Методы окулографии в исследовании познавательных процессов и деятельности

+ -
0
Методы окулографии в исследовании познавательных процессов и деятельности
Первый раздел монографии посвящен методам регистрации глазодвигательной активности человека, разработанным в России за последние десятилетия. Мы рассмотрим их возможности, ограничения и перспективы использования в исследованиях познавательных — в первую очередь, перцептивных — процессов и деятельности.

Глазодвигательная активность



В процессе эволюции глаза формировались как органы зрения, обеспечивающие организмам дистантную ориентацию в оптически разнородной среде. По своему строению и способу функционирования это—уникальное устройство преобразования светового потока в активность нервной ткани, которая лежит в основе разнообразных психических явлений: зрительных ощущений, восприятий, представлений и т.п.

Внешний вид глаза человека изображен на Рис. 1.1.



Рис. 1.1. Внешний вид глаза человека.


Конъюнктива — белая соединительная ткань, пронизанная мелкими кровеносными сосудами, в передней части глазного яблока переходит в более изогнутую и прозрачную роговицу. Позади роговицы располагается пигментированная (серая, синяя или каряя) радужная оболочка, обрамляющая зрачок. В зависимости от интенсивности светового потока диаметр зрачка может меняться. Конъюнктива и роговица покрыты тонкой пленкой слезной жидкости, которая равномерно распределяется при движении век (мигании). Слезная жидкость улучшает оптические свойства поверхности роговицы, выполняет роль смазки и защищает глаз от проникновения инфекции.

Оптическая система глаза представляет собой неточно центрированную систему линз, которая формирует перевернутое, сильно уменьшенное и искаженное изображение (ретинальный образ) источников света. Отраженный свет проникает в глаз сквозь роговицу, проходит через хрусталик, обладающий способностью менять свою преломляющую силу, стекловидное тело (желеподобную жидкость, заполняющую глаз), сложную сеть кровеносных сосудов, дендритов и аксонов нейронов, попадая, наконец, на светочувствительную поверхность сетчатки (Рис. 1.2).



Рис. 1.2. Строение глаза (Грюссер, Грюссер-Корнельс, 1984).


Именно здесь происходит первичная обработка оптической информации и посылаются соответствующие сигналы в вышележащие отделы центральной нервной системы.

Светочувствительные клетки (рецепторы) распределены по поверхности сетчатки неравномерно. Наиболее плотно они сосредоточены в небольшой (1,3°) области около пересечения плоскости сетчатки с оптической осью глаза. Данная область—fovea centralis—обеспечивает наивысшую разрешающую способность глаза. С увеличением эксцентриситета плотность рецепторов постепенно падает, а разрешающая способность глаза—уменьшается. Исключение составляет небольшая область вхождения зрительного нерва в глазное яблоко—слепое пятно (16-18° по горизонтальному меридиану назальной части сетчатки). Она лишена фоторецепторов и неспособна вызвать зрительный процесс. Сетчатка каждого глаза обеспечивает возможность восприятия ахроматических объектов в зоне 150° (по горизонтали) и 130° (по вертикали), при этом центр поля зрения смещен к назальной части примерно на 15°

С неоднородностью разрешающей способности тесно связано другое свойство—мобильность, или изменение местоположения глаза в орбите. Глаз—не только орган зрения, но и орган движения. Каждый зрительный акт предполагает окуломоторную активность, посредством которой осуществляется поиск необходимого объекта, его выделение из фона, рассматривание или «мысленное преобразование». Это обстоятельство и позволяет использовать параметры движений глаз в качестве индикаторов перцептивного процесса и связанных с ним форм деятельности.

Глаз человека приводится в движение шестью наружными мышцами, укрепленными в глазной впадине (Рис. 1.3).



Рис. 1.3. Мышечный аппарат глаз


Несмотря на отсутствие центра подвеса или физической оси вращения, глазное яблоко вращается относительно постоянного центра, расположенного внутри глаза на зрительной оси. Расстояние между вершиной роговицы и центром вращения глаза приблизительно равно 13,5 мм.

Известны восемь основных видов движений глаз: тремор, дрейф, микро- и макросаккады, прослеживающие, вергентные, торзионные движения и нистагм. Каждый из них обладает характерными биомеханическими свойствами (амплитудой, скоростью, частотой, траекторией и т.д.) и подчинен соответствующей системе контроля (Ярбус, 1965; Леушина, 1971; Шахнович, 1974; Alpern, 1973; Bach-Y-Rita, Collins, 1971; Ditchburn, 1973 и др.).

