулы представлял собой серый «облачный» рисунок, на котором было сложно различать стимулы из-за контрастов. Сделано это было для того, чтобы условия были максимально приближены к тем, которые наблюдаются в рентгенологии. На экране располагалось 25 стимулов, они располагались на разных позициях, а также с различной ориентацией в пространстве. Всего в эксперименте было 3 условия: 2 целевых стимула стимула (один хорошо различимый, второй плохо различимый), 1 целевой стимул (плохо различимый), 1 целевой стимул (хорошо различимый). Задачей испытуемых было найти все целевые стимулы на экране. Они были осведомлены о том, что их может быть два или один. Ответ давался при помощи клика мышью. Курсор наводился последовательно сначала на первый, а потом на второй стимул. После двух нажатий респондент кликал на кнопку выполнено и начиналась следующая проба. Сравнению подлежал процент правильных ответов при поиске одного плохо различимого стимула и двух целевых стимулов, при условии, что были найдены оба целевых стимула.

В результате этих исследований было получено, что процент опознания второго целевого стимула был значительно ниже, чем процент опознания одного плохо различимого целевого стимула. В результате было получено, что феномен воспроизводится в лаборатории, а также были получены факторы, которые влияют на ПППП.

Первый фактор - соотношение проб с хорошо видимыми целевыми стимулами и плохо видимыми целевыми стимулами. Когда процент попадания проб с плохо различимыми стимулами меньше, чем с хорошо различимыми, испытуемые чаще пропускают целевые стимулы.

Второй фактор - временное разрешение. Размер эффекта увеличивался, когда уменьшалось время, которое было отведено на одну пробу. Чем на меньшее времени предъявлялись стимулы, тем меньше был размер эффекта. Эффект ПППП сохранялся даже при условии, когда испытуемые были замотивированы искать целевые стимулы (за успешное нахождение стимулов испытуемые получали вознаграждение), что говорит о том, что «насыщение поиском» не влияет на успешность нахождения второго целевого стимула. ПППП сохранялся и в условии с 2 одинаковыми целевыми стимулами, что говорит о том, что перцептивная установка значимо не влияет на успешность нахождение второго целевого стимула.

Стоит отметить, что на основании данных, полученных в эксперименте Флека нельзя сказать, что перцептивная установка вообще никак не влияет на ПППП. Влияние перцептивной установки предстоит еще исследовать.

Также важно, отметить, что в случае, когда у человека появляется обратная связь о нахождении первого целевого стимула, в виде того, что он существенно выделяется на фоне других стимулов или пропадает с экрана, вторая цель обнаруживается с большей вероятностью, а ПППП нивелируется. Связано данное увеличение вероятности нахождения второго целевого стимула с тем, что ресурсы рабочей памяти ограниченный и при обнаружении первого целевого стимула ресурсы используются для его обработки, поэтому, когда целевой стимул пропадает, ресурсы рабочей памяти используются на обработку других стимулов (Cain & Mitroff, 2013). В пользу данной теории также говорят данные, полученные в дальнейшем исследованияи Кейна. В данном эксперименте Кейн сравнивал условия обычной задачи зрительного поиска, с условиями где после нахождения первого зрительного стимула Было получено, что ПППП наблюдаются с меньшей вероятностью, при условии, что после того, как после нахождения первого целевого стимула испытуемому предъявлялись картинки, которые никак не были связаны с данным экспериментом. После этого испытуемые продолжали поиск второго целевого стимула (Cain et al., 2014).

Также большое влияние на ПППП оказывает постановка задачи и организация подкрепления. В исследовании Кейт Кларк и её коллег испытуемые выполняли задание на зрительный поиск (Clark et al., 2013). Испытуемые получали дополнительное вознаграждение, за то, что зарабатывали определенное количество баллов, за промежуток времени. Альтернативным вариантом было достижение максимального количество баллов в условии ограниченного времени. Сравнению подлежал процент правильных ответов в условии с двумя стимулами и одним плохо различимым. В результате получилось, что в условии с ограниченным временем ПППП не наблюдалось, в то время как, когда время было неограниченно ПППП наблюдалось. Данный эксперимент показывает, что ПППП возникает не в результате прекращения поиска испытуемым.

