Percepcja: Teoria Przetwarzania Informacji – Jak Działa?

Percepcja (rozpoznawanie wzorców) odnosi się do przypisywania znaczenia bodźcom środowiskowym odbieranym przez zmysły. Aby bodziec został odebrany, musi być przechowywany w jednym lub więcej rejestrach sensorycznych i porównywany z wiedzą zawartą w pamięci długotrwałej (LTM).

Teoria Gestalt była wczesnym kognitywnym poglądem, który podważył wiele założeń behawioryzmu. Chociaż teoria Gestalt nie jest już aktualna, zaoferowała ważne zasady, które znajdują się we współczesnych koncepcjach percepcji i uczenia się. Teoria ta zostanie wyjaśniona w dalszej części, a następnie omówiona zostanie percepcja z perspektywy przetwarzania informacji.

Ruch Gestalt rozpoczął się od małej grupy psychologów na początku XX wieku w Niemczech. W 1912 roku Max Wertheimer napisał artykuł o pozornym ruchu. Artykuł ten był znaczący wśród niemieckich psychologów, ale nie miał wpływu w Stanach Zjednoczonych, gdzie ruch Gestalt jeszcze się nie rozpoczął. Późniejsza publikacja w języku angielskim książki Kurta Koffki The Growth of the Mind (1924) oraz The Mentality of Apes (1925) Wolfganga Köhlera pomogła ruchowi Gestalt rozprzestrzenić się w Stanach Zjednoczonych. Wielu psychologów Gestalt, w tym Wertheimer, Koffka i Köhler, ostatecznie wyemigrowało do Stanów Zjednoczonych, gdzie zastosowali swoje idee do zjawisk psychologicznych.

W typowej demonstracji zjawiska percepcyjnego pozornego ruchu, dwie linie położone blisko siebie są eksponowane kolejno przez ułamek sekundy z krótkim odstępem czasu między każdą ekspozycją. Obserwator widzi nie dwie linie, ale raczej pojedynczą linię poruszającą się od linii eksponowanej jako pierwsza w kierunku linii eksponowanej jako druga. Czas trwania demonstracji ma kluczowe znaczenie. Jeśli odstęp czasu między ekspozycją dwóch linii jest zbyt długi, obserwator widzi najpierw jedną linię, a potem drugą, ale nie widzi ruchu. Jeśli odstęp jest zbyt krótki, obserwator widzi dwie linie obok siebie, ale nie widzi ruchu.

Ten pozorny ruch jest znany jako zjawisko phi i dowodzi, że subiektywnych doświadczeń nie można wyjaśnić, odwołując się do obiektywnych elementów. Obserwatorzy postrzegają ruch, mimo że żaden nie występuje. Doświadczenie fenomenologiczne (pozorny ruch) różni się od doświadczenia sensorycznego (ekspozycja linii). Próba wyjaśnienia tego i pokrewnych zjawisk skłoniła Wertheimera do zakwestionowania psychologicznych wyjaśnień percepcji jako sumy doświadczeń sensorycznych, ponieważ wyjaśnienia te nie uwzględniały wyjątkowej całościowości percepcji.

Znaczenie Percepcji

Wyobraź sobie kobietę o imieniu Betty, która ma 5 stóp wzrostu. Kiedy patrzymy na Betty z daleka, nasz obraz siatkówkowy jest znacznie mniejszy niż wtedy, gdy patrzymy na Betty z bliska. Mimo to Betty ma 5 stóp wzrostu i wiemy o tym niezależnie od tego, jak daleko się znajduje. Chociaż percepcja (obraz siatkówkowy) się zmienia, znaczenie obrazu pozostaje stałe.

Niemieckie słowo Gestalt tłumaczy się jako „forma”, „Figura”, „kształt” lub „konfiguracja”. Istotą psychologii Gestalt jest to, że obiekty lub zdarzenia są postrzegane jako zorganizowane całości (Köhler, 1947/1959). Podstawowa organizacja obejmuje figurę (to, na czym się skupiamy) na tle (tło). Znacząca jest konfiguracja, a nie poszczególne części (Koffka, 1922). Drzewo nie jest przypadkowym zbiorem liści, gałęzi, korzeni i pnia; jest to znacząca konfiguracja tych elementów. Patrząc na drzewo, ludzie zazwyczaj nie koncentrują się na poszczególnych elementach, ale raczej na całości. Ludzki mózg przekształca obiektywną rzeczywistość w wydarzenia mentalne zorganizowane jako znaczące całości. Ta zdolność postrzegania rzeczy jako całości jest wrodzoną cechą, chociaż percepcja jest modyfikowana przez doświadczenie i trening (Köhler, 1947/1959; Leeper, 1935).

