Схематичное представление процессов, входящих в модель К

 

 

 

Рис. 3.6. Схематическое изображение структур и процессов, постулированных теорией Косслина (Kosslyn, 1980). Слова, написанные заглавными буквами, обозначают более важные процессы и локус их действия

 

Остальные процессы привлекаются для проверки или трансформации образов. РАЗРЕШЕНИЕ используется для принятия решения о необходимости «приближения» или «удаления», чтобы локализовать обозначенную часть или свойство объекта. ВОССТАНОВЛЕНИЕ обновляет и увеличивает четкость существующего образа, а операция ИСКАТЬ занимается поиском обозначенной части или свойства внутри существующего образа. РАЗВЕРТКА изменяет положение образа посредством линейного преобразования. ПРИБЛИЖЕНИЕ увеличивает разрешение образа (при необходимости вставляя дополнительные части), УДАЛЕНИЕ уменьшает разрешение образа и, наконец, ВРАЩЕНИЕ переориентирует образ для лучшего различения его скрытых частей.

Важным положением теории Косслина является то, что информация о физических объектах может быть получена не только в виде образа, но также и в форме логического суждения. Следовательно, при ответе на вопрос о внешнем виде физических объектов образные и логические процессы вступают в борьбу за правильное решение и, в результате, поведение человека будет зависеть от исхода этой борьбы.

Косслин проиллюстрировал эту гипотезу на примере мысленных сравнений (р. 351–363). Как уже отмечалось, при сравнении физического размера двух объектов имеет место типичный эффект символической дистанции (время реакции уменьшается при увеличении реальных различий между двумя объектами). Этот факт обычно рассматривается как доказательство участия мысленных образов при сравнении объектов по размеру. Но Косслин показал, что если людей специально обучать классификации объектов на «большие» и «маленькие», то по достижении ими определенного навыка эффект символической дистанции может и не проявляться у них для пар объектов, относящихся к разным категориям. В этой ситуации испытуемые получают более быстрый доступ к категориальной информации, чем к соответствующей перцептивной информации.

С точки зрения Косслина, конкретный вклад мысленных образов в выполнение какого‑либо задания зависит от того, какие процессуальные компоненты задействованы при его выполнении. Более того, параметры, определяющие эффективность этих процессуальных компонентов, в принципе могут меняться для разных индивидов. Косслин с коллегами (Kosslyn, Brunn, Cave and Wallach, 1984) успешно провели такой компонентный анализ по результатам выполнения 50 испытуемыми серии заданий, требующих оперирования образами определенных материалов.

Однако Полтрок и Браун (Poltrock and Brown, 1984) утверждают, что могут выделить единую характеристику, отвечающую за способность к пространственной визуализации, которую они измеряли по результатам выполнения серии лабораторных заданий, использующих образы, и эта характеристика, в свою очередь, предсказывает результаты тестов на пространственную визуализацию. Впоследствии Косслин, Ван Клик и Керби (Kosslyn, Van Kleeck and Kirby, 1990) пересмотрели теорию Косслина с учетом нейроанатомических и нейропсихологических данных и обнаружили, что она еще лучше стала объяснять корреляционные зависимости между тестовыми оценками разных индивидов.

 

Образы и суждения

 

Тем не менее, модель Косслина (Kosslyn, 1980) была встречена с изрядной долей критического скептицизма, стимулированного, главным образом, опубликованной ранее статьей Пилишина (Pylyshyn, 1973), который утверждал, что образы не могут служить объяснительным конструктом психологических теорий познания и что феномен образности необходимо объяснять в терминах лежащих в его основе репрезентаций, базирующихся на абстрактных суждениях. Косслин и Померанц, оценивая аргументы Пилишина в свете имеющихся к тому времени данных, сделали следующий вывод:

 

Нет никаких убедительных аргументов ни против того, что образы могут быть представлены в особом формате, ни в пользу того, что образные явления легко объяснить за счет их переадресации к пропозициональным репрезентациям. Кроме того, существуют данные, что наглядность образов играет полезную роль в протекании когнитивных процессов (Kosslyn and Pomerantz, 1977, р. 74).

