Сприйняття (Теорія обробки інформації)

Сприйняття (розпізнавання образів) відноситься до надання значення вхідним сигналам навколишнього середовища, отриманим через органи чуття. Щоб вхідний сигнал був сприйнятий, він повинен зберігатися в одному або декількох сенсорних регістрах і порівнюватися зі знаннями в ДТП.

Гештальт-теорія була ранньою когнітивною точкою зору, яка оскаржувала багато припущень біхевіоризму. Хоча гештальт-теорія більше не є життєздатною, вона запропонувала важливі принципи, які можна знайти в сучасних концепціях сприйняття та навчання. Ця теорія пояснюється далі, після чого йде обговорення сприйняття з точки зору обробки інформації.

Гештальт-рух розпочався з невеликої групи психологів на початку двадцятого століття в Німеччині. У 1912 році Макс Вертгеймер написав статтю про уявний рух. Стаття була значною серед німецьких психологів, але не мала впливу в Сполучених Штатах, де гештальт-рух ще не розпочався. Подальша публікація англійською мовою книги Курта Коффки “Зростання розуму” (1924) і книги Вольфганга Кьолера “Менталітет мавп” (1925) допомогла гештальт-руху поширитися в Сполучені Штати. Багато гештальт-психологів, включно з Вертгеймером, Коффкою і Кьолером, згодом емігрували до Сполучених Штатів, де вони застосували свої ідеї до психологічних явищ.

У типовій демонстрації перцептивного феномену уявного руху дві лінії, розташовані близько одна до одної, послідовно демонструються протягом частки секунди з коротким проміжком часу між кожною демонстрацією. Спостерігач бачить не дві лінії, а скоріше одну лінію, що рухається від лінії, показаної першою, до лінії, показаної другою. Час демонстрації має вирішальне значення. Якщо інтервал часу між показом двох ліній занадто довгий, спостерігач бачить спочатку одну лінію, а потім другу, але руху не бачить. Якщо інтервал занадто короткий, спостерігач бачить дві лінії поруч, але руху не бачить.

Цей уявний рух відомий як фі-феномен і демонструє, що суб’єктивний досвід неможливо пояснити, посилаючись на об’єктивні елементи. Спостерігачі сприймають рух, навіть якщо його немає. Феноменологічний досвід (уявний рух) відрізняється від сенсорного досвіду (показ ліній). Спроба пояснити це та пов’язані з цим явища змусила Вертгеймера поставити під сумнів психологічні пояснення сприйняття як суми сенсорних переживань, оскільки ці пояснення не враховували унікальну цілісність сприйняття.

Значущість сприйняття

Уявіть собі жінку на ім’я Бетті, зріст якої 5 футів. Коли ми дивимося на Бетті на відстані, наше ретинальне зображення набагато менше, ніж коли ми дивимося на Бетті зблизька. Проте Бетті має зріст 5 футів, і ми знаємо це незалежно від того, як далеко вона знаходиться. Хоча сприйняття (ретинальне зображення) змінюється, значення зображення залишається постійним.

Німецьке слово Gestalt перекладається як “форма”, “фігура”, “образ” або “конфігурація”. Суть гештальт-психології полягає в тому, що об’єкти або події розглядаються як організовані цілісності (Кьолер, 1947/1959). Основна організація передбачає фігуру (те, на чому зосереджується увага) на тлі (фон). Важливим є конфігурація, а не окремі частини (Коффка, 1922). Дерево - це не випадковий набір листя, гілок, коріння і стовбура; це значуща конфігурація цих елементів. Коли люди дивляться на дерево, вони зазвичай зосереджуються не на окремих елементах, а на цілому. Людський мозок перетворює об’єктивну реальність на ментальні події, організовані як значущі цілісності. Ця здатність сприймати речі як цілісності є вродженою якістю, хоча сприйняття змінюється під впливом досвіду та навчання (Кьолер, 1947/1959; Ліпер, 1935).

Теорія гештальту спочатку застосовувалася до сприйняття, але коли її європейські прихильники приїхали до Сполучених Штатів, вони виявили акцент на навчанні. Застосування гештальт-ідей до навчання не було складним. Згідно з гештальт-підходом, навчання - це когнітивний феномен, який передбачає реорганізацію досвіду в інше сприйняття речей, людей або подій (Коффка, 1922, 1926). Значна частина людського навчання є проникливою, що означає, що перехід від незнання до знання відбувається швидко. Коли люди стикаються з проблемою, вони з’ясовують, що відомо, а що потрібно визначити. Потім вони думають про можливі рішення. Інсайт виникає, коли люди раптово “бачать”, як вирішити проблему.