Teoria Gestalt pierwotnie odnosiła się do percepcji, ale kiedy jej europejscy zwolennicy przybyli do Stanów Zjednoczonych, odkryli nacisk na uczenie się. Zastosowanie idei Gestalt do uczenia się nie było trudne. W ujęciu Gestalt uczenie się jest zjawiskiem poznawczym polegającym na reorganizowaniu doświadczeń w różne percepcje rzeczy, ludzi lub wydarzeń (Koffka, 1922, 1926). Duża część ludzkiego uczenia się jest wnikliwa, co oznacza, że transformacja od ignorancji do wiedzy następuje szybko. W obliczu problemu jednostki ustalają, co jest znane, a co należy ustalić. Następnie myślą o możliwych rozwiązaniach. Wgląd następuje, gdy ludzie nagle „widzą”, jak rozwiązać problem.

Teoretycy Gestalt nie zgadzali się z Watsonem i innymi behawiorystami co do roli świadomości. W teorii Gestalt znacząca percepcja i wgląd występują tylko dzięki świadomej świadomości. Psychologowie Gestalt kwestionowali również ideę, że złożone zjawiska można podzielić na elementarne części. Behawioryści podkreślali asocjacje: całość jest równa sumie części. Psychologowie Gestalt uważali, że całość jest znacząca i traci znaczenie, gdy zostanie zredukowana do poszczególnych składników. (W scenariuszu otwierającym „x” traci znaczenie, chyba że można go powiązać z szerszymi kategoriami.) Zamiast tego całość jest większa niż suma jej części. Co ciekawe, psychologowie Gestalt zgodzili się z behawiorystami w sprzeciwie wobec introspekcji, ale z innego powodu. Behawioryści postrzegali to jako próbę badania świadomości; teoretycy Gestalt uważali, że nie należy modyfikować percepcji, aby odpowiadały obiektywnej rzeczywistości. Osoby, które używały introspekcji, próbowały oddzielić znaczenie od percepcji, podczas gdy psychologowie Gestalt wierzyli, że percepcja jest znacząca.

Zasady Organizacji

Teoria Gestalt zakłada, że ludzie używają zasad do organizowania swoich percepcji. Niektóre z najważniejszych zasad to relacja figura-tło, bliskość, podobieństwo, wspólny kierunek, prostota i domknięcie (Koffka, 1922; Köhler, 1926, 1947/1959).

Zasada relacji figura-tło zakłada, że każde pole percepcyjne można podzielić na figurę na tle. Takie istotne cechy, jak rozmiar, kształt, kolor i wysokość dźwięku, odróżniają figurę od tła. Gdy figura i tło są niejednoznaczne, obserwatorzy mogą na przemian organizować doświadczenie sensoryczne w jeden sposób, a następnie w inny.

Zasada bliskości stwierdza, że elementy w polu percepcyjnym są postrzegane jako należące do siebie zgodnie z ich bliskością w przestrzeni lub czasie. Większość ludzi postrzega linie na rysunku 5.3b jako trzy grupy po trzy linie każda, chociaż możliwe są inne sposoby postrzegania tej konfiguracji. Ta zasada bliskości jest również zaangażowana w percepcję mowy. Ludzie słyszą (organizują) mowę jako serię słów lub fraz oddzielonych pauzami. Kiedy ludzie słyszą nieznane dźwięki mowy (np. języki obce), mają trudności z odróżnieniem pauz.

Zasada podobieństwa oznacza, że elementy podobne w aspektach takich jak rozmiar lub kolor są postrzegane jako należące do siebie. Oglądając rysunek c., ludzie mają tendencję do widzenia grupy trzech krótkich linii, a następnie grupy trzech długich linii i tak dalej. Bliskość może przeważyć nad podobieństwem; gdy niepodobne bodźce są bliżej siebie niż podobne (rysunek d.), pole percepcyjne ma tendencję do organizowania się w cztery grupy po dwie linie każda.