Изучение ПППП также проводятся и с помощью метода айтрекинга (напр., Cain et al., 2013). В процессе этих исследований были выделены основные ошибки, которые совершают испытуемые в процессе поиска второго целевого стимула: ошибки сканирования - испытуемый не фиксирует взгляд на втором целевом стимуле (менее заметном), хотя проходит через него; ошибки стратегии - этот тип ошибок можно объяснить теорией «насыщения поиска», она не объясняет все ошибки ПППП, но при ошибках стратегии, испытуемый перестает искать второй целевой стимул, после нахождения первого; ошибки истощения ресурсов - данных ошибок в своем эксперименте избегал Митрофф, когда первый целевой стимул, после нахождения пропадал, поэтому испытуемые больше не возвращались к нему и не фиксировались, данный возврат истощает ресурсы рабочей памяти; ошибки опознания или принятия решения - во время данной ошибки испытуемый фиксируется на втором целевом стимуле, но не опознает его, как целевой и пропускает; ошибки «псевдо ПППП» - в данном случае испытуемый фиксирует взгляд сначала на плохо заметном целевом стимуле, а затем обнаруживается хорошо заметный стимул, после чего не обнаруживается плохо заметный, однако, данная ошибка говорит о том, что это может происходить из-за ограничения ресурсов и слабой репрезентации плохо заметного целевого стимула, которая разрушается хорошо заметной. Наиболее часто встречаемые ошибки - сканирования и истощения ресурсов, наиболее редко встречаемые - ошибки стратегии поиска стимулов.

«Пропуски при продолжении поиска» также зависят от индивидуальных различий и имеют практическое применение. Данная ошибка встречается у врачей рентгенологов, у людей, который просматривают багаж в аэропорту или в метро, данная ошибка встречается даже в тех случаях, когда человек просто хочет найти что-то на столе. Люди, которые используют зрительный поиск на профессиональном уровне (охрана в аэропорту) используют определенные стратегии поиска. Данные об этом были получены в исследовании Бигса и Митроффа - успешность выполнения задачи зрительного поиска значимо не различалась в группе профессионалов и непрофессионалов (студенты), но группы придерживались разных стратегий при поиске, а также у них наблюдались разные предикторы в успешности выполнения задания. У профессионалов предикторами являлись время, которое было необходимо для поиска стимула в одной пробе - стабильное время для каждой пробы, правильные ответы. Для непрофессионалов предикторами успешности выступало время поиска стимулов в пробе, где не было целевых стимулов. Чем внимательнее испытуемый искал, тем успешнее находился второй стимул в пробах с двумя целевыми стимулами (Biggs & Mitroff, 2013).

Еще одной важной тенденцией современной когнитивной науки является поиск теоретических общих механизмов в различных феноменах. В 2013 году Адамо проводил сравнение ПППП и феномена «мигания внимания». Феномен «мигания внимания» (МВ) - ухудшение опознавания второго целевого стимула, после предъявления первого целевого стимула в условиях быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов (БППЗС) (Raymond et. al., 1995). Ухудшение опознавания зонда происходит в критическом диапазоне - от 200 до 500 мс после предъявления первого целевого стимула. Данный феномен, как и ПППП представляет собой ухудшение опознавания второго целевого стимула, более того, феномен МВ объясняется ограничением ресурсов рабочей памяти по одной из теорий. То есть пропуск второго стимула происходит из-за того, что на его обработку не хватает ресурсов (напр., см., Jolicoeur, 1998). В своем исследовании Адамо использовал задачу зрительного поиска, а также метод регистрации движения глаз (Adamo et al., 2013). В данном эксперименте анализировалось количество фиксаций испытуемых после обнаружения первого целевого стимула, количество пропусков зонда. В результате было получено, что успешность выполнения задачи на зрительный поиск зависит от количества фиксаций после нахождения первого целевого стимула и времени. Также амплитуда, полученна в результатах Адамо, была похожа на амплитуду МВ, с преимуществом первой позиции, то есть на первой позиции после опознания первого целевого стимула, опознавание второго целевого стимула сохраняется. Таким образом, несмотря на то, что ПППП получаются в результате выполнения задачи на зрительный поиск, то есть с пространственной ориентацией, в то время как МВ представляет собой феномен полученный при быстром последовательном предъявлении зрительных стимулов, то есть в одном месте (например, в центре экрана), получаются примерно одинаковые временные рамки опознания второго целевого стимула после предъявления первого. Данное исследование показывает, что в основе двух разных феноменов могут лежать одни механизмы, что говорит о том, эти феномены можно будет изучать с помощью друг друга, что позволит понять причины возникновения ошибок.

Проведенная аналогия между ПППП и МВ позволяет говорить о том, что возможно, пропуски второго целевого стимула могут иметь под собой общее основание с другими феноменами, наблюдающимися в БППЗС.

Феномены, наблюдаемые при быстром последовательном предъявлении зрительных стимулов

Данная часть написана частично опираясь на диссертацию М. В. Фаликман (Фаликман, 2001).

Быстрое последовательное предъявление зрительных стимулов - задача, в которой стимулы быстро сменяют друг друга в одном и том же месте зрительного поля. В ней может варьироваться время, на которое предъявляется стимул (от 4 до 30 стимулов в секунду), количество стимулов в одной пробе (от 15 до 20), время между двумя стимулами (последовательно друг за другом или с некоторым интервалом).

