Аткинсон Р. и др. - Введение в психологию

Развитие восприятия

С восприятием связан веками ставившийся вопрос о том, являются ли перцептивные способности человека врожденными или приобретенными — уже знакомая нам проблема «природы» и «воспитания». Современные психологи уже не верят, что это проблема типа «либо — либо». Сегодня никто уже не сомневается, что и генетика, и научение влияют на восприятие; задача теперь в том, чтобы указать вклад того и другого и определить их взаимодействие. Для современного исследователя вопрос «Надо ли учиться воспринимать?» открывает путь к вопросам более конкретным: 1. Какие способности к различению есть у младенцев (отсюда мы кое-что узнаем о врожденных способностях) и как эти способности меняются с возрастом в условиях нормального воспитания? 2. Если выращивать животных в условиях, ограничивающих их возможности научения (это называется контролируемой стимуляцией), как это повлияет на их дальнейшую способность к различению? 3. Как влияет выращивание при контролируемых условиях на перцептивно-моторную координацию?

Различение у младенцев

Возможно, самый прямой путь выяснить, какие из перцептивных способностей человека являются врожденными, — это посмотреть, какие способности есть у младенца. Сначала вы, наверное, подумали, что исследовать стоит только новорожденных, поскольку, если способность врожденная, она должна присутствовать с первого дня жизни. Однако эта идея оказывается слишком простой. Некоторые врожденные способности, например восприятие формы, могут появиться только после того, как разовьются другие, более фундаментальные способности, такие как различение деталей. А чтобы созрели некоторые другие врожденные способности, может потребоваться, чтобы того или иного рода сигналы из окружения поступали на сенсорный вход в течение значительного времени. Поэтому при изучении врожденных способностей перцептивное развитие прослеживается с первой минуты жизни и далее в течение первых лет детства.

Методы изучения младенцев. Трудно судить о том, что воспринимает младенец, поскольку говорить или следовать инструкциям он не может и поведенческий инструментарий у него весьма ограничен. Чтобы изучать восприятие младенца, исследователю надо выбрать такой тип поведения, посредством которого младенец мог бы показать то, что он может различить. Часто используемый для этого тип поведения — склонность младенца смотреть на некоторые объекты дольше, чем на все остальные, и психологи пользуются им в методе предпочтительного смотрения.

Этот метод показан на рис. 5.28. Младенцу предъявляют два стимула, один рядом с другим. Экспериментатор спрятан от глаз младенца и наблюдает через перегородку позади стимулов за глазами младенца, измеряя время, в течение которого тот смотрит на каждый из стимулов. (Для большей точности экспериментаторы обычно делают видеозапись того, как младенец смотрит.) Время от времени стимулы меняют местами в случайном порядке. Если младенец систематически смотрит на один стимул дольше, чем на другой, экспериментатор заключает, что младенец может их различать.

Рис. 5.28. Тестирование зрительных предпочтений ребенка Другая, близкая процедура называется методом привыкания (Horowitz, 1974; Frantz, 1966). В ней использован тот факт, что младенцы хотя и смотрят пристально на новые объекты, но быстро устают от этого (привыкают). Предположим, что новый объект какое-то время предъявляется, а потом его сменяет другой. В зависимости от того, насколько этот второй объект воспринимается младенцем как идентичный первому или очень на него похожий, он будет смотреть на него меньшее время; и наоборот, если второй объект воспринимается им как существенно отличный от первого, младенец потратит на его разглядывание больше времени. Пользуясь этим, экспериментатор может определить, кажутся ли младенцу эти два физических изображения одинаковыми, а это имеет решающее значение для изучения различных видов константности восприятия.

При помощи этих методик психологи изучили ряд перцептивных способностей младенцев. Некоторые способности нужны для восприятия форм и, следовательно, используются в задачах распознавания; некоторые — особенно восприятие глубины — участвуют в задачах распознавания; а некоторые — в поддержании константности воспринимаемых объектов.

Восприятие форм. Чтобы воспринимать объект, надо сначала иметь способность отличать одну его часть от другой; эта способность называется остротой зрения. С ней связана чувствительность к контрасту — грубо говоря, это способность различать темные и светлые полосы при различных условиях. (Темным и светлым полоскам могут соответствовать различные части паттерна — отсюда связь между чувствительностью к контрасту и остротой зрения.) Острота зрения, как правило, исследуется методом предпочтительного смотрения с использованием в качестве одного стимула паттерна из полосок, а в качестве другого — однородного серого участка. Вначале полоски относительно широкие, и младенец предпочитает смотреть на них, а не на серое поле. Затем экспериментатор уменьшает ширину полосок, пока у младенца не исчезает к ним предпочтение. Предполагается, что в этот момент младенец уже не может различить полоску и ее окружение, так что для него в полосатом паттерне уже нечего воспринимать и он выглядит как однородное поле. Когда младенцев исследовали в возрасте примерно 1 месяца, они могли видеть некоторые паттерны, но их острота зрения очень низкая. Острота зрения быстро растет в первые 6 месяцев жизни; после этого она растет медленнее и достигает взрослого уровня в возрасте между 1 и 2 годами (Courage & Adams, 1990; Teller & Moushon, 1986).