1. Тремор—мелкие, частые колебания глаз (Рис. 1.4).



Рис. 1.4. Тремор глаз в норме (Шахнович, 1974). 1—тремограмма правого глаза; 2—тремограмма левого глаза; внизу гистограмма тремора правого (черные столбики) и левого (белые столбики) глаз; по оси ординат—процентное соотношение отдельных частот в спектре тремора; по оси абсцисс—в логарифмическом масштабе частота тремора в Гц.


Средняя амплитуда—20-40 , частота—до 250-270 Гц. В результате тремора ось глаза описывает эллипсоподобные фигуры. Тремор—естественный двигательный фон окуломоторной активности, неподдающийся произвольному контролю.

2.Дрейф—медленное, плавное перемещение глаза, прерываемое микроскачками (Рис. 1.5, А).



Рис. 1.5. Записи горизонтальной составляющей: А—движений двух глаз на фотокимографе в процессе фиксации неподвижной точки испытуемых. На записи хорошо видна асинхронность дрейфов глаз и тремор (Ярбус, 1965). Б—фиксационного нистагма у трех различных испытуемых: а—«правосторонний», б—«левосторонний», в— «центральный» (Гиппеирейтер, 1978).


Скорость дрейфа меняется от 0 до 40°/с, длительность—от 30 до 5000 мс. При фиксации объекта на дрейф приходится 97% времени. Считается, что дрейф создает наиболее благоприятные окуломоторные условия для приема и переработки оптической информации.

3. Микросаккады—быстрые движения продолжительностью 10-20 мс. Диапазон амплитуды—2-50’, скорость от 3 до 12°/с. Микросаккады плохо поддаются произвольному контролю, появляясь во время фиксации объектов. Периодические «сплывы>> глаз, компенсируемые микросаккадами, образуют самостоятельную двигательную единицу—физиологический ннстагм (Рис. 1.5, Б).

Тремор, дрейф и малоамплитудиые саккады обычно относят к категории микродвижений глаз, противопоставляя их макродвижениям: крупноамлитудным саккадам, прослеживающим и вергеитным движениям. Если микродвижения связаны преимущественно с сохранением, то макродвижения—с изменением местоположения глаз в орбите.

4. Макросаккады—резкие изменения позиции глаза, отличающиеся высокой скоростью и точностью (Рис. 1.6).



Рис. 1.6. А — запись скачков глаз между углами квадрата на неподвижную светочувствительную бумагу (Ярбус, 1965). Б — электроокулограмма фиксационного поворота глаз: последовательная фиксация верхней и нижней светящихся точек (Гуревич, 1971).


Амплитуда саккад варьирует в широких пределах от 40—50' до 50—60°, но в естественных условиях восприятия не превышает 20° Продолжительность, скорость и ускорение движения находятся в степенной зависимости от его амплитуды. Скорость саккады плавно достигает максимума (примерно в середине пути) и затем плавно убывает до 0. Максимальная скорость двадцатиградусного скачка—450°/с, его продолжительность—70 мс. Средняя частота саккадических движений—2-3 Гц. Как правило они совершаются по кратчайшей прямой между смежными точками фиксации, но в принципе их траектория может иметь синусоидальную, крючкообразную и другие неправильные формы. Саккады возникают при смене точек фиксации, например, во время рассматривания картины, поиска заданного объекта, пересчета элементов и др., и обычно носят произвольный характер (имеется в виду произвольность выбора наблюдателем нового объекта фиксации; произвольно изменить продолжительность, скорость или ускорение макросаккады невозможно). В момент скачка складываются наименее благоприятные условия Для получения оптической информации.

5. Прослеживающие движения—плавные перемещения глаз, возникающие при движении объектов в поле зрения (Рис. 1.7).



Рис. 1.7. Режим плавного слежения за перемещающейся точкой: А— предсказуемая траектория; Б—непредсказуемая траектория (часть параболы) (Милсум, 1968).