 

Дж. Андерсон (J.R. Anderson, 1978), рассмотрев данные, обсуждавшиеся Косслиным и Померанцем, пришел к выводу, что каждый случай, который они считали доказательством определенного вида репрезентации (а именно, образной), на самом деле демонстрирует лишь возможность манипулирования с этой репрезентацией, но никак не указывает на саму ее специфику. Работа Андерсона поднимает принципиальный вопрос – что принимать за критерий при выборе между различными теоретическими позициями в любой области когнитивной психологии:

 

С помощью только поведенческих данных невозможно однозначно решить проблему внутренней репрезентации. Причина заключается в том, что нельзя просто задавать абстрактные вопросы о репрезентации. Необходимо делать это, имея представление о тех процессах, в которых репрезентация задействована. То есть нужно изучать пару «репрезентация‑процесс» как целое. Имея набор предположений об образной репрезентации и тех процессах, которые с ней взаимодействуют, можно создать эквивалентный набор предположений о пропозициональной репрезентации и ее процессах. Или же на основе пропозициональной теории можно сформулировать эквивалентную теорию образов. Справедливо и более общее утверждение: имея любую пару «репрезентация‑процесс», можно сконструировать другие пары с иными репрезентациями, но с такими же поведенческими свойствами. Эти пары восполняют различия в репрезентациях за счет компенсаторных различий в процессах (р. 62‑263).

 

Таким образом, Андерсон утверждает, что на основе одних только поведенческих данных нельзя сделать выбор между теориями, постулирующими образную или пропозициональную природу репрезентации. Он рассматривает альтернативные, не поведенческие критерии выбора между гипотетическими репрезентациями. В основном это формальные критерии (то есть опирающиеся на логическую структуру предполагаемой репрезентации), такие как экономичность, правдоподобие, эффективность и оптимальность. Эти критерии относятся к способам, применяемым конкурирующими теориями для описания имеющихся исследовательских данных. Только один из предложенных Андерсоном наборов критериев является обоснованным в том смысле, что только он способен оценить, насколько корректно данная теория описывает функционирование базовых психологических механизмов. Эти критерии включают использование физиологических данных и нейропсихологических исследований, чтобы установить мозговую локализацию предполагаемых функций.

Андерсон считает, что ни один из этих альтернативных критериев не был использован сколько‑нибудь систематическим образом, чтобы сделать вывод в пользу той или иной теории когнитивной репрезентации, и потому заключает, что ни одна из теорий не способна сформулировать уникальный набор эмпирических предположений. Однако для большинства когнитивных психологов такая позиция неприемлема. Напротив, они утверждают, что психологические теории призваны выявлять механизмы и процессы, лежащие в основе когнитивных способностей, и что эти механизмы и процессы можно обнаружить в физиологических структурах центральной нервной системы. Таким образом, при выборе между альтернативными теориями физиологические данные и нейропсихологические исследования приобретают исключительную ценность. Что эти исследования могут сказать об использовании мысленных образов как внутренней репрезентации?

 

Образы и мозг

 

Повреждение задних областей головного мозга, а особенно теменных долей коры, приводит к значительному снижению результатов при решении задач на пространственное мышление. Хотя причиной возникновения этих проблем может стать поражение любого полушария мозга, чаще всего они возникают после повреждения правого полушария. Тем не менее, относительная частота такого рода нарушений у пациентов с поражением правого полушария изменяется в зависимости от сложности задания. По‑видимому, в функционирование зрительно‑пространственной рабочей памяти вносят свой вклад физиологические механизмы обоих полушарий, однако разные задания могут предъявлять различные требования к структурам двух теменных долей (J.T.E. Richardson, 1980b, р. 135).