Что говорят подобные исследования о перцептивном мире младенца? В возрасте 1 месяца младенцы не могут различать мелкие детали; их зрение различает только относительно большие объекты. Такого зрения, однако, достаточно для восприятия некоторых крупных признаков объекта, включая некоторые черты лица (в результате они видят что-то вроде паттерна из темных и светлых полос). На рис. 5.29 показаны изображения, моделирующие то, что видит младенец в возрасте 1, 2 и 3 месяцев при рассматривании женского лица с расстояния в 15 см; они основаны на экспериментальных данных по остроте зрения и контрастной чувствительности. В возрасте 1 месяца острота настолько плохая, что трудно различить выражения лица (новорожденные действительно смотрят в основном на внешний контур лица). К 3 месяцам острота улучшается настолько, что младенец уже может расшифровать выражения лица. Неудивительно, что в 3 месяца у младенца значительно больше социальных реакций, чем в 1 месяц.

Рис. 5.29. Острота зрения и контрастная чувствительность. Модели того, что видит младенец в возрасте 1, 2 и 3 месяцев при рассматривании женского лица с расстояния в 15 см; правое фото — то, что видит взрослый. При составлении этих моделей сначала определялась контрастная чувствительность младенца и затем полученной функцией контрастной чувствительности обрабатывалась фотография справа внизу (по: Ginsburg, 1983).

Способность отличать темные края от светлых имеет решающее значение для различения формы; а что можно сказать о других аспектах распознавания объекта? Чувствительность к некоторым признакам формы объекта проявляет себя рано. Даже младенец в возрасте 3 дней при предъявлении треугольника направляет глаза к его сторонам и вершинам, а не разглядывает его в случайном порядке (Salapatek, 1975). Помимо этого, младенцы находят одни формы интереснее других. Они больше склонны смотреть на формы, сходные с человеческими лицами, что, видимо, основано на предпочтении некоторых признаков лица, например на предпочтении изогнутых контуров прямым (Fantz, 1970; 1961). К 3 месяцам младенец может распознавать что-то в лице матери, даже на фотографии; это следует из того, что он предпочитает смотреть на фотографию матери, а не на фотографию незнакомой женщины (Barrera & Maurer, 1981).

Восприятие глубины. Восприятие глубины начинает появляться примерно в трехмесячном возрасте, но окончательно формируется только где-то к 6 месяцам. Так, в возрасте около четырех месяцев младенец начинает тянуться к ближайшему из двух предметов, определяя, какой из них расположен ближе к нему, благодаря бинокулярной диспарантности (Granrud, 1986). Месяц или два спустя младенцы начинают тянуться к ближайшим объектам, определяя их близкое расположение по таким монокулярным признакам глубины, как относительные размеры, линейная перспектива, а также расположение теней (Coren, Ward & Enns, 1999).

Другие свидетельства развития монокулярного восприятия глубины получены в результате исследований, проводимых с использованием визуального обрыва (см. рис. 5.30). Визуальный обрыв состоит из доски, пересекающей посередине лист стекла, под которым по разные стороны от доски находятся две поверхности с шахматным узором — одна прямо под стеклом («мелкая» сторона), а другая на несколько футов вниз от стекла («глубокая» сторона). (Впечатление глубины на рис. 5.30 — собственно обрыв — создается за счет резкого изменения градиента текстуры.) Ребенок, достигший возраста, когда он может ползать (6-7 месяцев), помещается на доску в центре; ему закрывают один глаз, чтобы исключить бинокулярные признаки глубины. Когда мать зовет или манит его с «мелкой» стороны, ребенок тут же ползет к ней; но когда она манит его с «глубокой» стороны, он «обрыва» не пересекает. Таким образом, в возрасте, когда ребенок может ползать, его восприятие глубины развито уже относительно хорошо.

Рис. 5.30. Визуальный обрыв. Визуальный обрыв — устройство, позволяющее продемонстрировать, что младенцы и детеныши животных могут воспринимать глубину примерно с того же времени, когда они начинают передвигаться. Он состоит из двух поверхностей, покрытых шахматным узором и сверху накрытых листом толстого стекла. Одна поверхность расположена прямо под стеклом, а другая — в нескольких футах под ним. Когда котенка помещают на доску посередине между «глубокой» и «мелкой» сторонами, он не хочет переходить на «глубокую» сторону, но легко сходит с доски на «мелкую» (по: Gibson & Walk, 1960).

