Пространственно-временная дискретность зрительного поля

Описание

Среди особенностей развития ППП обращают на себя внимание две «аномалии» восприятия.

1. Значительное (р меньше 0,01-0,001) по сравнению с Рт0 ухудшение опознания тестовых фигур, предъявленных в непосредственной близости от позиции нового объекта фиксации (S), на ранних стадиях переходного процесса: Pтs Т= S.

2. Стремительный рост ошибок опознания тест-объектов, локализованных в центральной части поля зрения, на финальных стадиях ППП: Ртs T=F=3. Скорость нарастания ошибок опознания, а в некоторых случаях и абсолютная величина Р3s, превосходят аналогичные параметры восприятия тестовых паттернов, удаленных от нового объекта фиксации (S) на большее расстояние.

Их можно отнести к явлениям зрительной маскировки, известным как пара — (феномен 1) и метаконтраст (феномен 2) (Lefton,1973; Weisstein,1972). Параконтраст возникает в условиях пространственной диспаратности тестового (Т) и маскирующего (в нашем эксперименте — метка ) паттернов, когда появление маскирующего паттерна предшествует появлению тестового: S?Т. Условия возникновения метаконтраста также включают пространственную диспаратность тестового (Т) и маскирующего (в нашем эксперименте — фиксационная точка) паттернов, однако порядок их следования обратный: появление тестового объекта предшествует появлению маскирующего: T?F.

В отличие от известных, полученные феномены характеризуются двумя особенностями:

а) имеют место только на периферии зрительного поля;

б) подавление восприятия тестового паттерна обеспечивается точечным пятном, площадь которого в 8-17 раз меньше площади теста.

Назовем их точечным периферическим пара- и метаконтрастом и рассмотрим более подробно.

Точечный периферический параконтраст. В условиях эксперимента тестовый паттерн непосредственно следовал за маскирующим (межстимульный ннтервал=0); время асинхронии включения варьировано от 50 до 550 мс. Угловое расстояние между границами паттернов 20'.

На Рис. 4.5; А





представлен обобщенный график зависимости ошибок опознания тест-объектов, локализованных около метки, от ее длительности и позиции в поле зрения: PтsT=S =1, 2,

3. Он показывает, что абсолютная величина эффекта точечного параконтраста — функция положения и времени экспозиции метки. Чем эксцентричнее позиция метки, тем выше эффект маскировки. Так, для 0 ? t1? 150 мс величина эффекта точечного параконтраста (Рd0 — Рd0) равна: в центре (Р33 — Р30) — 0,2%, на ближней периферии (Р22 — Р20) — 10,1 %; в средней периферии (Р11— Р10) — 20,3 % . С увеличением длительности метки эффект маскировки снижается или становится отрицательным; в последнем случае метка не «тормозит», а облегчает опознание тестовых фигур. Для 400 ? t3 ? 550 мс величина эффекта точечного параконтраста становится равной: в центре (Р33— Р30) —1%. на ближней периферии (Р22 — Р20) — 5,7 %; на средней периферии (Р11, — Р10) — 5,4 %. Скорость падения величины маскирующего воздействия метки растет с увеличением эксцентриситета нового объекта фиксации. Функция параконтраста, т. е. зависимость правильных ответов (Rтs (t) = 100 - Pтs(t) от асинхронии включения теста (в данном случае асинхрония включения теста равна длительности метки), может иметь как монотонно-возрастающую, так и U-образную форму. Как известно, эти же формы имеет и функция классического метаконтраста (Weinsstein, 1972).

Точечный периферический метаконтраст. В отличие от паттернов параконтраста метаконтрастные паттерны предъявлялись в одной и той же пространственной позиции (F, Т=3), а время асинхронии включения было постоянным (tMtlHX= tT = 5 мс). Маскирующий паттерн — точка фиксации — (t=1000 мс) всегда появлялся справа от тестового на расстоянии 20'.

