CC BY
20
Благодаря детальному изучению взаимоотношения тактильного и визуального внимания пилотов авторы обнаружили тесную связь между этими двумя модальностями внимания. Важно, что такой результат прекрасно согласуется с существующими теориями объединения разных информационных модальностей в единую систему (theories of multimodal information integration). Это показывает, что понимание бортовой когнитивной системы управления полетом (flight deck cognitive system) требует включенного (embodied) когнитивного подхода, что прогресс автоматизации никак не элиминирует человеческую роль оператора в его экспертном поведении.
Наконец, интересным результатом исследования явился тот факт, что оба пилота с их разными зрительно-образными представлениями прокладывали согласованный курс полета, одновременно зрительно отслеживая показания автоматизированных систем авиалайнера.
«Все эти находки, - пишут авторы в заключение, - должны быть объяснены с помощью когнитивной теории. Существующие теории отчасти предоставляют адекватные объяснительные модели, но требуются более точные теоретические рамки, и импульс для такого теоретического развития и создают экспериментальные результаты применения методологии "распределенных когнитивных усилий" и "когнитивной этнографии"» (с. 373).
А.А. Али-заде
2014.03.008. ЛЭНГХОЛС Б., БАГУН Дж., НЬЮНАМЕЙКЕР Дж. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСНОВАННЫХ НА ЗРЕНИИ ПСИХОФИЗИЧЕСКИХ ПОДСКАЗОК В ЦЕЛЯХ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.
LANGHALS B., BURGOON J., NUNAMAKER J. Using eye-based psychophysiological eues to enhance screener vigilance // Journal of cognitive engineering and decision making. - 2013. - Vol. 7, N 1. -P. 83-95. - D0I:10.1177/1555343412446308. - Mode of access: http:// edm. sagepub .com/ content/7/1/83
Ключевые слова: бдительность; «убыль бдительности»; когнитивная готовность; психофизические рефлексы-подсказки.
Авторы из США ставят целью своего исследования определение того, насколько психофизические подсказки, например зри-
тельная моторика, способны обнаружить «колебания бдительности» (vigilance levels) представителей службы, ответственной за установление заслона (screener) ввозу в страну запрещенных предметов (с. 83).
Передовая линия национальной безопасности, пишут авторы, обычно полагается на службу мониторинга прибывающих в страну людей и багажа. Огромная масса въезжающих людей законопослушна в отношении требований стран въезда, но всегда есть небольшой процент лиц, занимающихся трансграничной контрабандой. Поэтому «всегда будет необходима работа службы заслона подобным, нарушающим национальную безопасность действиям и, значит, представители этой службы (screeners) обязаны подтверждать свою эффективность - высокий уровень когнитивной готовности (cognitive readiness) выполнять свою задачу» (с. 83).
Исследователи полагают, что бдительность людей, осуществляющих функцию досмотра, связана с тем, что можно назвать способностью к метакогнитивному анализу (metacognition) -управлению своими собственными когнитивными процессами. Ме-такогнитивный анализ позволяет человеку поставить автоматизм (бессознательность) своего умения под сознательный когнитивный контроль (с. 83). Под автоматизмом в данном случае имеется в виду, что, по мере того как человек, производящий досмотр, приобретает профессиональный опыт, растет автоматизм его профессиональных действий, экономящий на ресурсе внимания. Вместе с тем некоторые исследователи указывают, что профессионально приобретенное экономное расходование внимания - при высоком автоматизме выполнения задачи - может подавлять сами стимулы к бдительности, поскольку бдительность рождается в сознательном контроле задачи, который снижается приобретенным автоматизмом. Отсюда следует, что для устойчивого поддержания когнитивной готовности императивно использование методов, которые обеспечивали бы когнитивный контроль задачи и соответственно повышали бы бдительность работников службы заслона (screeners). Тогда возникает вопрос, как узнать, когда человек начинает утрачивать когнитивный контроль над выполнением задачи и теряет бдительность.
