Экспериментальное подтверждение 3 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 58Следующая ⇒

Так, Поггио и Фишер изучали активность нейронов коры головного мозга обезьяны при фиксации ее взгляда на точке, лежащей на определенном расстоянии от нее². Исследователи предъявляли ей стимулы, располагая их перед или за точкой фиксации взгляда. Они обнаружили, что если взгляд обезьяны был зафиксирован на определенной точке, нейроны коры ее головного мозга вели себя по-разному: в некоторых клетках потенциалы действия возникали только тогда, когда предъявленные обезьяне стимулы располагались перед точкой фиксации (и клетки тормозились, когда стимулы располагались за точкой фиксации), а некоторые клетки вели себя диаметрально противоположным образом: они тормозились стимулами, располагавшимися перед точкой фиксации, и

¹ См.: Barinaga M. How the brain sees in three dimensions // Science. 1998. 281.
P. 500-501; Dobbins A.C., Jeo R.M., Fiser J„ Allman J.M. Distance modulation of neural ac
tivity in the visual cortex // Science. 1998. 281. P. 552-556; Heydt von der R„ Adorjani C,
Hanny P., Baumgartmr G. Disparity sensitivity and receptive field incongruity of units in
the cat striate cortex // Experimental Brain Research. 1978. 31. P. 523-545; Hubel D.H.,
Wiesel T.N, Stereoscopic vision in macaque monkey // Nature. 1970. 225. P. 41-42; Ohzawa J.,
DeAngelis G.C., Freeman R.D. Stereoscopic depth discrimination in the visual cortex: Neurons
ideally suited as disparity detectors // Science. 1990. 249. P. 1037-1041; Poggio G,F. Stereo
scopic processing in monkey visual cortex: A review // T.V.Papathomas, C.Chubb, A.Gorea,
E.Kowler (Eds.). Early vision andbeyond. Cambridge, MA: MIT Press, 1995; Poggio G.F.,
Poggio T. The analysis of stereopsis // Annual Review of Neuroscience. 1984. 7. P. 379-412;
Sakata H., Taira M., Kusunoki M„ Murata A., Tanaka Y, The parietal association cortex in
depth perception and visual control of hand action // Paper delivered at the 1996 Annual
Meeting of the European Neuroscience Association. Strasbourg.; Trotter Y., Celebrini S.,
Stricanne В ., Thorpe S., Imbert M. Modulation of neural stereoscopic processing in primate
area VI by the viewing distance /'/ Science. 1992. 257. P. 1279-1281.

² См.: Poggio G.F., Fisher B, Binocular interaction and depth sensitivity in the striate
and prestriate cortex of behaving rhesus monkey // Journal of Neurophysiology. 1977. 40.
P. 1392-1405.

Шиффман X . Восприятие пространства…

185

активировались стимулами, располагавшимися за ней. Так было доказано, что в коре головного мозга приматов имеются клетки, не просто реагирующие на бинокулярную стимуляцию, но избирательно реагирующие на положение стимула относительно точки фиксации.

Изложенное выше позволяет нам сделать вывод о том, что существуют как минимум три класса клеток, обрабатывающих бинокулярную информацию о глубине: клетки, избирательно «настроенные» на плоскость фиксации и ФЗП, клетки, стимулируемые раздражителями, лежащими перед плоскостью фиксации, и тормозимые раздражителями, находящимися за ней, и клетки, активируемые стимулами, лежащими за плоскостью фиксации, и тормозимые раздражителями, находящимися перед ней¹.

Некоторые результаты изучения психофизики мозга человека подтверждают факт существования детекторов диспаратности, реагирующих только на стимулы, расположенные на определенном расстоянии от точки фиксации взгляда². Люди, страдающие стереослепотой, не способны воспринять глубину объекта только с помощью стереоскопического признака или бинокулярной диспаратности (хотя они и воспринимают глубину с помощью других признаков). О некоторых людях можно сказать, что они страдают частичной стереослепотой: они не способны использовать стереоскопические признаки для локализации объекта, лежащего за или перед плоскостью фиксации взгляда. Подобные наблюдения согласуются с представлением о существовании трех классов детекторов диспаратности: первого — для объектов, лежащих на линии фиксации и имеющих нулевую диспаратность, а также для объектов, лежащих внутри ФЗП, второго — для объектов, лежащих за линий фиксации, и третьего — для объектов, лежащих перед ней. Следовательно, исходя из представленных в данном подразделе результатов физиологических исследований можно сказать, что стереослепота (или частичная стереослепота) человека является результатом нарушения нормального соотношения между детекторами диспаратности всех трех классов.

¹ См, также: Poggio G.F. Stereoscopic processing in monkey visual cortex: A review //
T.V.Papathomas, C.Chubb, A.Gorea, E. Kowler (Eds.). Early vision andbeyond. Cambridge,
MA: MIT Press, 1995.

