Психофизиология внимания

ВВЕДЕНИЕ

         Внимание характеризует динамику  любого психического процесса: это  тот фактор, который обеспечивает  селективность, избирательность  протекания любой психической  деятельности, как простой, так и сложной. Проблема внимания чрезвычайно сложна как с теоретической, так и с методологической точки зрения. Она принадлежит к числу тех проблем, которые многократно пересматривались в истории науки и которые до настоящего времени таят в себе много противоречивого и неясного. В истории изучения этой проблемы были разные периоды.      

         Термин «внимание» рядом авторов  трактуется как сенсорный феномен  (зрительное, слуховое, тактильное внимание) т.е. как фактор, который способствует  только избирательному протеканию  приема и переработки различной  информации. Другая трактовка внимания представлена в книге «Общая психология» С.Л. Рубинштейна, где внимание рассматривается как фактор, который обеспечивает селективность протекания всех познавательных процессов. Таким образом, сфера действия внимания расширяется до познавательных процессов в целом. Проблема внимания имеет древнюю историю, уходящую к Аристотелю, который рассматривал этот феномен как сужение диапазона чувств. Первое и самое распространенное психологическое определение внимания дал У. Джемс в 1890 г.: «Каждый знает, что такое внимание. Это овладение разумом в чистой и яркой форме только одним из многих одновременно представленных объектов или одной мыслью из целой череды мыслей». Конечно, это определение внимания нельзя отнести к строгому научному определению, в котором, с одной стороны, должен быть показан уровень знаний о внимании, а с другой – обозначены направление и методы его исследования. Как термин, относящийся к определенному психологическому феномену, внимание прочно вошло в повседневную речь, и с обыденной точки зрения мы хорошо понимаем его значение. Каждый на основании своего повседневного опыта знает, что наше внимание может быть привлечено к какому-то одному внешнему событию из большого количества одновременно протекающих событий, что мы можем сосредоточить внимание на какой-то своей мысли, идее или выбрать определенное действие. Поэтому в опреде­лениях Аристотеля и У.Джемса и всех последующих исследователей подчеркивается основная характеристика внимания – избирательность, или селективность, в активности организма. Внимание есть состояние исключительное, ограниченное во времени, так как оно находится в противоречии с основным условием психической жизни – изменяемостью. Внимание есть состояние неподвижное. Говорить о внимании, его наличии или отсутствии можно только применительно к какой-нибудь деятельности практической или теоретической. Человек внимателен, когда направленность его мыслей регулируется направленностью его деятельности, и оба направления при этом совпадают.

         Однако, несмотря на, казалось бы, полную очевидность феномена  внимания, общепринятого научного  определения внимания к настоящему  времени нет. Причин этому несколько.

         Одной из основных причин отсутствия  общепринятого определения внимания  является неоднозначное отношение  к этому феномену со стороны  ученых. Одни ученые рассматривают  внимание как самостоятельный  психический процесс, а другие  как одну из характеристик  взаимодействия психических процессов.

         Сторонники первой точки зрения  выделяют разные формы внимания - сенсорное (зрительное, слуховое, тактильное  и т. п.), моторное, интеллектуальное  и эмоциональное. 

Вторая точка зрения становится все более распространенной, внимание не имеет собственного продукта или своего особого содержания; это в первую очередь, динамическая характеристика протекания познавательной деятельности.

         Другая причина отсутствия общепринятого  определения внимания кроется  в методологических подходах  к изучению поведения и деятельности. Сейчас уже никто не сомневается  в том, что человек активен  в своей деятельности, т. е.  на основании своего индивидуального  опыта он предвосхищает текущие  события внешнего мира, целенаправленно  взаимодействует с ними и обучается  новым формам взаимодействия  с внешним миром, формируя свой  индивидуальный опыт. Но субъекты  с активным отношением к внешнему  миру и жизни, добровольно участвовавшие  в экспериментах, в постановке  задачи, в методах экспериментального  исследования и построенных на  результатах исследований теоретических  моделях выступают у целого  ряда исследователей как некое  пассивное и неизменное машиноподобное  образование, принимающее и обрабатывающее  информацию для того, чтобы совершить  то или иное действие. Такие  представления в явной или  скрытой форме являют собой  продолжение традиций картезианского  линейного детерминизма.