Феномен «мигания внимания» - не единственный феномен, который может наблюдаться при условии быстром последовательном предъявлении зрительных стимулов. В данной части будут разобраны сходные феномены, которые, вероятно, происходят по причинам, связанным с вниманием. Также часть этих феноменов связана пропуском второго целевого стимула, также как ПППП и МВ, описанные выше.

Эффект задержки внимания (Duncan et al., 1994) - данный феномен связан с пространственной слепотой ко второму целевом стимулу последовательно предъявляемом перед испытуемым. Некоторые исследователи считают его синонимичным эффектом МВ (Hari et al., 1999). Таким образом данный феномен может быть представлен, как «мигание внимания», перенесенного на пространственное разрешение. Однако другие исследователи говорят о том, что для изучения данного феномена используются разные процедуры, поэтому данные феномены происходят по разным причинам и не имеют общих механизмов (Trangsrud et al., 2001).

Психологический рефрактерный период (напр., Jolicoeur & Dell'Acqua, 1998) - данный феномен наблюдается при обнаружении сначала первого, а затем второго целевых стимулов, происходит в результате того, что двигательный ответ на второй целевой стимул замедляется пропорционально сокращению времени между предъявлением первого и второго целевого стимула. Данный феномен теоретически может быть связан с МВ и ПППП, так как происходит функциональная ошибка, из-за задержки испытуемый не может ответить про второй целевой стимул, но МВ происходит по причине того, что целевой стимул не успевает обработаться и исчезает. Что касается зрительного поиска, механизмы психологического рефрактерного периода различны по причине того, что испытуемый не идентифицирует второй целевой стимул как целевой, а не потому, что не успевает ответить, так как времени на отчет о целевых стимулах в условии зрительного поиска, как правило бывает, достаточно.

Подготовительная слепота (Egeth et al., 2001) - функциональная слепота, появляется из-за того, что испытуемый пытается найти первый целевой стимул. В качестве одного из механизмов может выступать излишняя трата ресурсов на обработку дистракторов, также внимание может быть ограничено ожиданием конкретного стимула, в результате чего обнаружения второго целевого стимула не происходит. В качестве объяснения выступает важность приоритетной задачи (обнаружение первого целевого стимула). Данный феномен может быть связан с индивидуальными стратегиями, которые использует испытуемый в задаче.

Вопрос стратегий обнаружения в зрительном поиске очень важен. Опираясь на определенную репрезентацию целевого стимула, испытуемый может найти соответствующий ей первый целевой стимул, но при этом пропустить второй целевой стимул, если он этой репрезентации не соответствует.

Слепота по невниманию (напр., Humphreys, 2000) - неспособность отличить целевой стимул недалеко от точки фиксации, хотя стимул четко различим, но испытуемый не ожидает его увидеть в этом месте. При этом точкой фиксации является не прописанный в инструкции стимул (фиксационный крест). Таким образом, получается, что поскольку испытуемый не ожидает увидеть стимул в этом месте он пропускает его по невниманию. МВ внимания иногда рассматривается как частный случай «слепоты по невниманию», однако, для этих феноменов существует основное различие - при «слепоте по невниманию» пропущенный объект не является целевым, в то время как в основании «мигания внимания» лежит тезис о том, что пропускается второй целевой стимул в критическом временном диапазоне. Таким образом, скорее всего МВ и «слепота по невниманию» имеют разное происхождение и механизмы, лежащие в основе.

В задачах на зрительный поиск присутствует феномен «внезапных находок», когда целевой стимулне является изначально целевым, но при этом является важным (Wolfe et al., 2017). Как пример можно привести ситуацию, в которой врач анализирует рентген пациента, для выявления осложнений после заболевания легких, а обнаруживает, что у пациента сломанно ребро, которое не являлось изначальной причиной обследования. Если сравнивать «слепоту по невниманию» и феномен «внезапных находок», то стоит отметить, что при слепоте по невниманию стимул, которые пропускается, не является целевым, а эффект будет нивелирован, если испытуемый будет осведомлен о его наличии на экране. Если сравнивать ПППП и феномен «внезапных находок», то первый предполагает всегда наличие двух и более целевых стимулов на экране, в то время как второй может наблюдаться и с одним стимулом. При этом при ПППП происходит поиск актуальных стимулов.

