Экспериментальное подтверждение 6 страница
Грегори Р , Зрительное восприятие движения
209
попасть под власть небольших ошибок в нервной системе, которые в обычных условиях отвергаются как несущественные. (Если это так, то можно предположить, что шизофреники страдают от нестабильности своего зрительного мира, однако я не знаю доказательств в пользу этого предположения.)
Эффект водопада
Как было сказано выше, перемещения света, наблюдаемые в темноте, являются, очевидно, результатом небольших нарушений в системе восприятия движения глаз/ голова. Можно было бы ожидать, что сходные иллюзии движения обнаружатся и вследствие дефектов системы изображение/сетчатка, и действительно, такие иллюзии существуют. Они не ограничиваются ощущением движения всего поля: различные части поля могут казаться движущимися в различных направлениях и с различной скоростью; эти явления странны и иногда логически парадоксальны. Наиболее существенное нарушение системы изображение/ сетчатка известно под названием «эффект водопада».
Об «эффекте водопада» знал еще Аристотель. Это наглядный пример иллюзорного движения, возникающего вследствие адаптации системы изображение/сетчатка. Эта иллюзия легко возникает, если долго, примерно полминуты, смотреть на центральный стержень вращающейся граммофонной пластинки. Если вращение затем внезапно прекращается, будет казаться в течение нескольких секунд, что пластинка движется в обратном направлении. Тот нее самый эффект возникает, если долго смотреть на движущуюся воду: если затем перевести глаза на отмель или какой-либо неподвижный объект, он будет казаться плывущим в направлении, противоположном течению воды. Самый яркий эффект наблюдается в опыте с вращающейся спиралью (рис. 4). Она кажется расширяющейся во время вращения и суживающейся — как эффект последействия, — после того, как спираль останавливается (или наоборот, если направление вращения меняется). Это иллюзорное сужение или расширение спирали после ее внезапной остановки не может быть связано с движением глаз, так как глаза могут двигаться в один и тот же момент только в одном направлении, в то время как эффект состоит в радиальном сужении или расширении спирали, происходящем в любом направлении от центра в одно и то же время. Один этот факт показывает, что «эффект спирали» следует относить скорее за счет системы восприятия движения изображение/сетчатка, чем за счет системы глаз/голова. Очень легко в итоге доказать, что этот эффект обусловлен исключительно нарушениями в системе изображение/сетчатка. Вы можете убедиться в этом, быстро пробегая глазами из конца в конец движущуюся ленту с поперечными полосами, причем проделывая это несколько раз подряд. В этом случае непрерывное движение воспринимается с помощью системы глаз/
|
|
|
|
|
|
210
Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
Рис. 4. Когда эта спираль вращается, она кажется сжимающейся или расширяющейся в зависимости от направления вращения. Однако, когда она останавливается, она продолжает казаться сужающейся или расширяющейся в противоположном направлении. Этот эффект не может быть результатом движений глаз, поскольку кажущееся сужение или расширение происходит во всех направлениях одновременно. Этот эффект парадоксален, так как возникает ощущение движения спирали, но без изменения ее положения или величины
голова, а не с помощью системы изображение/сетчатка. Когда движущаяся лента останавливается, последействия не возникает, следовательно, этот эффект не связан с работой системы восприятия движения глаз/голова (рис. 5).
Вопрос о том, где происходит адаптация — в сетчатке или в мозгу, остается открытым. Сетчатка кажется слишком простым устройством, чтобы быть способной на такое сложное последействие, однако очень трудно исключить процесс адаптации в сетчатке из числа причин, вызывающих этот эффект. Можно думать (и так думают отдельные психологи, которым следовало бы знать предмет лучше), что проблему
|
|
|
Грегори Р . Зрительное восприятие движения
211
■ ^
Рис. 5. «Эффект водопада». Он сходен с кажущимся движением, которое вызывается вращающейся спиралью. После наблюдения за движущейся лентой с поперечными полосками при остановке ленты последние кажутся быстро движущимися в обратном направлении. Этот эффект возникает только тогда, когда наблюдатель смотрит на движение ленты неподвижным взглядом, не прослеживая полоски. Это, должно быть, приводит к адаптации лишь одной системы изображение/сетчатка
можно решить, если смотреть на движущийся объект одним глазом, закрыв другой, и затем наблюдать, возникнет ли последействие при взгляде на неподвижный объект тем глазом, который был раньше закрыт. В таком случае эффект возникает, но в половинную силу. Этот опыт, однако, не доказывает с убедительностью, что адаптация происходит в мозгу, так как возможно, что стимулированный глаз продолжает посылать сигналы движения к мозгу и после того, как он закрывается, и что эти сигналы, так сказать, «проецируются» в поле нестимулированного глаза. Это вполне вероятно, потому что трудно или даже невозможно сказать, какой глаз активен; принято думать, что активен открытый смотрящий глаз. Требуются, однако, новые эксперименты, чтобы решить этот вопрос.