Они обеспечивают сохранение изображения фиксируемого объекта в зоне наилучшего видения. Прослеживающие движения глаз появляются непроизвольно через 150-200 мс после начала движения объекта и продолжаются в течение 300 мс после его остановки или исчезновения. Основной диапазон скоростей—5 /с—90° с. Амплитуда движений ограничивается пределами моторного поля глаза (±60° по горизонтали и ±40° по вертикали). За небольшим исключением вызвать прослеживающие движения произвольно (например, по представлению движущегося объекта) невозможно. Прослеживающие движения глаз существенно расширяют диапазон скоростей движения объектов, в котором сохраняется их эффективное восприятие. Другим источником плавных движений являются повороты головы. Однако в этом случае параметры движений глаз могут вообще не зависеть от свойств оптической стимуляции (они сохраняются и в темноте).

6. Вергентные движения—сведение (конвергенция) или раз-ведение (дивергенция) оптических осей глаз (Рис. 1.8).



Рис. 1.8. Вергентные движения глаз при смене точек фиксации (Ярбус, 1965).


Они включены в процесс стереоскопического зрения, обеспечивая необходимое соответствие проекций объекта на сетчатках обоих глаз. При фиксации зрительные оси пересекаются иа наблюдаемом объекте. Стимулом вергентных движений является диспаратность и диплопия (раздвоение) изображений нового объекта фиксации, вследствие раздражения несимметричных областей сетчаток. Движения возникают через 200 мс после появления объекта и продолжаются несколько сот миллисекунд. Они носят преимущественно плавный характер с максимальной скоростью в несколько десятков угловых градусов в секунду. В момент конвергенция (дивергенция) зрительная способность глаз сохраняется.
7. Торзионные или ротационные движения—вращательные перемещения глаз относительно оптической оси (Рис. 1.9).



Рис. 1.9. Записи ротационных движений глаз (вверху) при наклонах головы из стороны в сторону (внизу). Стрелки указывают направление против часовой стрелки (Белопольский, Вергилес, 1990).


Они содержат как саккадический, так и плавный компонент; амплитуда движений ограничена 10° Основное назначение—частичная компенсация наклонов головы относительно гравитационной вертикали.

8. Нистагм—устойчивая окуломоторная структура, включающая чередование саккад и плавных прослеживающих движений (Рис. 1.10).



Рис. 1.10. Оптокинетический нистагм. Три верхние кривые—запись горизонтальных движений глаз: для правого глаза, для левого глаза, обоих глаз одновременно; две нижние кривые—запись вертикальных движений правого и левого глаза. Видна четкая синхронность всех 3 кривых записи горизонтальных движений глаз. На вертикальные каналы горизонтальные движения глаз почти не передаются. Амплитуда нистагма колеблется в пределах 18-16-5 . Ритм 22 удара за 10 с. (Благовещенская, 1968).


Амплитуда, частота и форма нистагма широко варьируют в пределах параметров базовых видов движений и зависят от его природы; нистагм может иметь оптическое (например, оптокинетический нистагм), эхонческое (вестибулярный нистагм), центральное (виды врожденного нистагма) происхождение. Функция нистагма—компенсация нарушений зрительной и вестибулярной систем или сохранения эффективности восприятия элементов движущейся среды, имеющей регулярную структуру.

Рассмотренные виды окуломоторной активности скоординированы в пространстве и времени и реализуются параллельно (за исключением тремора и дрейфа) каждым из глаз. Более того, они согласованы с другими моторными процессами, протекающими как в самом глазу (изменение кривизны хрусталика, диаметра зрачка, ширины глазной щели), так и в других системах организма (движения головы, рук, локомоции). За каждым видом движений и их синтезами всегда стоит некоторое целое, включающее наряду с эффекторами рецепторные аппараты (сетчатка, лабиринт, мышечные веретена) и контролирующие инстанции центральной нервной системы (верхние бугорки четверохолмия, ядра наружного коленчатого тела, мозжечок, зрительная и лобная области коры) (Рис. 1.11).



Рис. 1.11. Схематическое изображение глазодвигательной системы человека.


Подобное объединение на основе общей функции—изменения либо сохранения положения глаз в орбитах—получило название глазодвигательной системы (ГДС) (Леушина, 1972; Владимиров, Хомская, 1981; Alpern, 1972). По способу функционирования она относится к системам управления с отрицательной обратной связью, т.е. реагирует на рассогласование между требуемым и действительным положением или скоростью смещения глаз (Милсум, 1968; Андреева, Вергилес, Ломов, 1975; Fender, Nye, 1961; Robinson, 1975). В зависимости от каналов афферентно-эфферентного взаимодействия и ведущего принципа управления в рамках ГДС дифференцируются субсистемы, ответственные за выполнение отдельных видов Движений. К ним относятся, в частности, «саккадическая» и «плавная прослеживающая» субсистемы; первая стимулируется позиционной ошибкой локализации объекта относительно направления глаз, вторая—векторной скоростью воспринимаемого объекта (Rashbass, 1961; Robinson, 1964, 1965; Fuch, 1971). Очевидно, что анализ окуломоторной активности—путь, ведущий к пониманию принципов и механизмов биологических систем регулирования, разновидностью которых является ГДС, роли движений глаз в процессе зрения, а также к диагностике функционального состояния различных отделов зрительной системы и ее связей.