Слепота к повторению (напр., Bavelier & Potter, 1992) - затруднение в обнаружении второго целевого стимула при условии быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов, также как им МВ, но в отличии от этого феномена у СП целевые стимулы являются одинаковыми объектами (напр., большие буквы А). Основным объяснением данного феномена считается, что второй целевой стимул не отделяется от первого целевого стимула и поэтому не обнаруживается, то есть испытуемый считает, что был предъявлен лишь один целевой стимул. При этом первоначально считалось, что данный феномен обнаруживается примерно в том же диапазоне, что и МВ. Однако, исследование Чана показывает, что с «слепота к повторению» происходит в более раннем временном диапазоне, чем «мигание внимания» (Chun, 1997). Также Чан показал, что скорее всего в основании СП и МВ лежат разные механизмы: МВ не наблюдался в тех случаях, когда наблюдалась «слепота к повторению» и наоборот - то есть существует своего рода двойная диссоциация между этими двумя феноменами. При этом СП может служить одним из теоретических объяснений не нахождения второго целевого стимула при ПППП: возможно, испытуемый обнаруживает второй целевой стимул, однако категоризирует его как уже найденный. В пользу этого утверждения свидетельствует, в частности, наличие ошибок повторной фиксации при ПППП (Cain et al., 2013).

При этом объяснение ПППП через сходные с СП механизмы предполагает противоречие теории перцептивной установки: согласно идее о «слепоте к повторению» одинаковые целевые стимулы не должны обнаруживаться, в то время как согласно теории перцептивной установки, схожие стимулы опознаются с большей вероятностью.

Исследование Чана будет далее рассмотрено подробнее, так как оно может помочь в понимании соотношения механизмов СП и ПППП или МВ и ПППП, но сначала будут проанализированы основные теории, объясняющие феномены МВ и СП

«Мигание внимания» и «слепота к повторению»: теории, объясняющие феномены, сравнение механизмов работы

Эта часть написана частично опираясь диссертацию М. В. Фаликман (Фаликман, 2003)

Эффект «мигания внимания» - ухудшение опознание второго целевого стимула (зонда) или нескольких таких стимулов в критическом диапазоне после опознания первого целевого стимула (200-500 мс) (напр., Горбунова, Фаликман, 2011).

Феномен наблюдается в условиях быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов и был впервые описан исследовательской группой Дж. Рэймонд (Raymond et al., 1992).

«Мигание внимание» наблюдается как в зрительной, так и слуховой модальностях. В данном исследовании речь пойдет только о зрительной модальности.Стимулами в исследованиях с БППЗС выступают различные объекты от букв (напр., Горбунова, Фаликман, 2011) или слов (напр., Wierda et al., 2012), до более сложных - лица (напр., Sy & Giesbrecht, 2009).

Как правило, первый целевой стимул указывается верно, а второй целевой стимул не обнаруживается, что объединяет этот феномен с ПППП и СП.

Исследование феномена «Мигания внимания» началось до начала появления его официального названия. Первое исследование с использованием быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов было проведено Фрэнкишом. Он использовал слова как стимулы, часть из них была написана заглавными буквами, а часть из них строчными. Данный дизайн лег в основу первого опубликованного исследования Броадбентов в 1987 году. В качестве целевых стимулов выступали слова, написанные заглавными буквами, дистракторами были слова, написанные строчными буквами (Broadbent & Broadbent, 1987). В результате получилась «классическая» амплитуда МВ (уменьшение опознание второго целевого стимула до 400 мс, затем процент опознания увеличивался и восстанавливался к 700 мс), однако, вероятность обнаружения целевых стимулов была примерно равна 60 процентам, а в случае когда второй целевой стимул предъявлялся сразу после первого, процент опознавания был 34 процента. Если между целевыми стимулами было один и больше дистракторов, вероятность опознания второго целевого стимула равнялась 17 процентам. Данное ухудшение опознания второго целевого стимула связано с тем, что испытуемый сравнивал первый целевой стимул со вторым, в случае их отличия, процент сильно уменьшался, также, дистракторы, вероятно, способствовали тому, что испытуемый забывал первый целевой стимул и не мог запомнить второй целевой стимул.

Важно отметить, что процент в исследовании Броадбентов был слишком низок для подобных исследований, поэтому эти данные не вполне поддаются интерпретации.

Еще один из ранних исследователей МВ - Сперлинг, в его эксперименте на МВ стимулы предъявлялись с двух сторон от фиксационного креста. Задача - назвать целевой стимул (белую цифру) и 3 цифры за ней. Основная ошибка данного исследования заключалась в том, что экспериментаторы не знали об ограничениях рабочей памяти, потому что исследования Лака и Фогеля про объем рабочей памяти в 4 объекта было проведено позднее (Luck et al., 1998). Задача получилась невыполнимой для испытуемых полученные данные Сперлинга не поддаются интерпретации, ответы испытуемых были лишь случайными угадываниями.