Зависимость ошибок опознания тест-объектов, локализованных около точки фиксации, от основных варьируемых переменных (P3s =1,2,3) представлена на Рис. 4.5, В. Абсолютная величина эффекта точечного метаконтраста также является функцией положения и длительности метки. Чем эксцентричнее позиция метки и больше ее длительность, тем выше эффект маскировки. При коротких экспозициях нового объекта фиксации (0 меньше t1 ? 150мс) эффект метаконтраста или равен 0 или имеет отрицательное значение (Р31). Этот факт согласуется с результатами ряда исследований, показавших отсутствие метаконтраста в центральной (фовеальной) части поля зрения (Lefton, 1973). Впервые эффект маскировки обнаруживается через 200-250 мс после появления метки (испытуемые М. А. и В. В.). При 200 ? t2 ? 350 мс его величина (P3s - P30 ) равна: для Р33 — 0,4 %; для Р32 —7,3 % , для P31 — 9 % . С увеличением длительности метки (400 ? t3 ? 550 мс) метаконтрастный эффект возрастает и становится более выраженным в тех случаях, когда новый объект фиксации локализуется в средней периферии: Р32 - Р30 = 17,8 %; Р31 - Р30 = 25,1 %.

Главное методическое отличие проведенных исследований от традиционных состоит в создании условий, требующих перевода взора с одного (исходного) объекта на другой. Выявленные феномены выступают здесь как функции трех переменных.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

1. Позиции нового объекта фиксации (S) относительно исходного (F).

2. Длительности экспозиции нового объекта фиксации (t).

3. Стадии развития перцептивного переходного процесса.

В ходе развития ППП функции объектов фиксации (предшествующего и последующего) меняются; в разные моменты времени они могут как затруднять, так и содействовать восприятию смежных объектов. Вне отношения к ППП тип взаимовлияний смежных объектов остается неопределенным.

По своим пространственно-динамическим особенностям указанные феномены диаметрально противоположны и связаны отношением реципрокности. Метаконтраст имеет место в области исходной (предшествующей), параконтраст — в области будущей (последующей) точки фиксации. Эффект параконтраста, наиболее резко выраженный на стадиях I и II, постепенно снижается до нуля на стадии III ППП. Эффект метаконтраста, напротив, обнаруживает себя лишь на стадии II, а достигает максимума — на стадиях III и IV ППП.

Сравнивая зависимости, представленные на Рис. 4.5, нетрудно увидеть, что снижение (Р11, и Р22) и повышение (Р31 и Р32) ошибок опознания происходят неодинаково. Относительный эффект метаконтраста оказывается выше, особенно в тех случаях, когда новый объект фиксации локализуется в ближней периферии. Так, в момент t3 Р11 снижается на 21,3 % , а Р31 возрастает на 26,6 %; Р22 снижается на 7,6 %, а Р32 увеличивается на 18,6 %. Более сильный маскирующий эффект в центральной области поля зрения был отмечен и испытуемыми. При продолжительных t ? 300-350 мс сообщались многократные случаи полного феноменального исчезновения тестового объекта.

Совокупное рассмотрение эффектов пара- и метаконтраста, локализованных в различных участках поля зрения, позволяет вывести два следствия.

1. Если оба феномена имеют место только на периферии, а их величина прямо связана с величиной эксцентриситета нового объекта фиксации, то одновременное ослабление параконтраста и усиление метаконтраста означает, что центральная область зрительного поля в данный момент находится между исходной и будущей точками фиксации и перемещается в направлении позиции инициирующего объекта. Следовательно, отношения величин пара- и метаконтраста в области предшествующей (исходной) и последующей (финальной) точек фиксации отражает существенный аспект ППП и может служить его индикатором и мерой. Принципиальное соответствие динамики пара- и метаконтраста стадиям ППП показано в таблице 4.2.





Уравняв эффекты пара- и метаконтраста по величине (варьируя, например, яркость или временные пара- метры паттернов), можно дать более определенный прогноз об актуальной позиции центральной области зрительного поля, а тем самым более дифференцированно указать степень развития ППП. Характер изменения маскировки во времени дает информацию о способе восприятия, принятого наблюдателем. Достоинством описанного метода является относительная легкость оценок ППП и его сочетаемость с другими экспериментальными схемами; например, со схемой исследования микрогенеза зрительного восприятия.

