CC BY
8
2018.01.007. ДЖЕКСОН-НИЛЬСЕН М., КОЭН М.А., ПИТТС М.А. ВОСПРИЯТИЕ АНСАМБЛЕВОЙ СТАТИСТИКИ ТРЕБУЕТ ВНИМАНИЯ.
JACKSON-NIELSEN M., COHEN M.A., PITTS M.A. Perception of ensemble statistics requires attention // Consciousness and Cognition. -2017. - Vol. 18. - P. 149-160. - Mode of access: http://www.sciencedi rect. com/science/article/pii/S 1053810016302823. - DOI: 10.1016/j. concog. 2016.11.007.
Ключевые слова: внимание; сознательное восприятие; зрительные ансамбли; статистически суммированные репрезентации; слепота по невниманию.
Авторы статьи - психологи из США Молли Джексон-Нильсен, Майкл Коэн и Майкл Питтс. Работа посвящена экспериментальному исследованию и обсуждению вопроса о необходимости внимания для сознательного восприятия так называемых зрительных ансамблей.
Понятие ансамблевых (или статистически суммированных) репрезентаций - концептуальная новация в области современной когнитивной психологии и науки о зрении. Его ключевой посыл состоит в том, что помимо нескольких объектов, воспринимаемых в высоком разрешении благодаря фовеальной области глаза, зрительная система способна репрезентировать множество свойств воспринимаемых сцен в качестве зрительных ансамблей. В недавних исследованиях было показано, что такого рода ансамблевые репрезентации могут формироваться для представления средней ориентации, направления движения, скорости, размера, положения объектов, эмоциональной окрашенности выражения лиц и т.д. Утверждается, что ансамблевые репрезентации порождаются эффективно, за пределами сознания и параллельно процессам обработки информации об индивидуальных объектах и свойствах.
Эта идея была использована для решения проблемы несоответствия субъективно «богатого» опыта восприятия мира и объективных данных о существенных ограничениях устройства и работы зрительной системы, которая привлекла пристальное внимание исследователей. С этой точки зрения «восприятие не является ни столь богатым, как интуитивно полагается, ни столь скудным, как
свидетельствуют доминирующие модели зрительного внимания и рабочей памяти» (с. 149).
Важной проблемой, связанной с идеей ансамблевых репрезентаций, является вопрос о роли механизмов внимания в их формировании. Так, отправным пунктом для работы авторов послужили два недавних экспериментальных исследования, результаты которых могут быть использованы как свидетельство возможности сознательного восприятия по крайней мере одного аспекта зрительных сцен - цветового разнообразия - без участия внимания. В первом исследовании, проведенном З. Бронфманом (Z. Bronfman) и др.1, было показано, что участники в состоянии одинаково хорошо отчитаться о количестве букв в выделенной строке буквенных таблиц как в том случае, когда перед ними ставилась такая задача единственно, так и тогда, когда им в дополнение нужно было отслеживать цветовое разнообразие букв за пределами выделенной строки. Более того, из полученных в этом исследовании результатов следовало, что отчеты субъектов о цветовом разнообразии букв за пределами выделенной строки явно не носили произвольного характера.
В более позднем исследовании психолога Э. Уорд (E. Ward) и ее соавторов2 было продемонстрировано, что участники способны отчитаться о характере цветового разнообразия букв (значительное или незначительное) за пределами указанной экспериментаторами строки, но при этом они не замечали, что цвет любой буквы может быть изменен по ходу эксперимента (т.е. воспринимали зрительные ансамбли в целом без детального восприятия каждого составляющего их элемента).
В этих экспериментах, как замечают авторы, субъекты по условиям задания были вынуждены частично направлять внимание на цветовое разнообразие букв за пределами выделенной строки при каждой попытке. Таким образом, эти исследования, считают они, оставляют открытым вопрос о том, возможно ли сознательное
1 We see more than we can report: «Cost free» color phenomenality outside focal attention / Bronfman Z.Z., Brezis N., Jacobson H., Usher M. // Psychological science. - 2014. - Vol. 25, N 7. - P. 1394-1403.
Ward E.J., Bear A., Scholl B.J. Can you perceive ensembles without perceiving individuals? The role of statistical perception in determining whether awareness overflows access // Cognition. - 2014. - Vol. 152. - P. 78-86.
восприятие ансамблей без привлечения процессов внимания в какой бы то ни было форме.
С целью разрешения этого вопроса авторы модифицировали использованную в экспериментах З. Бронфмана и его коллег стратегию, попытавшись создать условия, в которых у участников не было бы мотивации или возможности разделять ресурсы внимания, частично направляя их на восприятие ансамблей (цветового разнообразия букв за пределами выделенной строки или их размера).