В исследовании Сперлинга был второй эксперимент: испытуемому быстро предъявлялись цифры, целевые стимулы были выделены цветом или отмечены рамкой. Задачей также было запомнить первый целевой стимул и идущие следом. В результатах было получено, что испытуемые не могли запомнить последующие 5 стимулов после целевого. Стоит отметить, что эксперимент по-прежнему являлся трудно выполнимым, а процент правильных ответов значимо не отличался от процента случайных угадываний. Рамка является очень плохим сигналом для обозначения целевого стимула, так как подобный дизайн включает в себя двойное задание: опознание целевого стимула и опознание рамки. Более того, в условиях БППЗС рамка имеет свойство «съезжать» с целевого стимула на стимулы, идущие после него, таким образом создавая иллюзорные соединения и запутывая испытуемого.

Дизайны данных экспериментов были использованы Шапиро и ее исследовательской группой в 1992 году для создания исследования, ставшим классическим (Raymond et al., 1992). Сначала был реплицирован эксперимент Сперлинга: было получено ухудшение опознавания стимулов на позициях со второй по четвертую, к пятой опознание стабилизировалось. Далее был создан эксперимент, целью которого было понять, действительно ли существует данный феномен, а также представить себе механизмы его возникновения. Стимулы предъявлялись со скоростью 11 стимулов/секунду. Стимулами выступали заглавные буквы английского алфавита. Задачей испытуемого было опознать белую букву среди черных букв (целевой стимул) и сказать, была ли в ряду после целевого стимула буква Х черного цвета (второй целевой стимул). Дистракторы в исследовании были черного цвета, первый целевой стимул белый, второй черный. В эксперименте было 2 условия. Первое - основное, когда после первого целевого стимула в ряду быстро последовательно предъявляемых зрительных стимулов была буква Х на определенной позиции после 1 целевого стимула. Контрольное условие - в ряду стимулов буква Х была одна. Второй целевой стимул (буква Х) располагалась на восьми позициях, представленных после первого целевого стимула. Результаты эксперимента представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 Результаты классического эксперимента Реймонд, Шапиро и Арнелл (1992). Данный рисунок взят из диссертации М. В. Фаликман (2001)

Как видно из рисунка, второй целевой стимул опознается значительно хуже на позициях со 2 по 5, там процент опознавания восстанавливается примерно на уровень первой позиции после целевого стимула. Авторы высказали предположение, что после того, как опознается 1 целевой стимул, внимание человека «захлопывается», будто объектив старого аппарата, который создает изображение, зафиксированное только что (модель «заслонки»). Создание этого изображения было обозначено как создание репрезентации только что увиденного целевого стимула. В это время создание второй фотографии невозможно, следовательно, причиной «мигания» является продолжительная обработка и кодирование первого целевого стимула.

Данная теория Данная теория была быстро опровергнута этой же исследовательской группой (Shapiro et al., 1994). Если вторым целевым стимулом выступает имя человека, то амплитуда МВ нивелируется. Вероятно, непроизвольное внимание, которое реагирует на яркий прошлый опыт (имя человека), восполняет пробелы и ограничения произвольного внимания, поэтому имя человека опознается.

На основании этого эксперимента группа выдвинула новую теорию: МВ На основании этого эксперимента группа выдвинула новую теорию: МВ происходит из-за подавления второго целевого стимула дистракторами, которые следуют за зондом. Таким образом, первый целевой стимул наделяется определенным уровнем активации для обработки его в рабочей памяти, из-за большой скоростью обработки, идущий стимул за ним также наделяется высоким уровнем активации, так в данной теории объясняется преимущество первой позиции. Если сразу после целевого стимула идет зонд, с большой долей вероятности он опознается. Согласно данной теории, все стимулы попадают в рабочую память, наделенные высоким уровнем активации обрабатываются, остальные же теряются, по причине замещения другими стимулами. В результате интерференции часть стимулов теряется, среди них может оказаться второй целевой стимул, который не получается должной активации по причине обработки первых двух стимулов.

Критика теории интерференции была осуществлена в экспериментах Фогеля, Шапиро и Лака (Vogel et al., 1998) с использованием метода регистрации вызванных потенциалов. Испытуемым предъявлялся ряд стимулов в условиях БППЗС, в качестве стимулов выступали буквы английского алфавита и цифры, при этом в качестве второго целевого стимула выступало слово. Было обнаружено, что в интервале мигания внимания не происходило подавления ни ранних ВП, ни N400, однако P300, связанный с кодированием в рабочую память, был подавлен. Таким образом, испытуемые распознавали наличие слова, однако кодирования в рабочую память не происходило, то есть второй целевой стимул не достигал поздних стадий обработки.

В качестве альтернативы была предложена модель, состоящая из двух стадий, согласно ей зонд не попадает в рабочую память и поэтому теряется (Chun & Potter, 1995). Первая стадия представляет собой опознание первого целевого стимула по определенным признакам (чаще всего эти признаки задаются в задаче - белая буква или буква Х). Вторая стадия - кодирование объекта в рабочую память или, другими словами, создание репрезентации объекта в рабочей памяти. Пока один стимул проходит вторую стадию, другие стимулы не опознаются. Неопознанные стимулы теряются и не могут быть закодированы в рабочую память, а следовательно, опознаны.

