Движения глаз и зрительное восприятие в условиях трансформированной зрительной обратной связи

Описание

В данном разделе были рассмотрены внутренние условия выполнения целенаправленных поворотов глаз, преломляющие действие внешних детерминант. Искусственно меняя свойства канала зрительной обратной связи ГДС, мы попытались вывести ее из стационарного состояния, для того, чтобы выявить (1) основные феномены и механизмы работы ГДС в необычных обстоятельствах, (2) условия реализации и восстановления целенаправленной окуломоторной активности, а также (3) последствия дискоординации движений глаз для организации зрительного перцептивного процесса. Итоги проведенных исследований можно суммировать следующим образом.

С изменением направления зрительной обратной связи (?? 0) фиксационный поворот глаз в сторону предмета восприятия «растягивается» в пространстве и времени. Его траектория, составленная из возрастающего числа саккад и ускоренных дрейфов, приобретает спиралевидный характер; чем больше ???, тем выше амплитуда и больше витков «спирали». Начиная с ??? = 90° устойчивой фиксации предмета предшествуют малоамплитудные (3-6°) затухающие вращения глаз. При ??? ? 120-135° зрительно контролируемый произвольный поворот глаз полностью разрушается, а устойчивая фиксация становится невозможной.

Трансформация фиксационного поворота сопровождается возрастанием роли плавного компонента движений глаз (дрейфа) в структуре окуломоторной активности. С увеличением ??? его скорость увеличивается до 60-80°/с, а амплитуда—до 50°. Развитие плавного компонента ведет к порождению специфических окуломоторных структур: (1) пилообразного нистагма и его производных (паранистагма), (2) малоамплитудных затухающих и (3) незатухающих (седлообразных) колебаний, а также (4) крупноамплитудных эллиптических вращений глаз. Нистагмоидные движения формируются при ??? = 90° и постепенно становятся основной окуломоторной структурой. Элементы высокоамплитудных плавных колебаний появляются вместо седлообразных дрейфов при ??? = 135° и с увеличением ??? оформляются в эллиптические вращения глаз. Возникнув при ??? = 90°, затухающие колебания, предшествующие устойчивой фиксации, достигают максимума развития (наибольшей амплитуды и длительности) при ??? = 120-135°, а затем исчезают. Начиная с ??? = 120-135°, целенаправленные повороты и фиксации глаз полностью замещаются специфическими окуломоторными структурами.

Выявленное несоответствие поворотов глаз пространственным характеристикам проксимальной стимуляции (окуломоторная «систематическая ошибка») позволяет дифференцировать две формы окуломоторной адаптации: оперативную и консервативную. Первая выражается в корректировке параметров выполняемого поворота и осуществляется практически сразу же с изменением условий регуляции движений глаз. Однако ее возможности довольно ограничены. Вторая форма предполагает перестройку всей организации окуломоторного акта, требует иных средств и более продолжительного времени. Оперативные преобразования опережают консервативные и задают направление их развертывания, консервативные —закрепляют новую организацию зрительно-окуломоторных отношений и становятся гарантом ее устойчивости.

Феноменология и продолжительность адаптации ГДС зависят от величины угла вращения оптической системы координат (7): чем больше ???, тем тяжелее и продолжительнее протекает адаптационный процесс.

Адаптивная природа ГДС проявляется в трех планах:(1) поиске адекватного направления глаз, обеспечивающего эффективное решение зрительной задачи, (2) в оптимизации способа достижения необходимого направления в ходе повторного обращения к задаче и (3) в регулировании окуломоторного направления по отклонению от зрительно заданного. Это определяет многомерность ГДС, которая одновременно выступает как поисковая, обучающаяся и следящая система. Если в процессе поиска устанавливается новая схема зрительно-окуломоторных координаций, видоизменяется программа и критерии выполнения целенаправленных поворотов глаз, то научение закрепляет и оптимизирует найденное решение, а регуляция опирается на него как на основу и норму функционирования. Поскольку окуломоторная система содержит подвижные и относительно устойчивые связи, и поиск, и научение могут протекать в оперативной и консервативной формах.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Взятый по отношению к наблюдателю фиксационный поворот глаз выступает как окуломоторный навык—умение выполнить зрительную задачу с требуемой точностью и скоростью. Его восстановление включает следующие этапы:

I Компенсация обнаруженного рассогласования (за счет: увеличения общего объема движений, снижения амплитуды и корректировки направления саккад, увеличения амплитуды и скорости дрейфа, тенденции плавного перемещения глаз в сторону эгоцентрического направления предмета и др.).

