Эдуард Костандов - Психофизиология сознания и бессознательного
Глава 3. Время осознания сигнала
Сколько времени необходимо нервной системе, чтобы осознать какой-либо относительно простой стимул, например звуковой сигнал, изображение геометрической фигуры, отдельной буквы, слова и т.п.? Для того чтобы произошло осознание стимула, нервные импульсы от рецепторов, т.е. воспринимающих окончаний соответствующего органа чувств, должны поступить в центральные отделы нервной системы — вплоть до коры больших полушарий, пройти там ряд последовательных этапов обработки, сличения стимула с его образом и словесным обозначением, хранящимся в памяти, в результате чего и происходит осознание. Это весьма сложный процесс последовательных преобразований входной информации, сличения ее с образами, запечатленными в результате прошлого опыта в головном мозге, принятия решения о соответствии ее конкретному образу. Так обеспечивается адекватное отражение явлений окружающей действительности в сознании человека. При этом восприятие не следует рассматривать как пассивный процесс, в котором поступающая информация, проходя ряд мозговых фильтров, проецируется на некий нейронный экран, где после сличения с хранящимися в памяти образами происходит ее опознание. Процесс восприятия имеет активный характер.
С помощью психофизиологических исследований было неоднократно показано, что восприятие внешнего объекта — это, как правило, результат процесса, в котором мозг контролирует поступающую информацию путем влияния «высших центров» через нисходящие связи на избирательное внимание и переработку сенсорных нервных импульсов в различных подкорковых структурах. До последнего времени проблема активного выбора сводилась физиологами и психологами к исследованию взаимоотношений поступающей информации и хранящихся в памяти зрительных образов. Исследователей интересовало выявление процессов, возникающих в высших корковых структурах головного мозга, которые регулируют — тормозят или облегчают — обработку поступающей информации на нижележащих уровнях в подкорковых структурах головного мозга и в проекционных корковых областях, куда непосредственно поступают зрительные, слуховые и другие сенсорные импульсы от воспринимающих нервных окончаний (рецепторов) соответствующих органов чувств. Таким способом с помощью механизма избирательного внимания осуществляется важнейшая мозговая функция — селекция стимулов, необходимая для отражения в сознании субъекта явлений окружающего мира, адекватных его потребностям в конкретной ситуации.
В последние несколько лет уже ставшая классической схема обработки сенсорной словесной или несловесной информации дополнена новой моделью, основные положения которой зародились после анализа результатов так называемого картирования головного мозга человека, позволяющего выявлять его активные участки при осуществлении определенной психической деятельности и судить таким образом об их участии в нем.
Согласно новой модели восприятия, в высших центрах лобной коры уже на самых ранних стадиях процесса восприятия происходят предварительный анализ поступающей информации, интерпретация ее на основе прошлого опыта субъекта и быстрая передача результатов этой обработки в нижележащие центры, принимающие участие в опознании данного стимула. Эти нисходящие от лобных корковых областей влияния могут облегчать пути восприятия объекта, убыстрять его опознание и делать таковое более надежным; в случае же, когда стимул не соответствует ситуации и сложившемуся контексту, наоборот, затруднять, ухудшать или искажать его восприятие. В естественных условиях контекст почти всегда так или иначе сказывается на процессах восприятия, что позволяет человеку правильно оценивать роль и место стимулов в многообразии окружающей действительности. Наглядным и банальным примером служат различия в восприятии значения одного и того же слова в зависимости от контекста фразы, ситуации и т.д.
Время, занимаемое многоступенчатым и сложным процессом обработки поступающей информации на разных уровнях центральной нервной системы, несколько огрубляя, можно обозначить как «время восприятия». Его пытаются измерить разными способами. Уже в 1899 г. известный немецкий психолог В. Вундт пришел к убеждению, что у человека накопление информации, необходимой для восприятия короткого зрительного стимула, не исчерпывается временем его экспозиции. Он использовал данные опытов, в которых предъявлялись две короткие вспышки света, каждая длительностью 40 мкс.