Эксперимент с использованием метода ЭЭГ, проведенный Мак-Артуром и его коллегами, показал, что двухстадийная модель в большей отражает действительность, по сравнению с моделью интерференции (McArthur et al., 1999). Во время феномена МВ происходит активация P300. Данный коррелят связывают с кодированием информации в рабочую память. Это значит, что во время проявления данного компонента может происходить обработка первого целевого стимула в рабочей памяти. Исходя из этого получается, что рабочая память занята обработкой и не воспринимает последующие стимулы. С другой стороны, нельзя с уверенностью сказать, что второй целевой стимул не достигает рабочей памяти, основываясь на результатах этого эксперимента.

Двухстадийная модель была модернизирована Петерсоном и Джуола (Peterson and Juola, 2000). Ученые добавили третью стадию - селекции стимулов по пространственному признаку. Данная модернизация существенно не изменила и не помогла в решении проблемы «мигания внимания».

Далее необходимо рассмотреть более современные модели, в частности, модель конкуренции за вторую стадию (Nieuwenstein, 2004). Согласно данной теории, сначала происходит фильтрация целевых стимулов по степени схожести с первым целевым. Целевой стимул попадает в буфер кратковременной памяти и при наличии достаточного количества ресурсов обрабатывается. Пока первый целевой стимул обрабатывается, зонд находится в буфере. В этот буфер попадают дистракторы, которые могут способствовать тому, что второй целевой стимул теряется. Превосходство первой позиции заключается в том, что для обработки второго целевого стимула используются те же ресурсы, что и для первого. Также, согласно этой теории, важную роль играет сходство стимулов между собой. В данной теории вместо уровня активации используется понятие ресурсов, а также анализируется сходство стимулов между собой. В каком-то смысле она является модернизацией теории интерференции.

В противовес данной теории была выстроена теории реактивного подавления Оливерса (Olivers, 2007). В данной теории ошибка возникает в результате скорости предъявления стимулов.

Ещё один вариант объяснения феномена МФ - теория перегрузки внимания, предложенная совместно авторами моделей реактивного подавления и конкуренции за вторую стадию (Olivers & Nieuwenhuis, 2006). Из-за скорости предъявления и количества стимулов происходит сбой, который заключается в том, что система начинает опознавать не только целевые стимулы, но и дистракторы, из-за этого происходит МВ.

Еще одной теорией является теория Ди Лолло (Di Lollo., et. al., 2005). В основе данной теории лежит фильтр, данный фильтр пытается найти целевые стимулы. Контролируется данный фильтр эндогенными ресурсами центрального процессора. Ограничения этого процессора заключаются в том, что он может выполнять только одну операцию за раз. То есть, в случае, когда происходит захват первый цели начинается процесс обработки ее, на это уходит ресурсы центрального процессора, в это время фильтр контролируется извне. Если зонд принадлежит той же категории, то она будет опознаваться и обрабатываться, если же категории различны у целевых стимулов, то нарушается настройка фильтров и второй целевой стимул не попадает.

Четкого понимания принципов работы феномена «мигания внимания» нет до сих пор. Но за долгое время исследования были обнаружены некоторые закономерности и механизмы работы феномена. Для данной работы актуальны данные, полученные Чаном в исследовании 1997 года (Chun, 1997). В своем исследовании Чан сравнивал закономерности работы феноменов «мигания внимания» и «слепоты к повторению», пытаясь выяснить, лежат ли в основании этих двух феноменов одинаковые механизмы.

Теории, объясняющие «слепоту к повторению» можно условно разделить на две категории (Morris et al., 2008). Первая категории связана с активацией определенных репрезентаций или идентификацией целевых стимулов как определённых типов (напр., Chun, 1997; Kanwisher & Potter, 1989, 1990;). В данном случае происходит аналогия с рефракторным периодом у нейрона. При активации формируется репрезентация определенного объекта, в данном случае первого целевого стимула в БППЗС. После активации в результате обнаружения первого целевого стимула наступает период, во время которого не похожий стимул не может быть обработан. Таким образом, «слепота к повторению» возникает по причине отсутствия активации или неразличения зонда как отдельного от первого целевого стимула.