Де Ренци и Ничелли (De Renzi and Nichelli, 1975) описали нескольких пациентов, чья долговременная зрительно‑пространственная память оставалась сохранной (о чем свидетельствовало как простое наблюдение, так и выполнение ими задач на запоминание лабиринта), а кратковременная зрительно‑пространственная память была сильно нарушена (по данным пространственного аналога теста на объем цифровой памяти). Все эти пациенты имели поражения обоих полушарий. Двое из них были выделены особо, так как их вербальная кратковременная память не пострадала. Де Ренци и Ничелли описали также двух других пациентов с избирательным поражением вербальной кратковременной памяти, но с сохранной зрительно‑пространственной кратковременной памятью. Взятые вместе, эти результаты указывают на функциональную независимость механизмов, обеспечивающих работу вербальной и зрительно‑пространственной памяти.

В тех исследованиях, где использовали регистрацию электроэнцефалограммы во время выполнения экспериментальных задач, предполагавших участие образных компонентов, были получены плохо согласующиеся между собой данные в отношении роли разных полушарий (см. Erlichman and Barrett, 1983). Более четкие данные о мозговой локализации различных аспектов образных процессов были получены в исследовании локального мозгового кровотока. Роланд и Фрайберг (Roland and Friberg, 1985) изучали паттерны мозговой активности, возникающие в то время, как испытуемые представляли в уме прогулку вокруг собственного дома. Было выявлено увеличение активности в лобной, верхней затылочной, задней нижней височной и задней верхней теменной областях обоих полушарий.

Голденберг с соавт. (Goldenberg, Podreka, Suess, Deeke and Willmes, 1988) сравнивали паттерны мозгового кровотока в то время, когда испытуемые принимали решение об истинности или ложности утверждений о внешнем виде физических объектов (таких как «у сосны зеленый цвет темнее, чем у травы», или «буква W состоит из трех прямых линий») и утверждений об абстрактных понятиях (например, «Колумб назвал коренных жителей Америки индейцами, поскольку думал, что был в Индии», или «категорический императив – древняя грамматическая форма»). Хотя по параметру общей активности обоих полушарий различий между этими условиями обнаружено не было, активность мозга в левой нижней затылочной доле увеличивалась, когда испытуемые оценивали утверждения о физических объектах. Интересно, что пациент, описанный в работе Фары с соавт. (Farah, Levin and Calvanio, 1988), у которого после инфаркта левой задней мозговой артерии был обнаружен «дефицит образности», продемонстрировал избирательное ухудшение точности ответов именно при оценке утверждений о внешнем виде объектов.

Дойч с соавт. (Deutsch, Bourbon, Papanicolaou and Eisenberg, 1988) фиксировали изменения локального мозгового кровотока у 19 испытуемых, которые выполняли задание на мысленное вращение (Shepard and Metzler, 1971). Они обнаружили усиление мозгового кровотока в теменной и затылочной долях обоих полушарий, а также в лобной доле правого полушария. Уильямс с соавт. (Williams, Rippon, Stone and Annett, 1995) регистрировали ЭЭГ по 14 отведениям у 20 испытуемых во время выполнения того же задания. Они обнаружили депрессию альфа‑ритма (что предполагает увеличение мозговой активности) в теменных областях обоих полушарий и в левой лобной доле. Вслед за этим М. Коэн с соавт. (Cohen et al., 1996) использовали метод функционального ЯМР для исследования корковой активности мозга 10 испытуемых во время выполнения теста Шепарда и Метцлера. Было также отмечено увеличение уровня активации в обоих полушариях мозга, в основном в верхней теменной и лобной областях.

Основываясь на данных, полученных в экспериментах с животными, Ангелейдер и Мишкин (Ungerleider and Mishkin, 1982) высказали предположение, что зрительное восприятие обеспечивается двумя разными корковыми системами. Первая – вентральная (или передняя) система, специализирована на предметном восприятии (определяет, что это за объект) и расположена в нижних височных долях. Вторая – дорзальная (или задняя) система, специализирована на пространственном восприятии (определяет, где находится объект) и расположена в задних теменных долях. Обе эти системы изображены на рис. 3.7 с привязкой к областям коры головного мозга макаки резус, идентифицированным Бонин и Бейли (Bonin and Bailey, 1947).