|
|
|
Мы не знаем точно, почему система восприятия движения изображение/сетчатка нарушается при продолжительном взгляде на движущийся объект, поскольку мы не знаем точно, как она работает. Как мы уже видели из работы Хьюбела и Визела, сигналы движения передаются по отдельным нервным каналам, и по различным каналам передается информация о различных направлениях движения <...>. Есть основания предполагать, что при продолжительной стимуляции эти каналы могут адаптироваться или утомляться (как это происходит почти со всеми другими нервными каналами) и что это приводит к разбалансированию системы и вызывает иллюзию движения в противоположном направлении.
Если тщательно исследовать явление последействия, возникающее, когда смотрят на вращающуюся спираль, обнаружатся две любопытные особенности. Иллюзорное движение может быть парадоксальным; оно
212 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
может вызывать ощущение расширения или сокращения спирали, или даже спираль не будет казаться больше или меньше, но она будет сохранять тот же самый размер и все же увеличиваться. Это кажется невозможным, и это действительно невозможно с реальными объектами, но мы должны всегда помнить, что то, что справедливо в отношении реальных объектов, может быть неверным применительно к восприятию в тех случаях, когда оно иллюзорно. Если у нас возникают иллюзии, мы можем испытывать такие ощущения, которые логически невозможны. В том случае, когда эффект последействия движения состоит в иллюзорном расширении спирали при сохранении ее размера, мы можем предположить, что это происходит потому, что скорость движения и расположение объекта кодируются с помощью различных нервных механизмов, и в этом случае, при продолжительном наблюдении за вращающейся спиралью, только один из них, а именно система восприятия скорости движения, выходит из строя. Аналогично тому, как судья во время ведения процесса, выслушав несовместимые показания двух свидетелей, принимает обе версии только на время — прежде чем решить, которая из них верна, и отклонить другую как ложную, которую следует игнорировать, — точно так же перцептивная система глаза и мозга имеет много каналов, много источников информации, и когда — по тем или иным причинам — они доставляют противоречивые сведения, мозг должен быть судьей. Иногда различные источники противоречивой информации — по крайней мере, на короткий срок — одновременно принимаются мозгом за истинные. Тогда мы испытываем ощущение парадокса: происходит сочетание невероятных событий. Мы не должны слишком удивляться тому, что иногда невозможно описать содержание галлюцинаций, вызванных лекарствами. После довольно продолжительного наблюдения за вращающейся спиралью витки спирали на короткое время кажутся слившимися в круг и в то же время состоящими из ряда коротких прямых отрезков. Эти отрезки сохраняются и в последействии, так что круг, видимый после наблюдения за вращающейся спиралью, будет казаться многоугольником. Этот своеобразный эффект говорит, по-видимому, о том, что направление движения кодируется сравнительно небольшим числом систем движения, расположенных в виде векторов, и что адаптация выявляет разрывы между ними. Сосчитывая прямые линии в эффекте последействия, можно, видимо, установить число векторов, вовлеченных в это явление; однако существует, как ни странно, трудность при точной оценке этого числа, несмотря на то, что описываемый эффект у большинства людей прявля-ется довольно отчетливо. Этих линий — около пятидесяти, следовательно, направление движения представлено в нервной системе приблизительно пятьюдесятью векторными системами. Когда происходит разбаланеи-рование этих систем при адаптации к длительному движению, мы испытываем «иллюзию водопада». Эти рассуждения гипотетичны, однако, вероятно, они наилучшим образом объясняют данный феномен.