Константность восприятия. Подобно восприятию формы и глубины, константность восприятия начинает развиваться в первые несколько месяцев жизни. Особенно это касается константности формы и величины (см., напр.: Kellman, 1984). Подтверждение этому можно найти в эксперименте по константности величины, в котором использовался метод привыкания (младенцам надоедает смотреть на один и тот же стимул). Четырехмесячным младенцам сначала предъявляли на какое-то время одного медвежонка, а затем показывали другого. Второй медвежонок мог выглядеть двояко: вариант 1 — равный по физической величине первому медвежонку, но предъявленный на другом удалении и потому создающий ретинальный образ иной величины; и вариант 2 — отличающийся от первого по физической величине. Если младенцы обладали константностью величины, они должны были воспринимать второго медвежонка в варианте 1 (той же физической величины) как равного по величине первому медвежонку и, следовательно, разглядывать его меньшее время по сравнению со вторым медвежонком в варианте 2, который действительно отличался от оригинала. Именно это и происходило (Granrud, 1986).

Контролируемая стимуляция

Теперь мы переходим к вопросу о влиянии специфического опыта на перцептивные способности. Чтобы получить на него ответ, исследователи систематически изменяли вид перцептивного опыта молодого организма и затем наблюдали, как этот опыт повлиял на последующее восприятие. Хотя обычно эти эксперименты были направлены на исследование научения, оказалось, что определенные вариации опыта индивидов иногда влияли и на врожденные процессы.

Отсутствие стимуляции. В самых первых экспериментах по контролируемой стимуляции ученые стремились определить, что получится, если выращивать животное при полном отсутствии зрительных стимулов. Они держали животных в темноте в течение нескольких месяцев после рождения, пока те не созревали достаточно для тестирования зрения. Идея экспериментов была в том, что если животные учатся восприятию, то, впервые увидев свет, они будут неспособны воспринимать что-либо. Результаты совпали с ожидаемым: шимпанзе, которых выращивали в темноте первые 16 месяцев, могли обнаруживать свет, но не могли различать паттерны (Riesen, 1947). Однако последующие исследования показали, что длительное выращивание в темноте не просто исключало научение: оно приводило к вырождению нейронов в различных частях зрительной системы. Оказывается, для поддержки зрительной системы необходимо некоторое количество световой стимуляции. При полном отсутствии стимуляции начинается атрофия нервных клеток сетчатки и зрительной коры (Binns & Salt, 1997; Moushon & Van Sluyters, 1981).

Вышеприведенные данные почти ничего не говорят о роли научения в развитии восприятия, однако они ценны сами по себе. В общем, если животного с рождения лишают зрительной стимуляции, то чем больше время депривации, тем сильнее ущерб. С другой стороны, закрывание одного глаза у взрослых кошек на долгий период не приводит к потере зрения этим глазом. Эти наблюдения привели к идее существования критического периода в развитии врожденных зрительных способностей; под критическим периодом имеется в виду этап развития, в течение которого у организма имеется оптимальная готовность к приобретению определенных способностей. Отсутствие стимуляции в критический для зрения период может навсегда испортить зрительную систему (Cynader, Timmey & Mitchel, 1980).

Ограниченная стимуляция. Исследователи больше не лишают животных стимуляции надолго; теперь их интересует, что будет, если предъявлять животному стимулы на оба глаза, но только определенного рода. Ученые выращивали котят в таком окружении, где они видели только вертикальные или только горизонтальные полоски. В результате котята становились слепы к полоскам той ориентации, которую они не видели (горизонтальным или вертикальным соответственно). А исследования с внутриклеточной регистрацией показали, что многие клетки зрительной коры у «горизонтально воспитанных» котят реагируют на горизонтальные стимулы и не реагируют на вертикальные, тогда как у «вертикально воспитанных» котят наблюдается противоположная картина (Blake, 1981; Moushon & Van Sluyters, 1981). Эта слепота вызвана вырождением клеток зрительной коры.

Разумеется, экспериментаторы не лишали нормальной зрительной стимуляции людей, но такое иногда происходит естественным образом или вследствие лечения. Например, после операции на глазу последний обычно закрывают. Если такое происходит у ребенка на первом году жизни, острота зрения в закрытом глазу снижается (Awaya et at., 1973). Из этого следует, что, как и у животных, у человека в раннем развитии зрительной системы существует критический период; если в этот период стимуляция ограничивается, зрительная система не будет развиваться нормально. У человека этот период намного длиннее, чем у животных. Он может длиться целых 8 лет, но наиболее уязвимыми являются первые два года жизни (Aslin & Banks, 1978).