 

Рис. 3.7. Латеральный вид левого полушария макаки резус. Закрашена корковая область в затылочной, височной и теменной долях, имеющая прямое отношение к зрительному восприятию. Стрелки схематически показывают два корковых пути; оба начинаются в первичной зрительной коре (область ОС), затем расходятся в престриарной коре (области ОВ и ОА) и направляются либо вентрально в нижнюю височную кору (области ТЕО и ТЕ), либо дорзально в нижнюю теменную кору (область PG). Оба корковых пути необходимы для обеспечения высших зрительных функций: вентральный путь – для предметного, а дорзальный путь – для пространственного зрения

 

Левин, Варач и Фара (Levine, Warach and Farah, 1985) предположили, что эти две системы (которые были названы ими системами «что» и «где») участвуют также и в функционировании мысленных образов. На основе обзора клинической литературы и результатов детального обследования двух клинических случаев они выделили две группы пациентов. Пациенты первой группы, большинство из которых имели билатеральное повреждение височной и затылочной коры, испытывали затруднения в узнавании лиц и цветов, в том числе и при использовании воображения для описания объектов по памяти. Пациенты второй группы, страдавшие в основном билатеральным поражением теменно‑затылочной коры, испытывали трудности в зрительной ориентации, в том числе при использовании образов для описания направлений и пространственных отношений. Таким образом, был сделан вывод, что образы предметов и цветовых оттенков могут быть отделены от образов пространственных отношений (см. также Farah, Levine and Calvanio, 1988).

Косслин с соавт. (Kosslyn et al., 1993) предположили, что помимо «вентральной» и «дорзальной» систем зрительное воображение может также задействовать первичную зрительную кору (область ОС на рис. 3.7), которая отвечает за начальный этап анализа перцептивной информации. Они использовали позитронно‑эмиссионную томографию для измерения локального мозгового кровотока и обнаружили, что в процессе выполнения заданий на воображение у испытуемых происходит активация некоторых зон первичной зрительной коры. Однако Меле с соавт. (Mellet, Tzorio, Denis and Mazoyer, 1995) утверждают, что эти результаты могут быть связаны с процедурными артефактами и допускают иную интерпретацию. На самом деле в эксперименте Коэна с соавт. (Cohen et al., 1996), где для исследования мозговой активности во время выполнения теста Шепарда– Метцлер (Shepard and Metzler, 1971) на мысленное вращение использовали функциональную ЯМР, не было обнаружено увеличения активности в первичной зрительной коре.

Интересно, что Финке (Finke, 1989) пришел к такому же заключению, основываясь лишь на критическом анализе экспериментальных данных, полученных при исследовании зрительных характеристик мысленных образов и степени перекрытия между зрительными образами и зрительным восприятием. Опираясь на «принцип перцептивной эквивалентности», описанный ранее в этой главе, Финке делает следующий вывод:

 

Эти результаты подтверждают принцип перцептивной эквивалентности, но вместе с тем указывают и на его ограниченную применимость по отношению к зрительной системе. Мысленные образы, по всей видимости, не затрагивают уровень сетчатки и подкорковый уровень зрительной системы…Также они, вероятно, не включают начальные стадии обработки информации в зрительной коре, где происходит анализ простых свойств объектов. Скорее всего, этот принцип распространяется только на ассоциативные уровни зрительной системы (р. 58).

 

Большинство исследований мозговых механизмов, обеспечивающих возникновение и функционирование мысленных образов, касалось в основном изучения зрительных образов и не затрагивало образов других модальностей. Однако имеются факты, что общие принципы, установленные на материале зрительных образов, применимы также и к образам движений. В частности, измерение локального мозгового кровотока показало, что когда человек представляет себе, как он выполняет какое‑либо действие, увеличивается и его мозговая активность в тех областях, которые обеспечивают управление реальными движениями (Decety, 1996). Это, в свою очередь, помогает объяснить, почему такой прием, как «проигрывание в уме» (то есть мысленный повтор определенных действий), улучшает результаты во многих спортивных дисциплинах (см. Decety and Ingvar, 1990).