Хрестоматия. Петухов. Том 3. Книга 2. Учебник по общей психологии, предназначено для проведения семинарских занятий по данному курсу и самостоятельного чтения

• Название: Учебник по общей психологии, предназначено для проведения семинарских занятий по данному курсу и самостоятельного чтения
• Анкор: Хрестоматия. Петухов. Том 3. Книга 2.doc
• Дата: 22.09.2018
• Размер: 20.88 Mb.
• Имя файла: Хрестоматия. Петухов. Том 3. Книга 2.doc
• Тип: Учебник; #24954
• страница: 31 из 53

А.Д. Логвиненко ЗРЕНИЕ БЕЗ СЕТЧАТКИ¹

Изучение восприятия при оптических трансформациях сетчаточного изображения привело к постановке ряда фундаментальных теоретических проблем в психологии познавательных процессов. Прежде всего возника­ет вопрос о том, каковы адаптивные возможности зрительной системы. Создается впечатление, что сколь угодно сложные пространственные трансформации сетчаточных изображений могут быть преодолены в про­цессе адаптации. Иными словами, информация, необходимая для построе­ния адекватного предметного образа, может быть извлечена из сколь угод­но сильно трансформированного сетчаточного изображения. Возникает со­блазн поставить проблему следующим образом: а является ли вообще необходимым собственно сетчаточное изображение для построения адек­ватного зрительного образа? Современная психология восприятия распола­гает экспериментальными данными, которые наводят на мысль о том, что ответ на поставленный вопрос может быть отрицательным. На первый взгляд, предположение о том, что зрение возможно без сетчатки, кажется фантастичным, если не абсурдным. Однако успехи в области зрительного протезирования заставляют по иному отнестись к этой проблеме.

Попытки вернуть зрение слепорожденным или утратившим его в результате травмы разворачиваются в настоящее время в двух направ­лениях. Во-первых, интенсивно исследуются центральные (корковые) фосфены. Известно, что если подвергнуть прямому электрическому раз­дражению нейроны 17-го поля коры больших полушарий, пациент будет переживать световые вспышки (фосфены), пространственная локализа­ция которых строго определяется местоположением нейрона. Идея состо­яла в том, чтобы, используя электростимулятор, задавать конфигурацию фосфенов, соответствующую форме объекта, и тем самым вернуть паци­енту возможность зрительно различать предметы. В силу ряда причин

¹ Логвиненко А.Д. Зрительное восприятие пространства. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. С. 89-96.

334 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

существенного продвижения в этом направлении получено не было. Вто­рой путь — метод зрительно-тактильной замены — оказался более удач­ным. Суть этого подхода состоит в создании «кожного зрения». В общих чертах метод заключается в следующем. На спине или животе пациента крепится матрица вибротактильных датчиков. Элементом этой матрицы является датчик, который наносит легкий механический удар с опреде­ленной частотой. Сила удара и частота подбираются с таким расчетом, чтобы тактильные ощущения при длительной вибростимуляции были достаточно комфортны и не подвергались адаптации. С помощью вибро­тактильной матрицы можно создавать пространственные узоры тактиль­ных ощущений, которые мы будем называть паттернами. Паттерны формируются с помощью телевизионной камеры. Интенсивность вибро­тактильного удара кодирует яркость в соответствующей точке простран­ства. Проводя аналогию с телевидением, можно сказать, что изображе­ние с телевизионной камеры подается не на экран электронно-лучевой трубки, а на поверхность кожи испытуемого.

Первые впечатления испытуемого, снабженного такой системой, сводятся к ощущениям щекотки. Однако спустя некоторое время это переживание сменяется отчетливым ощущением конфигураций, задава­емых матрицей. Испытуемый начинает отличать вертикальную линию от горизонтальной, возникает способность опознавать некоторые элементар­ные фигуры. Наиболее важная особенность этих ощущений, которая про­является после некоторого периода адаптации, состоит в том, что они пе­рестают переживаться как тактильные ощущения, локализованные на границе тела и окружающего пространства, а объективируются и выно­сятся вовне.