Zasada wspólnego kierunku implikuje, że elementy, które wydają się stanowić wzór lub płynąć w tym samym kierunku, są postrzegane jako figura. Linie na rysunku e. najprawdopodobniej będą postrzegane jako tworzące odrębny wzór. Zasada wspólnego kierunku odnosi się również do serii alfabetycznej lub numerycznej, w której jedna lub więcej reguł definiuje kolejność elementów. Tak więc następną literą w serii abdeghjk jest m, zgodnie z regułą: Zaczynając od litery a i poruszając się sekwencyjnie po alfabecie, wymień dwie litery i pomiń jedną.

Zasada prostoty stwierdza, że ludzie organizują swoje pola percepcyjne w proste, regularne cechy i mają tendencję do tworzenia dobrych Gestaltów obejmujących symetrię i regularność. Idea ta jest uchwycona przez niemieckie słowo Pragnanz, które w przybliżeniu tłumaczy się jako „znaczenie” lub „precyzja”. Jednostki najprawdopodobniej postrzegają wzory wizualne na rysunku f. jako jeden wzór geometryczny nakładający się na drugi, a nie jako kilka nieregularnych wzorów geometrycznych. Zasada domknięcia oznacza, że ludzie wypełniają niekompletne wzory lub doświadczenia. Pomimo brakujących linii we wzorze pokazanym na rysunku g., ludzie mają tendencję do uzupełniania wzoru i widzenia znaczącego obrazu.

Wiele koncepcji zawartych w teorii Gestalt jest istotnych dla naszych percepcji; jednak zasady Gestalt są dość ogólne i nie odnoszą się do rzeczywistych mechanizmów percepcji. Powiedzenie, że jednostki postrzegają podobne elementy jako należące do siebie, nie wyjaśnia, w jaki sposób postrzegają elementy jako podobne w pierwszej kolejności. Zasady Gestalt są pouczające, ale niejasne i niewyjaśniające. Badania nie potwierdzają niektórych przewidywań Gestalt. Kubovy i van den Berg (2008) odkryli, że wspólny efekt bliskości i podobieństwa był równy sumie ich oddzielnych efektów, a nie większy niż to, co przewiduje teoria Gestalt. Zasady przetwarzania informacji, omówione dalej, są jaśniejsze i zapewniają lepsze wyjaśnienie percepcji.

Bodźce środowiskowe są odbierane i przetwarzane przez zmysły: wzrok, słuch, dotyk, węch i smak. Teorie przetwarzania informacji zakładają, że każdy zmysł ma swój własny rejestr, który przechowuje informacje krótko, w tej samej formie, w jakiej zostały odebrane (np. informacje wzrokowe są przechowywane w formie wzrokowej, informacje słuchowe w formie słuchowej). Informacje pozostają w rejestrze sensorycznym tylko przez ułamek sekundy. Niektóre bodźce sensoryczne są przekazywane do pamięci roboczej (WM) w celu dalszego przetwarzania. Inne bodźce są usuwane i zastępowane nowymi. Rejestry sensoryczne działają równolegle, ponieważ kilka zmysłów może być zaangażowanych jednocześnie i niezależnie od siebie. Dwa rodzaje pamięci sensorycznej, które zostały najdokładniej zbadane, to ikoniczna (wzrok) i echoiczna (słuch) (Neisser, 1967).

W typowym eksperymencie mającym na celu zbadanie pamięci ikonicznej badacz prezentuje uczniom rzędy liter na krótko (np. 50 milisekund) i prosi ich o podanie tylu, ile pamiętają. Zwykle podają tylko od czterech do pięciu liter z tablicy. Wczesne prace Sperlinga (1960) dostarczyły wglądu w przechowywanie ikoniczne. Sperling prezentował uczniom rzędy liter, a następnie dawał im sygnał do podania liter z określonego rzędu. Sperling oszacował, że po ekspozycji na tablicę byli w stanie przypomnieć sobie około dziewięciu liter. Pamięć sensoryczna może przechowywać więcej informacji, niż wcześniej sądzono, ale podczas gdy uczestnicy przypominali sobie litery, ślady innych liter szybko zanikały. Sperling odkrył również, że im więcej czasu upływało między końcem prezentacji tablicy a początkiem przypominania, tym gorsze było przypominanie. To odkrycie potwierdza pogląd, że zapominanie wiąże się z zanikiem śladu, czyli utratą bodźca z rejestru sensorycznego w czasie.

