5. 6. Произвольное внимание
Произвольное внимание относится к контролируемым и осознаваемым процессам. Оно обладает ограниченной пропускной способностью и поэтому обеспечивает не параллельную, а последовательную обработку информации. Эффект интерференции произвольного внимания с текущей психической деятельностью является следствием конкуренции двух задач, которые могут решаться только последовательно. Непременной характеристикой произвольного внимания является усилие (effort), направленное на выделение и обработку той информации, которая диктуется целью, задачей, в частности содержащейся в инструкции. В психологических теориях внимания ранней и поздней селекции произвольное внимание представлено на этапе после автоматических процессов обработки информации, на уровне фильтра (воронки), который и символизирует ограниченность ресурсов произвольного внимания. Контролируемое произвольное внимание определяет приоритеты в последовательной обработке информации.
Новые идеи в психологические теории внимания были внесены Д. Канеманом (Kahneman D., 1973), впервые связавшим умственное усилие с активацией организма. В его модели внимание регулирует ресурсы, которые понимаются как недифференцированные энергетические активационные возможности организма. Их взаимосвязь на рис. 19 показана волнистой линией внутри блока активации, символизирующей определенный параллелизм в из-
73
Различные источники изменения
активации: тревога, страх, гнев,
сексуальное возбуждение,
мышечное напряжение,
фармакологические вещества,
сильная стимуляция и др.
Различные проявления активации: изменение частоты пульса,
диаметра зрачка, кожной проводимости
Высокая активация
нарушает процесс
распределения
ресурсов
Внутренние ресурсы
При неточной оценке не хватает
активации
для успешного
выполнения
задания
Постоянно
действующие
факторы
Усилия, направленные на распределение ресурсов
Текущие побуждения
Оценка
требований по
отношению
к ресурсам
Возможные виды
выполняемых
действий
Низкая мотивация или низкая активация
препятствует принятию задачи
Утомление и низкая
активация могут
интерферировать с
оценкой исполнения
Реакции
Рис. 19. Модель внимания (недифференцированных ресурсов) Д. Ка-
немана. В овалах обозначены факторы, расходующие ресурсы внимания.
В прямоугольниках содержатся комментарии.
менениях общей активации и той, которая может быть использована произвольным и непроизвольным вниманием. Ограниченность ресурсов внимания как части от общей активации показана сплошной горизонтальной линией в блоке активации. Изменение общей активации сопровождается соответствующими изменениями энергетических ресурсов, доступных вниманию. Общая активация организма зависит от многих факторов: эмоций (тревога, страх, гнев и др.), мышечного напряжения, сенсорных воздействий, мотивации и др. (стрелка вверху). Но главная детерминанта активации —
74
Усилие >
Про! обраб информ новом с iecc отки шии о тимуле Оценка новизны и значимости Распределение ресурсов для дальнейшей J обработки информации
Информация
1 Улучшенный анализ стимула
Рис. 20. Модель обработки информации во время ориентировочного рефлекса, включающая оценку значимости и обратную связь, инициирующую усилие для дополнительного сенсорного анализа сигнала (по D. Kahneman, 1973).
это оценка субъектом требований, предъявляемых к энергетическим ресурсам выполняемой деятельностью. Она показана стрелкой к блоку активации от системы оценки. Центральным в модели является блок распределения ресурсов. Их распределение зависит от соотношения сигналов, поступающих от четырех блоков, потребляющих ресурсы. Текущие побуждения, намерения (мотивация) определяют направленность произвольного внимания и потребляют соответствующие энергетические ресурсы. Постоянно действующие факторы — значимые и новые стимулы — вызывают непроизвольное внимание и соответствующие затраты ресурсов. Оценка требований, предъявляемых деятельностью к ресурсам внимания, наиболее сильно влияет на их распределение. Кроме того, существует отрицательное влияние стресса, потребляющего много ресурсов и при этом дезорганизующего внимание. Низкая мотивация привлекает недостаточное количество ресурсов, что снижает эффективность деятельности. Оба эффекта показаны стрелкой от блока активации к центральному блоку. Отношения между эффективностью деятельности и вниманием представлены законом Йеркса-Додсона. Оптимальное выполнение задания требует определенного количества внимания (усилия). Разные виды деятельности потребляют разное количество внимания. При превышении допустимого уровня ресурсов суммарным запросом часть видов деятельности прекращается (показано столбиками внизу). При выполнении каждой задачи используется вход от системы ресурсов (пунктир).