Большой интерес представляют записи аспиранта философского фа­культета Нью-Йоркского университета Гварниеро, слепого от рождения, который в течение трех недель адаптировался к тактильному «зрению»¹. Прежде всего, обращает на себя внимание та настойчивость, с которой он подчеркивает «нетактильный» характер переживаемых образов. «Хотя стимулировалась лишь соматосенсорная кора», — пишет он, — «тем не менее переживаемое качество ощущений никак нельзя назвать качеством, присущим тактильным ощущениям. Вместо того, чтобы вводить новое сло­во, или употреблять такие слова, как «осязание» или «прикосновение», я буду пользоваться словом «видеть» для описания того, что я ощущал»². За­писи Гварниеро во многом напоминают дневники самонаблюдений, кото­рые вели испытуемые в экспериментах с хронической адаптацией к опти­ческим трансформациям. Они представляют систематический отчет о том, как происходило перцептивное научение в этой ситуации, т.е. как восста­навливалась способность адекватно воспринимать предметный мир.

¹ См.: Guarniero G. Experience of tactile vision // Perception. 1974. Vol. 3. P. 101 — 104.

² Там же. Р. 101.

Логвиненко А.Д. Зрение без сетчатки

335

Ощущения, как уже отмечалось выше, лишь в первые часы адап­тации были локализованы на поверхности кожи. Вначале на основе этих ощущений испытуемый мог судить лишь о том, движется образ объекта или нет. Поскольку перемещение паттерна могло быть вызвано двумя причинами, — с одной стороны, перемещением объекта, с другой сторо­ны, перемещением телевизионной камеры, укрепленной на голове испы­туемого, т.е. перемещением самого испытуемого, — в начальном перио­де адаптации испытуемый не мог отличить движение объекта от собствен­ных перемещений. Однако первое, чему он научился в ходе адаптации, было именно это различение. Интересно отметить, что вначале испытуе­мый сознательно ожидал перемещение паттерна в противоположную сто­рону во время собственных движений. В дальнейшем эта деятельность сворачивалась, автоматизировалась, и испытуемый просто переживал объект неподвижным при его сканировании телевизионной камерой.

Достижение стабильности нового перцептивного мира позволило перейти к решению следующей важной задачи: симультанному опозна­нию объекта. Длительное время испытуемый опознавал предметы «ато­мистически», т.е. после продолжительного сканирования. Попытки уско­рить формирование симультанного восприятия состояли в следующем. Испытуемому назывался объект, затем он экспонировался, а после этого испытуемому предлагали ознакомиться с ним при помощи рук. Иногда порядок изменяли: сперва знакомство с предметом посредством активного осязания, затем «рассматривание» его телекамерой. Ни первый, ни вто­рой путь успеха не принесли. Испытуемый никогда не опознавал «зри­тельно» объект, который прежде не встречался в его новом «зрительном» опыте, даже после осязательного знакомства с ним. «Мне так и не уда­лось установить какую-нибудь связь между тем, как нечто "выглядит", и тем, как я ощущаю это нечто посредством осязания. Это не удавалось ни на этой стадии¹, ни позже. Поскольку мне не удалось опознать пред­мет, который я "видел", как тот самый, который известен мне по осяза­нию, мне понадобилось некоторое время, чтобы связать название вещей и их новые образы»². К сожалению, процесс возникновения симультан­ного восприятия так и остался непонятым. Гварниеро лишь констатиро­вал, что предметы, часто появляющиеся в его новом зрительном опыте, спустя некоторое время начинали опознаваться по некоторым характер­ным признакам.

Необходимо отметить, что новый перцептивный опыт, о котором шла речь выше, испытуемый приобретал в особых экспериментальных условиях. Объекты экспонировались на белом экране, благодаря чему достигался высокий уровень контраста, необходимый для успешного

¹ Имеется в виду стадия обучения симультанному восприятию с помощью осязатель­
ного знакомства с предметом.