Грегори Р . Зрительное восприятие движения
213
Своеобразная особенность «эффекта водопада» заключается в том, что он вовсе не возникает, если движущийся объект закрывает целиком всю сетчатку и движется в виде сплошного поля. Эффект возникает лишь при относительном движении, т.е. при движении изображения лишь в одних частях сетчатки относительно других. Причина этого явления еще полностью не изучена, но, по-видимому, система восприятия движения изображение/ сетчатка связана главным образом с относительным движением. Мы сравнительно плохо определяем движение объектов, когда видим их без фона и когда, следовательно, нет движения изображения объекта в одних частях сетчатки относительно других. Очевидно, при этом адаптируется система восприятия относительного движения, и именно эта адаптация и является в нервной системе непосредственным индикатором скорости движения, а не изменение положения объекта во времени. Тот факт, что стимуляция всей сетчатки дает очень небольшой эффект последействия — или даже не дает его совсем, — является счастливым обстоятельством, благодаря которому шоферы редко испытывают эту иллюзию, даже если машина неожиданно останавливается после длительного пути.
Кажущееся движение
Как мы уже знаем, все сенсорные системы могут быть обмануты, однако наиболее устойчивый обман чувств возникает во время просмотра кинофильма. Хотя в кино нам предъявляется серия неподвижных картин (24 в секунду в звуковом фильме и 16 или 18 в немых), мы видим непрерывное действие. Это связано с двумя довольно различными зрительными явлениями. Первое состоит в инерции зрения, второе — в так называемом фи-феномене,
Инерция зрения представляет собою просто неспособность сетчатки отвечать на частые колебания яркости света и сигнализировать о них. Если свет включается и выключается сначала медленно, а затем все чаще, мы будем видеть мелькание света до тех пор, пока его частота не достигнет приблизительно 30 вспышек в секунду, после чего он будет казаться непрерывным. Если свет яркий, критическая частота слияния изображений, или критическая частота мельканий (как называется это явление), значительно выше и может достигнуть порядка 50 вспышек в секунду. (Это связано с некоторыми неудобствами, так как мелькания концов флюоресцирующих ламп могут вызывать неприятные ощущения, особенно если свет попадает на периферию сетчатки.)
Как мы уже сказали, в кино отдельные картины проецируются с частотой 24 кадра в секунду, однако это значительно ниже критической частоты слияния изображений; можно спросить, почему же мы не видим
214
Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
мелькающих картин. В ранних фильмах это было действительно так, но современные кинопроекторы снабжены специальным перекрывающим устройством, благодаря которому каждое изображение показывается трижды в быстрой последовательности, так что, хотя показывается всего 24 изображения в секунду, частота мельканий составляет 72 вспышки света в секунду. Эта величина превышает критическую частоту мельканий для всех, кроме ярких участков изображений, попадающих на периферию сетчатки. Здесь могут быть видны отдельные мелькания.
В телевидении проблема мельканий решается совершенно иначе. Изображение не предъявляется целиком, как в кино, а построено из строк (известных под названием растр), которые сводят на нет мелькания, хотя они существуют в действительности и могут быть помехой, и даже представлять опасность для людей с тенденцией к эпилепсии, на которых мелькания могут оказать серьезное воздействие. Это явление используется в диагностических целях. Мелькания могут представлять опасность также при некоторых довольно неожиданных обстоятельствах, как, например, при езде на машине мимо ряда деревьев, чьи тени падают на дорогу, освещенную косыми лучами заходящего солнца, или при посадке вертолета. Лопасти ротора вертолета вызывают мелькание света, что может быть весьма пагубным и опасным.
Низкая частота мельканий вызывает очень странное ощущение и у здорового человека и у людей с тенденцией к эпилепсии. При частоте вспышек порядка 5—10 в секунду могут появляться яркие цветовые пятна, а также движущиеся и неподвижные фигуры, причем эффект может быть исключительно отчетлив. Их происхождение непонятно, возможно, что они возникают вследствие непосредственного нарушения зрительных систем мозга как результат массивных повторных разрядов активности сетчатки, перегружающих эту систему. Узоры, которые видны при этом эффекте, настолько разнообразны, что трудно по их виду сделать какое-либо заключение о природе мозговых систем, которые при этом выходят из строя. Стимуляция сетчатки яркими вспышками света может вызвать неприятное ощущение, часто приводящее к головной боли и тошноте.