Naukowcy spierają się, czy ikon jest w rzeczywistości magazynem pamięci, czy trwałym obrazem. Sakitt argumentował, że ikon znajduje się w pręcikach siatkówki oka (Sakitt, 1976; Sakitt & Long, 1979). Aktywna rola ikonu w percepcji jest zmniejszona (ale nie wyeliminowana), jeśli ikon jest strukturą fizyczną, chociaż nie wszyscy badacze zgadzają się ze stanowiskiem Sakitta.

Istnieją dowody na istnienie pamięci echoicznej o funkcji podobnej do pamięci ikonicznej. Badania przeprowadzone przez Darwina, Turveya i Crowdera (1972) oraz przez Moraya, Batesa i Barnetta (1965) dały wyniki porównywalne z wynikami Sperlinga (1960). Uczestnicy badania słyszeli jednocześnie trzy lub cztery zestawy nagrań, a następnie proszono ich o podanie jednego z nich. Wyniki pokazały, że pamięć echoiczna jest w stanie przechowywać więcej informacji, niż można sobie przypomnieć. Podobnie jak w przypadku informacji ikonicznych, ślady informacji echoicznych szybko zanikają po usunięciu bodźców. Zanik echoiczny nie jest tak szybki jak ikoniczny, ale okresy przekraczające 2 sekundy między zakończeniem prezentacji bodźca a początkiem przypominania powodują gorsze przypominanie.

Percepcja zachodzi poprzez przetwarzanie oddolne i odgórne (Matlin, 2009). W przetwarzaniu oddolnym, fizyczne właściwości bodźców są odbierane przez rejestry sensoryczne, a informacje te są przekazywane do pamięci roboczej (WM) w celu porównania z informacjami w pamięci długotrwałej (LTM) w celu przypisania znaczeń. Wejścia środowiskowe mają namacalne właściwości fizyczne. Zakładając normalne widzenie barw, każdy, kto patrzy na żółtą piłkę tenisową, rozpozna ją jako żółty obiekt, ale tylko ci, którzy znają się na tenisie, rozpoznają ją jako piłkę tenisową. Rodzaje informacji, które ludzie zdobyli, odpowiadają za różne znaczenia, które przypisują obiektom.

Jednak na percepcję wpływają nie tylko obiektywne cechy, ale także wcześniejsze doświadczenia i oczekiwania. Przetwarzanie odgórne odnosi się do wpływu naszej wiedzy i przekonań na percepcję (Matlin, 2009). Ważne są również stany motywacyjne. Na percepcję wpływa to, co chcemy i mamy nadzieję postrzegać. Często postrzegamy to, czego się spodziewamy, i nie postrzegamy tego, czego się nie spodziewamy. Czy zdarzyło ci się kiedyś usłyszeć swoje imię, a potem zdać sobie sprawę, że wywoływano inne imię? Czekając na spotkanie z przyjacielem w miejscu publicznym lub na odbiór zamówienia w restauracji, możesz usłyszeć swoje imię, ponieważ spodziewasz się je usłyszeć. Ponadto ludzie mogą nie postrzegać rzeczy, których wygląd się zmienił lub które występują poza kontekstem. Możesz nie rozpoznać współpracowników spotkanych na plaży, ponieważ nie spodziewasz się zobaczyć ich ubranych w strój plażowy. Przetwarzanie odgórne często występuje w przypadku niejednoznacznych bodźców lub tych rejestrowanych tylko krótko (np. bodziec zauważony “w kącie oka”).

Teoria przetwarzania informacji o percepcji to dopasowywanie szablonów, która zakłada, że ludzie przechowują szablony, czyli miniaturowe kopie bodźców, w LTM. Kiedy napotykają bodziec, porównują go z istniejącymi szablonami i identyfikują bodziec, jeśli zostanie znalezione dopasowanie. Ten pogląd jest atrakcyjny, ale problematyczny. Ludzie musieliby nosić w głowach miliony szablonów, aby móc rozpoznać wszystkich i wszystko w swoim otoczeniu. Tak duży zapas przekroczyłby możliwości mózgu. Teoria szablonów również słabo radzi sobie z uwzględnianiem wariacji bodźców. Krzesła, na przykład, występują we wszystkich rozmiarach, kształtach, kolorach i wzorach; setki szablonów byłyby potrzebne tylko do postrzegania krzesła.