Существуют обширные исследования в отношении методов развития человеческой способности безошибочно обнаруживать то,
что люди хотят скрыть. Однако большинство таких исследований показывает, что исполняющему эти обязанности человеку не удается поддерживать должный контроль ситуации, т.е. свою бдительность, на должном уровне в течение длительного времени, особенно когда сама задача занимает продолжительное время, рутинна и утомительна. Поэтому первым шагом к разработке метода поддержания у тех, кто осуществляет досмотр, высокой когнитивной готовности было бы точное знание, когда именно бдительность начинает падать. То есть «необходимо сосредоточиться на определении, какие психофизические (мимические, связанные со зрением) подсказки могут служить индикаторами изменений уровня бдительности у людей, призванных профессионально проявлять бдительность» (с. 84).
В ряде исследований зафиксировано, что чем дольше человек пребывает в состоянии выполнения требующей бдительности задачи, тем больше он теряет в скорости и эффективности ее выполнения. В частности, «эмпирически продемонстрировано, что высокая бдительность не может поддерживаться более 20 минут» (с. 84). Чтобы у людей длительно сохранялась высокая когнитивная готовность (бдительность), требуется постоянное ее стимулирование. Для этого необходимо представить выполняемую ими работу как важную государственную задачу. Внимание людей все время должно быть мобилизовано с помощью этой задачи, которая устойчиво должна воспроизводиться в их сознании. Неспособность удержать бдительность на должном уровне получила в когнитивных науках специальное определение в понятии «убыль бдительности» (vigilance decrement), и исследователи отмечают, что эффект «убыли бдительности» особенно силен, когда о целях работы, требующей бдительности, вспоминают лишь от случая к случаю.
В настоящее время в научной литературе можно найти две конкурирующие, но взаимосвязанные теории о том, почему люди не способны поддерживать высокий уровень бдительности длительное время. Одна из этих теорий, впервые заявившая о себе в 1984 г., - теория ресурсов человека (resource theory). Она утверждает, что ресурс внимания человека в принципе ограничен и не выдерживает «марафона» выполнения задачи, требующей бдительности, - внимание довольно быстро «устает», и наступает «убыль бдительности». Эта теория строится на более ранней (1973) теории возможностей (capacity) внимания, согласно которой каждый ин-
дивид располагает уникальной конечной способностью внимания к данным стимулам. Люди с «достаточно высокой» способностью внимания лучше приспособлены к выполнению задач, требующих устойчивого внимания.
Теория ресурсов человека совершенствует теорию возможностей внимания тем, что минимизирует индивидуальные различия. Она сосредоточивается на важности когнитивных ресурсов, требуемых для выполнения задачи, и степени, в какой эти ресурсы могут быть восстановлены после их использования. Ресурсы в этом смысле могут рассматриваться в качестве запасов когнитивной энергии, предназначенной для реализации задач, выполняя которые эти энергетические ресурсы исчерпываются быстрее, чем они могут быть восполнены, отчего и возникает «убыль бдительности». Согласно теории ресурсов человека, «убыль бдительности» прямо сводима к низкой когнитивной способности в результате исчерпания ментальных ресурсов, и без некоторого внешнего «вливания» энергии индивид не способен поддерживать адекватный уровень внимания к выполняемой задаче.
Вторая теория, основанная на социально-психологических исследованиях феномена «выключенного разума» (mindlessness), называется теория «выключенного разума»: «У людей, длительное время выполняющих задачи, требующие бдительности, в какой-то момент внимание перестает фокусироваться на этих задачах и переключается на нечто постороннее - выполнение задач переходит в автоматический ("выключенного разума") режим» (с. 85). Понятно, что режим «выключенного разума» повышает непродуктивную рабочую нагрузку оператора, вызывая эффект «убыли бдительности».
Примечательно, что в основе обеих теорий лежит представление о том, что на уровни бдительности влияют изменения когнитивных ресурсов. Следовательно, для повышения или просто поддержания бдительности необходимо восстановление когнитивных ресурсов. Доказанный путь влияния на когнитивную функцию - ее стимулирование, которое исследователи определяют как «психофизическое состояние, повышающее бдительность» (alertness). Стимулирование может осуществляться посредством любого стимула - слухового, зрительного, - вызывающего психофизический ответ в виде роста осознания ситуации, бдительности и соответственно эффективности выполнения задачи.
