Краткая справка о развитии теоретических представлений в психофизике

В области психофизики принцип отражения как ведущий и кон­структивный принцип анализа психических явлений проявля­ется как при анализе структуры и свойств внешних воздействий, так и при исследовании особенностей внутренней организации — топологии и метрики — многомерного (субъективного) сенсор­ного пространства.

В настоящее время, по существу, психофизика разрабатывает методы исследования и описания качественных и количественных характеристик «сенсорного пространства», а также динамики этих характеристик и их роли в процессе развития и функциониро­вания человека: в фило- и онтогенезе, в поведении и деятельности. Разработка основных проблем психофизики может составить базу для дальнейших перспективных исследований организации пси­хических образов, для изучения их сигнальной, информационной и регулирующей роли.

Практическое значение разработки этих проблем вполне оче­видно: они связаны с чрезвычайно широким диапазоном оператор­ской деятельности по приему и переработке сигналов разного рода в современных системах контроля, управления и связи, и резуль­таты их разработки непосредственно приложимы к исследованию проблем анализа и синтеза систем кодирования сигнальной инфор­мации. Поэтому вопрос углубленного анализа и проверки сущест­вующих теоретических психологических и математических моделей в этой области, так же как и вопрос о целенаправленном экспе­риментальном исследовании психофизических проблем, стано­вится достаточно острым.

Как можно будет увидеть далее, к настоящему времени на­копилось довольно большое число серьезных попыток исполь­зования аппарата современной математики для описания и ана­лиза сенсорно-перцептивных процессов. Эти исследования имеют более чем столетнюю историю. При этом, начиная с самых ранних психофизических экспериментов и до настоящего времени, опи­сание сенсорных процессов осуществлялось на нескольких раз­личных уровнях. Пользуясь современной терминологией, можно сказать, что проблемы психофизики образуют разветвленную иерархическую систему. Таким образом, обратившись к истории классической психофизики и проследив ее развитие до наших дней, можно составить достаточно верное представление о про­блемной структуре психофизических исследований третьей чет­верти XX столетия.

Главные проблемы психофизики оформились с самого начала ее возникновения. Первым основанием для ее выделения как от­дельной области психологической науки был неявно сформулиро­ванный постулат об измеримости психических феноменов. При этом, хотя сама психофизика никогда не ограничивала область своих исследований, естественно, что ее первыми шагами были попытки приложить этот постулат к простейшим явлениям психического отражения — ощущениям.

Исторически сложилось так, что основное внимание в области психофизики вначале было уделено самой феноменологии ощу­щений и затем — измерению свойств ощущений как простейших психических образов. Таким образом оказались поставленными две основные проблемы психофизики — проблема чувствитель­ности сенсорных систем в психологическом смысле и проблема шкалирования ощущений. В дальнейшем разделение этих про­блем все больше углублялось и в конечном счете определило то несколько неестественное состояние, в котором психофизика на­ходится в настоящее время: практические, теоретические и мето­дические разработки в рамках каждой из выделившихся проблем почти не имеют пересечения.

В каждой из названных областей исследования почти с са­мого начала возникли и в дальнейшем укрепились две крайние точки зрения на природу и возможности изучения исследуемых объектов. Эти крайние точки зрения явились следствием теоре­тической идеализации и, так же как исходный постулат об из­меримости, были неявно приняты уже с самого начала, без от­четливой опоры на эмпирический материал.

В области исследования чувствительности возникли противо­стоящие друг другу представления о непрерывности или дискрет­ности сенсорных величин, в области шкалирования — представ­ления о возможности или невозможности прямого измерения величины ощущений. Эти пары противоположных представлений определяют четыре основных направления исследований, вокруг которых группируются наиболее важные теоретические работы. Однако анализ развития идей в психофизике показывает отсут­ствие глубокой проработки каждого из указанных направлений. Более чем столетняя история психофизики ощущений изобилует примерами сложного генезиса исследовательской мысли с забве­нием или умолчанием прежних идей или, наоборот, с неожидан­ными возвратами на старые позиции.

Жесткое противоборство представлений о дискретности-не­прерывности, начавшееся во времена Фехнера и Мюллера, привело в первой половине XX века к формулировке от­фильтрованных, «чистых» в своей противоположности постулатов (и построенных на них моделей разрешающей способности) в ра­ботах Терстоуна и Блэкуэлла.

В области шкалирования ощущений аналогичное противобор­ство, начатое работами Фехнера и Плато, привело к рафиниро­ванным представлениям Терстоуна, Торгерсона и про­тивоположным им взглядам Стивенса.

Многообразные современные концепции базируются на пред­ставлениях, лежащих между этими крайними точками зрения, но ни одна из этих концепций не охватывает сколько-нибудь полно основную феноменологию психофизики. Более того, наблюдается эклектическое изменение позиций при переходе от одной области исследований к другой, от проблем шкалирования к проблемам чувствительности (ср., например, позицию С. Стивенса в нейро-квантовой теории и в шкалировании). Оказыва­ется, что основное противоречие между концепциями, противо­стоящими друг другу в истории психофизики, коренится именно в исходных теоретических постулатах и что эти исходные посту­латы в подавляющем большинстве случаев исключают из рассмот­рения основную задачу психофизики — анализ психического отра­жения, исследование структуры и свойств сенсорного пространства.

Т. Энген. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПСИХОФИЗИКИ [24]

Сам Фехнер предложил три психофизических метода, которые вошли в психологию под именем основных методов. В литературе описываются и многие другие методы, но обычно они являются модификациями одного из этих трех методов. Эти основные методы сходны в одних отношениях и весьма различны в других. Все эти методы могут быть использованы для определения понятий, о которых шла речь выше.

Выбор того или иного метода чаше всего зависит от двух практических и технических соображений: 1) характер континуума стимулов, т.е. могут ли стимулы изменяться непрерывно (или по крайней мере очень малыми шагами) или же они могут быть предъявлены только в дискретном виде. Использование дискретного предъявления стимулов необходимо, например, при изучении вкуса и обоняния; 2) характер организации стимуляции, например, одновременное или последовательное предъявление пар стимулов. В этом смысле при исследовании зрения мы располагаем большей свободой, чем при исследовании слуха. Сначала очень коротко, а затем более подробно рассмотрим основные психофизические методы.

