Сенсорные регистры: основные методы и результаты

Исследований

Р.Клацки

СЕНСОРНЫЕ РЕГИСТРЫ * Слуховой регистр

Если бы не было иконических образов, мы мог­ли бы "видеть" зрительные стимулы лишь до тех пор, пока они остаются у нас перед глазами. Нам часто не удавалось бы распознавать быстро исчезающие сти­мулы, так как распознавание требует известного вре­мени, иногда более длительного, чем то, в течение которого мы можем видеть стимул. Посмотрим те­перь, что случилось бы, если бы не было эхоичес-кой памяти - сенсорного регистра для слуха. Путем аналогичных рассуждений мы приходим к выводу, что мы могли бы тогда "слышать" звуки лишь до тех пор, пока они звучат. Но такое ограничение привело бы к весьма серьезным последствиям: у нас возник­ли бы большие трудности с пониманием устной речи. Для иллюстрации этого Найссер (Neisser, 1967. С. 201.) приводит следующий пример: иностранцу говорят No, not zeal, seal (Нет, не усердие, а тюлень!). Найссер отме­чает, что иностранец ничего не мог бы понять, если бы он не смог удержать в памяти z из слова zeal дос­таточно долгое время, чтобы сравнить его с s в слове seal Нетрудно найти и другие примеры пользы эхои-ческой памяти. Мы не смогли бы уловить вопроси­тельной интонации в фразе Вы пришли?, если бы первая ее часть не была доступна для сравнения в момент звучания второй. Вообще, поскольку звуки имеют известную длительность, должно существо­вать какое-то место, где бы их компоненты могли удерживаться в течение какого-то времени. Таким местом служит сенсорный регистр для слуха.

Существование эхоического образа было проде­монстрировано в эксперименте, аналогичном демон­страции иконического образа в опытах Сперлинга. Испытуемые в этом эксперименте (Moray а. о., 1965) выступали в роли "четырехухих "людей, т. е. они про­слушивали одновременно целых четыре сообщения, поступавших по отдельным каналам. Отклонившись несколько в сторону, поясним, что канал означает источник информации, в данном случае — звука. Это понятие, может быть, знакомо вам, если у вас есть стереофонический проигрыватель. В нем обычно име­ется два динамика, которые несколько по-разному воспроизводят исполняемую музыку. Аналогичным образом можно сконструировать четырехканальную систему для проведения упомянутого выше экспе­римента. Один способ состоит в том, чтобы устано­вить четыре громкоговорителя и поместить испыту­емого посередине между ними. Другой способ - ис­пользовать наушники, разделив каждый наушник так, чтобы к нему было подключено два источника

* Клацки Р. Память человека. Структуры и процессы. М.: Мир, 1978. С. 44-52.

звука. Морэй и его сотрудники нашли, что обе сис­темы — четыре репродуктора или "разделенные" на­ушники — примерно одинаково эффективны. Для на­ших целей главное то, что испытуемые могут разли­чать отдельные каналы: когда их просят слушать один определенный канал, они в состоянии это сделать. Они слышат не просто сумбур звуков, а нечто та­кое, в чем можно различить сообщения, поступаю­щие из разных источников.

Вернемся к "четырехухим людям". В эксперимен­тах Морэя и его сотрудникок каждый испытуемый участвовал в серии проб. В каждой пробе он прослу­шивал сообщения, поступавшие одновременно по двум, трем или четырем каналам (через репродук­торы). Каждое сообщение состояло из 1—4 букв ал­фавита. Задача испытуемого заключалась в том, что­бы вспомнить эти буквы после того, как он их услы­шал. В одном варианте опыта он старался припом­нить все буквы; это был вариант с полным отчетом. В другом варианте требовался частичный отчет -вроде того, как это было в экспериментах Сперлин­га. Сигналом к началу воспроизведения служил не звук, а свет. Испытуемый во время прослушивания держал в руках доску, на которой находились две, три или четыре лампочки, расположенные в соот­ветствии с размещением репродукторов. Спустя 1 с после окончания передачи сообщений одна из лам­почек вспыхивала; это служило сигналом, после которого испытуемый начинал воспроизводить бук­вы, переданные по соответствующему каналу, т. е. давал частичный отчет. Морэй и его сотрудники на­шли, что при частичном отчете процент припоми­нания был выше, чем при полном, независимо от числа используемых каналов и числа букв, переда­ваемых по одному каналу. Из этого, как и из экспе­риментов Сперлинга, можно сделать вывод, что не­посредственно после предъявления букв (спустя 1 с) память содержала о них больше информации, чем в последующий период. По-видимому, эта инфор­мация была представлена в форме, являющейся слу­ховым аналогом иконического образа, т. е. в форме эхоического образа.