Теоретики гештальту не погоджувалися з Вотсоном та іншими біхевіористами щодо ролі свідомості. У теорії гештальту значуще сприйняття та інсайт виникають лише через усвідомлення. Гештальт-психологи також заперечували ідею про те, що складні явища можна розбити на елементарні частини. Біхевіористи наголошували на асоціаціях: ціле дорівнює сумі частин. Гештальт-психологи вважали, що ціле є значущим і втрачає сенс, коли його зводять до окремих компонентів. (У вступному сценарії “x” втрачає сенс, якщо його не можна пов’язати з ширшими категоріями.) Натомість ціле є більшим, ніж сума його частин. Цікаво, що гештальт-психологи погоджувалися з біхевіористами щодо заперечення інтроспекції, але з іншої причини. Біхевіористи розглядали це як спробу вивчити свідомість; теоретики гештальту вважали недоречним змінювати сприйняття, щоб воно відповідало об’єктивній реальності. Люди, які використовували інтроспекцію, намагалися відокремити значення від сприйняття, тоді як гештальт-психологи вважали, що сприйняття є значущим.

Принципи організації

Теорія гештальту постулює, що люди використовують принципи для організації свого сприйняття. Деякі з найважливіших принципів - це відношення фігури і фону, близькість, подібність, спільний напрямок, простота і завершеність (Коффка, 1922; Кьолер, 1926, 1947/1959).

Принцип відношення фігури і фону постулює, що будь-яке перцептивне поле може бути поділене на фігуру на тлі. Такі помітні особливості, як розмір, форма, колір і висота тону, відрізняють фігуру від її фону. Коли фігура і фон є неоднозначними, ті, хто сприймає, можуть по-різному організовувати сенсорний досвід.

Принцип близькості стверджує, що елементи в перцептивному полі розглядаються як такі, що належать один до одного, відповідно до їх близькості один до одного в просторі або часі. Більшість людей сприймають лінії на малюнку 5.3b як три групи по три лінії в кожній, хоча можливі й інші способи сприйняття цієї конфігурації. Цей принцип близькості також бере участь у сприйнятті мовлення. Люди чують (організовують) мовлення як серію слів або фраз, розділених паузами. Коли люди чують незнайомі звуки мовлення (наприклад, іноземні мови), їм важко розрізнити паузи.

Принцип подібності означає, що елементи, подібні за такими аспектами, як розмір або колір, сприймаються як такі, що належать один до одного. Дивлячись на малюнок c., люди, як правило, бачать групу з трьох коротких ліній, за якою слідує група з трьох довгих ліній і так далі. Близькість може переважати над подібністю; коли несхожі стимули розташовані ближче один до одного, ніж схожі (малюнок d.), перцептивне поле, як правило, організовується в чотири групи по дві лінії в кожній.

Принцип спільного напрямку передбачає, що елементи, які, як видається, утворюють патерн або потік в одному напрямку, сприймаються як фігура. Лінії на малюнку e., швидше за все, будуть сприйняті як такі, що утворюють виразний патерн. Принцип спільного напрямку також застосовується до алфавітного або числового ряду, в якому одне або кілька правил визначають порядок елементів. Таким чином, наступна літера в ряду abdeghjk - це m, як визначено правилом: починаючи з літери a і рухаючись по алфавіту послідовно, перерахуйте дві літери і пропустіть одну.

Принцип простоти стверджує, що люди організовують свої перцептивні поля в прості, регулярні особливості і, як правило, формують хороші гештальти, що містять симетрію і регулярність. Ця ідея передається німецьким словом Pragnanz, яке приблизно перекладається як “значущість” або “точність”. Люди, швидше за все, побачать візуальні патерни на малюнку f. як один геометричний патерн, що перекриває інший, а не як кілька геометричних патернів неправильної форми. Принцип завершеності означає, що люди заповнюють неповні патерни або переживання. Незважаючи на відсутні лінії в патерні, показаному на малюнку g., люди, як правило, завершують патерн і бачать значущу картину.

Багато концепцій, втілених у теорії гештальту, мають відношення до нашого сприйняття; однак принципи гештальту є досить загальними і не стосуються фактичних механізмів сприйняття. Стверджувати, що люди сприймають подібні предмети як такі, що належать один до одного, не пояснює, як вони сприймають предмети як подібні в першу чергу. Принципи гештальту є повчальними, але розпливчастими і не пояснюють. Дослідження не підтверджують деякі з гештальт-прогнозів. Кубові і ван ден Берг (2008) виявили, що спільний ефект близькості і подібності дорівнював сумі їх окремих ефектів, а не перевищував її, як передбачає теорія гештальту. Принципи обробки інформації, розглянуті далі, є більш чіткими і дають краще пояснення сприйняття.