На уровне психической организации индивида движения глаз включены в процессы познания и деятельности (Рис. 1.12.).



Рис. 1.12. Основные каналы связи деятельности человека с движениями его глаз.


Человек не только принимает и перерабатывает зрительную информацию, но так или иначе относится к ней. Активное познавательное отношение к воспринимаемому находит выражение в феномене взора—визуальной направленности субъекта на определенный элемент или отношение наличной ситуации, которая проявляется в соответствующей ориентации оптических осей глаз. В зависимости от степени включенности человека в ситуацию взор может быть «осмысленным» или «отсутствующим»; в зависимости от площади предмета зрительного восприятия—«тупым» или «острым»; в зависимости от степени информационной загруженности—«пристальным» или «скользящим»; а условиях невербального общения он может выполнять функцию знака: указывать партнеру направление движения либо предмет, свойства которого необходимо учесть. В любом случае это показатель некоторой внутренней работы человека, его актуального состояния или намерения.

Реализуя взаимодействия человека с миром (деятельность, общение, учение, игру) движения глаз приобретают статус операций и действий, т.е. оформляются в целостные окуломоторные образования (структуры), которые побуждаются определенным мотивом, ориентированы на достижение конкретной цели, соотносятся с условиями выполнения деятельности (Запорожец, Венгер, Зинченко, Рузская, 1967; Гиппеирейтер, 1978). Сохраняясь лишь доли секунды, глазодвигательный акт подчиняется тем же самым законам, по которым строится любое произвольное движение (Бернштейн, 1990). По-существу, целенаправленное перемещение либо сохранение позиции глаз в орбитах выражает решение двигательной (окуломоторной) задачи (Шахнович, 1974; Гиппеирейтер, 1978; Гиппенрейтер, Романов, 1990). Ее предметное содержание, с одной стороны, определяет состав и структуру сенсорных коррекций, моторные единицы, ведущий уровень организации и способ выполнения движений глаз, с другой —определяется характером взаимодействия индивида со средой, человека с миром. Познавательная потребность, схема ситуации, пространство зрительно воспринимаемых отношений, план действия, установка и состояние наблюдателя, перцептивные и интеллектуальные операции входят в окуломоторный акт в качестве его психологического содержания (Барабанщиков, 1990). Соответственно в движениях глаз проявляются закономерности организации психических (прежде всего познавательных) процессов, степень их развития или деструкции (в случае патологии) и место, которое они занимают в структуре деятельности.

Итак, движения глаз несут полезную информацию о процессах ЦНС, способах регулирования движений, организации познавательных процессов, состояниях человека и его деятельности. Чтобы получить ее, необходимо уметь регистрировать окуломоторную активность.

В настоящее время известно много способов измерения и оценки движений глаз человека (Ярбус, 1965; Запорожец, Венгер, Зинченко, Рузская. 1967; Зинченко, Вергилес, 1969; Владимиров, 1972; Шахиович, 1974; Крищунас, 1981; Смирнов, 1984; Bach-Y-Rita, Collins, 1971; Lennerstrand, Bach-Y-Rita, 1975; Monty, Senders, 1976; Fisher, Monty, Senders, 1981; Groner, Menz, Fisher, Monty, 1983; Gale, Johnson, 1984; 0’Regan’ Levy-Schoen, 1987; Luer et al., 1988 и др.), среди которых наиболее разработаны киносъемка, электроокулография, фотооптический, фотоэлектрический и электромагнитный методы. Рассмотрим их подробнее, обращая внимание на (1) физический (технический) принцип, лежащий в основе каждого из методов, (2) их возможности и ограничения, (3) научные проблемы, решаемые с их помощью, а также (4) характер получаемых данных.