2. В основе феноменов пара- и метаконтраста лежит дискретность, или ограниченность, отражения человеком пространственно-временных свойств и отношений среды. Адекватное восприятие по крайней мере двух сменяющих друг друга физических событий требует, во-первых, их пространственной разделенности, которая сводит к нулю возможность локальных взаимодействий, а, во-вторых, вполне определенного времени отражения каждого из них, при этом длительность элементарного перцептивного акта может превышать длительность самого физического события (Efron, 1970; Matin, Bowen, 1976). Если частота следования физических событий и/или их пространственная диспаратность превышают порог дискретности отражательной системы, то каждое из событий воспринимается одинаково отчетливо, без искажений; при обратных отношениях они объединяются в одно целое, которое воспринимается хуже, чем каждое в отдельности. По сути дела, все исследования феноменов зрительной маскировки касаются восприятия пространственно-временных свойств объектов, значения которых лежат около (как правило, ниже) порога дискретности отражательной системы.

Полученный материал позволяет развить эти представления.

1. Дискретность визуального отражения неоднородна и зависит от положения объектов в поле зрения. Как мы убедились, один и тот же тест-объект в центральной области опознается более эффективно, чем на периферии. При одних и тех же временных параметрах теста и маскера эффекты пара- и метаконтраста в центральной зоне не возникают, а в зоне средней периферии выражены максимально. Отражение пространственных и временных свойств объектов тесно связано друг с другом: величина эффектов маскировки тем выше, чем менее дифференцированно воспринимается каждый из объектов. Есть основания говорить о восприятии единого пространства — времени, внутри которого адекватное отражение объектов может быть достигнуто как изменением расстояния или величины, так и изменением временного интервала (или продолжительностью предъявления) между ними. С этой точки зрения перцептивный переходный процесс реализует преобразование не только пространственных, но и временных отношений зрительного поля.

Обнаруженная неоднородность может быть описана с помощью понятия «градиент дискретности восприятия», выражающего минимальное расстояние в пространстве и времени между двумя смежными физическими событиями, при которых каждое опознается наиболее эффективно. Согласно результатам исследования, величина градиента имеет наименьшее значение в центре зрительного поля и постепенно увеличивается на периферии.

2. Дискретность визуального отражения в общем случае асимметрична. Это означает, что величины градиентов восприятия объектов, расположенных на одном и том же расстоянии от центральной точки фиксации в левой и правой частях поля зрения, различны. Хотя для основной группы испытуемых это различие статистически незначимо, асимметрия дискретности является определяющим фактором восприятия П. Г., Р. И. и X. В.

3. Дискретность визуального отражения динамична: она направленно изменяется в процессе перестройки исходной системы перцептивных отношений, варьируя на всех стадиях ППП. В соответствии с тенденциями преобразования структуры зрительного поля минимальный градиент восприятия последовательно перемещается в направлении позиции нового объекта фиксации, изменяясь по величине. На Рис. 4.6





представлена динамика наиболее эффективной области — центра зрительного поля в процессе фиксации нового объекта, локализованного на средней периферии Pт1(t). Он показывает ряд существенных тенденций изменения минимального градиента восприятия, обнаруживаемых в ходе фиксации нового объекта:

— центр зрительного поля постепенно смещается в сторону объекта, представляющего интерес для наблюдателя;

— минимальный градиент восприятия сначала резко возрастает, а затем постепенно снижается;

— размер центральной области зрительного поля не остается постоянным;

— в момент t2 центральная область как бы расширяется, захватывая одновременно Р31 и Р21, а затем (t7) сужается; по-видимому, существует момент t3 меньше t меньше t4, при котором P21 и Р11, воспринимаются одинаково четко. Описанная динамика тесно связана со стадиями преобразования исходной системы перцептивных отношении и характерна для развитого ППП; у испытуемых с медленно развивающимся (ригидным) ППП (П., Г., И. В., Р. И.) данные тенденции выражены слабо.

Изменения минимального градиента восприятия (динамика центральной части зрительного поля) не могут быть удовлетворительно описаны ни в терминах внимания (распределение, концентрация, смещение), ни в терминах оперативного или функционального поля зрения (пространственно-временная динамика). Они характеризуют движение самого зрительного поля, изменение его собственной направленности.