1. Метод границ (едва заметных различий, минимальных изменений или серийного исследования). Это самый прямой метод определения порога. При определении разностного порога экспериментатор изменяет сравниваемый стимул малыми шагами в восходящих и нисходящих рядах. Испытуемый при каждом изменении стимула должен сказать меньше, равен или больше переменный стимул по сравнению со стандартным. В результате эксперимента определяются значения переменного стимула, соответствующие смене категории ответа. При определении абсолютного порога стандартный стимул не предъявляется и задача, испытуемого состоит в том, чтобы отвечать, обнаруживает он стимул или нет.

2. Метод установки (средней ошибки, воспроизведения или метод подравнивания). При определении разностного порога испытуемый, как правило, сам подстраивает сравниваемый стимул, который может непрерывно изменяться, к стандарту, т.е. устанавливает такое значение переменного стимула, при котором он кажется равным стандарту. Эта процедура повторяется несколько раз, а затем вычисляется среднее значение и вариабельность установок испытуемого. Среднее значений подравниваний (установок) является прямым показателем точки субъективного равенства, а вариабельность подравниваний, допускаемая испытуемым, может быть использована для вычисления разностного порога. При определении абсолютного порога испытуемый неоднократно устанавливает такое значение переменного стимула, которое по его мнению является самым низким среди обнаруживаемых им стимулов. Среднее этих установок принимается за абсолютный порог.

3. Метод постоянных раздражителей (метод истинных и ложных случаев или метод частот). В этом методе используется несколько постоянных дискретных значений сравниваемого стимула. При определении разностного порога каждое из них сравнивается со стандартным стимулом много раз. Для каждого из значений сравниваемого стимула подсчитывается относительная частота разных ответов, например, ответов "меньше" и "больше". Если в опыте используются только две категории ответов, то испытуемый будет давать правильный ответ в половине случаев даже при одном только угадывании. Поэтому его разностный порог определяется как приращение или уменьшение величины сравниваемого стимула относительно стандартного, правильно оцениваемое им в 75% проб, т.е. посредине между 50% (случайная удача) и 100%. Это значение, соответствующее 75%, определяется интерполяцией или каким-либо другим из нескольких возможных статистических методов. Когда добавляется третья категория ответов типа "равно", "сомнительно" и тому подобное, метод постоянных раздражителей становится очень похож на метод границ. Метод постоянных раздражителей может быть использован также для измерения абсолютного порога. В этом случае стандартный раздражитель не применяется, а за абсолютный порог принимают такое значение сравниваемого стимула, который вызывает равное число ответов "да" и "нет".

МЕТОД ГРАНИЦ

Абсолютный порог

Процедура опыта и вычисления при определении нижнего порога высоты звука методом границ показаны в табл. 1 (взята у Титченера). Испытуемый получает инструкцию отвечать "да", когда он слышит тон, и "нет", когда он его не слышит в течение определенного интервала времени, указываемого экспериментатором. Перед основным опытом следует провести несколько предварительных тренировочных проб, чтобы убедиться, что испытуемый усвоил процедуру опыта. Словесные инструкции трудно сделать краткими и ясными и часто они дают худшие результаты, чем предварительная тренировка.

В первом столбце (читать сверху вниз) указаны ответы испытуемого на стимулы, предъявляемые в нисходящем ряду. Экспериментатор начинает этот ряд со сравниваемого стимула, равного 24 Гц и испытуемый отвечает "да". В каждой следующей пробе экспериментатор уменьшает частоту переменного стимула на 1 Гц, испытуемый продолжает давать положительный ответ до тех пор, пока частота переменного стимула не становится равна 14 Гц; тогда испытуемый отвечает "нет". Итак, порог лежит между 14 и 15 Гц. За порог принимается средняя точка - 14,5 Гц и эта величина L записывается под первым столбцом как одно из значений абсолютного порога. Затем экспериментатор предъявляет стимулы в восходящем ряду, начиная с 10 Гц, т.е. значительно ниже только что измеренного порога и получает ответ "нет". Экспериментатор увеличивает частоту переменного стимула снова на 1 Гц в каждой пробе и получает положительный ответ при частоте 16 Гц. Таким образом, L = 15,5 Гц. Чередующиеся нисходящие и восходящие ряды повторяются возможно большее число раз или до тех пор, пока экспериментатор не убедится в относительном единообразии величины L. В последующих рядах он изменяет начальную точку, чтобы у испытуемого не формировались ложные представления. Трудно оценить околопороговые стимулы и даже добросовестный испытуемый может впасть в ошибку, руководствуясь каким-нибудь побочным признаком, который по его мнению облегчает выполнение задания.

Таблица 1

Определение порога раздражения методом границ: нижний предел восприятия высоты звука

Частота (Гц)	Чередующиеся восходящие и нисходящие ряды
	нисх.	восх.	нисх.	восх.	нисх.	восх.	нисх.	восх.	нисх.	восх.
	Да
	Да
	Да		Да
	Да		Да
	Да		Да						Да
	Да		Да				Да		Да
	Да	Да	Да		Да		Да		Да
	Да	Да	Да		Да		Да		Да
	Да	Да	Да		Да		Да		Да
	Да	Нет	Да	Да	Да	Да	Да		Да	Да
	Нет	Нет	Нет	Нет	?	Нет	?	Да	?	Нет
		Нет		Нет		Нет		Нет		Нет
		Нет		Нет		Нет		Нет		Нет
		Нет		Нет		Нет		Нет
		Нет		Нет				Нет
				Нет				Нет
				Нет				Нет
				Нет				Нет
1)	L=	14,5	15,5	14,5	14,5	14,5	14,5	14,5	13,5	14,6	14,5
	M=14,5
2)	Уср. L		14,5	14,5		14,5
	M=14,5

Вычисление абсолютного порога по этим данным проводится следующим образом: величины RL могут быть усреднены (среднее арифметическое) тремя способами (два из них указаны внизу таблицы:

1) все отдельные величины L, указанные под верхней линией, суммируются и усредняются. Среднее значение - 14,5 Гц принимается за абсолютный порог. Среднее квадратичное отклонение этого распределения отражает вариабельность работы наблюдателя;