Чтобы они воспринимались как отдельные, пауза между ними должна быть не меньше 40-50 мс. Позднее это представление о несоответствии времени реального действия стимула и времени, которое занимает процесс его восприятия, было экспериментально подтверждено в многочисленных опытах с так называемой обратной маскировкой. Понятие обратной маскировки обозначает повышение порога осознания сигнала (тестируемого) под влиянием второго, как правило, более сильного сигнала (маскирующего), предъявляемого через определенный промежуток времени после окончания экспозиции первого, тестируемого сигнала. Однако эффект обратной маскировки зависит не от величины паузы между стимулами, а от промежутка времени между началом действия первого стимула и началом действия второго. Именно этот интервал и составляет величину, которую с большой долей условности можно называть «временем восприятия».
В опытах по измерению данного показателя при восприятии изображений геометрических фигур или отдельных букв «время восприятия» обычно составляет в среднем 100 мс, хотя эта величина колеблется в ту и другую сторону в зависимости от ряда условий — например, соотношения силы тестирующего и маскирующего стимулов. Так, чем сильнее второй из них, тем сильнее будет эффект обратной маскировки на восприятие первого стимула и соответственно больше будет величина «времени восприятия». Следовательно, эта величина весьма условна.
Приведем пример измерения «времени восприятия» с помощью метода обратной маскировки в условиях лабораторного исследования. Испытуемому на экране в течение 20 мс демонстрируют отдельные буквы русского алфавита. Он, как правило, их легко опознает и, согласно предварительной инструкции, произносит вслух прочитанную букву. Затем с паузой 20 мс после буквы дается довольно сильная вспышка газоразрядной лампы. Испытуемый при этом не может сообщить, какая ему демонстрировалась буква. Паузу постепенно, обычно по 10 мс, увеличивают до тех пор, пока испытуемый начинает правильно опознавать буквы. Вот этот интервал времени от начала демонстрации буквы и до начала вспышки, при котором тестируемый в состоянии опознать букву и составляющий у здорового взрослого человека в среднем 100 мс, и называют условно «временем восприятия».
Гипотезы о механизме взаимодействия нервных процессов при обратной маскировке исходят из того положения, что для любого акта восприятия центральной нервной системе необходимо определенное время, а раз так, то и процесс восприятия может быть остановлен, прерван другим стимулом, действующим в течение данного промежутка времени. Эта интерференция может произойти на любом уровне нервной системы, участвующем в приеме и обработке сенсорной информации, включая кору головного мозга.
Что же измеряется методом обратной маскировки и является ли он надежным способом определения времени осознания внешнего сигнала?
На первый вопрос можно ответить довольно просто: с помощью данного метода с точностью до миллисекунд можно измерить время, которое необходимо, чтобы посторонние сенсорные раздражения могли помешать осознанию стимула. Очевидно, в течение этого времени происходят передача нервных импульсов от воспринимающего органа в кору больших полушарий, их первичная обработка и оживление «образа» стимула в так называемой иконической памяти, после чего посторонние воздействия уже не оказывают существенного влияния на его осознание. Несмотря на то что с помощью метода обратной маскировки нельзя определить временные параметры всего сложного процесса восприятия, заканчивающегося вербализацией стимула и его осознанием, следует признать: он дает возможность весьма точно измерять скорость обработки информации на начальном этапе данного процесса. С такой существенной оговоркой можно считать, что методом обратной маскировки определяется время восприятия, т.е. время, необходимое для консолидации следов стимула, когда посторонние раздражения, вызывающие возбуждение новых нервных элементов, уже не могут помешать его осознанию и запечатлению в словесно-логической памяти. Необходимо еще раз отметить, что как в экспериментальных условиях, так и в реальной жизни человека это критическое время, в среднем составляющее 100 мс, существенно зависит от соотносительной силы (не только физической, но и сигнальной) стимулов, действующих на органы чувств одновременно или последовательно с короткими паузами.