Проведенный анализ позволяет установить еще одну функцию объектов, появляющихся в непосредственной близости от тестовых. Они играют роль «катализаторов», усиливающих тенденции, которые развиваются в зрительном поле. В этом их основная методическая ценность.

Микродинамика восприятия и саккадические движения

Так как в проведенных экспериментах окуломоторная активность не ограничивалась, возникает ряд вопросов, касающихся места и роли движений глаз в организации ППП. На какой стадии ППП они возникают и завершаются? Как влияют на эффективность опознания? Как связаны с константностью зрительного направления и непрерывностью восприятия? Не является ли функция переходного процесса результатом суммирования (наложения) структур зрительного поля до и после фиксационного поворота глаз?

Планируя эксперимент, мы предполагали судить о факте саккадических движений глаз по отчету испытуемых об особенностях воспринимаемых сцен. Имеется в виду регистрация эффекта мультипликации, т. е. восприятия того или иного элемента стимульной ситуации (S, Т, F) как многократно размноженного и занимающего в одно и то же время различные пространственные позиции. Возможность его возникновения связывалась с двумя обстоятельствами: дискретностью свечения светодиодов ( fсвечения = 1100 Гц) и высокой скоростью перемещения (200-400 град/с) рецептирующей поверхности сетчатки во время саккады. Быстрое движение вызывает явление смазывания (Логвиненко, 1985; Митрани, 1973), которое в силу пульсации яркости светодиодов принимает форму протяженной последовательности цифр или точек. Очевидно, чем выше скорость движения, глаз и продолжительность свечения дно-да, тем длиннее полоса «смазывания» и тем большее число цифр (точек) входит в ее состав. Ранее было показано, что смазывание изображения объектов во время саккад является одним из факторов саккадического подавления; его величина зависит от амплитуды саккады, относительной яркости и позиции теста в поле зрения (Митрани, 1973; Matin,1972; Salthouse, Ellis, 1980).

Эффект мультипликации отчетливо наблюдался в предварительных пробах, когда испытуемые последовательно фиксировали крайние точки установки, наблюдая за постоянно светящейся тестовой цифрой или меткой. Как правило, число «размножений» объектов достигало 5-7, а протяженность полосы — нескольких градусов. Принимая латентный период саккады за 200-300 мс (Ярбус, 1965; Dichtburn, 1973), мы полагали, что поворот глаза до появления теста вызовет «размножение» метки, после появления теста — центральной фиксационной точки, во время появления теста — самого тест-объекта. Такое соответствие позволило бы дифференцировать моменты поворота глаз и выявить их связь с эффективностью опознания. Действительная картина отношений оказалась иной. Прежде всего в условиях основной серии экспериментов эффект мультипликации наблюдается очень редко. Даже тогда, когда длительность свечения метки превышает 300 мс, число замеченных эффектов ограничено всего 1-2 % сделанных проб. За небольшим исключением «размноженными» воспринимаются только тест-объекты, причем эффект мультипликации непосредственно зависит от длительности метки и позиции теста в поле зрения. Отдельные «раздвоения» цифр появляются при ts=100-150 мс, а при ts = 400-450 мс могут исчезнуть вообще (испытуемые В. В., У. В., Р. И.). Диапазон наиболее выраженного (частого) эффекта мультипликации: 275-400 мс. Размноженными воспринимаются лишь те цифры, которые предъявляются в противоположной (относительно позиции метки) части поля зрения; если Т и S оказываются в одной и той же части поля зрения, мультипликация отсутствует. Эффективность опознания «размноженных» тест-объектов определяется его позицией в поле зрения: чем более эксцентрично локализуется тест-объект, тем более расплывчато и менее отчетливо он воспринимается. Число «размноженных» копий варьирует от двух до шести, причем первая из них всегда воспринимается как более яркая, выделяющаяся на фоне других; это становится основанием для определения вектора направления саккады. Частичное наложение копий друг на друга выступает иногда в качестве маскирующего фактора.

Описанные результаты позволяют сделать следующие выводы. 1. В условиях проведенного эксперимента восприятие нового объекта (S) действительно сопровождается саккадическими движениями глаз. Их латентный период варьирует от 100 до 550 мс, а наибольшее число саккад возникает через 275-400 мс после появления метки. Согласно данным, изложенным выше, этот временной диапазон соответствует завершению стадии II и началу стадии III перцептивного переходного процесса. Иначе говоря, саккаднческий поворот глаз совершается в середине ППП.