II Оптимизация двигательного состава фиксационного поворота глаз (через сокращение в ходе повторений объема движений и большую адекватность окуломоторного и эгоцентрического направлений).

III Закрепление и стабилизация навыка (проявляется в возможности переноса целенаправленных движений на широкий круг ситуаций и в эффектах последействия).

Существуют, по крайней мере, два условия, содействующие окуломоторной адаптации: 1) сужение площади оптической афферентации и 2) активный контакт индивида со средой. Первое облегчает произвольный контроль движений глаз и позволяет частично скомпенсировать искажения канала зрительной обратной связи. Второе—включает окуломоторные преобразования в широкий контекст приспособительного поведения индивида и обеспечивает общую направленность адаптации ГДС. Еще одно возможное условие—дискретность оптической афферентации не имеет прямого отношения к окуломоторным преобразованиям. Отмечаемая здесь константность зрительного направления связана не с адаптацией, а с прерыванием зрительной обратной связи ГДС на частоте 1-6 Гц. Появление специфических окуломоторных структур при частоте стимуляции 3-10 Гц указывает на возможность регуляции движений глаз— не только саккадических, но и плавных—на основе дискретной зрительной обратной связи.

Данные, полученные в исследовании, указывают на относительную независимость движений глаз от условий их выполнения-константность окуломоторного направлення. Количественно ее можно выразить посредством специального коэффициента, значения которого для разных видов движений неодинаковы. С ростом ??? коэффициенты константности направлений дрейфов монотонно возрастают, а направлений саккад—монотонно уменьшаются.

Постепенное снижение устойчивости ГДС с увеличением ??? обусловлено диссоциацией движений, реализующих целенаправленный поворот глаз. Поскольку дрейфы согласуются преимущественно с эгоцентрическим, а саккады—со зрительным направлением предмета, образуются два пространственно разнесенных «центра тяжести», одновременно определяющие поворот глаз при ??? ? 0. С ростом ??? пространственная разнесенность центров увеличивается, а обычные окуломоторные структуры (дрейф — саккада- дрейф) преобразуются в нистагмоидные движення. В ограниченной области (3-6°) зрительно выделяемый предмет способен инициировать не только саккадические но и плавные перемещения глаз, причем эгоцентрическое направление оказывает более сильное тоническое действие, чем зрительное. Эти обстоятельства образуют основание малоамплитудных затухающих вращений, предваряющих устойчивую фиксацию предмета. Условием возникновения нистагма и затухающих вращений является стратегия активного восприятия: направленное выделение наблюдателем предметов или их свойств, имеющих небольшие угловые размеры, концентрация зрительного внимания и, как следствие, наличие узкой зоны оперативных фиксаций. Крупноамплитудные эллиптические вращения, а до них — незатухающие седлообразные колебания, являются результатом двух разнонаправленных процессов: (1) тонического смещения глаз, не ограниченного жесткой привязкой к определенному направлению и (2) центрации глаз относительно головы. Они возникают при использовании стратегии созерцательного восприятия: симультанного «охвата» предметов, имеющих большие угловые размеры, распределении зрительного внимания и/или релаксации наблюдателя.

С изменением ??? разрушается координация функциональных узлов и механизмов ГДС. Вступают в противоречие ее гибкие и жесткие звенья, «плавная» и «саккадическая» ветви, вестибуло-окулярный, зрительный и проприоцептивный контуры регулирования. При этом принципы их собственной работы остаются неизменными. ГДС оказывается на более низком уровне организации и устойчивости, который тем не менее сохраняет возможность выполнения наблюдателем (пусть и неэффективно на первых порах) зрительных и двигательных задач. Залогом адаптивных преобразований ГДС является относительная независимость зрительной и окуломоторной форм отражения действительности.

Общий механизм фиксационных поворотов глаз включает исходный, вторичный и третичный контуры регулирования. Первый обеспечивает реализацию движений, второй—оперативность окуломоторной адаптации, третий—кардинальные преобразования зрительно-окуломоторных отношений. Соответственно, зрительная обратная связь является многомерной, по разному используется на различных уровнях организации движений и оказывает на этот процесс не только прямое, но и косвенное (опосредствованное) влияние.