Противоречивые этой идее данные представлены в статье Витлеса и Мэйсона (Whittlesea & Masson, 2005). Именно эти данные послужили образованием второго подхода к теории возникновения «слепоты к повторению». Ученые утверждали, что «слепота к повторению» зависит не от ограничений внимания или от неспособности различить два целевых стимула как отдельные, а от постановки задачи или перцептивного ряда. В эксперименте использовалось БППЗС - половина условий содержала в себе два одинаковых целевых стимула, половина разные целевые стимулы, целевыми стимулами были слова. В данном случае нас интересуют только одинаковые целевые стимулы. Первое условие эксперимента - два одинаковых стимула просто предъявлялись на 120 мс с интервалом 120 мс. В других условиях целевые стимулы располагались на 2 и 4 позиции при условии, что всего было 5 стимулов на экране. Условия различались словами, которые были на 1, 3 и 5 местах. Первый вариант - строки, состоящие из символов; второй вариант - слово WHITE, на каждой из трех позиций; третий вариант - три разных слова. Процент опознавания в условии с двумя стимулами с интервалом в 120 мс между ними равнялся примерно 100. В условии с несловами процент правильных ответов был примерно равен 78. В условие с одинаковыми словами на трех позициях было получено 58 процентов правильных ответов. В последнем условии (разные слова) было лишь 10 % правильных ответов. Таким образом, ученые выдвинули гипотезу, что в «слепота к повторению» зависит от процессов оценки и контекста. В дизайне данного эксперимента присутствует очень мало стимулов, но даже на таком количестве наблюдается феномен и значимые различия между условиями.

В своем исследовании М. Чан, который придерживался идеи происхождения «слепоты к повторению» по причине отсутствия активации или неразличения зонда как отдельного от первого целевого стимула, сравнивал механизмы работы феномена «мигания внимания» и «слепоты к повторению» (ссылка). В экспериментах, представленных в статье, варьировались такие факторы, как степень различия целевых стимулов и дистракторов и степень сходства целевых стимулов между собой. В результате была получена двойная диссоциация: феномен «мигания внимания» наблюдался при условии, когда целевые стимулы отличались от дистракторов по цвету и исчезал, когда целевые стимулы относились к другой категории. «Слепота к повторению», напротив, наблюдалась в условии, когда целевые стимулы относились к другой категории по сравнению с дистракторами, и не наблюдалась, когда целевые стимулы отличались друг от друга по цвету.

Исходя из этого эксперимента, автор сделал вывод о том, что в основании «слепоты к повторению» лежат механизмы отличные от «мигания внимания», при этом феномены связаны двойной диссоциацией и наблюдаются в противоположенных условиях.

Таким образом, ПППП с точки зрения феноменологии похож как на МВ, так и на СП. Целью данной работы является выявить механизмы феномена ПППП в контексте изучения факторов, традиционно влияющих на МВ и СП.

Резюме

Данный литературный обзор выполнен для того, чтобы прояснить механизмы возникновения феноменов «мигания внимания», «пропусков при продолжении поиска», «слепоты к повторению», а также их отношения между собой.

В результате было выявлено, что механизмы, лежащие в основе феноменов МВ и СП, являются различными, при этом, между феноменами наблюдается двойная диссоциация. Также важно отметить, что исследования, посвященные феноменам «мигания внимания» и «пропуски при продолжении поиска» говорят о том, что теоретически в их основании могут лежать аналогичные или даже одинаковые механизмы, а пропуски вторых целевых стимулов в этих феноменах, могут наблюдаться в результате истощения ресурсов. При этом в основании ПППП могут также лежать механизмы, которые будут схожи с механизмами СП. Например, пропуск второго целевого стимула может быть связан с тем, что испытуемые не могут категоризировать целевые стимулы как отличные друг от друга.

Исследование связи механизмов феноменов «слепоты к повторению», «мигания внимания» и «пропусков при продолжении поиска»

В данной работе представлено два эксперимента целью которых является выявление возможных общих механизмов феномена «пропусков при продолжении поиска», с одной стороны, и феноменами «мигания внимания» и «слепоты к повторению», с другой стороны.

Можно выделить два предполагаемых механизма возникновения ПППП - дефицит ресурсов при обработке второго целевого стимула, как в феномене «мигания внимания», и неразличение первого и второго целевого стимула, который гипотетически стоит за феноменом «слепоты к повторению». Ранее в экспериментах М. Чана была обнаружена двойная диссоциация между феноменами «мигания внимания» и «слепоты к повторению»: МВ исчезает при высокой степени отличия целевых стимулов от дистракторов, однако сохраняется, когда первый целевой и второй целевой стимул имеют разные цвета; на появление СП не влияют различия между дистракторами и целевыми стимулами, но при этом, СП исчезает, когда первый целевой стимул и второй целевой стимул имеют разный цвету. Нами были построены два эксперимента. В первом эксперименте сравнивается успешность нахождения второго целевого стимула в зависимости от степени его отличия от дистракторов. Если ПППП имеет механизмы, сходные с МВ (дефицит ресурсов), вероятность обнаружения второго целевого стимула должна снижаться при увеличении сходства между целевыми стимулами и дистракторами, в то время как общие с СП механизмы предполагают отсутствие такого влияния.