Ни один из этих фактов не говорит о том, что восприятию надо учиться. Скорее они показывают, что определенного рода стимуляция существенна для поддержания и развития перцептивных способностей, имеющихся при рождении. Но это не значит, что научение не влияет на восприятие. Доказательством этому служит хотя бы способность к распознаванию обычных предметов. Тот факт, что знакомые объекты мы узнаем легче, чем незнакомые — например, собаку узнать легче, чем трубкозуба, — конечно же, объясняется научением (поскольку если бы мы выросли в таком окружении, где трубкозубы встречаются часто, а собаки редко, то легче узнавали бы трубкозуба, чем собаку).

Активное восприятие. Когда возникает необходимость координировать восприятие с моторными реакциями, научение играет важную роль. Это подтвердили исследования, в которых испытуемые получали нормальную стимуляцию, но им не давали нормально реагировать на эти стимулы. При таких условиях перцептивно-моторная координация не развивается.

В одном классическом исследовании, например, два выращенных в темноте котенка получили свой первый зрительный опыт в «кошачьей карусели», показанной на рис. 5.31. Активный котенок, двигаясь, катал на карусели пассивного котенка. Оба они получали одну и ту же зрительную стимуляцию, но только у активного котенка она была результатом его движений. И только активный котенок успешно научился сенсомоторной координации; например, когда котят брали и двигали в направлении объекта, только активный котенок вытягивал лапы, чтобы избежать столкновения.

Рис. 5.31. Как важно делать самостоятельные движения. Оба котенка получали примерно одну и ту же зрительную стимуляцию, но только у активного котенка она была результатом его движения (по: Held & Hein, 1963).

Сходные результаты были получены с людьми. В некоторых экспериментах людям надевали призматические очки, искажающие видимое положение объектов. Когда человек надевал такие очки, сразу после этого ему какое-то время было трудно дотягиваться до предметов и он на все наталкивался. Если человек продолжал носить их и старался при этом выполнять различные двигательные задачи, он адаптировался. Человек научался подстраивать свои движения под настоящее, а не под видимое положение предметов. С другой стороны, если такого человека сажали в инвалидное кресло, он не мог адаптироваться к очкам. Очевидно, для адаптации к очкам самостоятельные движения были существенны (Held, 1965).

Приведенные данные показывают, что мы рождаемся со значительными перцептивными способностями. Естественное развитие этих способностей требует нормального поступления сигналов от окружения в течение нескольких лет; значит, влияние внешнего окружения на первых этапах развития часто оказывается лучшим показателем врожденного, чем процессы научения. Но ясно и то, что научение также влияет на восприятие, что особенно наглядно, когда восприятие надо координировать с моторным поведением.

В данной главе, как и в предыдущей, приводятся многочисленные примеры взаимодействия психологических и биологических подходов. На протяжении этой главы мы рассматривали случаи, когда те или иные психологические функции выполняются специфическими клетками различных участков мозга. Мы видели, что специализированные клетки используются для восприятия движения и что различные отделы мозга ответственны за регистрацию зрительных признаков локализации, формы и цвета объектов. Другие отделы мозга участвуют в определении того, какие из этих признаков используются для контроля поведения и действий. Эти и другие примеры показывают нам, какую роль результаты биологических исследований могут играть в изучении психологических процессов.

Резюме

1. Изучение восприятия обращено к двум главным функциям перцептивной системы: локализации — определению того, где находится объект, и распознаванию — определению того, что это за объект. Исследователи восприятия интересуются также тем, как перцептивная система сохраняет постоянство видимых объектов, несмотря на изменения их изображений на сетчатке. Помимо этого, их интересует развитие способностей к восприятию.

2. Зрительная кора работает по принципу разделения труда. Локализация и распознавание осуществляются различными участками мозга, причем локализация опосредуется участком коры, расположенным выше, а распознавание — участком, расположенным ниже. Процесс распознавания далее подразделяется на отдельные модули, обрабатывающие, например, цвет, форму или текстуру.

3. Чтобы локализовать объекты, сначала надо отделить их один от другого, а затем организовать в группы. Первыми эти процессы изучали гештальт-психологи, предложившие различные принципы организации. Согласно одному из таких принципов, мы организуем стимул, подразделяя его на участки, соответствующие фигуре и фону. Другие принципы имеют отношение к основаниям, по которым мы объединяем объекты в группы, — это принципы близости, замкнутости и сходства.