Микроструктура процесса опознания

 в раздел Оглавление

«Когнитивная и прикладная психология»

Раздел 2
ОПОЗНАНИЕ И ПОЗНАНИЕ

Структурно - функциональная характеристика процесса опознания

2. Микроструктура процесса опознания

Микроструктурный метод исследования познавательных процессов своим происхождением обязан прежде всего традициям психологической школы, развивающей методологию генетического исследования. Генетический метод дает возможность вскрыть механизмы психических процессов. С другой стороны, в последние годы широкое распространение получил информационный подход к исследованию познавательных процессов, который позволил получить ряд количественных оценок процессов переработки информации. Соединение этих двух подходов дает возможность развить более совершенную методологию и проникнуть в микроструктуру познавательных процессов.

Основные принципы микроструктурного анализа кратковременных психических процессов были сформулированы Р.Н. Хейбером [59]. В соответствии с этим подходом психические процессы - ощущение, Восприятие, память и мышление — должны рассматриваться в непрерывном процессе познавательной деятельности. Истинное объяснение процессов мышления должно начинаться с анализа перцептивного поведения в силу того, что мышление невозможно в отсутствии стимуляции. С другой стороны, перцептивные процессы нельзя изучать независимо от памяти, так как кодирование и сохранение информации имеют место на каждой стадии ее обработки. В соответствии со вторым принципом, кажущаяся непосредственность некоторых психических явлений означает не что иное, как невозможность интроспекции в короткие промежутки времени. Используя достаточно тонкие методы, любое психическое явление, которое оценивается субъектом как одномоментное, можно развернуть во времени и представить как ряд подпроцессов, каждый из которых осуществляется в течение очень короткого, но измеримого отрезка времени. Третий принцип микроструктурного анализа предполагает необходимость различения последовательных и параллельных процессов обработки входной информации.

Исследования, проведенные в рамках микроструктурного подхода, позволили уточнить временные характеристики и операциональную структуру кратковременных психических явлений. Эти исследования показали, что процесс переработки поступающей информации может быть представлен в виде сложной иерархической структуры функциональных блоков1, каждому из которых соответствует определенная психологическая операция. Работа отдельных функциональных блоков характеризуется определенными количественными параметрами - объемом хранимой информации и временем хранения, а также сложностью выполняемых преобразований и местом в общей структуре.

Проблема структуры познавательных процессов не является новой в психологии. Исследования, выполненные в рамках экспериментально-генетического метода, позволили выделить ряд уровней перцептивного действия: обнаружение, выделение адекватных задачам субъекта информативных признаков, идентификация и опознание. Предполагается, что все эти операции включаются в опознавательный процесс как его составляющие. В целом такая характеристика структуры процесса опознания не может вызвать возражений, но она является существенно неполной.

В нашем исследовании была предпринята попытка микроструктурного анализа процессов идентификации и опознания сигналов на материале зрительной и слуховой модальностей. Идентификация представляет собой промежуточное звено между процессами различения и опознания. Идентификация - это сличение некоторого стимула с наличным или хранящимся в памяти эталоном. Она всегда предполагает дихотомическое разделение всей совокупности стимулов на класс стимулов, тождественных по всем признакам (положительная идентификация), и на класс стимулов, не тождественных хотя бы по одному признаку (отрицательная идентификация).

Опознание, помимо идентификации, включает в себя категоризацию стимула, его словесное обозначение. Можно предположить, что различия между этими двумя операциями обусловлены и различиями в неопределенности реакций. Неопределенность реакции (или число возможных альтернативных реакций) обусловливает число эталонов, актуализируемых при предъявлении стимула и участвующих в процессе сличения. При выполнении операции идентификации неопределенность реакции меньше, чем при выполнении опознавательной задачи. При этом в процессе идентификации неопределенность реакции меньше неопределенности стимула и остается постоянной при всех изменениях информационной емкости стимулов. Идентификация, по существу, есть реакция на отношение сходства или различия между двумя стимулами (или между стимулом и эталоном), а не непосредственно на одиночный стимул.

В нашем исследовании с соавторами [60] было предпринято сравнительное изучение опознания и идентификации одномерных и многомерных зрительных стимулов. В качестве материала исследования использовались параметры формы, размера и пространственной ориентации стимула.

Форма. Использовались шесть геометрических фигур: круг, равносторонний треугольник, квадрат, ромб, пятиугольник и шестиугольник.
Размер. Каждая из перечисленных фигур использовалась в трех размерах (I, II, III). Различия между размерами фигур вдвое превышали пороговые
Пространственная ориентация. Каждая из шести геометрических фигур использовалась в четырех возможных пространственных положениях (А, B, С, D).

Стимульный материал предъявлялся испытуемым на экране тахистоскопа в условиях обратного контраста при времени экспозиции 50 мс. Вся программа насчитывала 72 предъявления.