Кинорегистрация



Метод кинорегистрации включает три взаимосвязанные процедуры: (1) киносъемку положения глаз испытуемого в процессе решения зрительных, мнемических и интеллектуальных задач, (2) покадровый анализ пленки и (3) наложение траектории перемещения глаз на экспонируемый объект или тестовую ситуацию. Во время съемки объектив кинокамеры устанавливается против лица испытуемого в плоскости экрана, на котором экспонируется объект, на расстоянии 50-80 см. Скорость съемки выбирается в зависимости от целей эксперимента: чем точнее необходимо определить пространственно-временные характеристики окуломоторной активности, тем более высокая скорость (частота кадров в секунду) должна быть использована (Рис. 1.13).



Рис. 1.13. Акт конвергенции в норме. Скорость кинематографической записи—10 кадров в секунду Слева кинокадры. 1-й, 13-й, 36-й Справа последовательные отпечатки диаметров зрачков с кинокадров. Сведение зрительных осей правого (I) и левого (II) глаза приводит к сужению зрачков (уменьшение столбиков на кривой). На столбиках в виде верти кальных линий отпечатывается шкала-масштаб, по которой можно определить абсолютные значения диаметра зрачка. Расстояние между двумя линиями соответствует 2 мм (Шахнович, Шахнович, 1964).


Абсолютное положение глаз испытуемого реконструируется экспериментатором по окончании опытов в ходе покадровой обработки пленки (на специализированном проекторе). Источником информации об окуломоторной активности служит смещение изображения контролируемого элемента глаза (край или центр зрачка, кровеносный сосуд склеры, роговичный блик и т.п.) относительно неподвижной части лица или оборудования. Траектория движений глаз устанавливается путем сопоставления относительного положения контролируемого элемента в смежных кадрах, а длительность движений—по соответствующему ему числу кадров. Построенная на масштабной бумаге циклограмма движений глаз при помощи пантографа переносится на копию экспонируемого объекта.

Метод ориентирован на измерение макродвижений глаз. Обеспечиваемая точность —1-2°. Возможна моно- и бинокулярная Регистрация. Метод позволяет определить маршруты движений глаз относительно поверхности объекта, число и длительность 2» фиксаций элементов стимульной ситуации больших угловых размеров (свыше 2-3°), направление и скорость прослеживающих движений глаз, смену фиксаций разноудаленных объектов и другие особенности окуломоторной активности.

Киносъемка является достаточно удобным (а в некоторых случаях единственным) средством измерения окуломоторной активности у детей, отдельных категорий больных, а также у операторов различных систем управления. Ее главное достоинство—прямая запись и связанные с этим безинерционность и достоверность регистрации. Это позволяет, в частности, проводить исследования без предварительной калибровки, вычисляя измеряемую позицию глаз на основе несложной формулы (Шахнович, Шахнович, 1964). К особенностям относится и безконтактность метода, а также возможность сохранения испытуемым естественной позы и небольших смещений головы. Вместе с тем, он чувствителен к условиям освещения поверхности лица испытуемого (что сужает круг решаемых задач) и отличается высокой трудоемкостью покадровой обработки материала.

Основное предназначение рассматриваемого метода—лабораторный и естественный эксперимент.

Конкретные методики кинорегистрации движений глаз с указанием аппаратуры, стимульного материала, процедуры получения и обработки данных описаны в работах В.П. Зинченко (1956), Д.Н. Завалишиной (1965) и O.K. Тихомирова (1969).

В России киносъемка движений глаз использовалась с середины 50-х до начала 70-х годов. Уже первые исследования (Зинченко, 1956; 1958) позволили установить, что движения глаз не только разнообразны по форме (пространственно-временным характеристикам), но и выполняют в познавательном процессе различные функции: ориентировки, поиска, установки в оптимальное положение, измерения, контроля. К числу функций движений глаз были отнесены также построение зрительного образа и опознание объекта.