² См.: Guarniero G. Experience of tactile vision // Perception. 1974. Vol. 3. P. 102.

336

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

выделения «фигуры из фона», причем экран располагался всегда на од­ном и том же расстоянии от испытуемого.

Следующим усложнением обучения, которое приближало ситуацию еще на один шаг к нормальным условиям работы зрительной системы, было введение в телекамеру объектива с переменными фокусным рассто­янием и оптической силой. Это давало возможность испытуемому увели­чивать и уменьшать изображение предмета и его частей по своему усмот­рению. При постоянном «поле зрения», которое создавала телекамера, это означало, что у испытуемого возникла новая сложная перцептивная задача; по изменяющейся величине паттерна научиться судить об ис­тинной величине объекта¹. Для овладения навыками константного вос­приятия величины предмета испытуемому потребовался лишь один час тренировки с новой камерой. В дальнейшем оптическое «увеличение» объекта широко использовалось испытуемым для «подчеркивания» су­щественных признаков при опознании мелких объектов.

По достижении константного восприятия перед испытуемым была поставлена задача на восприятие относительной дистанции. Так, к приме­ру, экспонировалась ваза с двумя цветками, и испытуемого просили ука­зать, какой из цветков (правый или левый) был более удален от испытуе­мого. Овладение адекватным восприятием относительной удаленности строилось на основе таких зрительных признаков, как величина паттерна объекта и перекрытие: объекты, контуры паттернов которых прерывают­ся паттернами других объектов, виделись более удаленными, нежели пос­ледние. Восприятие абсолютной удаленности объекта происходило на ос­нове таких признаков, как величина паттерна и уровень объекта над гори­зонтом. Последнее означает, что те объекты, которые располагались в «поле зрения» выше, нежели другие, виделись как более удаленные по сравнению с последними. Формирование описанных выше действий по ов­ладению признаками удаленности вначале проходило в форме развернутых осознанных умозаключений, а затем этот процесс сворачивался, и возни­кало впечатление непосредственного восприятия. «Вначале, — отмечает Гварниеро, — связь удаленности с приподнятостью в "поле зрения" была результатом осознанной дедукции с моей стороны, но вскоре я перестал осознавать, что совершаю такую дедукцию»².

Следующим этапом адаптации было овладение еще одной формой константности восприятия: перманентностью образа. Дело в том, что до сих пор объекты экспонировались в строго определенном и всегда посто­янном положении. Так, для испытуемого не составляло труда опознать

¹ Ситуация аналогична проблеме собственных движений и перемещений объекта;
действительно, увеличение вдвое паттерна квадрата может означать, что либо экспони­
руется вдвое больший квадрат, либо увеличение произошло вследствие изменения опти­
ческой силы объектива телекамеры.

² См.: Guarniero G. Experience of tactile vision // Perception. 1974. Vol. 3. P. 103.

Логвиненко А.Д, Зрение без сетчатки

337

игрушечную лошадь, если она экспонировалась в профиль. Однако труд­ности возникли, когда он впервые увидел игрушку в фас. Несмотря на значительный прогресс в этой области, все же полностью преодолеть эти трудности испытуемому так и не удалось до конца адаптации. Преодоле­нию этих трудностей и научению способам константного восприятия фор­мы способствовали упражнения с вращающимся диском. Задача состоя­ла в том, чтобы установить истинную форму объекта по эллиптическому паттерну.