Были проведены два эксперимента - исследование операции идентификации (I) и опознания (II), - каждый из которых состоял из семи опытов.

Методика исследования идентификации

Во всех опытах использовался только один положительный стимул. Предметом исследования первых трех опытов были точность и скорость идентификации одномерных стимулов. В первом опыте признаком положительной идентификации была форма стимулов, во втором - размер, в третьем - пространственная ориентация стимулов. В последующих трех опытах (с IV по VI) испытуемые должны были идентифицировать двумерные стимулы: по форме и размеру, по форме и пространственной ориентации, по размеру и пространственной ориентации. Наконец, в последнем - VII - опыте исследовалась идентификация трехмерных стимулов по форме, размеру и пространственной ориентации.

До начала каждого опыта испытуемый знакомился с эталоном идентификации и получал инструкцию давать положительные ответы только на эталонные стимулы (ответ «да») и отрицательные - на все остальные стимулы (ответ «нет»).

Методика исследования опознания

Стимулы предъявлялись на экране по одному, и задача испытуемых состояла в их опознании. В первом опыте единственным признаком, по которому опознавались фигуры, была форма (ответы испытуемых: «квадрат», «круг», «ромб» и т.п.). Во втором опыте испытуемые в процессе опознания оперировали признаком размера фигур (ответы испытуемых: «первый», «второй», «третий»). В третьем опыте единственным опознавательным признаком стимула была его пространственная ориентация (ответы испытуемых: А, В, С, D).

Материалом исследования в следующих трех опытах служили двумерные стимулы. Наконец, в седьмом опыте использовался трехмерный алфавит стимулов с признаками формы, размера и пространственной ориентации (ответы испытуемых: «квадрат - первый - D)», «круг - третий - А» и т.п.).

В ходе эксперимента регистрировались словесные ответы испытуемых и латентный период сенсоречевой реакции с точностью до 10 мс. В опытах принимала участие группа испытуемых в составе 20 человек — лиц с нормальным зрением, тренированных в тахистоскопических экспериментах.

При анализе данных, полученных при исследовании идентификации, оценивались точность и скорость выполнения операций положительной и отрицательной идентификации. Ряд авторов утверждают, что операции установления сходства и различия отличны по своим механизмам. Гулд и Шеффер [61] с помощью регистрации движений глаз испытуемых в процессе выполнения поисковых задач установили, что средняя длительность зрительных фиксаций на стимулах, идентичных эталону, больше, чем на фоновых стимулах. На этом основании авторы делают вывод, что анализ критического объекта более сложен, чем фонового, иначе говоря, операции положительной и отрицательной идентификации представляют различную сложность для субъекта и выполняются в разные интервалы времени. В нашем исследовании, выполненном на материале геометрических фигур (раздел 1 настоящей главы), условных знаков и знаково-цифровых формуляров [62], не было получено статистически значимых различий в точности и во времени реакции положительной и отрицательной идентификации. Можно предположить, что некоторое увеличение длительности зрительных фиксаций на критических знаках при выполнении задачи их поиска и пересчета в экспериментах Гулда и Шеффера было вызвано необходимостью называния во внутренней речи соответствующего числа при фиксации этих знаков.

Иные данные получены в исследованиях М. Познера с соавторами [63] и У. Нейссера [9]: время реакции положительной идентификации на 30-50 мс меньше, чем время реакции отрицательной идентификации. Познер объясняет большую скорость установления сходства по сравнению с различием существованием зрительной памяти: хранение первого стимула в зрительной памяти во время предъявления второго стимула облегчает операцию установления сходства.

Другую гипотезу предлагает У. Нейссер. Автор полагает, что в экспериментах на бинарную классификацию у испытуемых формируется готовность к восприятию эталонного стимула и положительной ответной реакции. Это приводит к формированию одного интегрального действия, планируемого как целое. Если же предъявленный стимул оказывается отличным от эталона, начинается новое действие, которое заканчивается позже, так как позже начинается. Данные относительно большей скорости выполнения операции положительной идентификации по сравнению с отрицательной получены и в более поздних исследованиях [64].

Нам представляется, что при сравнении эффективности выполнения операций положительной и отрицательной идентификации необходимо учитывать сложность предъявляемых стимулов, а значит, и сложность осуществляемой в процессе идентификации операции сличения. Достаточно представить себе, например, сравнение двух изданий Шекспира. Очевидно, что при этом следует ожидать противоположного эффекта: большей скорости установления различия (по сравнению с тождеством).