При этом многочисленные исследования показывают, что стимулы остаются эффективными только на короткие периоды, так что приходится все время возобновлять «стимулирующую терапию». Респонденты этих исследований быстро переставали реагировать на стимулы, и бдительность падала. В подобных исследованиях стимулы обычно применялись беспорядочно, и это был не самый эффективный способ стимулирования респондентов, поскольку моменты стимулирования могут не совпадать с моментами начала снижения уровней бдительности. Поэтому, если было бы возможно точно выявить начало такого снижения, то, вероятно, удалось бы эффективное стимулирование людей к устойчиво бдительному выполнению задач.
Один из лучших путей определения в лабораторном исследовании момента начала «убыли бдительности» - наблюдать психофизические подсказки (psychophysiological cues) респондентов на этот счет. Часто сами респонденты не осознают, когда их бдительность начинает падать, но изменение их подсознательных психофизических рефлексов способно предвосхитить этот фактический момент. Поэтому есть смысл исследовать психофизические подсказки в качестве сигналов, отражающих когнитивные функции людей, подсказки, которые могут быть выявлены «ненавязчивыми» (nonintrusive) методами - в реальном времени ничем не отвлекаемого погружения респондента в задачу, требующую бдительности. Действительно, «многочисленные медицинские исследования выявляют связь изменений таких психофизических рефлексов-подсказок, как рефлекторные движения глаз и головы, с изменениями когнитивных функций» (с. 85). Однако подобные рефлексы-подсказки никогда не исследовались в качестве прямых индикаторов изменений уровней бдительности. Между тем необходимость такого исследования очевидна, и в частности в качестве психофизического рефлекса, связанного с изменениями когнитивного обеспечения выполнения задачи, требующей бдительности, могли бы стать глазные движения в виде темпа моргания глаз (blink rate). Замечено, что темп моргания обычно возрастает с ростом когнитивной усталости, особенно когда когнитивная усталость переходит в фазу снижения когнитивной функции и соответственно «убыли бдительности». Когда человек активно вовлечен в выполнение задачи, требующей зрительных усилий, его механизм морга-
ния подавлен, чтобы позволить острое восприятие визуальных данных. Однако когда сознание начинает отвлекаться на несвязанные с выполнением задачи предметы или утрачивает необходимые для поддержания высокой когнитивной функции ресурсы, механизм подавления моргания может разрушиться. Такое изменение и обозначит начало «убыли бдительности». Отсюда - гипотеза 1: «убыль бдительности» будет сопровождаться увеличением темпа моргания (с. 86).
Некоторые исследования показали падение этого темпа с ростом отведенного на задачу времени, особенно когда задача требует значительного визуального освоения. Основываясь на этих данных, исследователи связали рост частоты морганий с перегрузками в когнитивном освоении визуальных образов. В результате они сформулировали гипотезу 2: если когнитивные способности снижаются и визуальное освоение ослабляется (что ведет к «убыли бдительности»), частота морганий также должна снижаться.
Другое «глазное» измерение колебаний когнитивной готовности-бдительности - диаметр зрачка, чувствительный к когнитивной рабочей нагрузке, особенно для визуальных задач. С возрастанием когнитивных усилий освоения зрительных образов диаметр зрачка увеличивается. Когда же эти усилия уменьшаются или больше не требуются, диаметр зрачка будет сужаться. Исследователями также обнаружено, что диаметр зрачка увеличивается с прибавлением времени выполнения задачи. Поскольку бдительность одновременно является и когнитивной задачей, и длительным «событием», ожидалось бы (и такова гипотеза 3), что с началом понижения бдительности начал бы сужаться и диаметр зрачка, особенно в случае задач визуальной бдительности.
Движения глаз связаны с движениями головы, и исследователи продемонстрировали, что рост частоты изменений положения головы - свидетельство утраты внимания. В подобных ситуациях люди часто делают разнообразные движения головой в попытке побороть скуку, усталость и вернуть сосредоточенность на задаче. Поскольку «убыль бдительности» предположительно происходит, когда люди начинают утрачивать когнитивную способность, логично выдвинуть гипотезу 4: с падением бдительности, вызванным когнитивной усталостью, будет возрастать и головная моторика.