Зная о существовании эхоической памяти или по крайней мере предполагая его, мы можем задать вопрос: как долго сохраняется в ней след звукового стимула? Ответ на этот вопрос неясен: оценки про­должительности удержания информации в эхоичес­кой форме сильно варьируют. Одна из этих оценок основана на результатах исследований Дарвина, Тер-ви и Кроудера (Darwin a. о., 1972), которые, подоб­но Морэю и его сотрудникам, пользовались мето­дом частичного отчета. Дарвин и его коллеги давали испытуемым прослушивать списки, состоявшие из трех элементов (букв или цифр); три таких списка передавались одновременно по трем каналам. Испы­туемый воспроизводил либо все элементы, которые он смог запомнить (вариант с полным отчетом), либо, подчиняясь зрительному сигналу, называл эле­менты, поступавшие по одному определенному ка­налу (вариант с частичным отчетом). Этот сигнал

подавался спустя 0, 1, 2 или 4 с после окончания передачи сообщения. Результаты этого эксперимента представлены на рис. 1; из приведенного графика видно, что при небольших задержках (до 2 с) точ­ность воспроизведения в варианте с частичным отче­том намного выше, чем при полном отчете, но при задержке сигнала до 4 с эффективность при частич­ном отчете снижалась. Это указывает на то, что в эхоической памяти, которая, как мы предполагаем, обусловливает высокую эффективность частичного отчета (точно так же, как и в аналогичном опыте со зрительными стимулами), информация сохраняется примерно в течение 2 с.

В других экспериментах, проведенных с целью определить длительность удержания эхоического об­раза, испытуемым предъявляли звуки, которые нельзя было идентифицировать без предъявляемого вслед за ними "ключа". При этом исходили из предположения, что ключ может помочь испытуемому идентифици­ровать звук только в том случае, если в момент предъявления ключа в эхоической памяти еще сохра­няется след этого звука. Постепенно увеличивая ин­тервал между звуком и ключом и определяя макси­мальную задержку, при которой ключ лее еще облегчает идентификацию звука, можно оценить длительность сохранения информации в эхоической памяти. Если ключ помогает идентифицировать звуки, то информация, значит, еще хранится, а если он пе­рестает помогать — эхоическая информация, по-видимому, исчезла (или по крайней мерс исчезла настолько значительная ее доля, что даже ключ оказывается бесполезным). Как и следовало ожидать, по мере увеличения интервала между первоначаль­ным звуком и ключом последний обычно становится все менее и менее эффективным: очевидно, след звука в эхоической памяти постепенно угасает.

5,0

1*.б

4,0

2 4

Задержка, с

Рис. 1. Число элементов, воспроизводимых в эксперименте с частичным отчетом после предъяв­ления слуховых стимулов, в зависимости от длитель­ности задержки сигнала к воспроизведению (Darwin а. о., 1972). Показана также эффективность воспро­изведения при полном отчете

Рассмотрим, например, что происходит с испы­туемым, когда он прислушивается к определенному слову на фоне заглушающего шума, который действует

примерно так же, как атмосферные помехи при приеме радиопередачи (Pollack, 1959). Испытуемый не может сразу разобрать это слово из-за шума. Спустя некоторое время после предъявления слова испытуе­мому предлагают пробу с двухальтернативным вы­нужденным выбором. Проба состоит в зрительном предъявлении ему двух слов - того, которое он слышал, и какого-нибудь другого (дистрактора) - с просьбой указать, какое из них он слышит вторично. Одно из этих слов выполняет роль ключа, о котором говорилось выше. Оно должно помочь испытуемому понять предъявленное ранее слово — в той мере, в какой испытуемый еще помнит услышанный им звук.