Во втором эксперименте сравнивается успешность нахождения второго целевого стимула при условии, когда он идентичен первому целевому стимулу по цвету или отличается. Если ПППП имеет сходные с СП механизмы, то он должен быть редуцирован в условии разных по цвету стимулов. Напротив, теория перцептивной установки предсказывает альтернативные результаты: отсутствие ПППП в условии с двумя одинаковыми по цвету стимулами.

Эксперимент №1

Выборка эксперимента №1

25 студентов НИУ ВШЭ: 21 женщин, 4 мужского, за прохождение данного эксперимента студенты получили дополнительные баллы в курсы общей психологии или экспериментальной психологии. Возраст испытуемых был между 18 и 21 годами (M = 18.72, SD = 0.98). Все испытуемые были русскоговорящими, с нормальным зрением или скорректированного до нормального.

Стимульный материал эксперимента №1

Эксперимент был составлен при помощи Psychopy v. 1.94.1, OS Windows 7. Монитор BENQ-GL2250 (разрешение экрана 1920 Ч 1080, 76 Hz). Ответы испытуемых были записаны с помощью стандартной клавиатуры. Расстояние от монитора до глаз испытуемых составляло примерно 60 см. Ответ давался с помощью стандартной компьютерной мыши.

В исследовании использовалось 6 типов стимулов. Было 4 варианта целевых стимулов: Т черного цвета среднего размера, Т белого цвета, среднего размера, Т большого размера черного цвета, Т большого размера белого цвета. Дистракторами выступали буквы К, П, Г. Они всегда были среднего размера, и черного цвета. Все целевые стимулы представлены на рисунке 2. Все дистракторы представлены на рисунке 3. Размер фигур среднего размера составлял 1.35° Ч 1.55°, а фигур большого размера - 1.80° Ч 2.12°. Как дистракторы, так и целевые стимулы могли иметь разную пространственную ориентацию (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 235°, 270°, 315°). Пространственная ориентация стимулов варьировалась случайным образом.

Рисунок 2 Целевые стимулы, использовавшиеся в эксперименте №1

Рисунок 3 Примеры дистракторов, использовавшихся в эксперименте №1

Для ответа испытуемого на экране изображались две кнопки «NO» и «ОК», изображены эти кнопки на рисунке 4. Размер кнопок был идентичным и составлял 3.31° Ч 1.65°.

Рисунок 4 Кнопки, использовавшиеся в эксперименте №1

Все стимулы представлены на стандартном сером фоне (128, 128,128) программы Psychopy.

Процедура эксперимента №1

Задачей испытуемого в каждой пробе было найти буквы «Т» (целевые стимулы) среди других букв, после того как испытуемый обнаруживает первую букву он с помощью мышки кликает на нее, далее он ищет вторую букву и при обнаружении кликает на нее. Если на экране находится только одна буква «Т», то испытуемому необходимо кликнуть на нее, а затем на кнопку «ОК». Если на экране нет ни одного целевого стимула, то испытуемому необходимо кликнуть два раза на кнопку «NO».

В начале эксперимента испытуемым предъявлялась следующая инструкция:

«Вы участвуете в эксперименте на внимание. Ваша задача - найти букву "Т" среди других букв. Стимулы отличаются по форме, размеру, цвету и пространственной ориентации. В каждой пробе целевых стимулов может быть один или два, а также может не быть вовсе. Если Вы нашли два стимула, отвечающих заданным в инструкции признакам, последовательно кликните мышкой на каждый из них. Если Вы нашли один стимул, кликните мышкой сначала на него, а потом на OK. Если Вы не нашли нужных стимулов, кликните два раза мышкой на NO. Таким образом, общее число кликов в каждой пробе должно равняться двум. Для запуска каждой следующей пробы нажмите на пробел. Вы можете сделать перерыв в ходе прохождения эксперимента (для этого просто не нажимайте на пробел). Если Вы поняли инструкцию и готовы приступить к эксперименту, нажмите на пробел.».

Затем в начале каждой пробы испытуемому предъявлялся экран, на котором было расположено 20 стимулов и две кнопки для ответа. Фон был серого цвета, стандартного для программы Psychopy. Максимальное время предъявления одной пробы составляло 20 секунд. Испытуемые не знали об этом. В ходе эксперимента лишь одна проба была потеряна по причине того, что испытуемый искал стимулы так долго. Экран монитора был условно (не для испытуемых, а при расчете координат) разделен на 30 ячеек. В которых в случайном порядке, с помощью кода предъявлялись целевые стимулы и дистракторы. Движение стимулов в этих пространствах не превышало 35 пикселей по горизонтали и 30 пикселей по вертикали, что не позволяло стимулам создавать окклюзии. Пространственная ориентация стимулов случайно варьировалась от 0 до 315 градусов (шаг = 45 градусов). Пример пробы представлен на рисунке 5.