2) под второй линией приведены результаты усреднения каждой пары величин L, (одна из нисходящего, другая из следующего восходящего ряда). Эти усреднения делаются для того, чтобы получить средние в паре рядов значения L - Уср. L. Затем вычисляется среднее из этих средних. Значение абсолютного порога остается, разумеется, тем же, но среднее квадратичное отклонение будет меньше за счет исключения вариабельности, связанной с отдельными нисходящими и восходящими рядами;

3) все величины L в нисходящих рядах можно усреднить, чтобы получить значение абсолютного порога в нисходящем ряду. Таким же образом усредняются все величины L в восходящих рядах. Окончательное значение абсолютного порога является средним арифметическим этих двух средних. Само собой разумеется, что его численное значение будет таким же, как и в двух предыдущих способах, хотя значение порогов в восходящих и нисходящих рядах могут быть разными из-за определенных "постоянных ошибок". Ошибкой привыкания является тенденция сохранять ответ "да" в нисходящих рядах или ответ "нет" в восходящих рядах. Ошибка предвосхищения (или ожидания) имеет противоположный характер. Она связана с ожиданием перемены и, таким образом, сменой ответа "да" на ответ "нет" в нисходящем ряду и "нет" на "да" - в восходящем. Основная цель чередования нисходящих и восходящих рядов - сбалансировать любую из постоянных ошибок, если они возникают. Совпадение значений на шкале стимулов в восходящих и нисходящих рядах указывает на привыкание, а их расхождение - на предвосхищение (ожидание). Опыт и утомление оказывают противоположные влияния на результаты эксперимента, их легко оценить, сравнивая первую и вторую половины общего количества предъявленных рядов. Более точно эти влияния можно изучить при помощи анализа вариабельности. <…>

Что касается задачи испытуемого при определении абсолютного порога методом границ, то желательно, чтобы он ограничивался двумя категориями ответов, "да" и "нет", и пытался угадывать, когда он не уверен. Это делается для того, чтобы избежать ответа "сомнительно", внезапно появившегося в данных Титченера, приведенных в табл. 1. Это особенно важно отметить потому, что в современной психофизике нередко используются малотренированные испытуемые. <…>

***

МЕТОД УСТАНОВКИ

Как следует из названия метода, испытуемый сам манипулирует непрерывно меняющимся сравниваемым стимулом. В некоторых случаях лучше, если манипуляции со сравниваемым стимулом производит экспериментатор, но в наиболее типичной форме этого метода подравнивать стимул к данному стандарту должен, согласно инструкции, сам испытуемый. Он делает это несколько раз. Данный метод применяется главным образом для измерения точки субъективного равенства, хотя он может быть использован и для определения разностного порога. Проиллюстрируем этот метод на данных опыта над иллюзией Мюллера-Лайера. Использованная в опыте установка показана на рис. 1. Линии имеют одинаковую длину, но линия слева - сравниваемый стимул - кажется длиннее, чем линия справа - стандарт. Выраженность иллюзии можно измерить как константную ошибку (КО) в физических единицах длины. Испытуемый сидит на расстоянии примерно двух метров от аппарата. Линии находятся на уровне его глаз. Он может изменять длину переменной линии, двигая "скобку" туда и обратно, прежде чем сделать окончательную подгонку. Экспериментатор сидит рядом за ширмой, он предъявляет 60 линий и записывает результаты подгонки наблюдателя с точностью до миллиметра. Испытуемый не знает, насколько точны его установки, так как задача опыта заключается только в том, чтобы определить, совпадают ли установки наблюдателя с физической длиной линии. Половина подгонок начиналась с переменной линии меньшей длины, чем стандарт, так что для подгонки требовалось движение от стандарта ("От" или восходящая проба). Для другой половины переменная линия была установлена на большую длину, чем стандарт, и, следовательно, для подгонки необходимо движение к нему (проба "К" или нисходящая проба). Еще одно необходимое изменение заключалось в том, чтобы устанавливать переменные линии на различных расстояниях от кажущегося равенства в начале каждой пробы. Пробы "От" и "К" уравновешивались, чтобы исключить возможное влияние практики и утомления. Для этого первые 15 проб делались восходящими, следующие 30 - нисходящими и последние 15 - снова восходящими. Планируя опыт с подгонками, нужно учитывать и другие факторы, значимость которых зависит от общности требуемых психофизических данных.

Рис. 1. Схема установки для исследования иллюзии Мюллера-Лайера

Таблица 3
Определение точки субъективного равенства (TCP), постоянной ошибки (КО) и переменной ошибки (ПО) методом подгонки (подравнивания)

Пробы
"От"	Мм	"К"	мм	"К"	мм	"От"	мм
	17S
	"От"	"К"	"В целом"
М	177,9	177,6	177,2мм

Результаты опыта приведены в табл. 3. Прежде всего определяется, достоверна ли разница между стандартом (230,0 мм) и средней подгонкой (177,2 мм). Стандарт постоянен и для того, чтобы проверить эту разницу при помощи t - теста, необходимо учитывать стандартную ошибку одной только средней величины - средней подгонок. t, равное 29,3, при 59 степенях свободы показывает, что разница достоверна (р<0,01). Таким же образом можно проверить влияние проб, направление движения, ориентации линии и т л. при помощи более сложного t - теста в зависимости от количества потенциально значимых переменных и требований к степени общности результатов. Конечно, следует иметь в виду, что если сделано лишь несколько наблюдений, то невозможно очень точно определить степень выраженности иллюзии, хотя в принципе может быть достигнута любая степень точности для каждого испытуемого. <...>

Разность между точкой субъективного равенства и установкой наблюдателя в каждой отдельной пробе называется переменной ошибкой или ПО и варьирует по величине и направлению отклонения от Мпер во время проб. Таким образом, ПО измеряется по среднему квадратичному отклонению. Поскольку и стандарт и постоянная ошибка неизменны, распределение оценок наблюдателя прямо отражает переменную ошибку. Среднее квадратичное отклонение (13,6 мм) этого распределения может использоваться в качестве показателя разностного порога. DS, соответствующая измеренному таким образом разностному порогу, обычно отличается по величине от DS, определенной методом границ, но связана с ней линейным отношением. Среднее квадратичное отклонение, если систематически пользоваться им во время исследования, служит хорошей мерой различения. Для определения интервала неопределенности ИН можно использовать интервал между первым (Q1) и третьим (Q2) квартилями распределения.