В этом и в других сходных по форме эксперимен­тах (см., например, Crossman, 1958; Guttman a. Julesz, 1963) максимальная задержка, при которой ключ помогает идентификации, а тем самым и оценка длительности сохранения информации в эхоической памяти варьируют от 1 с до 15 мин — диапазон весьма широкий. Ввиду таких расхождений в оценках трудно определить, сколько же времени звуки удерживают­ся в слуховом регистре. Что касается таких высоких оценок, как 15 мин, то здесь возникают некоторые сомнения в их достоверности. Эти оценки основаны на предположении, что испытуемый все еще удер­живает в памяти первичный, неидентифицированный след звука, когда ему предъявляют ключ, и что он использует этот ключ для идентификации звука. Возможно, однако, что испытуемый на самом деле уже произвел частичную идентификацию. Например, он раз­мышляет "Слово начиналось со звука с и состояло, кажется, из двух слогов". Теперь он помнит уже не просто звук, а свое словесное описание этого звука и может легко удержать это описание в памяти на про­тяжении 15 мин. Тогда не удивительно, что и после значительного перерыва испытуемый, получив ключ "Это либо "сурок", либо "понять", идентифицирует услышанное слово. По всей вероятности, 15-минутное сохранение эхоических следов можно объяснить именно такой частичной идентификацией. Вместе с тем упомянутое расхождение в оценках, может быть, отчасти отражает действительные различия во времени подлинного эхоического хранения, зависящие от различий в характере предъявляемых стимулов и в условиях эксперимента.

На сенсорном уровне следы звуков обычно со­храняются дольше, чем зрительные образы. Этот факт был использован для объяснения так называемых эффектов модальности (Crowder a. Morton, 1969; Morton, 1970; Murdock a. Walker, 1969). Один из при­меров эффекта модальности можно видеть на кри­вых зависимости частоты свободного припоминания от места в ряду. При зрительном предъявлении спис­ка слов (когда испытуемый видит слова) получают­ся несколько иные результаты, чем при слуховом предъявлении слов (когда он их слышит). Различие касается концевого участка кривой. При слуховом предъявлении процент припоминания для слов, сто­ящих в конце списка, выше, чем при зрительном, тогда как в начальном участке кривой такого разли­чия нет. Иными словами, несколько последних эле­ментов списка запоминаются лучше, когда испыту­емый слышит их, чем когда он их видит. Это и есть эффект модальности.

Влияние модальности на вспоминание объясня­ют различной длительностью сохранения следов в эхоической и иконической памяти. При этом указы­вают на то, что если список был предъявлен в слу­ховой форме, то информацию о самых последних элементах списка можно извлечь из эхоической па­мяти (это возможно благодаря тому, что информа­ция относительно звучания этих элементов сохра­няется в течение нескольких секунд, т. е. на протяже­нии всего интервала между их предъявлением и вспо­минанием), а иконическая информация о тех же са­мых элементах при их зрительном предъявлении удер­живается недостаточно долго, чтобы создать какую-либо основу для их воспроизведения. Таким обра­том, слуховое предъявление обладает явным преиму­ществом.

Такое объяснение эффектов модальности под­крепляется данными, полученными при разной ско­рости предъявления элементов (Murdock a. Walker, 1969): различия между воспроизведением после слу­хового и зрительного предъявления при больших скоростях выражены сильнее, чем при малых. Имен­но таких результатов следовало ожидать, если объяс­нять эффекты модальности особенностями сенсор­ных регистров. Ведь при большой скорости интервал между предъявлением элемента и его припомина­нием короче, чем при малой; таким образом, вре­мени для угасания следов меньше, и поэтому в мо­мент начала припоминания списка, предъявленно­го в слуховой форме, в эхоической памяти находит­ся больше элементов, что создает преимущество для их припоминания. В отличие от этого на удержание и конического образа скорость предъявления не ока­зывает существенного влияния (отчасти из-за быст­рого стирания иконических следов, а отчасти пото­му, что при высоких скоростях последующие зри­тельные стимулы могут стирать те, которые им пред­шествовали); поэтому при больших скоростях число элементов, удерживаемых в иконической памяти после зрительного предъявления, не возрастает и не создается преимущества для их припоминания. Та­ким образом, слуховая модальность выигрывает от быстрого предъявления больше, чем зрительная.

Из всех этих рассуждений относительно эффек­тов модальности вытекает, что в эхоической памяти может одновременно сохраняться несколько слов из списка, предъявленного в эксперименте со свобод­ным припоминанием. А это означает, что каждое новое слово не стирает слова, которые ему предше­ствовали. Возникает вопрос: происходит ли вообще стирание эхоического образа? Ответ на этот вопрос зависит от того, что мы будем понимать под стира­нием. Если под стиранием иметь в виду нечто экви­валентное стиранию зрительного образа, т. е. подлин­ную замену одного стимула другим, который за ним следует, то ответ, пожалуй, будет отрицательным. Вряд ли можно думать, что звук, непосредственно следующий за предъявлением какого-либо другого звука, эффектк_ьно элиминирует его. Мы уже отме-™™' ^что- поскольку звуки следуют друг за другом во времени, должен существовав какой-то механизм для их удержания. Наша способность распознавать последовательности звуков должна означать, что новые звуки не стирают другие, только что им пред­шествовавшие. Если бы они их стирали, мы не мог-

ли бы понять фразу seal, not zeal. <...> Мы вообще не могли бы воспринимать речь, поскольку произнесе­ние даже одного слога требует некоторого времени и нельзя, чтобы вторая его часть стирала первую.