В своей модели, представляющей процессы обработки информации во время безусловного ориентировочного рефлекса, Д. Ка-неман рассматривает факторы новизны и значимости как главные
75
источники ОР, разделяя тем самым точку зрения Е.Н. Соколова и А.С. Бернстайна (рис. 20). Вместе с тем Д. Канеман делает следующий шаг в развитии концепции ОР. По его мнению, важной составляющей ОР является короткоживущее усилие, направленное на обработку и анализ каждого нового стимула. Если результаты предварительного анализа стимула, выполненного с помощью ОР, оказываются в конфликте с ожиданиями (блок оценки новизны и значимости), выделяются дополнительные ресурсы для более детального анализа этого нового стимула.
Концепцию Д. Канемана отличают три важных положения, определяющие взаимоотношения ОР и произвольного внимания:
• ОР выполняет функцию запуска произвольного внимания (усилия);
• обращение произвольного внимания на новый стимул возникает ступенчато и рекурсивно, после того как стимул уже вызвал ОР;
• реакция расширения зрачка и возрастание кожной проводимости рассматриваются как объективные показатели произвольного внимания (усилия).
Почти одновременно с появлением концепции внимания Д. Канемана проблема взаимоотношений ОР и произвольного внимания стала предметом анализа в работах К. Прибрама (К. Pribram) и его коллег, предложивших свою теорию «Arousal, усилие и активация» (Pribram К., McGuinness D., 1975). Значение их работ состоит в том, что они предприняли попытку уйти от одномерной концепции активации, выделив в ней три субсистемы. В отличие от Д. Канемана, который использовал термины «arousal», «усилие» и «внимание» как синонимы, К. Прибрам и Д. МакГинес полагают, что arousal — это тот вид внимания, который относится к неконтролируемым процессам. Он представляет первый этап обработки сенсорной информации и отражает регистрацию в сознании появления стимула. Arousal эквивалентна павловскому рефлексу «Что такое?». Для обозначения реакции «Что следует делать?», которая И.П. Павловым только была упомянута, они предложили термин «активация», понимая ее как механизм внимания, контролирующий тоническую готовность к ответу. Согласно их точке зрения, вход (стимул) и выход (реакция) обычно связываются рефлекторным путем, если в эту цепь не вклинивается третий механизм — произвольное внимание. Оно направлено на координацию входа с выходом, т.е. arousal с активацией. Существует аналогия между arousal, усилием и активацией, предложенная этими авторами, с одной стороны, и процессами кодирования сенсорной информации, принятием решения и организацией ответа — с другой.
76
5.7. ПОТЕНЦИАЛЫ, СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЯМИ, КАК КОРРЕЛЯТЫ ПРОИЗВОЛЬНОГО ВНИМАНИЯ
Исследуя влияние произвольного внимания на ПСС в экспериментах с высоковероятным предъявлением стандартного стимула и низковероятным — девиантного, отличающегося от стандарта одним или несколькими физическими параметрами, Р. Наата-нен (1992) выделил особый потенциал, названный им процессной негативностью (ПН), который коррелировал с произвольным вниманием. Он установил, что, после того как девиантный стимул становится релевантным (испытуемый должен на него реагировать, например, считать), он вызывает ПН, которая появляется в виде негативной волны; ее латентность и длительность зависят от степени различия релевантного стимула от нерелевантного (стандарта). ПН получают вычитанием: ПСС на релевантный стимул минус ПСС на тот же стимул, полученный в другом опыте, когда внимание субъекта отвлечено от стимула и направлено на чтение интересной книги или на компьютерную игру.
Различают два компонента ПН: ранний — сенсорно-специфический и поздний, связанный с фронтальными областями коры. Ранняя ПН на звуковые стимулы генерируется в слуховой (височной) коре, и ее латентный период может быть очень коротким (до 50 мс), что указывает на ее связь с сенсорной системой. ПН следует отличать от Нр так как они часто совпадают по латенции. Это можно наблюдать при очень коротких межстимульных интервалах (МСИ). Так, при МСИ 800 мс пиковая латенция ПН — около 70 мс, а при более коротких интервалах (250 мс) она еще меньше, что приводит к ее наложению на компонент Н,. ПН отличается от Hj отсутствием инверсии полярности относительно мастоидов, которая характерна для Нг
Чем больше отличается релевантный стимул от нерелевантного, тем раньше начинается и завершается ранняя ПН. Чем ближе стимул к релевантному, тем больше амплитуда ПН. Самая большая ПН возникает на стимул, который опознается как релевантный.
Поздняя ПН регистрируется от фронтальных областей коры. Она увеличивается с трудностью задачи опознания. Разрушение дорзо-латеральной префронтальной коры устраняет ее.