² См.: Richards W. Stereopsis and stereoblindness // Experimental Brain Research. 1970.
10. P. 380-388; Richards W. Anomalous stereoscopic depth perception // Journal of the Op
tical Society of America. 1971. 61. P. 410-414; Richards W„ Regan D. A stereo field map
with implications for disparity processing // Investigative Ophthalmology. 1973. 12. P. 904-909;
Blake R., Cormack R.H. Psychophysical evidence for a monocular visual cortex in stereoblind
humans // Science. 1979. 200. P. 1497-1499; Cormack L.K., Stevenson S.B., Schor CM. Dis
parity-tuned channels of the human visual system // Visual Neuroscience. 1993. 10. P. 585-596.

Р. Вудвортс

[ИЛЛЮЗИИ ВОСПРИЯТИЯ УДАЛЕННОСТИ И ГЛУБИНЫ]¹

Анизейкония

Эймс уже в 1925 г. интересовался вопросом изображения глубины, но лишь после того, как ему удалось наблюдать в Дармутской клинике глазных болезней одну редкую аномалию зрения, он взялся за систематическую разработку этой проблемы. Аномалией была анизейкония, что оз-

Рис. 1. Увеличивающая линза:

1 — объект; 2 — объект, как он

должен видеться наблюдателю;

3 — размерная линза²

¹ Хрестоматия по ощущению и восприятию / Под ред. Ю.Б.Гиппенрейтер, М.Б.Ми-
халевской. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1976. С. 335-343.

² См.: Bartley S.H, Beginning experimental psychology. N. Y.: McGraw-Hill, 1950.

Вудвортс Р . [Иллюзии восприятия удаленности и глубины]

187

начает неодинаковые образы. Если предмет кажется одному глазу больше, чем другому, то это чрезвычайно меняет диспаратность изображений, что приводит к неправильному восприятию удаленности. Такая аномалия может быть устранена с помощью линз, меняющих размеры. На рис. 1 показано действие такой линзы на нормальный глаз: анизейконический глаз, для которого предназначена эта линза, дал бы противоположный эффект. Удивительно, что люди, страдающие анизейконией, воспринимают тем не менее окружающий мир нормально. Дома и стены видятся прямыми, несмотря на то, что они должны искажаться в соответствии с законами оптики. Так, человек, рассматривающий комнату через линзу, изображенную на рис. 1, должен видеть правый дальний угол более удаленным, а левый — более близким, несмотря на то, что реальные расстояния до них одинаковы (как это показано на рис. 2). Однако это не всегда так! Если стены комнаты оштукатурены или выложены кирпичом, что для человека нашей культуры обычно связано с прямоугольными формами, то опи-

Рис. 2. Задняя стена (вверху) и план (внизу) искаженной комнаты: X ш У — окна; L и М — левый и правый углы задней стены. Пунктирные линии на нижнем рисунке изображают нормальную прямоугольную комнату, которая дает ту же проекцию на сетчатке, что и искаженная комната: искаженная комната построена путем продолжения основных линий взора (направленных к окнам и углам нормальной комнаты) на желаемую длину. Высота вертикальных линий задней стены пропорциональна измененным расстояниям до них¹

¹ См.: Ames A . Binocular vision as affected by relations between binoocular stimulus-patterns in commonplace environments // Amer J. Ps. 1946. 59. P. 333-357.

188

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

санный эффект не возникает. Но если стены прямоугольной комнаты разрисованы листьями — знаменитая «лиственная комната», — то углы ведут себя так, как им диктуют законы оптики. Это становится вполне понятным, если учесть, что у наблюдателя, нет никаких оснований полагать, что стены «лиственной комнаты» имеют непременно прямоугольную форму. Поэтому он может видеть их в соответствии с правилами бинокулярной диспаратности. Таким образом, описанные расстройства восприятия просто маскируются опытом контакта со специальными предметами, а не коренным образом исправляются путем перестройки восприятия пространства. Это позволяет думать, что механизмы, лежащие в основе корреспондирующих точек, являются скорее врожденными, чем приобретенными. Если нормальный испытуемый носит описанные линзы в течение недели, то естественная среда перестает казаться ему искаженной, но контрольные ситуации типа «лиственной комнаты» показывают очень незначительные изменения в анизейконии¹.