Полученный материал позволяет конкретизировать представления об окуломоторном поле наблюдателя. Оно имеет не только морфологическую, но и функциональную границу, неоднородно, асимметрично, динамично. Топография окуломоторного поля включает пять функционально различных зон: 1) центральную область (до 1-1,5°), 2) парацентральную область (до 3-6°), 3) зону оптимальных поворотов (до 12-15°), 4) область, прилегающую к функциональной границе (до 25-30°) и 5) зону морфологической границы (до 45-50°). Свойства и функциональное строение окуломоторного и зрительного полей подобны.

Изменение направления зрительной обратной связи оказывает влияние и на перцептивный процесс. Воспринимаемое пространство теряет привычную стабильность и начинает регулярно смещаться вместе с поворотом глаз (??? больше 45°). Постепенно теряется произвольное управление взором. Трудности и время решения сложных зрительных задач ощутимо возрастают (??? ? 135°).

Феномен стабильности восприятия, или константности зрительного направления, имеет сложное строение, которое не учитывается известными теориями. По степени выраженности кажущегося движения объектов во время движений глаз можно выделить три относительно самостоятельных диапазона: (1) абсолютной константности (-45° ? ? ? 45°), в пределах которого предметы, несмотря на рассогласование зрительного и окуломоторного направлений, воспринимаются как неподвижные; (2) относительной константности (-135° меньше ? меньше -45°; 45° меньше ? меньше 135°), внутри которого предметы могут восприниматься и как стабильные, и как смещающиеся во время окуломоторной активности; (3) аконстантного восприятия (-180° ? ? ? -135°; 135° ? ? ? 180°), в котором неподвижные объекты воспринимаются перемещающимися; скалярная скорость кажущегося движения соответствует скорости смещения ретинального образа.

Константность зрительного направления выступает в качестве оборотной стороны адаптивности окуломоторного акта. Ее нарушения сигнализируют о серьезных нарушениях зрительной системы и/или ее экстрасистемных связей. Возможны две формы аконстантного восприятия: а) восприятие движения и б) восприятие местоположения объективно неподвижных элементов среды, причем выполнение саккады допускает наличие обеих форм.

Предполагая координацию зрительных и окуломоторных компонентов, стабильность видимого мира не сводится к простому элиминированию сигналов прямой и обратной связи ГДС, зрительной кинестезии или организации когнитивных структур. Она выражает необходимое условие ориентации индивида в окружающей среде, норму восприятия, которая выступает в качестве предпосылки любого окуломоторного акта и им же подтверждается. Это системное эволюционно заданное качество, которое пронизывает все уровни организации перцептивного процесса и может быть представлено в различных измерениях. «Информационная инертность» (Маккей), «устойчивость оптического строя» (Гибсон), «априорность» и относительная жесткость перцептивных схем, карт и моделей воспринимаемого мира (Найссер, Шепард, Стрелоу), ригидность зрительно-окуломоторных отношений—суть разные стороны константности зрительного направления. Его основу образует единство различных по своей природе компонентов восприятия (опыт, установки, ожидания индивида, структура оптической стимуляции, координация зрительных, проприоцептивных, вестибулярных сигналов и др.) соотношение которых варьирует в широких пределах. Изменение ? ведет к «расщеплению» не только самой окуломоторной активности, но и ее функций в процесс зрительного восприятия. Наряду с фовеализацией, движения глаз начинают выполнять несвойственную им функцию дефовеализации предмета восприятия, т, е. одновременно выступают и как полезный (внутренний, контролируемый), и как возмущающий перцептивный процесс (внешний, неконтролируемый) фактор. Доминирование того или другого и определяет модус восприятия среды как стабильной либо движущейся. В последнем случае смещение ретинального образа оказывается за рамками зрительно-окуломоторной интеграции и переживается как эквивалентное смещение окружающего мира. Константность зрительного направления выражает толерантность зрительного восприятия к возмущающему действия собственных компонентов зрительно-окуломоторной интеграции.