Объясняя механизм генерации ПН, Р. Наатанен (1992) вводит понятие «след селективного внимания», который под контролем произвольного внимания удерживается в рабочей памяти в активном состоянии. «След селективного внимания» представляет собой механизм опознания значимого стимула. Раннюю ПН он связывает с завершением процесса сличения действующего стимула с этим
77
следом. Сам же процесс сличения протекает автоматически и не требует усилий. Поздняя ПН отражает произвольное внимание, направленное на дальнейшую обработку в рабочей памяти стимула, опознанного как релевантный и значимый стимул.
Суммируя литературные и собственные данные, Е.Н. Соколов (1997) выделяет два типа энграмм, с которыми связано появление двух типов ориентировочных реакций: безусловного и условного ОР. Энграммы одного типа представлены матрицами потенцированных синапсов на нейронах новизны, другого типа — на нейронах тождества гиппокампа. Предполагается, что в случае возникновения безусловного ОР речь идет о несовпадении сигналов, поступающих от нейронов-детекторов признаков, возбуждаемых действующим стимулом, с энграммой в виде матрицы потенцированных синапсов на нейронах новизны. Появление условного ОР определяется совпадением сенсорного стимула с энграммой — потенцированными синапсами на нейронах гиппокампа от единиц долговременной памяти (на нейронах тождества).
Условный ОР возникает на импульсы согласования при совпадении стимула с шаблоном, произвольно извлекаемым из долговременной памяти в рабочую, в которой он удерживается в активном состоянии. В этот процесс вовлекаются структуры гиппокамп — префронтальная кора. В ПСС сигналы согласования или совпадения представлены ПН. Сигнал совпадения (реакция нейронов тождества) достигает активирующей системы и вызывает появление условного ОР (один из видов произвольного внимания), направленного на обработку значимого стимула. В случае несовпадения стимула с шаблоном, извлеченным из долговременной памяти, нейроны тождества реагируют торможением и условный ОР не появляется. При этом те же стимулы могут вызывать безусловный ОР за счет реакции нейронов новизны, сигналы которых достигают активирующей системы мозга.
Когда импульсы рассогласования возникают при несовпадении стимула с коротко живущей энграммой, появляется HP — показатель автоматического различения на уровне предвнимания. HP — начальная фаза в цепочке когнитивных операций, запускающей безусловный ориентировочный рефлекс на новизну.
5.8. ВНИМАНИЕ, АКТИВАЦИЯ, ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ, БОДРСТВОВАНИЕ
С точки зрения физиологических механизмов внимание может быть сопоставлено с реакцией активации. Термин «реакция активации» был введен после открытия в 1949 г. Г. Мэгуном и Дж. Мо-
78
руцци (Н. Magoun, G. Moruzzi) в среднем мозге ретикулярной формации (неспецифической системы), регулирующей уровень активности коры больших полушарий и мозга в целом. Реакция активации означает увеличение возбудимости, лабильности и реактивности тех нервных структур, в которых она представлена. Ее можно вызвать сенсорными раздражениями или электрической стимуляцией ретикулярной формации. Появление реакции активации отражается в смене паттерна электрической активности мозга. Ее структура зависит от фоновой ЭЭГ. В условиях сна реакция активации означает переход от глубоких стадий сна к поверхностным или полное пробуждение от сна (реакция arousal). Поэтому термины «активация» и «arousal» часто употребляют как синонимы. В условиях спокойного бодрствования реакция активации представлена блокадой (десинхронизацией) альфа-ритма и/или усилением бета- и гамма-колебаний. Реакция активации многокомпонентна, она включает, помимо электроэнцефалографи-ческих, также вегетативные, моторные, биохимические и другие изменения.
Локальная активация, охватывающая ограниченные зоны мозга, определяет селективный, избирательный характер внимания. В случае, когда активация становится генерализованной и охватывает мозг в целом, говорят об изменении уровня активации, или функционального состояния. Последнее определяют как фоновую активность нервных центров, при которой реализуется та или иная конкретная деятельность человека. Поведенческим выражением функционального состояния является уровень бодрствования (Блок В., 1970). Шкала уровней бодрствования, от глубокого сна до крайнего возбуждения, представляет интенсивную характеристику поведения. Чтобы понять, как возникает селективная активация в мозге, создающая физиологическую основу произвольного и непроизвольного внимания, необходимо детально рассмотреть структуру и функции так называемой модулирующей системы мозга, объединяющей как активирующие, так и инактивирую-щие мозговые центры.