Всего авторами в рамках настоящего исследования проведено четыре эксперимента, состоявших из нескольких фаз, в которых было задействовано в общей сложности 135 добровольцев из числа студентов Рид-колледжа. Каждая фаза всех экспериментов включала показ участникам на экране монитора таблиц, составленных из заглавных букв латинского алфавита Я, Т, Б, К, В, Р, Ь, М, К, выстроенных в случайном порядке в четыре строки и шесть столбцов. Размер шрифта букв мог варьироваться в диапазоне от 40 до 60 пт. В одних случаях буквы были одинакового размера (50 пт), а в других - разного в пределах указанного диапазона. Другая ключевая переменная - цветовое разнообразие букв - была представлена в двух вариантах - значительном (когда буквы могли случайно выбираться из всех 19 цветов выбранного для данного исследования цветового круга) и незначительном (когда использовались только шесть примыкающих друг к другу цветов того же круга).
Первый эксперимент состоял из трех фаз. Для его проведения было привлечено 50 участников. В первой части эксперимента перед участниками была поставлена единичная задача отчитаться о буквах из выделенной экспериментаторами строки (для этого буквы выделялись белым цветом). Им было дано четыре тренировочные и восемь экспериментальных попыток. На восьмой ключевой экспериментальной попытке цветовое разнообразие букв за пределами выделенной строки, бывшее до этого значительным, изменялось на незначительное. Сразу после этого участники направлялись на прохождение теста по типу принудительного выбора из трех альтернатив, где нужно было определить изображение, в наибольшей степени соответствовавшее продемонстрированому им на восьмой экспериментальной попытке. Правильным вариантом была таблица с буквами того же незначительного цветового разнообразия. Две другие альтернативы включали в себя изображение со
значительным цветовым разнообразием по типу того, что они видели первые 11 раз, а также отвлекающий внимание (foil) вариант с перевернутыми буквами значительного цветового разнообразия (рассчитанный на то, чтобы смутить тех участников, которые могли ожидать определенные уловки со стороны экспериментаторов).
Во второй части первого эксперимента участникам необходимо было выполнить двойное задание, включавшее в себя отчет о буквах из выделенной строки и цветовом разнообразии букв из оставшихся строк. Эта фаза также состояла из четырех тренировочных и восьми экспериментальных попыток. На восьмой экспериментальной попытке размер шрифта букв изменялся на однородный (вместо шрифта в пределах 40-60 пт на первых 11 попытках). Аналогичным образом сразу после этой попытки участники проходили тест, делая принудительный выбор из трех альтернатив (корректной, некорректной, отвлекающей). В эксперименте была также и третья дополнительная фаза, где участники выполняли двойную задачу по отчету о буквах из выделенной строки и размерах остальных букв. Ее целью было подтвердить, что испытуемые способны идентифицировать размер букв тогда, когда они специально уделяют этому внимание, а также проверить их способность отчитываться о буквах из выделенной строки.
По итогам первого эксперимента авторами были получены следующие результаты: на первой стадии лишь 22% участников смогли дать правильный ответ, тогда как 78% выбрали либо просто некорректный (58%), либо отвлекающий (20%) вариант. На второй стадии количество правильных ответов составило 42%, а из 58% неправильных ответов 40% относилось к просто некорректной альтернативе и 18% к отвлекающему изображению. По мнению авторов, эти результаты однозначно свидетельствуют «об устойчивой слепоте по невниманию к цветовой и размерной ансамблевой статистике. Более 50% участников не смогли произвольно заметить эти виды статистики во время ключевых попыток, хотя они с легкостью делали это в последующих (относящихся к двойной задаче) условиях частичного внимания» (с. 153).
В рамках второго эксперимента авторы попытались исследовать возможность, связанную с тем, что замену значительного разнообразия по цвету и размеру на восьмой решающей попытке на незначительное разнообразие (как в первом эксперименте) может
быть труднее идентифицировать, нежели противоположный тип изменения (т.е. с незначительного на значительное). Поэтому оставив аппарат, стимулы и процедуру практически идентичными использовавшимся в первом эксперименте, авторы лишь поменяли между собой типы разнообразия букв по цвету и размеру, демонстрировавшиеся субъектам на первых семи и на восьмой решающей экспериментальной попытке первого эксперимента соответственно.
В эксперименте приняла участие группа из 25 новых студентов Рид-колледжа (один участник был отсеян ввиду несоблюдения им экспериментальных инструкций). Как и в предыдущем эксперименте, в первой части второго эксперимента перед участниками ставилась единичная задача отчета о буквах из выделенной строки, а на втором этапе к ней добавилось требование отчета о цветовом разнообразии букв из невыделенных строк. Соответствующим же образом сразу после замены разнообразия букв из невыделенных строк (по цвету в первой части, по размеру во второй) на восьмой экспериментальной попытке участники проходили тест по выбору наиболее похожего изображения из трех альтернатив (правильная, неправильная, отвлекающая внимание). В результате в рамках первой части эксперимента успешно прошли тест 46% участников, а из 54% давших неправильный ответ 33% выбрали просто некорректную альтернативу и 21% - отвлекающее изображение. Во второй части лишь 21% участников смогли дать правильный ответ, в то время как 79% выбрали некорректную (58%) или отвлекающую (21%) альтернативу (с. 153).