Этот метод имеет ряд преимуществ. Одно, уже упомянутое, заключается в условной статистической обработке данных. Другое преимущество состоит в том, что такая естественная и прямая экспериментальная процедура более привлекательна для типичного испытуемого, хотя, по-видимому, он предпочел бы получать информацию о том, правильно ли он действует в каждой пробе. Интерес испытуемого поддерживается, так как он сам манипулирует со стимулом, но он может зайти за точку, которая в данный момент представляется ему точкой равенства. Таким образом в оценках важную роль играют как моторные навыки, так и время, которое затрачивает испытуемый на каждую оценку. Эти факторы влияют, вероятно, на вариабельность оценок и, следовательно, скорее на порог различения, чем на точку субъективного равенства. В общем, когда наблюдатель манипулирует со стимулом, несколько труднее по сравнению с двумя другими основными психофизическими методами поддерживать постоянными экспериментальные условия. Наконец, как упоминалось выше, многие стимулы невозможно менять непрерывно или малыми шагами. Этот метод не позволяет получить непосредственно значение разностного порога; он дает другую меру того же типа. Основное преимущество метода подравнивания заключается в простоте и быстроте определения показателей порога при наличии соответствующей аппаратуры. Этот метод трудно использовать при изучении таких сенсорных модальностей, в которых два сравниваемых стимула должны предъявляться поочередно (напр., грузы или звуки). В лучшем случае всегда приходится предъявлять сравниваемый стимул после стандарта, но при этом невозможно ни уравновесить, ни измерить такое влияние последовательности стимулов, как адаптация.

МЕТОД ПОСТОЯННЫХ РАЗДРАЖИТЕЛЕЙ

Этот метод касается определения стимулов, лежащих в переходной зоне, в которой за одну границу принимаются почти всегда воспринимаемые стимулы, а за другую - почти никогда не воспринимаемые стимулы. Если стимул или различие между стимулами воспринимается в 50% случаев, то они соответственно указывают положение абсолютного и разностного порогов. Для того, чтобы составить карту всей переходной зоны, обычно выбирают 5-9 различных стимулов в диапазоне от редко замечаемых до почти всегда замечаемых стимулов. При измерении абсолютного порога выбирают такие стимулы, которые лежат по обе стороны от порога раздражения или абсолютного порога. Обычно используется только две категория ответов - "да" и "нет". "Пустые" пробы или "пробы-ловушки" надо включать так, чтобы испытуемый не знал о них. Ответы на "пустые" пробы дают дополнительные сведения относительно влияния угадывания и других видов субъективных искажений ответа на величину индивидуальных абсолютных порогов. За абсолютный порог обычно принимают такое значение стимула, при котором он воспринимается в 50% случаев, хотя можно использовать и другие произвольные значения р. <…>

Поскольку необработанными данными этого метода являются частоты, с которыми испытуемый дает ответ той или иной категории на каждый сравниваемый стимул, этот метод часто называют также частотным методом, в связи с его процедурой. Фехнер называл его методом истинных и ложных случаев.

Зачем нужен этот дополнительный метод? В некоторых областях метод установки практически неприменим, так как многие стимулы невозможно изменять непрерывно. Метод границ связан с ошибками привыкания и ожидания, которых можно избежать, пользуясь методом постоянных стимулов, предусматривающим предъявление раздражителей в случайном порядке. Возможно, что он требует большего количества проб, но каждая проба весьма непродолжительна. Однако метод постоянных раздражителей может потребовать более тщательного планирования. Необходима, по крайней мере, одна предварительная проба, (а часто и не одна) для того, чтобы установить, что ряд равноотстоящих стимулов охватывает переходную зону испытуемого. Метод постоянных стимулов гибок, хотя обычно он используется для определения разностного порога, закона Вебера и связанных с ними проблем. В известном смысле этот метод типичен для классической психофизики, которая уделяет особое внимание статистическому и непрямому подходу к психологическим величинам.

Ниже мы будем говорить об обработке данных, полученных методом постоянных стимулов. Более полный математический анализ способов обработки можно найти у Гилфорда, Люса и др. Здесь же будут изложены только несложные и рациональные методы обработки данных. К сожалению, в истории классической психофизики, по-видимому, тщательные поиски наилучших способов обработки данных отодвинули на задний план проблему восприятия.

Ю.М. Забродин, Е.З.Фришман. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ЧЕЛОВЕКА В СУБСЕНСОРНОМ ДИАПАЗОНЕ: ПСИХОФИЗИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ [25]

1. В классической психофизике сенсорный порог рассматривается как граница между осознаваемыми и неосознанными ощущениями. Практически такое понимание сенсорного порога сохраняется до наших дней в работах тех исследователей, которые явно или неявно стоят на позициях концепции дискретности в работе сенсорной системы. Однако в последние десятилетия концепция дискретности под­вергается широкой критике, которая основана на результатах серьез­ных теоретических и обширных экспериментальных исследований. Рас­хождения между сторонниками концепций дискретности и непрерывно­сти как принципов работы сенсорной системы становятся порой необы­чайно острыми (Грин, Свете, 1966; Люс, Буш, Галантер, 1963; Люс, 1963; Бардин, 1974; Забродин 1970, 1973).

В то время как понятие порога сенсорной системы в указанном выше смысле является в современной теоретической психофизике остро дискуссионным, в прикладных исследованиях порог как показатель ра­боты сенсорной системы, как рубеж, разделяющий ощущаемые и неощущаемые стимулы, используется весьма широко. При этом, одна­ко, эмпирические показатели, полученные в результате обработки экс­периментальных данных и принимаемые в качестве меры порога, зна­чительно различаются у разных авторов (Теплов, Борисова, 1957; Пирс, Ястров, 1885; Смит, 1968; Бигли, Келлог, 1969; Шварц, Шагас, 1961; Паул, Саттон, 1972, 1973; Гилфорд, 1954).