Эксперимент I. Идентификация одномерных и многомерных зрительных стимулов

Результаты проведенного нами исследования процесса идентификации показали, что для одномерных стимулов различия в величинах латентного периода сенсоречевой реакции при положительной и отрицательной идентификации статистически не значимы. Так, при оперировании параметром формы время реакции положительной идентификации составило 670 мс, а отрицательной - 650 мс. При оперировании двумерными стимулами обнаружено статистически значимое различие (на 5%-ном уровне) во времени реакции положительной и отрицательной идентификации. Например, при оперировании признаками формы и размера время реакции положительной идентификации составляет 760 мс, а отрицательной - 620 мс. С увеличением мерности стимулов эти различия возрастают: для трехмерных стимулов латентный период реакции положительной идентификации равен 830 мс, отрицательной - 540 мс (различия значимы на 1%-ном уровне).

Мы полагаем, что при оперировании многомерными стимулами из самой сущности положительной идентификации - установление конгруэнтности стимула с эталоном по всем признакам - вытекает необходимость увеличения затрачиваемого на ее выполнение времени. Различия во времени реакции положительной и отрицательной идентификации при оперировании многомерными стимулами позволяют ставить вопросы о параллельности или последовательности сличения признаков стимула и эталона, об иерархии признаков, которые будут рассмотрены ниже.

Таблица 4. Эффективность идентификации одномерных, двумерных и трехмерных стимулов по признакам формы, размера и пространственной ориентации

Признаки Кол-во правильных ответов
%
Латентный период реакции
с
Коэффициент вариации
%
 Форма 98,9 0,66 12,1
 Размер 89,2 0,92 28,2
 Ориентация 98,9 0,76 15,8
 Форма + размер 98,3 0,69 14,5
 Форма + ориентация 99,8 0,62 12,9
 Размер + ориентация 93,7 0,97 21,6
 Форма + размер + ориентация 97,1 0,68 26,4

В целом исследование идентификации одномерных стимулов показало отсутствие значимых различий во времени реакции для положительной и отрицательной идентификации и небольшие направленные вариации времени реакции между признаками формы (0,66с), пространственной ориентации (0,76 с) и размера (0,92с) с максимальной дисперсией для размера (табл.4).

Ошибки положительной и отрицательной идентификации по признакам формы и пространственной ориентации не превышают 1,1%, в то время как ошибки идентификации по признаку размера достигают 10,8%, при этом количество ошибок «ложной тревоги» в четыре раза больше, чем ошибок пропуска эталонного стимула.

Существенное различие, как и предполагалось, обнаруживается в операциях положительной и отрицательной идентификации многомерных стимулов. Это различие проявляется прежде всего в значимом расхождении времени реакции для положительной и отрицательной идентификации. Кроме того, оно обусловливает неодинаковый характер ошибок, допущенных испытуемыми: число «ложных тревог» (ошибок отрицательной идентификации) резко увеличивается по сравнению с количеством ошибок пропуска эталонного стимула. Данные о большей точности положительной идентификации по сравнению с отрицательной согласуются с результатами исследования устойчивости внимания при работе с корректурной таблицей, полученными В.М. Русаловым и Л. Мекаччи [65]. Авторы показали, что устойчивость внимания испытуемых при распознавании отрицательных стимулов значительно ниже, а вариативность показателей значительно выше, чем при распознавании положительных стимулов. На этом основании высказывается предположение о том, что механизмы внимания, связанные с реализацией тормозных программ, более ранимы и подвержены большим межиндивидуальным колебаниям, чем механизмы внимания, связанные с реализацией положительных программ.

Общая точность работы при идентификации многомерных стимулов, по существу, не снижается, а в некоторых случаях даже увеличивается (например, при идентификации по признакам формы и пространственной ориентации). Как ожидалось, основная масса ошибок обоих типов связана с признаком размера. Этот же признак в значительной степени определяет величину дисперсии времени идентификации многомерных стимулов.

Эксперимент II. Опознание одномерных и многомерных зрительных стимулов

При опознании формы обнаруживаются минимальное время реагирования и максимальная точность, причем с ростом сложности фигуры возрастает время реакции и снижается точность (табл.5).

Таблица 5. Эффективность опознания одномерных, двумерных и трехмерных стимулов по признакам формы, размера и пространственной ориентации

Признаки Кол-во правильных ответов
%
Латентный период реакции
с
Коэффициент вариации
%
 Форма 98,3 0,81 27,7
 Размер 92,2 0,83 32,4
 Ориентация 96,6 1,34 31,4
 Форма + размер 94,8 1,17 27,0
 Форма + ориентация 97,4 1,42 27,9
 Размер + ориентация 92,4 1,59 34,2
 Форма + размер + ориентация 95,3 1,35 22,4

Данные по опознанию размера показывают, что этот сенсорный признак при своей очевидности для субъекта обладает максимальной неустойчивостью. Об этом свидетельствуют минимальная точность опознания, максимальный коэффициент вариации и обнаруженный в результате анализа ошибок эффект своеобразного «стягивания» крайних эталонов размера к среднему, центральному.