Эти четыре гипотезы были проверены в эксперименте, который реконструировал реальное выполнение требующей бдительности задачи работниками Администрации транспортной безопасности (transportation security administration) (АТБ), досматривающими с помощью рентгеновских сканеров ручной багаж. Для выполнения подобной задачи досмотра эксперимент потребовал от участников-респондентов рассмотреть 600 зрительных образов в течение 40 минут в целях идентификации образов запрещенных материалов. Все 600 визуальных образов были представлены респондентам в виде сменяющих друг друга 20-25 черно-белых картин, и эти 600 единиц в случайном порядке включали в себя 32 запрещенные единицы. Искомые 32 единицы располагались среди обычных предметов багажа так, что нужна была значительная мобилизация внимания (бдительности) для производства требуемой селекции, тем более что респонденты имели для выполнения задачи четыре пятиминутных периода, в течение которых на каждый визуальный образ у респондента было только 4 секунды. Поскольку респонденты выполняли задачу профессиональных, опытных работников досмотра, то в целях чистоты эксперимента его участники прошли некоторый тренинг, т.е. для них экспериментальное выполнение задачи не было совсем новым делом.
Респондентами выступили 48 студентов из Университета штата Аризона (США), из них - 27 мужчин и 21 женщина, средний возраст которых - 25 лет. Анализ данных начался с определения уровня бдительности каждого респондента, и этот уровень определялся как процент правильных обнаружений в отношении каждого из восьми в 40-минутном эксперименте пятиминутных сегментов. В целом 45 из 48 респондентов испытали в некоторой степени «убыль бдительности». Три участника показали блестящий результат, идентифицировав все 32 искомых образа запрещенных материалов. Примечательно, что 46 из 48 участников правильно идентифицировали первые 6 запрещенных единиц, а 81% - первые 12 до того, как стали испытывать в разной степени «убыль бдительности».
Помимо определения индивидуальных уровней бдительности измерялись для каждого респондента диаметр зрачка, глазная и головная моторики. Одна из больших проблем анализа результатов этого эксперимента состояла в огромном количестве собранных
данных. Так, поступление данных по глазной моторике насчитывало 60 пунктов ежесекундно, что давало приблизительно 145 тыс. пунктов для каждой из трех (диаметр зрачка, глазная моторика, головная моторика) анализируемых переменных в конце 40-минутного экспериментального выполнения задачи. А периодические данные об ошибках только усложняли анализ. Однако, несмотря на эти сложности, удалось сегментировать данные так, что был установлен сегмент первых 10 минут эксперимента, в течение которых участники очень хорошо выполняли задачу. Последующие сегменты выявили для разных участников интервал от 10 до 15 минут, после которого у респондентов в разной степени наблюдался эффект «убыли бдительности», рассчитанный по измерению переменных (диаметра зрачка, глазной и головной моторики), связанных гипотезами 1-4. Таким образом, пишут авторы в заключение, указанные гипотезы получили в целом подтверждение, а соответственно, получило подтверждение и то, что «для выявления изменений в индивидуальной когнитивной готовности реально существуют психофизические рефлексы-подсказки, и изучение не только рассмотренных здесь, но и возможных других психофизических подсказок - плодотворный путь развития когнитивной науки» (с. 93).
А.А. Али-заде
2014.03.009. ОСОЗНАННЫЙ ВЫБОР КАК ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ СЛОЖНЫХ РЕШЕНИЙ / ПФАФФ М., КЛЕЙН Г., ДРУРИ Дж., СУНГ-ПИЛ-МУН, Ю-КУН-ЛЮ, ЭНТЕЦАРИ С. Supporting complex decision making through option awareness / Pfaff M., Klein G., Drury J., Sung Pil Moon, Yikun Liu, Entezari S. // Journal of cognitive engineering and decision making. - 2013. - Vol. 7, N 2. -P. 155-178. - DOI: 10.1177/1555343412455799. - Mode of access: http://edm.sagepub. com/ content/7/2/155
Ключевые слова: принятие решений; осознание ситуации и осознанный выбор; пространство ситуации и пространство решений.
Авторы из США разрабатывают теоретические и экспериментальные основания принятия сложных решений по осознанному выбору, определяя понятие «осознанный выбор» как «понимание