Оба процесса, окуломоторный и зрительный, развертываются относительно независимо. ППП начинается до появления саккады и может продолжаться после ее завершения. Сам факт поворота глаз еще не достаточен для быстрого развертывания ППП; например, несмотря на сравнительно большое число саккад, ППП испытуемого П. Г. остается на начальных стадиях. Саккадические перемещения глаз непосредственно не влияют на опознание тест-объектов; более существенными факторами являются позиция текста поле зрения и стадии развития ППП. По-видимому, основная роль целенаправленной окуломоторной активности состоит в том, чтобы обеспечить выход ППП на более высокую ступень развития. Но этот процесс совершается не механически, а зависит от свойств самой перцептивной динамики (в частности, от ее лабильности). Установленная корреляция момента возникновения саккады и стадий II—III ППП говорит о том, что организация окуломоторной структуры определяется зрелостью (степенью продвинутости) зрительного процесса. Ни на стадии I, ни на стадии IV макродвижения глаз не нужны. Необходимость в Них появляется тогда, когда происходит тотальное ухудшение восприятия во всех зонах поля зрения (II стадия ППП). Возможно, с особенностями развития ППП связана и величина задержки (латентный период) саккад. Однако, в первую очередь продолжительность латентного периода определяется угловым расстоянием между позицией объекта (S) и фиксационной точкой (F); с ростом этого расстояния время задержки саккад увеличивается (Levy-Shoen, Blanc-Garin, 1974).

Относительная независимость окуломоторного и перцептивного процессов —один из аргументов против полагания динамики ППП результатом суммирования эффективности восприятия в исходной (F) и финальной (S) позициях глаз. В качестве другого аргумента можно назвать асимметрию перераспределения ошибок опознания теста в позициях S и F в ходе ППП. Сравнительно низкая вероятность случайной регистрации саккад вполне закономерна и отмечалась другими авторами (Latour, 1962; Matin, 1974). Очевидно, что она определяется рядом условий, в том числе вероятностью появления стимульных структур типа Sтs, где Т=5; 4 (1; 2), a S=1; 2 (5; 4), длительностью метки, позицией теста в зрительном поле во время саккады и др. Существует зависимость мультипликации и от состояния наблюдателя: чаще эффекты обнаруживаются либо в начале, либо в конце экспериментальной серии из 100 проб. 2. В условиях проведенного эксперимента процесс восприятия совершается непрерывно. Во время саккад перцептивная способность не только сохраняется, но и усиливается в зоне локализации нового объекта (250 ? ts ? 400 мс). Это типичный феномен зрительного внимания, неплохо исследованного в психологии. Вместе с тем развертывание ППП сопровождается общим снижением эффективности опознания (стадия II) и значительным ухудшением восприятия в комплементарной части поля зрения (стадия III). Последнее может быть интерпретировано в терминах парасаккадического подавления. Согласно имеющимся данным, этот процесс начинается за 100-200 мс до начала саккады и может продолжаться несколько сот мс после ее завершения (Matin, 1974). Таким образом, в одном и том же акте чувственного отражения сосуществуют тенденции и затрудняющие, и облегчающие восприятие. Именно этот факт, на наш взгляд, лежит в основе коллизий проблем саккадического подавления и зрительного внимания (Митрани, 1973; Dichtburn, 1973).

На современном этапе исследования задача состоит не только в дифференциации и в отдельном изучении указанных феноменов, но и в познании их единства — как разных проявлений одного и того же целого. Можно полагать, что сосуществование указанных тенденций выражает одно из фундаментальных противоречий микрогенеза зрительного образа.