Вхідні сигнали з навколишнього середовища сприймаються та отримуються через органи чуття: зір, слух, дотик, нюх і смак. Теорії обробки інформації стверджують, що кожен орган чуття має власний регістр, який короткочасно зберігає інформацію в тій самій формі, в якій вона була отримана (наприклад, візуальна інформація зберігається у візуальній формі, аудіальна інформація – в аудіальній формі). Інформація залишається в сенсорному регістрі лише на частку секунди. Деякі сенсорні вхідні дані передаються в робочу пам'ять (РП) для подальшої обробки. Інші вхідні дані стираються та замінюються новими. Сенсорні регістри працюють паралельно, оскільки декілька органів чуття можуть бути задіяні одночасно та незалежно один від одного. Двома сенсорними видами пам'яті, які були найбільш широко досліджені, є іконічна (зір) та ехоічна (слух) (Neisser, 1967).

У типовому експерименті з дослідження іконічної пам'яті дослідник короткочасно (наприклад, 50 мілісекунд) показує учням рядки літер і просить їх назвати якомога більше з тих, що вони запам'ятали. Зазвичай вони називають лише чотири-п'ять літер з масиву. Рання робота Сперлінга (1960) дала уявлення про іконічне зберігання. Сперлінг показував учням рядки літер, а потім давав їм сигнал назвати літери з певного рядка. Сперлінг оцінив, що після показу масиву вони могли згадати близько дев'яти літер. Сенсорна пам'ять може зберігати більше інформації, ніж вважалося раніше, але поки учасники згадували літери, сліди інших літер швидко зникали. Сперлінг також виявив, що чим більше часу минало між закінченням показу масиву та початком відтворення, тим гіршим було відтворення. Це відкриття підтверджує ідею про те, що забування включає в себе згасання сліду, або втрату стимулу з сенсорного регістру з часом.

Дослідники сперечаються про те, чи є ікона фактично сховищем пам'яті, чи стійким образом. Сакітт стверджувала, що ікона розташована в паличках сітківки ока (Sakitt, 1976; Sakitt & Long, 1979). Активна роль ікони в сприйнятті зменшується (але не усувається), якщо ікона є фізичною структурою, хоча не всі дослідники згодні з позицією Сакітт.

Існують докази існування ехоічної пам'яті, подібної за функцією до іконічної пам'яті. Дослідження, проведені Дарвіном, Терві та Краудером (1972) і Мореєм, Бейтсом і Барнеттом (1965), дали результати, порівнянні з результатами Сперлінга (1960). Учасники дослідження одночасно чули три-чотири набори записів, а потім їх просили назвати один з них. Результати показали, що ехоічна пам'ять здатна зберігати більше інформації, ніж можна відтворити. Подібно до іконічної інформації, сліди ехоічної інформації швидко зникають після видалення стимулів. Ехоічне згасання відбувається не так швидко, як іконічне, але проміжки понад 2 секунди між припиненням показу стимулу та початком відтворення призводять до гіршого відтворення.

Сприйняття відбувається за допомогою обробки «знизу вгору» та «згори вниз» (Matlin, 2009). Під час обробки «знизу вгору» фізичні властивості стимулів приймаються сенсорними реєстрами, і ця інформація передається в ОП для порівняння з інформацією в ДТП, щоб присвоїти значення. Вхідні дані навколишнього середовища мають відчутні фізичні властивості. Якщо припустити нормальний кольоровий зір, кожен, хто подивиться на жовтий тенісний м’яч, розпізнає його як жовтий об’єкт, але лише ті, хто знайомий з тенісом, розпізнають його як тенісний м’яч. Типи інформації, яку набули люди, пояснюють різні значення, які вони приписують об’єктам.

Але на сприйняття впливають не тільки об’єктивні характеристики, а й попередній досвід та очікування. Обробка «згори вниз» відноситься до впливу наших знань і переконань на сприйняття (Matlin, 2009). Мотиваційні стани також важливі. На сприйняття впливає те, що ми хочемо і сподіваємося сприйняти. Ми часто сприймаємо те, що очікуємо, і не сприймаємо те, чого не очікуємо. Чи траплялося вам колись, що вам здавалося, що ви почули своє ім’я, а потім зрозуміли, що назвали інше ім’я? Чекаючи зустрічі з другом у громадському місці або щоб забрати замовлення в ресторані, ви можете почути своє ім’я, тому що очікуєте його почути. Крім того, люди можуть не сприймати речі, зовнішній вигляд яких змінився або які відбуваються поза контекстом. Ви можете не впізнати колег, яких зустрінете на пляжі, тому що не очікуєте побачити їх одягненими в пляжний одяг. Обробка «згори вниз» часто відбувається з неоднозначними стимулами або тими, що реєструються лише короткочасно (наприклад, стимул, помічений «краєм ока»).