Однако и в эхоической памяти все же, видимо, существует какое-то явление, подобное стиранию. Новые звуки могут в некоторой степени маскиро­вать или уменьшать длительность хранения звуков, предъявленных ранее (Massaro, 1972). Это явление лучше называть интерференцией, чтобы отличать его от быстрого и полного стирания, более четко выра­женного в иконической памяти. Эта эхоическая ин­терференция сходна с эффектом светлого поля, предъявлявшегося в экспериментах Сперлинга пос­ле набора букв, - она уменьшает время сохранения следов, но не уничтожает их сразу.

Контроль

С приетаакой

$ «о

о

т 40

01 234567

Место стимула в списке

Рис. 2. Влияние слуховой "приставки" на при­поминание последовательности при небольшом спис­ке элементов. При наличии приставки частота оши­бок возрастает по сравнению с контролем, особенно при воспроизведении последних элементов списка.

Один из способов, позволяющих продемонстри­ровать эхоическую интерференцию, - это "эффект приставки". Из двух кривых (рис. 2) одна отражает число ошибок при воспроизведении различных эле­ментов в зависимости от их положения в неболь­шом ряду, предъявляемом на слух. Другая кривая отражает результаты, полученные при добавлении к этому ряду цифры "нуль" в качестве приставки. Хотя испытуемые никак не должны были реагировать на нуль и знали о том, что он появится, припоминание в этом случае было гораздо менее эффективным, чем в контрольном опыте, когда за элементами не сле­довал нуль.

Эффект приставки объясняли тем, что добавле­ние приставки мешает сохранению эхоических сле­дов {Morton, 1970): звук, который испытуемый слы­шит при произнесении слова "нуль", разрушает ин­формацию, которая уже находилась в эхоической памяти и могла бы помочь припоминанию элемен­тов ряда. В самом деле, при наличии приставки час­тота верного воспроизведения снижается до уров­ня, соответствующего вспоминанию при зрительном предъявлении ряда; это говорит в пользу того, что утрачивается именно информация, находившаяся в эхоической памяти, т.'с. та, которая создает эффект модальности.

Степень интерференции, создаваемой пристав­кой, варьирует в зависимости от соотношения пос­ледней с предшествующими звуками (Morton а. о..

1971). Если, например, список элементов зачитыва­ет мужской голос, а приставку - женский, то эф­фект приставки бывает выражен слабее, нежели в тех случаях, когда и список и приставка произно­сятся одним и тем же голосом. Если приставка про­износится гораздо громче, чем элементы списка, то эффект ее опять-таки снижается. Эти примеры позво­ляют предполагать, что в тех случаях, когда пристав­ка отличается по звучанию от элементов списка, соз­даваемая ею интерференция выражена слабее.

Приведенные объяснения различий, зависящих от модальности, и эффекта приставки вызвали ряд возражений. В случае эффектов, создаваемых пристав­кой, одна трудность связана с тем, что такие эф­фекты возникают и в зрительной сфере. Найссер и Канеман (см. Kahneman, 1973) просили испытуемых вспоминать короткие ряды цифр, предъявлявшиеся им зрительно в течение 0,5 с. Иногда в конце списка ставился нуль, который испытуемые не должны были вспоминать (ряд цифр при этом имел вид 1375260 в

отличие от ряда 137526, без приставки). В этом слу­чае приставка оказывала такое же действие - вос­произведение ухудшалось, хотя ряды были хорошо видны и испытуемые знали, что они не должны об­ращать внимания на приставку.

В отличие от эффектов слуховых приставок эф­фекты зрительных приставок трудно объяснить свой­ствами сенсорной памяти. Канеман (Kahneman, 1973) высказал предположение, что все эффекты приста­вок обусловлены процессами, следующими за сен­сорной регистрацией, которые организуют зарегис­трированные входные сигналы в группы. Поскольку при такой группировке "нуль", т. е. приставка, не мо­жет быть отделен от остальных цифр, особенно если его произносит тот же голос, его приходится вклю­чать в какую-нибудь группу, а это включение зат­рудняет вспоминание элементов ряда. Таким обра­зом, Канеман относит эффект слуховой приставки к явлениям, независимым от механизмов стирания информации в эхоической памяти.