Когда нормальный испытуемый только надевает такие линзы, он воспринимает искаженной не только «лиственную комнату», но и другие ситуации. Последнее зависит от ряда факторов, таких, как характер среды и устойчивость предметного восприятия испытуемого². Таким образом, как нормальные, так и страдающие анизейконией испытуемые должны исследоваться во многих различных ситуациях. Чрезвычайно удобным для этих целей является пространственный эйконометр³. В основе он представляет собой набор натянутых шнуров, образующих плоскость, которая полностью подчиняется законам искажения пространства при описанных выше аномалиях зрения. Рассмотрение таких ситуаций, а также анализ признаков глубины, которые могли бы в них содержаться, побудили Эймса создать ряд демонстраций. Каждая из них выделяет какой-нибудь один признак удаленности; устраняя другие, противоречащие признаки, Эймс сумел вызвать удивительные иллюзии. Эти иллюзии тем более впечатляют, что восприятие часто расходится с реальными характеристиками объектов. Эти иллюзии были описаны в популярных журналах, технической литературе, а также составили основу отдельного недорогого выпуска, организованного и широко распространенного научной службой <...>. Пожалуй, самое полное описание этих иллюзий содержится в руководстве Ительсона⁴.

¹ См.: Burian H.M. Influence of prolonged wearing of meridional size lenses on spatial
localization // Arch. Ophth. 1943. 30. P. 645-666; Ogle K.N, Researches in binocular vision.
Phila.: Saunders, I960.

² См.: Ames A. Binocular vision as affected by relations between binoocular stimulus-
patterns in commonplace environments // Amer J. Ps. 1946. 59. P. 333-357; Bartiey S.H.
Beginning experimental psychology. N. Y.: McGraw-Hill, 1950.

³ См.: Ogle K.N. Theory of the space-eikonometer // J. opt. Soc. Amer. 1946. 36. P. 20-32.

* См.: Ittelson W.H. The Ames demonstrations in perception. Princeton: Princeton Univ. Press, 1952.

Вудвортс Р . [Иллюзии восприятия удаленности и глубины]

189

Искаженная комната

В большинстве демонстраций Эймса исключаются возможные признаки глубины, связанные с конвергенцией, диспаратностью и двигательным параллаксом, путем введения отверстия, через которое должен смотреть испытуемый. Так, в одной из демонстраций испытуемый смотрит через глазок на комнату, которая имеет 3 ж в ширину, 1,8 м в длину и 1,5 ж в высоту. Он видит два обыкновенных окна, расположенных на противоположной стене. Затем ему предлагается через другое отверстие с помощью длинной указки дотронуться до дальнего правого угла потолка. К своему огромному удивлению испытуемый чувствует, что рука его очень коротка и что он не может даже дотянуться до угла. Затем ему предлагается таким же образом дотронуться до дальнего левого угла. На сей раз он буквально таранит угол указкой: на самом деле угол оказывается куда более близким, чем это казалось испытуемому. Наконец, ему разрешают рассмотреть комнату двумя глазами, поворачивая голову: она кажется ему явно перекошенной. Все сказанное можно хорошо понять, рассмотрев рис. 8, изображающий планы пола и дальней стены такой комнаты; боковые стены и потолок искажены соответственно этим проекциям. На самом деле правый угол (М) в три раза более удален от наблюдателя, чем левый (L). Однако наблюдатель лишен прямых физиологических признаков глубины, так как смотрит одним глазом, не имея возможности им двигать; аккомодация же на таких расстояниях является неэффективной. При таком дефиците признаков D испытуемый должен решать уравнение с = A / D , пользуясь заданным а (сетчаточный образ) и предполагаемым А (обычные размеры знакомого предмета). Рассмотрим окна X и У. Оба они дают одно и то же значение а и, кроме того, предполагаются одинакового размера (А) как два окна, расположенные рядом. Поэтому они кажутся удаленными на одинаковое расстояние. То же рассуждение можно применить к вертикальным сторонам одного окна или двух углов комнаты, L и М. Короче говоря, целое семейство уравнений решается на основе знакомой прямоугольной схемы комнаты. Наблюдатель соответственно воспринимает комнату прямоугольной, как это показано на плане пола пунктирной линией. На рисунке изображена только одна из целой группы нормальных и искаженных комнат, которые дают один и тот же сетчаточный образ, или один и тот же фотографический снимок; наблюдатель же видит наиболее приемлемый вариант. В этом смысле восприятие есть вероятностная оценка данной части окружающего мира, а не ее точная копия. Эта мораль демонстраций Эймса чрезвычайно важна для тех, кто интересуется влиянием социальных норм на восприятие человека¹. Она может рас-

¹ См.: Cantrll H. Understanding man's social behavior. Princeton: Office Public Opinion Research, 1947; Cantrii H. The «why» of man's experience. N. Y.: Macmillan, I960.

190

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

сматриваться как отправной пункт нового подхода к науке вообще¹. С другой стороны, такой взгляд на восприятие не кажется очень новым экспериментальному психологу, поскольку он известен со времен Гельм-гольца². Действительно, интересным для нас в демонстрациях Эймса является то, что ему удалось исключительно изящно показать роль некоторых известных признаков удаленности, сняв с них маскирующее влияние других признаков. Рассмотрим поэтому еще несколько других демонстраций Эймса.