Теорія обробки інформації сприйняття – це зіставлення шаблонів, яке стверджує, що люди зберігають шаблони або мініатюрні копії стимулів у ДТП. Коли вони стикаються зі стимулом, вони порівнюють його з існуючими шаблонами та ідентифікують стимул, якщо збіг знайдено. Цей погляд є привабливим, але проблематичним. Людям довелося б носити в голові мільйони шаблонів, щоб мати можливість розпізнати всіх і все у своєму середовищі. Такий великий запас перевищив би можливості мозку. Теорія шаблонів також погано враховує варіації стимулів. Наприклад, стільці бувають усіх розмірів, форм, кольорів і дизайнів; знадобилися б сотні шаблонів лише для того, щоб сприйняти стілець.

Проблеми з шаблонами можна вирішити, припустивши, що вони можуть мати деякі варіації. Цю проблему вирішує теорія прототипів. Прототипи – це абстрактні форми, які включають основні інгредієнти стимулів (Matlin, 2009; Rosch, 1973). Прототипи зберігаються в ДТП і порівнюються зі стимулами, з якими стикаються, які згодом ідентифікуються на основі прототипу, якому вони відповідають або на який схожі за формою, запахом, звуком тощо. Деякі дослідження підтверджують існування прототипів (Franks & Bransford, 1971; Posner & Keele, 1968; Rosch, 1973).

Основною перевагою прототипів над шаблонами є те, що кожен стимул має лише один прототип замість незліченних варіацій; таким чином, ідентифікація стимулу має бути легшою, оскільки немає необхідності порівнювати його з кількома шаблонами. Одне занепокоєння щодо прототипів стосується кількості прийнятної мінливості стимулів, або наскільки тісно стимул має відповідати прототипу, щоб бути ідентифікованим як екземпляр цього прототипу.

Варіантом моделі прототипу є аналіз ознак (Matlin, 2009). Згідно з цим поглядом, людина вивчає критичні ознаки стимулів і зберігає їх у ДТП як зображення або словесні коди (Markman, 1999). Коли стимул потрапляє в сенсорний реєстр, його ознаки порівнюються з меморіальними уявленнями. Якщо достатньо ознак збігається, стимул ідентифікується. Для стільця критичними ознаками можуть бути ніжки, сидіння та спинка. Багато інших ознак (наприклад, колір, розмір) не мають значення. Будь-які винятки з основних ознак потрібно вивчити (наприклад, стільці для трибун і крісла-мішки, які не мають ніжок). На відміну від аналізу прототипів, інформація, що зберігається в пам’яті, не є абстрактним уявленням про стілець, а скоріше включає його критичні ознаки. Однією з переваг аналізу ознак є те, що кожен стимул не має лише одного прототипу, що частково вирішує занепокоєння щодо кількості прийнятної мінливості. Існують емпіричні дослідження, які підтверджують аналіз ознак (Matlin, 2009).

Treisman (1992) припустив, що сприйняття об’єкта встановлює тимчасове представлення у файлі об’єкта, який збирає, інтегрує та переглядає інформацію про його поточні характеристики. Вміст файлу може зберігатися як токен об’єкта. Для новосприйнятих об’єктів ми намагаємося зіставити токен з меморіальним представленням (словником) типів об’єктів, що може вдатися або не вдатися. Наступного разу, коли з’явиться об’єкт, ми отримаємо токен об’єкта, який визначає його ознаки та структуру. Токен полегшить сприйняття, якщо всі ознаки збігаються, але може погіршити його, якщо багато з них не збігаються.

Незалежно від того, як здійснюються порівняння з ДТП, дослідження підтверджують ідею про те, що сприйняття залежить від обробки «знизу вгору» та «згори вниз» (Anderson, 1980; Matlin, 2009; Resnick, 1985). Наприклад, під час читання обробка «знизу вгору» аналізує ознаки та будує значуще представлення для ідентифікації стимулів. Читачі-початківці зазвичай використовують обробку «знизу вгору», коли стикаються з літерами та новими словами та намагаються їх вимовити. Люди також використовують обробку «знизу вгору», коли відчувають незнайомі стимули (наприклад, почерк).

Читання відбувалося б повільно, якби все сприйняття вимагало детального аналізу ознак. Під час обробки «згори вниз» люди формують очікування щодо сприйняття на основі контексту. Досвідчені читачі будують ментальне представлення контексту під час читання та очікують певні слова та фрази в тексті (Resnick, 1985). Ефективна обробка «згори вниз» залежить від великих попередніх знань.