Третий эксперимент был задуман, чтобы учесть то обстоятельство, что в двух предшествующих экспериментах участники могли склоняться к выбору определенных вариантов в тестах в силу накопленной ими в первых семи попытках информации, контрастировавшей с тем, что демонстрировалось им на восьмой раз. Соответственно, по сравнению с предыдущими экспериментами авторами исследования были введены следующие два новшества. Прежде всего на этот раз буквы из невыделенных строк значительного и незначительного разнообразия демонстрировались субъектам (30 новым участникам) в случайном порядке равное число раз на протяжении всех восьми экспериментальных попыток. К тому же во второй части испытуемым показывались таблицы не с одинаковыми либо различающимися по размерам буквами, а с буквами,
размеры которых могли варьироваться в двух промежутках (от 40 до 50 пт и от 50 до 60 пт соответственно). По итогам первой фазы третьего эксперимента правильный ответ предоставили 47% участников, тогда как 53% выбрали либо просто некорректную (37%) либо отвлекающую (16%) альтернативу. Во второй фазе количество правильных ответов составило 33%, а из 67% неправильных ответов 53% относилось к просто некорректному варианту и 14% - к отвлекающему варианту (с. 154).
Наконец, в четвертом эксперименте авторы попытались учесть также и то, что устойчивая слепота по невниманию в отношении ансамблевой статистики (характеристикам букв за пределами выделенной строки) у участников в первых трех экспериментах могла быть следствием недостатка предшествующей практики. Поэтому перед началом первых двух фаз эксперимента, которые в точности соответствовали аналогичным фазам предыдущего эксперимента, авторами были введены две тренировочные сессии, чтобы субъекты (30 новых студентов Рид-колледжа) могли в достаточной степени попрактиковаться на заданиях, схожих с теми, что им предстояло выполнить во время решающих экспериментальных попыток. Наконец, в самом конце эксперимента авторы еще раз поставили перед участниками задачу отчитаться о цветовом разнообразии букв с целью как можно более полно оценить их способность отвечать на неожиданные вопросы (в условиях, когда они уже сталкивались с аналогичной задачей в первой части и специально отслеживали цветовое разнообразие невыделенных букв во второй части).
По итогам четвертого поставленного авторами эксперимента была зафиксирована следующая картина: на первом этапе лишь 33% участников ответили правильно, тогда как 67% выбрали просто некорректный (44%) либо отвлекающий (23%) вариант. На втором этапе было 40% правильных ответов, а 60% неправильных ответов разделились поровну между просто некорректной и отвлекающей альтернативами. После третьей решающей попытки правильный ответ смогли дать уже 67% участников, однако 33%, несмотря на полученный на предыдущих этапах опыт, по-прежнему выбирали просто неправильный (20%) или отвлекающий (13%) вариант (с. 156).
Резюмируя, авторы отмечают, что полученные ими результаты свидетельствуют о том, что для восприятия таких видов зрительных ансамблей, как разнообразие по цвету, размеру и средней величине, требуются ресурсы внимания (по крайней мере в его рассеянной, распределенной форме). Зафиксированные в более ранних исследованиях З. Бронфмана и др. и Э. Уорд и др. результаты можно интерпретировать таким образом, что субъекты в поставленных ими экспериментах все же уделяли определенное внимание ансамблевой статистике (цветовому разнообразию букв из невыделенных строк). Ансамблевые репрезентации могут эффективно кодироваться с привлечением весьма незначительных ресурсов внимания, поэтому их формирование в экспериментах не сказывалось на выполнении основной задачи отчета о буквах в выделенной строке.
Сторонники альтернативной точки зрения на природу перцептивного опыта могли бы заявить, что в ходе настоящих экспериментов испытуемые на самом деле воспринимали ансамблевую статистику, однако ввиду неустойчивости процессов памяти оказались не в состоянии отчитаться об этом во время тестов. И хотя утверждалось, что спор двух подходов (неспособности отчитаться ввиду неустойчивости памяти или отсутствия предшествующего восприятия как такового) едва ли поддается разрешению научными средствами1, в нескольких недавних исследованиях предпочтение отдавалось позиции отсутствия у субъектов в таких условиях перцептивного опыта, которую поддерживают и авторы статьи. Как они утверждают, «представляется, что внимание необходимо для ансамблевого восприятия, даже для базовых ансамблевых перцеп-тов, таких как цвет и размер» (с. 159).
М.А. Сущин
2018.01.008. ВАНРУЛЛЕН Р. НАУКА О ВОСПРИЯТИИ В ЭПОХУ ГЛУБИННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ.
VANRULLEN R. Perception science in the age of deep neural networks // Frontiers in psychology. - 2017. - Vol. 8, article 142. - P. 1-6. -DOI: 10.3389/fpsyg. 2017.00142.
1 Cohen M.A., Dennett D.C. Consciousness cannot be separated from function // Trends in cognitive sciences. - 2011. - Vol. 15, N 8. - P. 358-364.