3. В условиях эксперимента имеет место как стабильное (константное), так и нестабильное(аконстантное) восприятие объектов. Первое проявляется в виде перцептивной инвариантности позиции элементов стимульной ситуации (S, Т и F), второе — в виде изменения локализации теста (Т) во время саккад(эффект мультипликации). Константность имеет место, когда тест (Т) предъявляется в той же половине поля зрения, что и новый объект фиксации (S); аконстантность — когда Т и S предъявляются в разных половинах поля зрения. Как правило, в близких по процедуре исследованиях отмечается либо стабильное, либо нестабильное восприятие объектов. Например, согласно Э. Маху, при быстром перемещении взора с одной светящейся в темноте точки на другую наблюдатель воспринимает яркую полосу, идущую в сторону, противоположную направлению саккады. Возможность сохранения стабильности объекта будущей фиксации во время скачка показана в специальных исследованиях (Bridgeman, Hendry, Stark, 1975; Matin, 1972; Wallach, Lewis, 1966).

В условиях проведенного эксперимента «смазывание» зависит не только от положения, скорости и амплитуды саккадического поворота глаз, но и от функции объекта в акте отражения, его способности быть(или не быть) предметом восприятия. Описанный эффект вряд ли можно объяснить избирательностью подавления или маскировки, так как яркость объектов (в том числе и «размноженных») многократно превышает пороговое значение. Скорее это выражение общего экологического принципа, согласно которому наблюдатель локализует потребные элементы среды в том месте, где они действительно находятся. Элементы среды, образующие фон, могут переживаться как движущиеся (параллельно движению наблюдателя или его органов чувств), поскольку не несут прямой функциональной нагрузки. Кажущееся смещение объектов, вызванное собственными движениями наблюдателя, легко отличимо от движения элементов среды и замечается либо при специальной инструкции, либо в особых условиях наблюдения. Действие (поведение) организуется соответственно характеристикам предмета восприятия; на основе его состояния и выносится суждение о неподвижности (или, наоборот, движении)окружающей среды. Представление о стабильности (нестабильности) как атрибуте всего зрительного поля (образа) в целом нередко оказывается следствием поверхностного интроспективного анализа перцепции.

Отсутствие константности зрительного направления во время поворотов глаз — явление того же порядка, что и искажение пространственных отношений на периферии поля зрения (Helmholtz, 1962; Piaget,1961), преувеличение скорости движения нефиксируемого объекта (Луук, Барабанщиков, Белопольский, 1977) или же восприятие «двоения» объектов, лежащих за пределами зоны Панума (Ittelson, 1960). Если константность соотносится преимущественно с содержанием ядра зрительного образа, то аконстантность — с содержанием его периферии. Сосуществование константного и аконстантного восприятия делает понятным, почему при просмотре телепередач во время постоянно совершающихся саккад мы не воспринимаем «двоений» («размножений») изображения, хотя сталкиваемся с эффектом мультипликации всякий раз, когда перемещаем глаза на объекты, расположенные около телевизионного экрана. Это же объясняет и регулярность наблюдаемой мультипликации в предварительной серии наших экспериментов.

Неоднородность зрительного поля редко обсуждается в контексте проблемы стабильности. Это нашло отражение в формулировке ее основного вопроса: почему, несмотря на движения глаз (головы) и соответствующие смещения изображений объектов на сетчатке, окружающая среда воспринимается неподвижной? Однако, во время движений глаз (головы) индивид переживает не только стабильность, но и движение. Поэтому без учета сосуществования противоположных перцептивных свойств, поиск решения проблемы будет заведомо сужен, а предполагаемые механизмы стабильности всегда будут носить односторонний характер.

Высказанные суждения проливают свет на часто обсуждаемый вопрос о системе координат, в которых оценивается зрительная информация во время фиксационного поворота глаз. Приводимые данные, как правило, указывают на определяющую роль либо внешнего пространства, либо сетчатки (Mays, Sparks, 1980; Ottes, Van Gisbergen, Eggermont, 1984). Сосуществование полярных свойств восприятия позволяет примирить альтернативные позиции. Можно полагать, что в координатах внешнего пространства оценивается содержание предмета восприятия н, вероятно, прилегающих к нему элементов среды; в координатах сетчатки (понимая под этим зависимость воспринимаемой позиции объекта от движения или положения глаза) — элементы среды, образующие фон и локализующиеся на периферии. В зависимости от функции объекта в акте восприятия можно получить результат, подтверждающий либо одну, либо другую концепцию.

----

Статья из книги: Окуломоторные структуры восприятия | Барабанщиков В.А.