Признак пространственной ориентации, очевидно, является одним из наиболее простых и первичных генетически. Точность при опознании пространственной ориентации, по существу, не отличается от точности опознания формы (этот эффект проявляется и в дальнейшем, при работе с многомерными алфавитами). Однако вербальное обозначение этого признака вызывает известные трудности, и, возможно, поэтому любая система кодирования признака пространственной ориентации является малоэффективной и влечет за собой резкое увеличение времени реагирования.

При работе с двумерными алфавитами показатели эффективности опознания снижаются: увеличивается время реагирования и уменьшается общая точность ответов. При этом точность опознания по отдельным признакам двумерного стимула почти не меняется по сравнению с точностью опознания одномерных стимулов по этим признакам. Исключение составляют двумерные стимулы с признаками размера и пространственной ориентации, при работе с которыми незначительно снижается точность опознания по признаку размера и нивелируются различия между размерами (т.е. частично исчезает эффект «стягивания»).

В условиях работы с двумерными стимулами при относительной независимости используемых признаков остается почти неизменным коэффициент вариации данных по времени реакции испытуемых. Более того, при переходе к опознанию трехмерных стимулов описанные эффекты проявляются еще резче: отмечается общее усреднение точности опознания по отдельным признакам (как если бы последние обрабатывались параллельно и независимо), время реакции приближается ко времени опознания одномерных стимулов по признаку ориентации (максимальному для одномерных алфавитов), и коэффициент вариации снижается.

Сравнение результатов исследования идентификации и опознания позволяет сделать вывод об операциональном различии этих режимов, которое существенно влияет на эффективность выполнения этих операций. Так, идентификация не включает операции классификации, поскольку здесь достаточно дихотомического деления всех входных стимулов на два класса: тождественных по всем признакам (конгруэнтных), не тождественных хотя бы по одному признаку.

Отсюда следует необходимое (операционально) увеличение времени положительной идентификации даже при условии параллельного сличения стимулов. При отрицательной идентификации достаточно любого несовпадения признаков (независимо от их иерархии), в то время как для операции положительной идентификации конгруэнтность эталона и предъявляемого стимула является необходимым условием.

Операциональная схема опознания
Рис.3. Операциональная схема опознания.

Сравнительный анализ данных экспериментального исследования режимов опознания и идентификации одно- и многомерных стимулов позволяет построить упрощенные операциональные схемы для этих режимов (рис.3 и 4). На рисунках выделены наиболее очевидные различия в характере и количестве входящих в схему операций и во взаимосвязях отдельных операциональных блоков в целостной схеме режима. Так, мы предполагаем, что основные составляющие в схеме опознания (рис.3) представлены следующими операциональными блоками:

  • сенсорный вход, на который поступает стимульный материал; здесь происходит предварительная обработка стимулов и перекодирование языка входных воздействий на рабочий язык функциональных структур высших отделов нервной системы;
  • блок анализа, ответственный за анализ входных стимулов; взаимодействие этого блока с блоком выбора стимулов - эталонов из памяти - обеспечивает направленную (параллельную или последовательную) актуализацию тех эталонов памяти, которые поступают в блок сличения для дальнейшей обработки;
  • блок сличения производит наиболее ответственную операцию сличения (также по принципу параллельной или последовательной работы) существенных признаков эталонов и предъявляемого стимульного материала;
  • блок решения устанавливает достаточность или недостаточность (достоверность или недостоверность) результата операции сличения и принимает решение о выполнении ответной (в соответствии с инструкцией) реакции;
  • блок обозначения совместно с инструкцией и вербальным кодовым блоком памяти производит соответствующее вербальное (или моторное) кодирование реакции.

Операциональная схема идентификации
Рис.4. Операциональная схема идентификации.

Основные взаимодействующие блоки подвержены влиянию сенсорных, интермодальных и собственных шумов, которые отражают нестабильность функционирования блоков, а также процессы, связанные с влиянием посторонних факторов и эффекта прогрессивного распада - становления эталонов памяти.

Предполагается, что результат реакции через механизмы внутреннего подкрепления оказывает влияние на процессы, связанные с вербальным кодированием эталонов в памяти, и на стабильность сенсорных эталонов памяти. Предполагается также, что блок выбора эталона из памяти принципиально может реализовать следующие наборы операций: а) случайный последовательный выбор одного эталона из памяти, б) случайный выбор группы эталонов, в) выбор всех эталонов, г) неслучайный выбор эталона. Принципиально также возможны два варианта работы блока сличения: параллельное сличение входного стимула с актуализированными эталонами и последовательное сличение эталонов до обнаружения эталона, идентичного стимулу.

Блок анализа лимитирует работу блока выбора эталонов, во всяком случае в режимах б и г.

Блок решения работает по принципу «включено - выключено» и является в известном смысле датчиком времени для блока обозначения.