Механизм автохронного воздействия лежит в основе нарушений произвольного управления взором наблюдателя. Вращение оптической системы координат приводит к дискоординации его образующих; направлений локуса контроля (функционального поля зрения), глаз и зрительного поля наблюдателя. Следствием растущей дискоординации становятся: (1) возрастание времени фиксационного поворота глаз и продолжительности перевода взора в целом (субъективно переживается как «вязкость») взора). (2) увеличение диспаратности ориентаций локуса контроля и зрительного поля (субъективно переживается как «систематическая ошибка» взора) и (3) все большее подчинение локуса контроля преобразованным структурам окуломоторной активности (субъективно переживается как «навязанность смещений» взора извне). Ни проприоцептивная, ни эфферентная информация, ни когнитивная организация воспринимаемого с нарушениями произвольного управления взором непосредственно не связаны.

Вопреки известным гипотезам, возможность окуломоторного воспроизведения (копирования) пространственных свойств предметов узко ограничены. В основном они касаются направлений дрейфа; и, в меньшей степени, саккад. При этом движения глаз воспроизводят только эгоцентрическое направление предмета. Его форма, величина, расстояние между предметами непосредственно не копируются. Более того, ни афферентное, ни эфферентное копирование не затрагивает существенных (внутренних) моментов построения зрительного образа и носят приспособительный характер. За феноменом окуломоторного копирования стоит сонастроенность сенсорных и моторных компонентов зрительного восприятия, а не воспроизведение «геометрии предмета» в «геометрии движений глаз» как таковое.

Отношения зрительного образа и движений глаз опосредствованы «функциональным зазором», который выражает автономность их функционирования и задает пространство оперативных преобразований. До тех пор, пока рассогласование зрительной и окуломоторной направленности совершается внутри «функционального зазора», оно не оказывает серьезного влияния ни иа ход восприятия, ни на характер движений глаз. Лишь выйдя за его пределы, тот или иной компонент зрительного процесса приобретает статус внешнего возмущающего воздействия. Свойства «функционального зазора» определяют возможность и характер включения окуломоторики в содержание чувственного восприятия наблюдателя.

В рамках целостного взаимодействия субъекта восприятия с объектом место и функции движений глаз перманентно меняются. Они выступают и как активные, и как страдательные, и как причина, и как следствие зрительно переживаемых событий. «Копируя» (с указанными ограничениями) пространственно-временные свойства предметов, движения глаз «копируют» и актуальные состояния наблюдателя, способ его восприятия. Поэтому любое перцептивно-окуломоторное соответствие всегда оказывается относительным и преходящим.

Проведенные исследования раскрывают методические возможности процедуры оптической трансформации направления зрительной обратной связи ГДС.

Во-первых, она позволяет как бы развернуть автоматизированные процессы решения зрительных задач, которые в обычных условиях протекают в течение очень короткого времени и плохо поддаются психологическому анализу. При использовании оптической техники окуломоторные операции, выполняемые под зрительным контролем, переводятся в ранг действия (А. Н. Леонтьев).

Во-вторых, данная процедура позволяет преобразовать обычную окулограмму в последовательность стандартизированных окуломоторных структур, в которых отражаются особенности способа восприятия и выполняемых наблюдателем перцептивных операций: а) возможность визуального выделения либо предмета в целом, либо его частей, б) оперирование либо с элементами зрительного поля, либо с элементами мысленно конструируемой ситуации и др. Значения амплитудно-частотных характеристик необычных окуломоторных структур позволяют идентифицировать область актуально выделяемых элементов зрительного поля и их величину. Можно полагать, что данный метод применим не только в исследовательских, но и в диагностических целях, например, при оценке уровня сформированности перцептивного действия и спецификации входящих в него операций.

В-третьих, в контексте проблемы зрительной адаптации процедура вращения оптической системы координат обеспечивает не только условие рассогласования человека с окружающим его миром, но и упражняемость зрительной перцептивной системы, и индикацию ее переучивания в терминах динамики окуломоторных структур.

В-четвертых, принципиальное значение указанной процедуры для исследований ГДС заключается в возможности разделения и противопоставления зрительных (оптических) и незрительных детерминант зрительно-окуломоторной интеграции (процессы адаптации, механизмы управления движениями глаз, способы их включения в процесс зрительного восприятия и т. п.), а также ее связи с вестибулярной и другими системами ориентировки индивида в среде.

Оптическая трансформация зрительной обратной связи ГДС вызывает цепь преобразований окуломоторной активности, зрительного восприятия и действий человека. Охватывая процессы разных уровней организации, предоставляя возможность исследователю учитывать и соотносить явления различной природы, данная процедура выступает как разновидность эмпирического метода системного анализа чувственного позиания и деятельности человека.

----

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