В связи с этим в психофизике существует усиливающаяся тенден­ция рассматривать в качестве приемлемого описания работы сенсорной системы при воздействии на нее слабых или слаборазличающихся сиг­налов всю психометрическую кривую, т. е. весь диапазон возможных ответов человека на подобные сигналы. Эта тенденция ведет начало от работ Урбана (Урбан, 1930), а по предложению Михалевской (Михалевская, 1964) диапазон стимулов, обнаруживаемых с вероятностью от 0 до 1, называется пороговой зоной. Такая «зонная» природа работы сенсорной системы ранее последовательно рассматривалась в работах Гарбузова (Гарбузов,1948).

Вопрос о выборе и значимости эмпирических мер чувствительности сенсорной системы обсуждается в работе Бардина, Индлина, Заброди­на (1976). Несмотря на то, что основное обсуждение относится к по­веденческим, произвольным реакциям человека, мы считаем целесооб­разным распространить эти положения на весь класс ответных реакций человека и сенсорной системы (включая злектрофизиолзгичеокие реак­ции мозга). В этом случае все разнообразие ответных реакций человека на слабые или слаборазличающиеся стимулы можно характеризовать определенным диапазоном, а именно, диапазоном пороговых стимулов или диапазоном пороговых ощущений. С точки зрения понятия сенсорного пространства, развиваемого в работах Забродина (1968, 1970а, 19706, 1973, 1976), речь идет об исследованиях локальных окрестностей точек сенсорного пространства.

По нашему мнению, хорошо известный и давно исследуемый в пси­хофизиологии субсенсорный диапазон представляет собой часть диапа­зона пороговых ощущений и включен в локальную окрестность соот­ветствующей точки сенсорного (пространства. При таком понимании имеет смысл постановка вопроса об исследовании субсенсорного диапа­зона психофизическими методами. В этом случае.можно изучать свой­ства сенсорной системы, используя семейство или множество психо­метрических кривых различных произвольных и непроизвольных реак­ций; можно также использовать и другие способы описания работы че­ловека в пороговых ситуациях, например рабочие характеристики на­блюдателя — РХ (Петерсон, Бердоалл, Фокс, 1954). С этих позиций семейство психометрических кривых непроизвольных реакций может описывать свойства нижней границы субсенсорного диапазона, а семей­ство психометрических кривых поведенческих ответов — свойства верх­ней границы субсенсорного диапазона. При этом, в (соответствии с со­временными психофизическими представлениями о работе человека при обнаружении и различении слабых или слаборазличающихся сигналов, вопрос об исследовании субоенсорного диапазона может быть постав­лен как (вопрос об изучении качественных и количественных характе­ристик работы собственно сенсорной системы и решающего механизма, формирующего ответные реакции.

Как известно, современная психофизическая теория обнаружения сигнала (Грин, Свете, 1966; Люс, Буш, Галантер, 1963; Забродин, 1970, 1976) позволяет разделять оба оказанных механизма, используя неза­висимые характеристики работы наблюдателя — собственно сенсорную способность анализатора и критерий принятия решения, определяемый такими внесенсорными факторами, как инструкция, значимость сигнала и возможных последствий решения, вероятность появления сигнала и т. д. <…>

По нашему предположению, за счет изменения сенсорной способ­ности наблюдателя (при настройке сенсорной системы) и за счет изме­нения стратегий решения можно получить чрезвычайно широкую ва­риацию поведенческих ответов, такую, которая практически перекрывает исследованный ранее в психофизиологии субсенсорный диапазон. Следовательно, задача разделения «неощущаемых» и «ощущаемых» стимулов, задача перехода неосознаваемых внешних воздействий в об­ласть осознаваемых и являющихся основой произвольного поведения может быть решена при исследовании индивидуальных сенсорных спо­собностей наблюдателя и индивидуальных стратегий решения в таких ситуациях, когда изменяются условия эксперимента и используется комплексная регистрация ответных реакций («поведенческих» и «объ­ективных», произвольных и непроизвольных).

Изложенные факты показывают, что для исследования особенно­стей диапазона пороговых ощущений, а также изменений субсенсор­ного диапазона необходимо оценить вклад каждого из показателей в общую характеристику диапазона, а также изучить изменение этого диапазона в зависимости от индивидуальных особенностей человека.

Наиболее оправданным на современном этапе является использо­вание объективных физиологических реакций в качестве дополнитель­ных индикаторов деятельности сенсорных систем, особенно в задачах такого типа, какие обсуждаются здесь. На этих основаниях строится большинство исследований, использующих объективную сенсометрию и проводящих сравнение различных мер или индексов чувствительности, полученных из анализа непроизвольных и произвольных реакций (Гершуни, 1950, 1957; Гершуни, Кожевников, Марусева, Чистович, 1948; Со­колов и Виноградова, 1962; Михалевская, 1964, 1966 и др.). Результаты этих исследований показывают, что существует определенное расхож­дение между показателями чувствительности, выведенными из данных непроизвольных реакций, и теми, которые получены в процессе обра­ботки поведенческих ответных реакций. Стимулы, интенсивность кото­рых оказывается недостаточной для того, чтобы вызвать «осознанное ощущение»[26], могут вызывать отчетливо выраженные физиологические реакции – депрессию a-ритма, ВП, КГР и т. д. Интенсивность стимула, необходимая для того, чтобы вызвать различные физиологические реак­ции, также различна. Наиболее «чувствительными» являются электро-корковые реакции. Так, например, реакции угнетения a-ритма вызыва­ются звуковыми раздражителями, лежащими на 6—12 дБ ниже порога осознанного ощущения (Гершуни, 1950). Значит, помимо явного (осоз­нанного) ощущения, могут существовать явления, которые в свое время были охарактеризованы И. М. Сеченовым как «ощущения в скрытой форме». Именно эта область стимулов, лежащих ниже порога осознан­ного ощущения и вместе с тем способных вызвать определенные электрофизиологические реакции, определяется как подпороговый или суб­сенсорный диапазон.

Таким образом, субсенсорный диапазон или диапазон неосознан­ных ощущений определяется по разности пороговых мер для произ­вольных и непроизвольных реакций. Величина этого субсенсорного диа­пазона, по многочисленным литературным данным, составляет 6 — 12 дБ. Это означает, что «порог» непроизвольной реакции лежит на 6—12 дБ ниже «порога» произвольной поведенческой реакции. При этом, как мы уже упоминали, в качестве меры такого «порога» высту­пает медиана соответствующей психометрической кривой.