Другое важное зрительное явление, на котором основано кино, — это кажущееся движение, известное как фи-феномен. Имеется обширная литература, посвященная экспериментальному исследованию этого явления. Обычно оно изучается в лабораторных условиях с помощью очень простого приспособления — двух источников света, выключение одного из которых автоматически вызывает включение другого. При точном соблюдении определенного расстояния между источниками света и определенного временного интервала между включением одного и другого можно видеть, как единое световое пятно движется от места первого источника света к месту второго. Гештальтпсихологи считали, что это кажущееся движение света, пробегающего через промежуток, разделяю-
Грегори Р . Зрительное восприятие движения 215
щий два источника света, возникает вследствие электрического разряда (или электрического поля) в мозгу, проносящегося через зрительную проекционную область и заполняющего этот промежуток. Фи-феномен интенсивно изучался в те времена, когда считалось, что он выявляет процессы, происходящие непосредственно в самом мозге. В настоящее время большинство авторов считают точку зрения гештальтпсихологов ошибочной. Рассмотрим еще раз пример передвижения изображения по сетчатке, вызывающего иллюзорное восприятие движения в результате последовательной стимуляции рецепторов сетчатки. Если мы оставим пока в стороне рецепторы, работающие в момент между двумя вспышками света или между отдельными изображениями движущихся объектов в кино, в то время когда мы продолжаем видеть движение, то должны ли мы предполагать существование некоторых специально заполняющих брешь процессов, как основы того, что мы продолжаем видеть движение? Не объясняется ли это просто тем, что данные стимулы адекватно действуют на сетчаточную систему движения, что и приводит к заполнению промежутков в пространстве или во времени, если только они не слишком велики? Проведем аналогию с ключом и замком. Чтобы открыть замок, ключ не должен иметь абсолютно точную форму отверстия в замке. Всегда имеется некоторая степень погрешности. В самом деле, некоторая погрешность должна быть, в противном случае очень небольшое изменение в форме отверстия замка или ключа мешало бы его работе. Очень вероятно, что система восприятия движения изображение/ сетчатка отвечает на стимулы, в известной мере сходные с теми, которые приходят в мозг при обычном движении изображения но сетчатке; весьма вероятно также то, что эта система допускает прерывистые изображения, если только разрывы пространства и времени не слишком велики. Фи-феномен дает нам некоторые сведения о работе системы изображение/сетчатка, а именно то, что она допускает известную неточность в своей работе, чему обязаны своим развитием современные кино и телевидение.
Относительность движения
До сих пар мы рассматривали основные механизмы восприятия движения — при стимуляции сетчатки движущимся изображением или при слежении глазами за объектом. Существуют, однако, иные механизмы, также имеющие отношение к восприятию движения. Всякий раз, когда мы видим движение, мозг должен решить, что именно движется и что неподвижно относительно некоторой системы отсчета. Хотя, как мы уже видели, ошибочно думать, что иллюзорное движение обязательно предполагает какое-либо реальное движение, по-прежнему справедливо положе-
216 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
ние, что любое реальное движение относительно и всякий раз требует решения. Наглядные примеры тому возникают всякий раз, когда мы изменяем свое положение — при ходьбе, езде на машине, в полете. Как правило, мы знаем, что это движение обусловлено нашим собственным перемещением среди окружающих объектов, а не является результатом движения этих объектов, однако это требуется решить. Как и следовало ожидать, иногда это решение ложно, и тогда у нас возникают ошибки восприятия и иллюзии, которые могут быть очень серьезны, потому что восприятие движения биологически важно для сохранения жизни. Это верно применительно к человеку, живущему как в условиях современной цивилизации, так и в первобытном обществе. Нельзя игнорировать ошибки восприятия движения при полете или вождении машины.
Большинство исследований, посвященных зрительному восприятию, было проведено с неподвижным наблюдателем; ему часто предлагалось смотреть в ящик, в котором находилась аппаратура, демонстрирующая перед ним мелькающий свет или различного рода картины. Однако реальное восприятие осуществляется во время свободного передвижения наблюдателя в мире, где некоторые из окружающих объектов также находятся в движении. Исследование восприятия в реальной ситуации сопряжено с серьезными техническими трудностями, однако попытки такого рода весьма ценны, даже если они связаны с использованием сравнительно сложной аппаратуры. Результаты таких исследований могут иметь большое значение не только для вождения машины или самолета, но и для космических полетов. Весьма важный вопрос заключается в том, насколько можно доверять наблюдениям человека, совершившего посадку на Луну, если весь его предварительный опыт зрительного восприятия ограничен земными условиями. В необычных условиях космоса предметы могут быть освещены странным образом, что может привести к нарушению восприятия величины и расстояния. Как мы еще увидим, восприятие величины, расстояния и скорости не отделимо друг от друга, а сложным образом связано одно с другим, так что ошибки в восприятии одного из них могут быть причиной неожиданных ошибок в восприятии другого.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 106; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!