Построение операциональной схемы режима идентификации на аналогичном уровне показано на рис.4. Как видно, эта схема существенно проще благодаря исключению блока обозначения, дихотомии ответных реакций (ключевой тип), фиксации блока выбора в одиночном, жестком положении, а также за счет вербального задания выбранного эталона с помощью инструкции и упрощения функций блока анализа (теперь этот блок является лишь датчиком момента начала анализа).

Предложенные схемы дают наглядное представление о соотношении процессов различения, идентификации и опознания. Процессы различения протекают, по существу, без активного привлечения мнемических блоков и являются в нашем рассмотрении операционально наиболее простыми. Идентификация по фиксированному эталону памяти является в этом смысле процессом, промежуточным между различением и опознанием, содержащим мнемические блоки с фиксированными функциями. Опознание является наиболее сложным процессом обработки известного алфавита входных сигналов, так как, кроме активной деятельности мнемических блоков, связанной с выбором и актуализацией эталонов, включает ряд операций вербально-моторного кодирования реакций.

Анализ результатов сравнительного экспериментального исследования опознания и идентификации с точки зрения операциональной структуры этих процессов и особенностей функционирования отдельных блоков позволил нам сделать ряд существенных выводов:

1. Возможны только два ограниченных варианта совместной работы блоков выбора из памяти и сличения:

  • последовательная работа блока сличения и неслучайный выбор эталона из памяти (жесткое ограничение динамики блока выбора);
  • параллельное сличение и относительно свободное функционирование блока выбора - актуализация всех эталонов, группы эталонов, группы признаков вместе с заданными в этих признаках эталонами.

2. Сравнение режимов идентификации и опознания при работе с многомерными алфавитами показало следующее:

  • операции положительной и отрицательной идентификации существенно отличаются по времени, что говорит об относительно независимом характере действия признаков стимула и ставит под вопрос гипотезу о строго параллельном анализе эталонов и стимулов по этим признакам. По существу, здесь возникает вопрос о сенсорно-перцептивной иерархии признаков. Очевидно, можно говорить о существенном различии операции установления сходства и различия при работе с многомерными алфавитами;
  • общая тенденция изменения точности и времени реакции положительной идентификации и опознания многомерных стимулов обнаруживает ту же иерархию признаков, которая отмечалась при работе с одномерными стимулами. Кроме того, при увеличении мерности алфавита происходит как бы усреднение результатов работы по отдельным признакам.

И, наконец, существенный отрицательный эффект имеет признак размера. Такой результат может быть объяснен лишь при условии параллельной обработки в блоке сличения, во всяком случае по указанным признакам, и дальнейшей последовательной обработки (в блоке решения, в блоке обозначения) результатов этого сличения. В результате обнаруживается относительное общее повышение точности и скорости работы с усложнением алфавита (при увеличении числа признаков до трех по сравнению с эффективностью работы с двумерными стимулами).

Как мы указывали выше, существенное различие между операциями идентификации и опознания состоит в том, что последняя операция включает в себя классификацию и вербальное обозначение стимула. Проблема вербализации относится к числу нерешенных проблем психологии распознавания. Дж. Сперлинг [66] утверждает, что вербализация является необходимым условием обработки зрительной информации. П. Колерс [21] отмечает в связи с этим, что, хотя распознавание образов облегчается при наличии названий объектов, наименование может и не быть условием, обязательным для этого процесса: некоторые перцептивные явления и соотношения могут быть закодированы таким способом, который пока неизвестен.

С целью изучения особенностей функционирования в процессе опознания системы вербализации нами совместно с Н.Н. Киреевой [67] было предпринято исследование опознания одномерных и многомерных зрительных стимулов по параметрам формы, размера, ориентации и цвета. Длина алфавита для каждого из параметров была равна четырем. Испытуемые выполняли задачу опознания одномерных, двумерных, трехмерных и четырехмерных стимулов, предъявляемых на экране по одному в условиях проходящего света и обратного контраста при времени экспозиции 50 мс. Исследование включало 15 опытов. В каждом опыте предъявлялось 256 стимулов. В ходе эксперимента регистрировались ответы испытуемых, латентный период сенсоречевой реакции и длительность пауз при опознании двумерных, трехмерных и четырехмерных стимулов.

Результаты проведенного исследования показали, что с увеличением мерности стимула все больший удельный вес во времени опознания занимает система вербализации (называние признаков стимула). При этом длительность пауз в речевых ответах испытуемых определяется характером последующего признака (рис.5). Наименьшую длительность имеют паузы, предшествующие называнию признаков формы и цвета, наибольшую - называнию признака пространственной ориентации. В то же время обнаружена зависимость длительности пауз от их места в ответе (т.е. порядкового номера паузы). Во всех ответах испытуемых, независимо от характера последующего и предыдущего признаков, первая пауза оказалась наименьшей, вторая - наибольшей (рис.6).