         Проблемы внимания, которые возникли  в общей и когнитивной психологии, возникают и в психофизиологии.  Перед психофизиологами встает  вопрос: что именно изучать в  активности мозга, что могло  бы быть связано с вниманием?  Практически все экспериментальные  исследования внимания в психологии, в том числе в психофизиологии,  до недавнего времени развивались в рамках информационной парадигмы. Согласно этой парадигме, вызванное стимулом возбуждение проходит через последовательные этапы обработки.  Рассмотрим некоторые теории или модели внимания, сформулированные в этих исследованиях.

Глава 1. ПРОБЛЕМА ВНИМАНИЯ В ТРАДИЦИОННОЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ

1.1 Теории фильтра

         Толчком к построению первых  моделей внимания были результаты  экспериментов по дихотическому  прослушиванию, в которых испытуемый  должен избирательно слушать  один из двух или нескольких  одновременно читаемых текстов.  Первые такие эксперименты были  проведены в 1950-х г.г. Е. Черри.  Он приводит пример вечеринки  с коктейлями, на которой человек  может слушать собеседника и  не слышать разговоры других  участников. Это фокусирование внимания. Иногда этот человек слышит от других беседующих свое имя. Это разделение внимания. На основании этого примера Е. Черри ставит ряд вопросов. Как мы можем настроиться на определенный источник информации, оставаясь чувствительным и к значимой информации от других источников? Как наше внимание может быть сфокусировано и разделено одновременно? С момента появления работ по дихотическому прослушиванию избирательные и произвольные аспекты внимания стали рассматривать с формальных позиций информационной теории. Согласно этим представлениям, нервная система представляет коммуникационный канал (т. е. канал связи) с ограниченными перцептивными возможностями. Для выбора одного канала информации из множества параллельных каналов в нервной системе предполагалось наличие специальных фильтров.

         Первую теоретическую модель  внимания, или модель фильтра,  создал Д. Бродмент. Согласно его  модели, информация от рецепторов  поступает в центральную нервную  систему через множество параллельных  сенсорных каналов связи. Однако  нервная система, несмотря на  множество входов, может работать  как одиночный коммуникационный  канал с ограниченными возможностями.  Поэтому на входах этого канала  осуществляется операция селекции, т. е. выбирается определенная сенсорная информация. Селекция не совсем случайна. Селективный фильтр может быть настроен на принятие желаемой информации. Предполагается, что в мозге есть нейронная репрезентация информации, которая контролирует работу фильтра по физическим признакам, например, по интенсивности, где и пространственной локализации звука. Для всей остальной информации фильтр блокирует входы, но эта невостребованная информация какое-то время хранится в блоке кратковременной памяти, который находится перед фильтром. Первоначально невостребованная информация из блока кратковременной памяти может пройти через коммуникационный канал, если произойдет сдвиг селективного процесса с одного класса сенсорных событий на другой. Схема Д. Брода не отвечает на вопрос, поставленный еще Е. Черри: почему мы переключаем внимание на какой-либо сенсорный вход, если не знаем, что на него поступило?

         Ответ на этот вопрос может  быть получен в рамках модели  А. Трейсман. В ее модели постyлируется  двухстадийная фильтрация. Весь  поток информации, как и в предшествующей  модели, поступает в организм  через множество параллельных  каналов. На некотором уровне  нервной системы находится 1-й  фильтр, где происходит выделение  по физическим свойствам (громкость,  высота, позиция в пространстве, цвет, яркость и т. д.) одного  из каналов, по которому сигналы  проходят беспрепятственно, и одновременно  происходит ослабление сигналов  по другим каналам. Ослабленные  и неослабленные сигналы проходят  через 2-й фильтр - логический анализатор (словарь), который представлен специализированными  нейронами. Активность каждого такого нейрона связана с определенным словом, составляющим словарь индивида, и приводит к осознанию субъектом слов. Эти нейроны активируются неослабленными сигналами, а некоторые из них с достаточно низким порогом чувствительности могут быть активированы и ослабленными сигналами.

        В модели Дж. Дойч и Д. Дойч фильтр в явной форме отсутствует. Согласно их модели, все сигналы доходят до логического анализатора, где каждый из них анализируется на предмет специфичности. Чем важнее сигнал для организма, тем более выражена активность нейронов логического анализатора, на которые он поступил, вне зависимости от его исходной силы. Важность сигнала оценивается на основе прошлого опыта. Работа логического анализатора не контролируется сознанием. Осознается только информация, выходящая из него.