Заключительная стадия адаптации была посвящена формированию координации «камера — рука», которые являются аналогом координа­ции «глаз — рука» и лежат в основе точностных движений, без которых немыслима активная деятельность испытуемого. Вначале испытуемый на­учился осознавать и константно воспринимать части своего тела, и в ча­стности руки. Затем происходило обучение попаданию рукой в цель, схва­тыванию предмета и т.п. Освоением «глазо»-двигательных координации завершилось трехнедельное обучение испытуемого кожному зрению. В заключение приведем резюмирующее записи Гварниеро высказывание, дабы еще раз подчеркнуть отсутствие какой-либо метафоричности в по­нятии «кожное зрение». «Как я уже отмечал в начале данной статьи, — пишет Гварниеро, — я употреблял слово "видеть" за неимением лучше­го. Это не просто трудность лексического, словарного характера, это — понятийная трудность. Очень скоро после того, как я овладел навыками сканирования, я перестал чувствовать, что ощущения находятся на моей спине и все менее и менее осознавал вибротактильные датчики в момент их контакта с моей кожей. В это самое время предметы приобрели верх и низ, правую и левую стороны, однако глубина отсутствовала — они су­ществовали в упорядоченном двухмерном пространстве, точное местопо­ложение которого еще оставалось неопределенным»¹.

В зрительном характере образов, которые приобрел Гварниеро, убеждают и некоторые эксперименты, которые проводились в ходе обу­чения². Экспозиция состояла из четырех точек, образующих вершины квадрата. Точки вспыхивали попарно с некоторым временным интерва­лом, причем пара состояла из точек, лежащих на одной диагонали квад­рата. Неадаптированные испытуемые воспринимали эту экспозицию как иллюзорное перемещение двух точек либо в вертикальном, либо в гори­зонтальном направлении. Испытуемые же, имевшие опыт кожного зре­ния, переживали такие же иллюзорные феномены, как и зрячие, кото­рым экспонировались эти стимулы на экране осциллоскопа, а именно: некоторые сообщали о спонтанных реверсиях направления видимого

¹ Guarnlero G. Experience of tactile vision // Perception. 1974. Vol. 3. P. 104.

² См.: Bach-y-Rila, P., Scadden LA., Collins C.C. Tactile television system. Smith—
Kettlewell Institute of Visual Sciences, Institute of Medical Sciences, Pacific Medical Center,
San Francisco, March 1975.

338 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

движения, некоторые же испытуемые видели вращающуюся линию с неподвижным центром, что напоминало вращение крыльев ветряной мельницы. Ясно, что возникновение такого рода «зрительных иллюзий» не сводится лишь к тактильным ощущениям с последующей сознатель­ной дедукцией.

Более того, после обучения кожному зрению у пациентов возника­ли некоторые классические зрительные иллюзии. Так, можно было на­блюдать известную иллюзию водопада. Экспонировался вращающийся барабан с нанесенными на его стенки вертикальными черными полоса­ми. Спустя 30 с барабан останавливался, и некоторые испытуемые сооб­щали, что вертикальные полосы видятся как бы движущимися в проти­воположную сторону.

X. Шиффман

КОЖНОЕ ЗРЕНИЕ: СИСТЕМА ТАКТИЛЬНО-ВИЗУАЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ¹

Вторым возможным способом кожной коммуникации является ис­пользование кожного покрова для непосредственного восприятия визуаль­ной информации. Группой исследователей была разработана система тактильно-визуального замещения для преобразования визуального об­раза непосредственно в соответствующую образную картину кожного ре­агирования². Схема этой установки представлена на рис. 1. Установка для реализации способа замещения визуальной стимуляции тактильной со­стоит из установленной на треноге телевизионной камеры, играющей роль «глаза» и связанной с матрицей размером 20 х 20 из 400 вибрато­ров, которая вмонтирована в стационарно зафиксированное зубоврачеб­ное кресло (рис. 2). Электроника трансформирует видеоизображение та­ким образом, что вибратор активен тогда, когда оно попадает на освещен­ный участок «поля зрения» видеокамеры. В тот момент, когда в объектив камеры попадает изображение, испытуемый, сидящий в кресле и прижимающийся спиной к его спинке, стимулируется определенным об­разом. Так, когда испытуемый разворачивает телевизионную камеру, паттерны интенсивности света, попадающие в ее объектив, дублируются паттернами вибрации, стимулирующими кожу спины испытуемого.

Результаты этого грубого тактильного представления визуального изображения поражают. После непродолжительного знакомства с систе­мой испытуемые, как слепые, так и зрячие с завязанными глазами, мог­ли воспринимать некоторые несложные визуальные дисплеи. Когда у

¹ Шиффман X. Ощущение и восприятие. СПб.: Питер, 2003. С. 661-664.