Зависимость средней длительности пауз от характера Зависимость средней длительности пауз от порядкового номера паузы в ответе испытуемого при опознании стимулов различной мерности
Рис.5. Зависимость средней длительности пауз от характера признака, которому предшествует пауза.
1 - двумерный стимул; 2 - трехмерный; 3 - четырехмерный.
Рис.6. Зависимость средней длительности пауз от порядкового номера паузы в ответе испытуемого при опознании стимулов различной мерности.
Обозначения те же, что на рис.5.

Данные регистрации длительности пауз в речевом ответе при опознании многомерных стимулов позволяют высказать некоторые предположения относительно способов обработки информации в системе вербализации. Наличие пауз между последовательными называниями отдельных признаков свидетельствует о том, что подготовка вербального ответа во внутренней речи непосредственно предшествует называнию признака. Можно допустить, что длительность паузы коррелирует с переходом от называния одного признака к называнию другого. Однако этому предположению противоречат факты увеличения длительности пауз, предшествующих называнию признака размера. Они свидетельствуют о том, что в случае затруднений в выборе эталона и сличении по какому-либо перцептивному признаку требуются дополнительные затраты времени на контроль, проверку принятого решения.

Результаты исследования позволяют внести некоторые уточнения в операциональную схему процесса опознания (рис.7). В процессе опознания взаимодействуют две системы - зрительная и вербальная. Есть основания предположить, что, кроме сложных операций, осуществляемых в зрительной системе, существуют сложные механизмы, действующие в системе вербализации. Очевидно, немаловажную роль в этой системе играет функциональный блок выбора вербальных эталонов, соответствующих своим зрительным эквивалентам. Успешность функционирования системы вербализации в большой мере зависит от количества вербальных эталонов, совместимости вербальных и зрительных эталонов, объема оперативной памяти, уровня тренированности испытуемых, их прошлого опыта.

Наряду с этим, рассматривая способы работы зрительной и вербальной систем, необходимо учесть важный вывод относительно функционирования блока выбора эталона в зрительной системе, сформулированный М. Познером [68]: понятие о последовательном поиске в памяти неприменимо в случае хорошо заученного материала. Что же касается способа выбора эталонов в системе вербализации, то он, очевидно, осуществляется последовательно в силу особенностей работы артикуляционного аппарата; объективным показателем этого является наличие и длительность пауз в речевом ответе.

Функциональный блок выбора вербальных эталонов, очевидно, подвержен множеству внутренних шумов и различного рода помех (например, интерференции), которые могут быть причиной ошибочных ответов. Причиной ошибок может быть также недостаточное усвоение, а следовательно, и сохранность как зрительных, так и вербальных эталонов, разные временные характеристики актуализации и выбора эталонов в оперативной и долговременной памяти. Решения, уже принятые как в перцептивном, так и в вербальном плане, интегрируются в единое решение, которое выражается в речевой реакции.

Успешность взаимодействия двух систем - зрительной и вербальной - ведет к успешному решению опознавательных задач. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о возможности параллельной работы этих двух систем, т.е. о возможности обработки зрительной информации во время функционирования системы вербализации.

Операциональная схема взаимодействия зрительной и вербальной систем в процессе опознания
Рис.7. Операциональная схема взаимодействия зрительной и вербальной систем в процессе опознания.

Для получения структурно-функциональной характеристики процессов идентификации и опознания нельзя ограничиваться исследованием этих процессов на материале только одной модальности - зрительной. Возникает вопрос, сохраняются ли отмеченные особенности процессов идентификации и опознания при оперировании сигналами слуховой модальности.

Основными качествами слуховых ощущений являются громкость, высота, тембр, длительность и пространственная локализация источника звука. Каждое из этих качеств слуховых ощущений отражает определенную сторону физической природы звука. Если принять ощущение за такое описание сигнала, которым человек оперирует в психоакустическом эксперименте, то можно определить, какими свойствами оно должно обладать. При использовании одного из основных методов психоакустики - метода парных сравнений - от испытуемого требуется сохранять в памяти описание звука после того, как он прекратился. Предполагается, что сигнал описывается не только по полезным признакам. В описании сигнала содержится вся извлекаемая из него информация. Для описания сигнала, сохраненного в памяти испытуемых после его окончания, вводится понятие слуховой оперативной памяти. Одной из актуальных проблем является определение формы записи слуховой информации в оперативной памяти - количества признаков изображения, их физического смысла, используемой при сравнении метрики.