Другие демонстрации Эймса

1. Ложное перекрытие. Возьмем две обычные игральные карты: «короля» и «даму» и прикрепим «короля» к концу стержня длиной 1,5 м, а «даму» — к концу стержня длиной 3 м, расположив их так, чтобы угол «короля» закрывал часть «дамы». Будем рассматривать карты монокулярно через отверстие. «Король» обязательно покажется менее удаленным, чем «дама». Теперь осторожно отрежем часть «дамы», которая была закрыта «королем», и поменяем карты местами. Расположим их так, чтобы угол «короля» заполнял вырезанную часть «дамы», и предложим испытуемому опять смотреть через отверстие. Он увидит маленького короля впереди «дамы», вместо того чтобы видеть нормального по размерам «короля» позади «дамы» с вырезанным углом. Это попросту означает, что наблюдатель воспринимает наиболее вероятную ситуацию, а не ту необычную, которая была тщательно организована нами. Это не значит, что наблюдатель все детально продумывает: восприятие происходит мгновенно, но оно настолько приспособлено к нормальному окружению, как если бы было тщательно продумано. Испытуемый может рассказать лишь что, но не как он воспринимает.

2. Трапециевидное окно. Наблюдатель помещается на расстоянии б м от объекта, имеющего вид оконной рамы и помещенного на вертикальной оси. Если медленно вращать ось, то будет казаться, что рама колеблется из стороны в сторону с амплитудой порядка 90°. Все дело в трапециевидной форме рамы, которая точно воспроизводит форму окна на задней стене комнаты, изображенной на рис. 8. Рама вырезана из картона, но раскрашена таким образом, чтобы напоминать реальную оконную раму. Иными словами, трапециевидная рама создает эффект перспективы. Нетрудно сообразить, что окно будет казаться наклонным по отношению к линии взора, даже когда оно находится во фронтальной плоскости, а при вращении будет казаться, что оно меняет направление

¹ См.: Cantrll Я ., Ames A.Jr., Hastorf A.H., Ittelson W.H Psychology and scientific
research // Science. 1949. 110. P. 461-464, 491-497, 617-622.

² См.: Helmholtz H. Handbuch der physiologischen Optik. Trane. J. P. С Southall,
1924-1925. 3 vols. Rochester; N. Y.: Opt. Soc. of Amer., 1856-1866.

Вудвортс Р . [Иллюзии восприятия удаленности и глубины]

191

этого наклона на противоположное. Конечно, демонстрация должна делаться на достаточно большом расстоянии, чтобы устранить противоречащие иллюзии признаки удаленности от аккомодации, конвергенции и других источников. Однако, в общем, эта иллюзия удивительно сильная.

Можно еще усилить впечатление от иллюзии, если прикрепить к «окну» предмет вроде карты, мячика или трубки. Будет правильно казаться, что эти предметы делают полный оборот. Это, в свою очередь, создаст впечатление, что они проходят «сквозь» колеблющуюся раму. Подробно эта демонстрация описана Эймсом и Ительсоном¹. В общем, она напоминает иллюзию ветряной мельницы — пример обращающейся перспективы, известный уже в течение двух столетий².

3. Воздушные шары. Есть ряд других интересных демонстраций, но мы остановимся еще только на одной. Два неполностью надутых освещенных воздушных шара находятся в темной комнате. Наблюдатель бино-кулярно рассматривает их с расстояния 6 ж. Простые сдвоенные мехи одновременно увеличивают один шар и уменьшают другой. Если в течение двух секунд размеры шаров меняются приблизительно на 50%, кажется, что один из них быстро приближается, а второй удаляется. Этот частный случай отношения величины сетчаточного образа и реальной величины объекта: увеличение сетчаточного образа обычно связано с приближением объекта и наоборот. Признак увеличения сетчаточного размера оказывается более сильным, чем признак диспаратности, особенно в условиях слабой освещенности и плохо различимых контуров, характерных для этой ситуации.

Можно вызывать также впечатление изменения относительного расстояния до шаров, увеличивая освещенность одного из них и уменьшая освещенность другого. Почему именно увеличение освещенности предмета создает иллюзию его приближения, не вполне ясно с функциональной или с какой-либо другой точки зрения. Для уточнения условий появления этого эффекта необходимы специальные опыты.

Эксперимент с биллиардным шаром

Один из наиболее впечатляющих экспериментов, навеянных описанными выше демонстрациями, был поставлен Хасторфом³. В этом эксперименте наблюдатель устанавливал размер светового пятна так, чтобы

¹ См.: Ames A . Visual perception and the rotating trapezoidal window // Ps. Monogr.
1951. P. 324; Ittelson W.H. The Ames demonstrations in perception. Princeton: Princeton
Univ. Press, 1952.

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 124; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!