² См.: White B.W., Saunders FA., Scadden L, Bach-y-Rlta P., Collins C.C. Seeing with the
skin // Perception & Psyebophysics. 1970. 7. P. 23-27; Collins С. С. Tactile vision synthesis
// T.D. Sterling, E.A. Bering S.V. Pollack, H.G. Vaughan (Eds.). Visual prosthesis. N. Y.:
Academic Press, 1971.

340

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Рис. 1. Схема установки для реализации способа замещения визуальной стимуляции тактильной¹

испытуемых была возможность «сканировать» фигуры, поворачивая ка­меру, простые геометрические формы — круг, треугольник и квадрат — распознавались совершенно точно, а ошибки исправлялись немедленно.

Более того, опытные наблюдатели могли распознавать объекты и описывать их расположение на столе, когда камера направлялась на них сверху, под^углом к горизонту, примерно равным 20°. Некоторые из предъявлявшихся объектов частично перекрывались объектами, распо­ложенными на переднем плане, при этом определенные признаки глуби­ны и удаленности, содержавшиеся в визуальной сцене, присутствовали и в соответствующем ей тактильном представлении. Одним из признаков расположения объекта в глубине было его расположение на вертикаль­ной линии кожного дисплея: чем дальше лежал объект на столе, тем выше он располагался на тактильном дисплее.

Второй признак тактильного восприятия глубины основан на зна­комой читателям обратной зависимости между величиной сетчаточного образа и физической удаленностью объекта от наблюдателя <...>. Изме­нение величины сетчаточного образа, всегда сопровождающее изменение расстояния между объектом и наблюдателем, также отражено в тактиль­ных дисплеях, создаваемых системой тактильно-визуального замещения.

¹ См.: White B.M. et al. Seeing With the Skin // Perception & Psychophysics. 7. 1970. P. 26.

Шиффман X. Кожное зрение…

341

Рис. 2. Матрица вибраторов, вмонтированная в спинку кресла¹

Одним из тех, кто испытывался на описанной выше установке, был сле­пой психолог, который в течение многих лет рассказывал своим учени­кам об этой обратной зависимости между еетчаточным изображением объекта и его физической удаленностью от наблюдателя, но по понятной причине ни разу не испытал этого на собственном опыте. Его ощущения от увеличения тактильного изображения по мере того, как объект ока­зывался все ближе и ближе к камере, и от его уменьшения, когда рас­стояние между камерой и объектом увеличивалось, можно назвать насто­ящим откровением.

Для эффективной работы на установке при реализации способа за­мещения визуальной стимуляции тактильной чрезвычайно важны неко­торые обстоятельства. Принципиальное значение имеет положение теле­визионной камеры: оно не должно быть фиксированным и испытуемый должен активно контролировать его. Когда испытуемые поворачивают камеру, «рассматривая» с ее помощью фигуры, образующие визуальный дисплей, одновременно изменяется и активность вибраторов, без чего невозможно осмысленное восприятие тактильной стимуляции.

Результатом дальнейшего усовершенствования способа замещения визуальной стимуляции тактильной явилось как расширение его воз­можностей, так и увеличение объема «сообщаемой» им тактильной ин­формации. Для этой цели были разработаны различные варианты так-

¹ См.: WhiteB.M. etal. Seeing With the Skin //' Perception & Psychophysics. 7. 1970. P. 26.

342

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Рис. З. Тактильный дисплей для восприятия визуальной информации пальцем и ладонью Дисплей состоит из матрицы, образованной примерно 4000 бу­лавок с закругленными тупыми концами, меняя высоту кото­рых можно воспроизвести паттерн конкретного стимула. Рас­стояние между булавками — 2 мм, общая площадь дисплея — 120 х 120 мм. В качестве примера представлен паттерн ладони¹

тильных дисплеев, предназначенные для использования в сочетании с различными участками кожного покрова, в том числе с животом и лбом², а также с кончиками пальцев и ладонью³. Тактильный дисплей, форму и паттерн которого способны воспринимать незрячие люди, пред­ставлен на рис. 3.