1.2 Теории вызванного внимания

         Общая идея теорий фильтра  заключается в том, что на  пути прохождения электрических  импульсов (возбуждения) по нервным  волокнам от рецепторов, подвергающихся  воздействию внешних раздражителей,  до коры имеет место механизм, отфильтровывающий эти импульсы. Нейро- и психофизиологи в своих  исследованиях мозговых механизмов  внимания взяли на вооружение  эту идею. Многие экспериментальные  исследования были направлены  на изучение судьбы афферентных  возбуждений, вызванных тем или  иным сенсорным раздражением  в ситуации привлечения внимания  к этому раздражению или при  отвлечении от него внимания.

         Исследователи рассуждали следующим  образом. Существуют морфологически  выделяемые афферентные пути - от  рецепторов до коры головного  мозга. Эти пути имеют синаптические  переключения в ядрах ствола  головного мозга и в коре. Существуют  эфферентные пути от коры и  ретикулярной формации ствола мозга к ядрам, где происходит переключение афферентных путей. Известно, что потенциалы действия или возбуждения, идущие по эфферентным путям, могут изменять синаптическую передачу афферентных возбуждений. Следовательно, процесс фильтрации в виде торможения возбуждений по некоторым афферентным волокнам происходит на этапах переключения этих путей в релейных ядрах. При этом допускалось, что показателем торможения является уменьшение импульсной активности нейронов этих ядер, что должно сопровождаться уменьшением их суммарной активности, регистрируемой в виде вызванных потенциалов (ВП). Несомненно, что из сказанного выше следует однозначный вывод: поскольку внимание проявляется через избирательное торможение в определенных сенсорных каналах, то, следовательно, животное заранее знаем, что они не соответствуют ситуации.

         Результаты первых исследований  подтвердили эти предположения.  В известных экспериментах Р.  Эрнандец-Пеона предъявления «незнакомого»  звукового щелчка вызывали у  кошки ориентировочное поведение  в виде заинтересованности этими  щелчками и большие по амплитуде  вызванные потенциалы (ВП) в улиточном  ядре. Дальнейшие однообразные предъявления  этого щелчка приводили к угашению  внимания к щелчкам (привыканию, или габитуации), что сопровождалось  сначала исчезновением ориентировочного  поведения (кошка засыпала) и лишь  через длительный промежуток  времени уменьшением амплитуды  ВП вплоть до его исчезновения. Если звук щелчка, внимание к  которому было угашено, внезапно  изменяли (изменяли громкость, локализацию  или тембр), то кошка пробуждалась (дисгабитуация), а в корковых  и в подкорковых областях увеличивалась  амплитуда ВП.

         В других опытах Р. Эрнандец-Пеоном  и его последователями было  показано, что ВП на сенсорные  сигналы в коре и подкорковых  образованиях уменьшаются и у  кошек, и у людей по амплитуде  при отвлечении внимания от  этих сигналов. Отвлекающим фактором  для кошек могли быть запах  пищи, появление в поле зрения  мыши или крысы, писк крысы, электрокожное раздражение. У человека также уменьшалась амплитуда ВП в слуховой коре, если внимание от раздражителей отвлекали тем, что он решал какие-либо задачи, читал или вспоминал события своей жизни.

         Казалось, что проблема фильтров  близка к разрешению - повышение  внимания к сигналу сопровождается  усилением связанного с ним  афферентного потока, и, наоборот, угашение внимания к сигналу ослабляет этот поток. В частности, было выдвинуто предположение, что угашение и отвлечение внимания связаны с активностью ретикулярной формации, участвующей в блокаде афферентных возбуждений. Однако в других лабораториях, где проводились аналогичные исследования, не было обнаружено каких-либо закономерных изменений амплитуды ВП в слуховых путях на щелчки, к которым предварительно было угашено внимание. Так, у кошек в правом и левом слуховых ядрах и даже в разных точках одного ядра исследователи наблюдали разнонаправленные изменения амплитуды ВП, неоднозначные изменения наблюдались также в амплитуде корковых ВП. Более того, как показали исследования Л. Г. Воронина и Е. Н. Соколова, если интенсивность сигнала, к которому было выработано привыкание (т.е. фильтры не должны пропускать от него афферентное возбуждение), внезапно снизить до порогового уровня, то наблюдается дисгабитуация со всеми ее проявлениями. На  основании этих данных уже невозможно утверждать, что невнимание к сигналу осуществляется через блокаду афферентных возбуждений где-то на этапах их синаптических переключений. Вместо него было выдвинуто предположение о том, что все афферентные возбуждения поступают в центр. На последнем предположении построена теория нервной модели стимула Е. Н. Соколова.