Здесь, собственно, и возникает наша проблема. С одной стороны, характеристики непроизвольных реакций являются относительно ста­бильными у данного испытуемого, га о зависят от фоновой активности (т. е. от трудности выделения реакций), а также oт состояния активи­рованности (arousal) нервных структур. С другой стороны, пороговые характеристики поведенческих реакций являются широко вариативны­ми и зависят от собственно чувствительности сенсорной системы и осо­бенностей работы механизма решения. Поскольку существуют стиму­лы, которые в одних условиях вызывают устойчивую произвольную ре­акцию, а в других — нет, возникает вопрос об истинных причинах этого. Возможны следующие варианты: стимул не отражается сенсор­ной системой и не актуализируется б сознании; стимул отражается сен­сорной системой и не актуализируется в сознании;.стимул отражается сенсорной системой и актуализируется в сознании. Возможен, конечно, и четвертый вариант, когда стимул не воспринимается сенсорной систе­мой, но актуализируется в сознании. Этот последний вариант сейчас не представляет особого интереса для нашего обсуждения.

Если удастся показать, что вариативность диапазона пороговых стимулов больше, чем упомянутая ширина субсенсорного диапазона, то возникает следующий ряд конкретных исследовательских вопросов.

Существует ли субсенсорный диапазон в подлинном смысле этого слова, т. е. существуют ли так называемые неосознанные ощущения, или они есть следствие работы гибкого решающего механизма?

Возможна ли потенциальная актуализация в сознании каждого отраженного сенсорной системой стимула, и, если возможна, то каковы психологические механизмы перевода «неосознанных» ощущений в «осознанные»?

Способны ли они изменяться произвольно, например, под влия­нием работы аппарата решения?

Каковы индивидуальные особенности, пределы и управляемость этого процесса?

Фактически здесь снова возникает старый вопрос о наличии порога сознания и его изменчивости. Можно предполагать, что величина субсенсорного диапазона показывает тот предел, к которому может стре­миться осознанное ощущение при определенных благоприятных условиях.

Как мы уже говорили выше, диапазон пороговых стимулов, кото­рый можно полностью описать психометрической кривой произвольных реакций, не является стабильной величиной. Он зависит от особенно­стей ситуации, от задачи, стоящей перед человеком, от индивидуальных психологических особенностей испытуемого. Поскольку классический порог – медиана психометрической кривой – резко вариативен, по­стольку становится трудной проблемой использование этой меры для оценки стабильных черт индивида, таких, например, как сила нервной системы (Небылицын, 1966; Грей, 1964), или стабильных характеристик личности, таких, например, как экстраверсия и интроверсия (Айзенк 1967; Грей, 1964; Смит, 1968).

По нашему мнению, искать отражение индивидуальных особенно­стей субъекта следует скорее в динамике порога. Такой подход наме­чается в работах Стефенса (1969, 1971, 1972), Рида и Френсиса (1962), Фарли и Кум ар а (1969), Бакана (1959) и других. Результаты этих исследований показали, что медиана психометрической кривой (исполь­зовалась автоматическая аудиометрия) наиболее стабильна у интро­вертов и наименее стабильна у экстравертов. Это означает, что при оп­ределенных изменениях условий задачи – ее усложнении (Бакан, 1959), введении дополнительной сенсорной стимуляции (Шигегайс, Саймоне, 1973) или просто с течением времени (Рид, Френсис, 1962; Фарли, Кумар, 1969) — экстраверты склонны к более выраженному смещению верхней границы субсенсорного диапазона; иными словами, экстравер­ты (по мнению некоторых исследователей, особенно экстраверты-не­вротики в отличие от стабильных интравертов (Фарли, Кумар, 1969) в большей степени склонны к актуализации бессознательных впечатле­ний. Возможное объяснение этому факту дает в своей работе Коркоран (1965), исходя из инвертированной U-образной зависимости эффектив­ности исполнения от уровня активированности.

В задачах обнаружения сигнала, где в качестве показателя дея­тельности используется величина правильного обнаружения, улучшение деятельности выражается в увеличении 'Процента правильного обнару­жения, т. е. в снижении порога и, следовательно, в уменьшении субсен­сорного диапазона.

Таким образом, резонно ставить задачу исследования влияния ин­дивидуальных и личностных особенностей субъекта на величину и ди­намику порогового диапазона стимулов, а тем самым, частично, и на свойства субсенсорного диапазона.

2. Этой цели было посвящено наше экспериментальное исследова­ние. Задачей экспериментальной работы было исследование величины и динамики диапазона пороговых стимулов в зависимости от изменения условий эксперимента и некоторых индивидуальных особенностей испы­туемых. Мы исследовали возможность потенциальной актуализации в сознании стимулов различной величины и возможности произвольного изменения величины диапазона пороговых стимулов («порога» произ­вольной реакции). В качестве контролируемых факторов в эксперимен­те выступали: фактор тренированности; величина стимула и соотноше­ние сигнал/помеха; индивидуальные особенности испытуемых (по шка­ле экстраверсии – интроверсии и нейротизма).

Регистрируемые показатели – время и качество реакции (ответы типа «да-нет»).

Эксперимент строился по методу «констант» с включением 50% пустых проб. Задача испытуемого состояла в обнаружении тональной посылки (f = 1000 Гц) на фоне одновременно с ней действующего белого шума. Стимулы, длительностью τ = 1 сек, подавались бинаурально с межстимульным интервалом t = 35—40 сек. Изменяемым параметром являлось соотношение «сигнал/шум» при постоянном выходном уровне смеси сигнал + шум (60 дБ). От испытуемого требовалось нажать правой рукой на кнопку, вмонтированную в правую ручку кресла, если он слышал тональную посылку (сигнал) на фоне шума, и лавой рукой на левую кнопку, если он слышал только шум. С каждым испытуемым-проводилось 4—6 тренировочных ответов с «глухой» нейтральной ин­струкцией. Затем давались два типа «мотивирующих» инструкций: не пропускать сигнал — водном эксперименте ине принимать шум за сигнал – в другом эксперименте[27]. Инструкции попеременно чередова­лись. Поскольку ширина и локализация пороговой зоны в каждом экс­перименте менялась, то экспериментальные точки выбирались каждый раз соответственно данной конкретной пороговой зоне.