На базе сложной тактильной информации незрячий человек спосо­бен понять многие аспекты зрительного восприятия пространства⁴. Не исключено, что восприятие формы слепыми, основанное на тактильной

¹ См.: Shimlzu Y., Saida S., Shimura H. Tactile pattern recognition by graphic display:
Importance of 3-D information for haptic perception of familiar objects // Perception &
Psychophysics. 1993. 53. P. 45.

² См.: Cholewlak R. W., Sherrick С. Е. A computer-controlled matrix system for presenta­
tion to the skin of complex spatiotemporal patterns // Behavioral Research Methods and
Instrumentation. 1981. 13. P. 667-673.

³ См.: Amato I. Feeling at your fingertips // Science. 1992. 258. P. 1436; Lambert L.,
Lederman S. J. An evaluation of the legibility and meaningfulness of potential map symbols
// Journal of Visual Impairment and Blindness. 1989. 83. P. 397-403; Shimlzu Y. Tactile
display terminal for the visually handicapped // Displays. 1986. 7. P. 116-120; Shimizu Y„
Saida S., Shimura H. Tactile pattern recognition by graphic display: Importance of 3-D
information for haptic perception of familiar objects // Perception & Psychophysics. 1993.
53. P. 43-48; Jansson G. Can a haptic display rendering virtual 3D objects be useful for
people with visual impairment? // Journal of Visual Impairment and Blindness. 1999. 93.
P. 426-429.

⁴ См.: Kennedy J. M. Recognizing outline pictures via touch: alignment theory // M.A.Heller (Ed.). Touch representation, and blindness. London: Oxford University Press, 2000.

Шиффман X. Кожное зрение...

343

информации, базируется на многих из тех пикториальных признаков, на которых базируется и восприятие формы зрячими людьми¹. Ощупывая «корректные» в пикториальном смысле этого слова поверхности, незря­чие люди без труда понимают, каким образом на плоскости изображают­ся глубина, удаленность, наклон, градиенты текстуры, относительный размер и некоторые взаимосвязи между объектами (например, соотноше­ния «фигура—фон» или «передний план» — «задний план»)². Специально для тактильного восприятия слепыми создан ряд сложных и содержащих различные пространственные детали произведений искусства, включая скульптуры и барельефные фрески³.

¹ См.: D'AngiulliA., Kennedy J.M., Heller МЛ. Blind children recognizing tactile pictures
respond like sighted children given guidance in exploration // Scandinavian Journal of
Psychology. 1998. 39. P. 187-190.

² См.: Heller MA. Haptic perception in blind people // M.A.Heller, W.Schiff (Eds.). The
psychology of touch. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum, 1991; Heller MA., Calcaterra J A.,
Tyier LA., Burson L.L. Production and interpretation of perspective drawings by blind and
sighted people // Perception. 1996. 25. P. 321-334; Holmes E., Hughes В., & Jansson G.
Haptic perception of texture gradients // Perception, 1998. 27. P. 993-1008; Kennedy J M.
What can we learn about pictures from the blind? // American Scientist. 1983. 71. P. 19-26;
Kennedy J.M., Campbell J. Convergence principle in blind people's pointing // International
Journal of Rehabilitation Research. 1985. 8. P. 189-210; Kennedy J.M., Gabias P., NlchollsA.
Tactile pictures // M.A. Heller, W. Schiff (Eds.). The psychology of touch. Hillsdale, NJ:
Lawrence Erlbaum, 1991.

³ См.: Good PA sculpture is created with the blind in mind // The New York Times.
1988. October 23. P. 20 (New Jersey supplement); Kennedy J.M. Drawing and the blind.
Pictures to touch. New Haven, CT: Yale University Press, 1993; Kennedy J.M. How the
blind draw // Scientific American. 1997. 276. P. 60-65.