Существуют две гипотезы, касающиеся форм записи слуховой информации в оперативной памяти: периодическая запись, происходящая с определенной частотой, и запись, синхронная с сигналом. Л.А. Чистович [69] предполагает, что передача данных в слуховую память осуществляется с помощью механизма членения, выделяющего моменты резких перепадов в сигнале, в частности, момент его начала. На промежуточных этапах слухового анализа звуковой сигнал должен описываться или в виде набора функций, отдельно отражающих спектральные или временные свойства сигнала, или в виде пространственно-временного рельефа, т.е. полного слухового описания. Важен вопрос, какая информация об этом полном описании сохраняется в оперативной памяти, т.е. какими параметрами характеризуется слуховое ощущение. Согласно одной точке зрения, ощущением является описание сигнала по всему достаточно большому набору субъективных признаков. В соответствии с другой точкой зрения в оперативной памяти записывается весь спектрально-временной рельеф возбуждения и при сравнении двух сигналов сравниваются два рельефа.

Имеются данные о том, что переход к субъективным признакам происходит в результате обработки уже запомнившегося изображения. Например, в опытах с парным сравнением звуков при небольших межстимульных интервалах испытуемые ведут себя так, как будто располагают полным описанием сигнала, а в опытах с абсолютной словесной оценкой - как будто сигнал описывается по признакам, т.е. с увеличением числа оцениваемых признаков латентный период реакции увеличивается, а точность ответов уменьшается. Это может объясняться только последовательной работой с признаками, содержащимися в записанном в памяти изображении.

Таким образом, можно выделить две группы психоакустических экспериментов по сравнению двух сигналов. К первой группе (метод парных сравнений) относятся случаи, когда требуется оценить только факт или степень различия сигналов, отличающихся по одному или нескольким признакам. Здесь в качестве модели можно принять допущение о полном описании сигнала. В экспериментах второй группы (метод абсолютной оценки) требуется оценить звуки, отличающиеся рядом параметров, по некоторому заданному субъективному признаку. В этом случае предполагается, что человек способен оперировать и описанием сигнала по полезным признакам. Согласно точке зрения Л.А. Чистович, полезные субъективные признаки формируются на более высоких этапах слухового восприятия и являются не врожденными, как предполагалось в классической психоакустике, а приобретаемыми в процессе обучения.

Очевидно, что в двух отмеченных выше типах психоакустического эксперимента исследуются различные процессы переработки информации человеком. Вряд ли можно считать процессы, участвующие в сравнении двух последовательно предъявляемых слуховых сигналов или их оценке, слуховыми ощущениями; они представляют собой различные стадии восприятия. Одной из актуальных задач психологии опознания является исследование обработки слуховой информации на различных уровнях перцептивно-опознавательного процесса. Л.А. Чистович справедливо отмечает в связи с этим: «Психоакустике достаточно хорошо известно, с какими характеристиками может воспринимать человек звуковые сигналы, но ей очень мало известно о том, как он реально их воспринимает во всех тех многообразных ситуациях, с которыми ему приходится сталкиваться в практической деятельности» [70. С. 156].

Операция парного сравнения двух слуховых стимулов, по существу, представляет собой процесс идентификации, а абсолютная оценка стимулов - процесс опознания. Существует терминологическая неясность в этом вопросе. Методика, предполагающая опознание одномерных и многомерных слуховых стимулов, называется методикой абсолютных суждений у Поллака, абсолютных оценок - у Дж. Миллера, идентификации или абсолютных оценок - у Гарнера. Между тем, как было показано выше на материале зрительной модальности, идентификация и опознание - это различные процессы переработки информации, подчиняющиеся разным закономерностям.

С целью проверки выявленных на материале зрительной модальности психологических закономерностей процессов идентификации и опознания в условиях оперирования слуховыми сигналами нами было проведено исследование операций идентификации и опознания одномерных и многомерных слуховых сигналов. В качестве стимульного материала использовались звуковые сигналы, варьировавшиеся по параметрам частоты (Ч), интенсивности (И) и длительности (Д). Длина алфавита (или число градаций) для каждого из параметров была равна трем. Для параметра частоты звукового сигнала использовались градации 200, 1000 и 2000 Гц; для параметра интенсивности - 50, 80 и 100 дБ и для параметра длительности - 0,2; 0,5 и 1,0 с. Мерность алфавита изменялась от одномерного до трехмерного. Для двумерных алфавитов использовались всевозможные сочетания перечисленных выше параметров: частота и интенсивность, частота и длительность, интенсивность и длительность. Длина алфавита двумерных сигналов равнялась 9, трехмерных - 27.

Эксперимент III. Идентификация одномерных и многомерных слуховых сигналов

При исследовании операции идентификации испытуемому последовательно предъявлялись два слуховых сигнала, разделенных интервалом в 5с. Испытуемый должен был реагировать нажатием на кнопку «равно» в случае тождества сигналов и на кнопку «не равно» - в случае их различия хотя бы по одному параметру. При исследовании операции опознания задача испытуемых состояла в опознании сигналов по заданному признаку или комплексу признаков в соответствии с принятой в эксперименте системой обозначений, предварительно усвоенной испытуемыми. Регистрировались ответы испытуемых; кроме того, при исследовании идентификации регистрировались латентный период сенсомоторной реакции испытуемых и субъективная оценка степени уверенности в правильности своих ответов (по трехбалльной шкале).