Для каждого эксперимента строилась психометрическая кривая и. вычислялась величина ложных тревог. Уровень экстравертированности и нейротизма испытуемых оценивался по опроснику Айзенка (форма А).

Ниже обсуждаются предварительные результаты нашего исследо­вания.

Экспериментальные данные на первом этапе анализа показали ши­рокий диапазон изменения локализации пороговых зон на оси интенсив-ностей. Сдвиг пороговых зон у всех испытуемых в первых, тренировоч­ных, опытах с «нейтральной» инструкцией сопровождался незначитель­ным изменением величины ложных тревог. Это свидетельствует о преи­мущественном изменении фактора собственно сенсорной способности испытуемых в этих условиях. Ори этом наклон психометрических кри­вых увеличивался, следовательно пороговые зоны уменьшались. Это может быть связано с действием двух независимых факторов – адап­тацией и формированием критерия (механизмы этого явления подробно разбираются в работах Ушаковой и Ратановой, 1965; (Бардина и Забро­дина, 1972 и др.).

Введение мотивирующей инструкций смещало положение психомет­рической кривой и увеличивало ее наклон. При инструкции «не пропус­кать сигнал» психометрическая кривая сдвигалась в сторону меньших значений соотношения «сигнал/шум»; локализация точки 50%-ного об­наружения сдвигалась на 4—12 дБ, величина пороговой зоны увеличи­валась в 2—4 раза (здесь не вполне правомерно говорить о полной по­роговой зоне, т.к. при увеличении количества ложных тревог процент правильного обнаружения не может упасть ниже этого уровня; мы име­ем дело, скорее, с половиной пороговой зоны). Инструкция «не прини­мать шум за сигнал» смещала психометрическую кривую в сторону больших значений соотношения «сигнал/шум», точка 50%-ного обнару­жения сдвигалась на 12—17 дБ по сравнению с предыдущей инструк­цией и на 4—7 дБ по сравнению с «нейтральной» инструкцией. Величи­на вероятности ложных тревог падала с 0,4—0,5 при инструкции «не пропускать сигнал» до 0,1—0,05 при инструкции «не принимать шум за сигнал».

При чередовании инструкций выяснилось, что для каждой из них психометрические кривые отчетливо тяготеют друг к другу. Это может свидетельствовать о том, что формируемый критерий является относи­тельно фиксированным для каждого испытуемого.

Для испытуемых, более экстравертарованных и невротичных, ве­личина изменения локализации психометрической кривой и изменение количества ложных тревог выражены в большей степени, чем для ста­бильных интровертов.

Для примера можем Привести следующие данные:

Тип инструкции	Стабильный интроверт	Невротичный экстраверт
медиана психометри­ческой кривой	вероятность ложных тревог	медиана психометри­ческой кривой	вероятность ложных тревог
«нейтральная» инст­рукция	– 23дБ	0,11	– 22,5дБ	0,11
«не пропускать сиг­нал»	– 25 дБ	0,22	– 32 дБ	0,49
«не принимать шум за сигнал»	– 22,5 дБ		– 18,5 дБ	0,08

Остановимся подробнее на динамике времени реакции. Первый факт, который следовало бы отметить, заключается в том, что среднее время правильного обнаружения для данного испытуемого во всех экс­периментах остается постоянным при смене инструкции, несмотря на широкий диапазон применяемых интенсивностей. Известная зависи­мость величин времени реакции испытуемого от интенсивности стимула не соблюдалась. Подобные факты наблюдались и другими исследова­телями – см., например, работы Конопкина и Кондратьевой (1973), Кондратьевой (1974), Осницкаго (1972), Уайтмен, Скотт (1972), Спейс (1973) — и объяснялись тем, что в каждом конкретном экс­перименте фактор значимости раздражителя мо­жет играть большую роль, чем физические харак­теристики стимула.

Предварительный анализ динамики времени реакции внутри каж­дой отдельной пороговой зоны дал возможность выделить три следую­щих различных тенденции:

а) внутри (пороговой зоны время правильного обнаружения возрас­тает с уменьшением соотношения «сигнал/шум» и с падением вероятно­сти правильного обнаружения;

б) время травильного обнаружения остается постоянным внутри по­роговой зоны;

в) время правильного обнаружения возрастает до максимальной величины с уменьшением соотношения «сигнал/шум» до уровня, близко­го к уровню, соответствующему 50% правильного обнаружения, и за­тем уменьшается.

Заслуживает внимания факт, что у одного и того же испытуемого могут наблюдаться результаты то одного, то другого типа. Полученные нами результаты в известном смысле согласуются с данными, получен­ными Забродиным и его сотрудниками (Забродин, 1974). При исследо­вании обнаружения сложных акустических сигналов было замечено от­носительное увеличение времени реакции на стимулы, вызывающие сомнения испытуемого. Ю. М. Забродин предполагает, что в этих усло­виях перестраивается стратегия обнаружения и эта перестройка отра­жается в увеличении времени реакции.

Результаты наших экспериментов свидетельствуют о правомерно­сти использования эффекта смещения пороговой зоны при изменении инструкции для характеристики субсенсорного диапазона. При общей однонаправленности изменений пороговых зон в случае тренировки увеличивается, главным образом, собственно сенсорная способность анализатора. Это, видимо, является следствием микронастройки сен­сорной системы. В случае введения направленной мотивирующей ин­струкции происходит, главным образом, смещение критерия принятия решения, которое, в свою очередь, также является механизмом, обеспе­чивающим оптимальное поведение наблюдателя в задаче обнаружения. Выраженность этих изменений зависит от индивидуальных особенно­стей испытуемого. Наиболее активированные (в меньшей степени экстравертированные — по используемому нами показателю) характе­ризуются меньшим сдвигом пороговой зоны и, следовательно, меньшим изменением величины ложных тревог при введении инструкции; менее активированные (имеющие более высокий показатель экстравертированности) склонны в большей степени к изменению пороговой зоны и к большему изменению величины ложных тревог. Полученные данные могут быть объяснены с точки зрения модели зависимости качества выполнения деятельности от уровня активированности, предложенной Коркораном на основе закона Йеркса-Додсона (1965).