Сравнительный анализ исследовательских движений глаза и руки, в том числе при их параллельной регистрации (Зинченко, 1956; Зинченко, Ломов, 1960) показал, что выделенные функции характерны и для движений рук. Более того, в процессе формирования образа эти функции меняются. В ходе построении нового образа н движения глаз, и движения рук осуществляют как бы развертку контура предмета. Однако, изоморфность контура и траектории движений оказывается относительной. Органы чувств как бы постоянно «отвлекаются» от линий контура: возвращаются в предшествующую позицию, переходят к элементам, лежащим на противоположной стороне воспринимаемого объекта и т.п.; движения органов чувств дискретны и неравномерны, а перевод взора очень часто оказывается «неточным». При повторных предъявлениях того же объекта двигательные компоненты перестраиваются; сокращается время «ощупывания» и амплитуда движений, а паттерны фиксаций приобретают стабильный характер. В конце кондов возникает такая ситуация, в которой для адекватного восприятия сложного, но хорошо известного объекта, достаточно одной двух фиксаций. В отличие от осязательной, зрительная ориентировка в новой ситуации приводит к более широкому, но менее детальному ознакомлению и связана с исполнительным действием скорее косвенно. Глаз оказывается более свободным в выборе маршрута своего движения, сохраняя «привязку» к информационно значимым областям объекта. Маршруты движений глаз при решении задачи зрительного поиска представлены на рис. 1,14.



Рис. 1.14. Зрительный поиск и последующее зрительное прохождение лабиринта. а, б, в—поиск выхода из лабиринта, г—первое прохождение лабиринта; д—второе прохождение лабиринта (Зинченко, 1967).


В работе В.Э. Мильмана (1962; 1964) было показано (на примере задач прохождения лабиринта), что с увеличением неопределенности выбора последующего шага в решении задачи продолжительность зрительных фиксаций возрастает. Это позволяет рассматривать временные характеристики дрейфа как показатель напряженности испытуемого при решении зрительных задач.

Пожалуй, наиболее эффективно метод кинорегистрации использовался при изучении развития перцептивных действий (Зинченко, 1964; 1967; Зинченко, Ван Чжи-Цин, Тараканов, 1962). Объектом исследования служили дети четырех возрастных групп (от трех до шести лет); предметом—зрительное восприятие формы. Было обнаружено, что развитие перцептивного действия идет по линии все более адекватного (задаче и предъявляемому материалу) выделения информационного со-держания объекта и совершенствования способов его обследования. Каждому возрастному «срезу» соответствуют свой временной режим и фиксационные маршруты глаз. Общая тенденция развития состоит в постепенной редукции объема движений и снижении степени изоморфности структуры воспринимаемого предмета распределению точек фиксации. Данные, полученные в этих исследованиях, легли в основу моторной, или, вернее, праксеологической, теории восприятия (Зинченко, 1964, 1967), ядро которой составляет предложенная А.Н. Леонтьевым гипотеза уподобления динамики процессов в рецепирующей системе, в частности, движений глаз, свойствам внешнего воздействия (Леонтьев, 1972).

Д.Н. Завалишина (1964, 1965, 1968) использовала киносъемку движений глаз при анализе структуры интеллектуальной деятельности (на материале решения оперативных задач дискретного типа—игра «5»). Согласно ее данным, интеллектуальная деятельность развертывается на двух уровнях: перцептивном и собственно мыслительном, каждый из которых по-разному отражается в характеристиках окуломоторной активности. Этапам процесса решения интеллектуальной задачи (ознакомление с проблемной ситуацией, разработка вариантов решения, формирование окончательного решения) соответствуют характерные маршруты движений глаз, разные длительности и число зрительных фиксаций.

По мнению В. Н. Пушкина (1965, 1971), метод кинорегистрации является эффективным средством психологического анализа процесса решения оперативных (шахматных) задач. Он позволяет, в частности, дифференцировать проблемные участки ситуации, проследить процесс укрупнения информационных единиц оперирования материалом и выявить момент подготовки испытуемым верного решения. В этом смысле глаз выступает как «орган мышления».

Более детально анализ окуломоторной активности в ходе решения шахматных задач выполнен O.K. Тихомировым и Э. Д. Телегиной (Тихомиров, 1969; Познанская, Тихомиров, 1969; Телегина, 1970). Согласно этим авторам, маршруты зрительных фиксаций отражают смысловую структуру процесса решения задачи (Рис. 1.15),



Рис. 1.15. А—позиция на шахматной доске перед выбором 17-го хода черных, последний ход противника Cg 3; Б—движения глаз испытуемого (Тихомиров, 1969).


а исследовательская активность глаз необходима для установления функциональных отношений между элементами проблемной ситуации.

Проведенные эксперименты позволили специфицировать зону ориентировки испытуемого в конкретной ситуации и факторы, определяющие ее объем (новая гипотеза, перенос результатов исследовательской деятельности из одной ситуации в другую и т.п.), описать тактики поиска решения, проанализировать соотношение средств и целей в процессе решения мыслительной задачи, охарактеризовать функциональное развитие механизмов зрительного поиска решения задачи. Как следует из данного цикла работ, при выполнении наглядно-действенных и/или наглядно-образных задач глазодвигательная активность является более информативным индикатором мыслительного процесса, чем словесный отчет — одни из основных методов традиционного исследования мышления.