Таблица 6. Точность идентификации одномерных и многомерных слуховых сигналов

Операция идентификации Параметры
Ч И Д Ч+И Ч+Д И+Д Ч+И+Д М
Положительная 0,96 0,89 0,66 1,0 0,81 0,86 0,91 0,87
Отрицательная 0,93 0,85 0,78 0,94 0,91 0,98 0,97 0,91

Анализ результатов исследования операции идентификация позволил обнаружить различия в эффективности положительной и отрицательной идентификации слуховых сигналов. Точность положительной идентификации ниже, чем отрицательной; различия в точности достоверны на уровне 0,99 по F=критерию (табл.6). Латентный период реакции положительной идентификации больше, чем отрицательной; различия достоверны на уровне 0,99 по t=критерию (рис.8). Эти различия связаны с различиями в самих процессах положительной и отрицательной идентификации. Если для отрицательной идентификации достаточно обнаружить несовпадение стимулов хотя бы по одному параметру, то для положительной необходимо сличение стимулов по всем параметрам. Дополнительные затраты времени на положительную идентификацию можно было бы объяснить тем, что переработка информации по нескольким параметрам слухового сигнала происходит не полностью параллельно, а включает последовательные процессы. Однако этому предположению противоречит факт возрастания скорости как отрицательной, так и положительной идентификации с увеличением мерности стимулов (рис.8). Значит, большее время реакции для положительной идентификации не может рассматриваться как показатель наличия последовательных компонентов в процессе сличения. В то же время несколько более высокая точность отрицательной идентификации даже для одномерных стимулов позволяет предположить, что установление тождества стимулов является более сложной операций, чем установление их различия.

Зависимость латентного периода реакции положительной
Рис.8. Зависимость латентного периода реакции положительной (пунктирная линия) и отрицательной (сплошная) идентификации от числа и характера параметров слухового сигнала.

В пользу этого предположения свидетельствуют и данные по оценкам степени уверенности испытуемых в правильности своих ответов: почти для всех алфавитов средняя оценка степени уверенности испытуемых выше для отрицательной идентификации по сравнению с положительной.

С увеличением мерности стимулов отмечается возрастание точности идентификации и уменьшение разброса данных вокруг средних значений. Коэффициент вариации точности ответов для одномерных стимулов составил 11,9%, для двумерных - 6,1 и для трехмерных - 4,8%. Латентный период реакции испытуемых сокращается с увеличением числа параметров, по которым различаются сигналы (различия значимы на уровне 0,99 по t-критерию). Эти данные противоречат гипотезе о последовательном сличении параметров многомерных сигналов. Очевидно, при сравнении слуховых сигналов человек оперирует целостным эталоном, полным описанием сигнала. Любой слуховой стимул является многомерным, и абстрагирование его отдельных признаков влечет за собой увеличение времени реакции.

Эксперимент IV. Опознание одномерных и многомерных слуховых сигналов

Данные, полученные при исследовании процесса опознания одномерных и многомерных слуховых сигналов, показали, что с увеличением мерности алфавита точность опознания снижается (рис.9). При этом, помимо общего снижения точности опознания, отмечается появление ошибок смешения крайних градаций отдельных параметров (т.е. минимальной и максимальной) между собой; при опознании одномерных слуховых сигналов наблюдались лишь ошибки смещения соседних градаций того или иного параметра.

Зависимость точности опознания от числа и характера  признаков слухового сигнала
Рис.9. Зависимость точности опознания от числа и характера признаков слухового сигнала.

Сравнительный анализ результатов исследования идентификации и опознания слуховых сигналов позволяет высказать предположение о различных способах обработки многомерных слуховых сигналов в процессах идентификации и опознания. В процессе идентификации испытуемые оперируют целостными эталонами, при этом чем более полным является описание эталона, т.е. чем большее число различных признаков он содержит, тем с большей эффективностью выполняется операция идентификации. Задача опознания, т.е. описания сигнала по полезным признакам, является более сложной. При выполнении этой задачи испытуемые переключаются с оперирования целостными эталонами на оперирование отдельными признаками слухового сигнала. Необходимость дифференцировки, вычленения в целостном образе отдельных признаков влечет за собой переход к последовательной обработке информации, включение в схему обработки блока выбора эталонов из памяти, большую нагрузку на блок формирования ответа.

Проведенное исследование позволило выявить общие закономерности в процессах обработки зрительной и слуховой информации и получить дополнительные данные, свидетельствующие о возможности использования предложенных моделей идентификации и опознания.