3. Анализ проведенных экспериментов позволяет сделать следую­щие выводы:

1) Изменение условий задачи — использование разных типов ин­струкций — приводит к изменению величины и положения диапазона пороговых стимулов. При этом сдвиг психометрической кривой дости­гает от 4—7 до 12—17 дБ. Такие результаты позволяют предположить, что практически все стимулы из субсенсорного диапазона (величина которого, по данным Гершуни, составляет б—12 дБ) потенциально могут быть переведены в число осознаваемых, вызывающих произволь­ную ответную реакцию. Дальнейшее уточнение этих результатов пред­принимается в последующих экспериментах при непосредственном сравнении произвольных и непроизвольных реакций.

2) Существует определенная зависимость величины диапазона по­роговых стимулов от тренированности испытуемых. С ростом тренированности уменьшается величина порогового диапазона и увеличи­вается Крутизна психометрических кривых. Наши данные показывают, что при этом может улучшиться сенсорная способность наблюдателя.

3) Испытуемые оказываются в состоянии довольно широко про­извольным образом изменять положение критерия наблюдателя. В этом проявляется влияние механизма решения на поведенческие реакции.

4) Динамика диапазона пороговых стимулов зависит от индиви­дуальных особенностей испытуемый:.

5) Анализ времени реакции на стимулы, составляющие пороговую зону, показал неоднородность ее и дал возможность наметить путь для ее микроструктурного анализа. Путь этот заключается в комплексном исследовании сенсорной системы различными психологическими, психо­физическими и психофизиологическими методами и сопоставлении по­лученных показателей в их динамике.

В целом, полученные результаты открывают возможность психофи­зического исследования особенности формирования осознанных ощу­щений.

ЛИТЕРАТУРА

1. БАРДИН К. В., Пороговая проблема в классической и современной психофизике, Проблемы психофизики, М., 1974.

2. ВИНОГРАДОВА О. С, ПАРАМОНОВА Н. П., СОКОЛОВ Е. И., Анализ физиологических особенностей слуха слабослышащих детей. Ориентировочный рефлекс и про­блемы рецепции в норме и патологии, М., 1962.

3. ГАРБУЗОВ Н. А., Зонная природа звуковысотного слуха, М.—Л., 1948.

4. ГЕРШУНИ Г. В., КОЖЕВНИКОВ В. А., МАРУСЕВА А. М., ЧИСТОВИЧ Л. А., «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины», т. 26, 1948.

5. ГЕРШУНИ Г В., О количественном изучении пределов действия неощущаемых звуковых раздражителей, «Проблемы физиологической акустики», т. II, 1950.

6. ГЕРШУНИ Г. В., Общие результаты исследования деятельности звукового анализатора человека при помощи разных реакций, Ж. Высш. нервной деят., т. 7, №1, 1957,

7. ЗАБРОДИМ Ю. М., Проблема обнаружения сигнала в психофизике. Материалы III съезда Общества психологов СССР, М., 1968.

8. ЗАБРОДИН Ю. М., Исследование проблемы обнаружения слабых сигналов человеком, Канд. дисс, 1970а.

9. ЗАБРОДИН Ю. М., Некоторые вопросы анализа поведения человека при приеме слабых сигналов. В кн.: Экспериментальная и прикладная психология в ЛГУ, вып. 3, Л., 19706.

10. ЗАБРОДИН Ю. М., Абсолютный порог по интенсивности и его особенности, «Вестник ЛГУ», № И, Л., 1971.

11. ЗАБРОДИН Ю. М., БАРДИН К. В., Характеристика припороговой зоны при работе с субъективными эталонами. В кн.: Сенсорные и сенсомоторные процессы, М-, 1972.

12. ЗАБРОДИН Ю. М., Проблема обнаружения как проблема психофизики. В кн.: Экспериментальная и прикладная психология в ЛГУ, вып. 5, 1973.

13. ЗАБРОДИН Ю. М., Обнаружение и опознание человеком сложных акустических сигналов. В кн.: Проблемы психофизики, М., 1974.

14. ЗАБРОДИН Ю.М., Процессы принятия решения на сенсорно-перцептивном уровне. В сб.: Психологические проблемы принятия решения, М., 1976.

15. КОНДРАТЬЕВА И. И., О роли фактора значимости при реагировании на сигналы разных интенсивностей. Вопросы психологии, № 6, 1974.

16. КОНОПКИН О. А., КОНДРАТЬЕВА И. И., О психологической детерминации проявлений «закона силы» в сенсомоторном реагировании. В сб.: Новые исследования в психологии, № 1, 1973.

17. МИХАЛЕВСКАЯ М. Б. О соотношении ориентировочных и условных двигателей реакций человека при действии слабых световых раздражителей. Канд. дисс, М., 1964.

18. МИХАЛЕВСКАЯ М. Б., Использование комплекса признаков ответной реакции для определения абсолютного порога. Вопросы психологии, № 5, 1966.

19. НЕБЫЛИЦЫН В. Д., Основные свойства нервной системы, М., 1966.

20. ОСНИЦКИЙ А. К., Влияние вероятности и значимости сигнала на время двигательной реакции. В кн.: Сенсорные и сенсомоторные процессы, М., 1972.

21. ТЕПЛОВ Б. М., БОРИСОВА М. Н., Чувствительность к различению и сенсорная память. Вопросы психологии, 1957, № 1.

22. УШАКОВА Т.П., РАТАНОВА Т. А., Предварительная настройка слухового анализатора человека. В кн.: Психология и техника, М., 1965.

23. BAKAN, P., Extraversion-introversion and improvement in an auditory vigilance task. Brit. J. Psychol., vol. 50, 1959.

24. BARDIN, K. V., INDLIN, Ju. A., ZABRODIN, Ju. M-, The threshold problem and some possible ways to solve it. In:Advances in Psychophysics, eds H. G. Geissler, Ju. M. Zabrodin, Berlin, 1976.

25. BEAGLY, H. A., KELLOG, S. A., A comparison of evoked response and subjective auditory threshold. International Audioloay, vol. 8, 1964.

26. BROADBENT, D. E., GREGORY, M., Division of attention and decision theory of signal detection. Proceedings of the Royal Society, Series, B, № 158, 1963.

27. CORCORAN, D. W. J., Personality and the inverted U-relation. Brit. J. Psycho!., vol. 56, 1966.

---

Дата добавления: 2015-08-21