В практическом плане метод кинорегистрации применим для решения задач оптимизации конкретных видов операторского труда, например, зрительной ориентировки летчиков в процессе полета. Согласно данным Н. Д. Заваловой и В. А. Пономаренко (в кабине самолета киносъемка глаз ведется с помощью зеркала либо светопровода) маршруты движений глаз и длительность Фиксаций приборов могут служить критерием эффективности выполняемой деятельности. На основе анализа окуломоторной активности исследователи уточнили роль парафовеального ния в контроле параметров полета, выявлены преимущества режима смешанного (ручного и автоматического) управления самолетом (Береговой, Завалова, Ломов, Пономаренко, 1978; Доброленскнй, Завалова, Пономаренко, Туваев, 1975; Завалова, Пономаренко, 1977; Завалова, Пономаренко, Сиволап, Юровицкий, 1966).

Таким образом, метод кинорегистрации позволяет раскрыть макроуровень организации окуломоторной активности человека и ее наиболее общую связь с процессами познания и деятельности: функции движений глаз в познавательных процессах, соответствие маршрутов движений глаз стратегии и тактике решения задач, дифференциацию на основе глазодвигательных критериев перцептивного и интеллектуального уровней деятельности, свертывание окуломоторной активности в ходе формирования перцептивных действий и др. Эти закономерности обосновывают практическую полезность метода. Вместе с тем, он мало применим для изучения собственных механизмов окуломоторной активности, анализ которых выносится за рамки исследования.

Существенный недостаток кинорегистрации—трудоемкость покадровой обработки пленки—в какой-то степени может быть преодолей с помощью устройства автоматического сканирования изображения зрачков на кинокадрах (Шахнович, Шахнович, 1957). Более того, киносъемка лица испытуемого может быть заменена сканирующей съемкой диаметров зрачков глаз (пупиллографией) (см. Рис. 1.16).



Рис. 1.16. Схема фотосканирующего пупиллографа (Шахнович, Шахнович, 1964). 1—глаз; 2—полупрозрачная пластинка, через которую на глаз наносится световое раздражение от стимулятора 11; 3—объектив, фокусирующий изображение глаза в плоскость целевой диафрагмы 7, за которой перемещается кинопленка 8; 4—зеркальце для наводки на резкость, которое отклоняет световые лучи, идущие от глаза к матовому экрану 10; 5—нерабочее положение зеркальца во время записи; 6—сканирующая призма; 13—звездочка для протяжки пленки; вращение звездочки и призмы производится с помощью мотора и редуктора, которые на схеме не изображены; 9—лампочка, дающая световую отметку раздражителя на перфорации пленки; 12—фоновый софит.


Фотосканирующий пупиллограф (Шахнович, Шахнович, 1964) позволяет вести регистрацию движений глаз как на свету, так и в темноте (в инфракрасных лучах), хорошо сочетается с другими методами регистрации физиологических характеристик человека, дает возможность одновременно регистрировать макродвижения глаз (включая вергентные) и реакции зрачков. Сохраняя достоинства метода киносъемки в целом, пупиллография воспроизводит и часть его недостатков: низкую точность, дискретность, необходимость пересчета пространственной траектории движений и некоторые другие. Примеры пупиллографической записи движений глаз приведены на Рис. 1.17



Рис. 1.17. Пупиллографическая запись движений глаз (Шахнович, Шахнович, 1964). А—саккадические движения глаз при поочередной фиксации двух точек, расположенных под углом 80 град.; изменению состояния между отдельными столбиками соответствует изменение скорости движений глаз. Б—движения глаз при чтении. В—оптокинетический нистагм. Скорость записи—25 измерений в секунду.


и Рис. 1.13 (справа).

Определенным развитием метода кинорегистрации является телерегистрация движений глаз (Macworth, 1967; Young, Sheena, 1975; Lambert, 1976 и др.), возможности которой продемонстрированы В. П. Смирновым (Смирнов, 1985; Мирошников, 1989).

----

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

Возможно, Вам будет интересно

Поделитесь своим мнением. Оставьте комментарий

Автору будет приятно узнать обратную связь о своём посте.

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent

Комментариев 0