Problemy z szablonami można rozwiązać, zakładając, że mogą one mieć pewne wariacje. Teoria prototypów odnosi się do tego. Prototypy to abstrakcyjne formy, które zawierają podstawowe składniki bodźców (Matlin, 2009; Rosch, 1973). Prototypy są przechowywane w LTM i są porównywane z napotkanymi bodźcami, które są następnie identyfikowane na podstawie prototypu, z którym pasują lub przypominają pod względem formy, zapachu, dźwięku i tak dalej. Niektóre badania potwierdzają istnienie prototypów (Franks & Bransford, 1971; Posner & Keele, 1968; Rosch, 1973).

Główną zaletą prototypów nad szablonami jest to, że każdy bodziec ma tylko jeden prototyp zamiast niezliczonych wariacji; w ten sposób identyfikacja bodźca powinna być łatwiejsza, ponieważ porównywanie go z kilkoma szablonami nie jest konieczne. Jedną z obaw związanych z prototypami jest ilość dopuszczalnej zmienności bodźców, czyli jak bardzo bodziec musi pasować do prototypu, aby zostać zidentyfikowany jako instancja tego prototypu.

Odmiana modelu prototypu obejmuje analizę cech (Matlin, 2009). Zgodnie z tym poglądem, uczy się krytycznych cech bodźców i przechowuje je w LTM jako obrazy lub kody werbalne (Markman, 1999). Kiedy bodziec wchodzi do rejestru sensorycznego, jego cechy są porównywane z reprezentacjami pamięciowymi. Jeśli wystarczająca liczba cech pasuje, bodziec jest identyfikowany. W przypadku krzesła krytycznymi cechami mogą być nogi, siedzisko i oparcie. Wiele innych cech (np. kolor, rozmiar) jest nieistotnych. Wszelkie wyjątki od podstawowych cech należy się nauczyć (np. krzesła stadionowe i pufy, które nie mają nóg). W przeciwieństwie do analizy prototypów, informacje przechowywane w pamięci nie są abstrakcyjną reprezentacją krzesła, ale raczej obejmują jego krytyczne cechy. Jedną z zalet analizy cech jest to, że każdy bodziec nie ma tylko jednego prototypu, co częściowo rozwiązuje problem dopuszczalnej zmienności. Istnieją empiryczne badania potwierdzające analizę cech (Matlin, 2009).

Treisman (1992) zaproponował, że postrzeganie obiektu ustanawia tymczasową reprezentację w pliku obiektu, który zbiera, integruje i koryguje informacje o jego bieżących cechach. Zawartość pliku może być przechowywana jako token obiektu. W przypadku nowo postrzeganych obiektów próbujemy dopasować token do reprezentacji pamięciowej (słownika) typów obiektów, co może się udać lub nie. Następnym razem, gdy pojawi się obiekt, pobieramy token obiektu, który określa jego cechy i strukturę. Token ułatwi percepcję, jeśli wszystkie cechy pasują, ale może ją utrudnić, jeśli wiele cech nie pasuje.

Niezależnie od tego, jak dokonywane są porównania LTM, badania potwierdzają pogląd, że percepcja zależy od przetwarzania oddolnego i odgórnego (Anderson, 1980; Matlin, 2009; Resnick, 1985). Na przykład w czytaniu przetwarzanie oddolne analizuje cechy i buduje znaczącą reprezentację w celu identyfikacji bodźców. Początkujący czytelnicy zazwyczaj używają przetwarzania oddolnego, gdy napotykają litery i nowe słowa i próbują je wymawiać. Ludzie używają również przetwarzania oddolnego, gdy doświadczają nieznanych bodźców (np. pismo odręczne).

Czytanie przebiegałoby powoli, gdyby cała percepcja wymagała szczegółowej analizy cech. W przetwarzaniu odgórnym jednostki opracowują oczekiwania dotyczące percepcji na podstawie kontekstu. Sprawni czytelnicy budują mentalną reprezentację kontekstu podczas czytania i oczekują pewnych słów i zwrotów w tekście (Resnick, 1985). Skuteczne przetwarzanie odgórne zależy od rozległej wcześniejszej wiedzy.