Дифференциальные пороги для ощущений различных модальностей

Вид ощущения Величина едва заметного различия (константа Вебера —Бугера), %

Ощущение изменения высоты звука 0,3

Ощущение изменения яркости света 1,7

Ощущение изменения веса предметов 2,5

Ощущение изменения громкости звука 1

Ощущения изменения давления на поверхность кожи 3,4

Ощущение изменения вкуса соляного раствора 20

Последующие исследования, правда, показали, что закон Вебера — Бугера действителен только для средней части диапазона чувствительности сенсорной системы. При приближении к пороговым величинам в закон должна быть внесена поправка, отражающая величину ощущения от деятельности самой системы (например, биения сердца в слуховой модальности или собственного свечения сетчатки в зрительной модальности).

Таким образом, в окончательном виде этот закон имеет следующий вид. DI/I+ Р = const., где Р — поправка на «шум» от работы сенсорной системы.

Эмпирический факт несовпадения объективной шкалы изменения раздражителя и субъективной шкалы изменения ощущения был описан основным психофизическим законом, установленным Фехнером и впоследствии модифицированным Стивенсом. Фехнер, используя математические преобразования соотношения Вебера — Фехнер, используя математические преобразования соотношения Вебера — Бугера, пришел к выводу, что изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя. Другими словами, когда раздражитель растет в геометрической прогрессии (увеличивается в N раз), ощущение вырастает лишь в арифметической прогрессии (увеличивается на N). Основной психофизический закон Фехнера выражается формулой

R = С (lg I — lg I₀), где R — интенсивность ощущения, I — интенсивность действующего стимула, I₀ — интенсивность стимула, соответствующая нижнему абсолютному порогу, а С — константа Вебера — Бугера, специфичная для каждой модальности.

…

При выведении этого закона Фехнер исходил из невозможности непосредственной оценки испытуемым интенсивности возникающего у него ощущения. Поэтому в его формуле единицами измерения выступают физические величины. В 1941 г. С. Стивене из Гарвардского университета выдвинул идею о возможности прямой оценки человеком своих ощущений. Поэтому он модифицировал соотношение Вебера — Бугера, заменив в нем отношение физической величины едва заметного изменения стимула к физической Интенсивности исходного стимула на отношение субъективного переживания едва заметного изменения стимула к субъективному переживанию интенсивности исходного стимула. Соотношение Стивенса означает, что ощущение едва заметного изменения относится к исходному ощущению с постоянной величиной. Другими словами, когда мы ощущаем слабый стимул, то достаточно небольшого изменения, чтобы мы могли уловить различие, а если мы переживаем сильное ощущение, то нам требуется значительная «добавка». Для того, чтобы мы зафиксировали в сознании факт изменения ощущения. В результате такой модификации Стивене вывел свою версию основного психофизического закона, который носит не логарифмический, как у Фехнера, а степенной характер:

R = С (I-I₀)ⁿ.

Показатель п степенной функции Стивенса различен для разных модальностей ощущений. Например, он варьирует от 0,3 для громкости звука до 3,5 для электрического удара. В настоящее время версии психофизического закона Фехнера и Стивенса рассматриваются как дополняющие друг друга.

Т. Энген

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПСИХОФИЗИКИ

Проблемы и методы психофизики / Под ред. А.Г.Асмолова, М.Б.Михалевекой. М.: Изд-во Моск, ун-та, 1974. С. 107-116, 119-130.

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 чаще 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 подечитывается 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».

X. Шиффман

ПОДПОРОГОВОЕ ВОСПРИЯТИЕ

Как уже отмечалось выше, существуют пограничные условия стиму­ляции — например, когда уровень интенсивности сигналов очень невысок или когда время их действия невелико, при которых они не вызывают не­сомненной ответной реакции. Тем не менее возникает вопрос — могут ли эти незамеченные индивидуумами сигналы оказывать непрямое, но изме­ряемое влияние на их поведение? Этот общий и спорный вопрос можно сформулировать и более конкретно: возможно ли наблюдать последствия влияния, которое оказывает на поведенческие параметры подпороговая (буквально — лежащая ниже порога) стимуляция? Можно ли каким-ни­будь образом обнаружить материю иначе, чем на уровне сознания? Ины­ми словами — способна ли стимуляция, о которой наблюдатель не подозре­вает, все же оказать на него такое влияние, которое можно оценить?

Подпороговое восприятие — предмет большого числа теоретических и экспериментальных исследований, однако его валидность остается дис­куссионной. Доказательства существования подпорогового восприятия получены многими экспериментаторами, и некоторые репрезентативные результаты будут рассмотрены ниже.

Установлено, что чрезвычайно быстро мелькающие картины, на которых представлены сцены, вызывающие положительные эмоции (на­пример, котята, щенки, влюбленная пара, улыбающееся лицо) или от­рицательные (например, труп или злое лицо), влияют на последующую оценку, казалось бы, нейтральных фотографий людей. Слайды, на которых изображены люди, предварительно воспринимавшие на подпорого-вом уровне оптимистические сцены, оценивались более положительно (оптимистично), чем фотографии тех же самых людей, сделанные после предъявления им негативных сцен.

Более того, доказано, что эмоциональные раздражители, предъяв­ленные на подпороговом уровне, активируют кортикальные зоны, участву­ющие в восприятии раздражителей, воздействующих на эмоции (в эмоци­ональном опыте). Уолен и его коллеги² нашли, что хотя эмоциональные раздражители и воздействовали на испытуемых на подпороговом уровне (т.е. не осознавались ими), они тем не менее вызывали соответствующую реакцию той зоны коры головного мозга, которая обрабатывает информа­цию, получаемую от стимулов, воздействующих на эмоции. Более конкрет­но, в своих опытах Уолен воздействовал на испытуемых стимулами, вызы­вавшими определенные эмоции, — перед испытуемыми мелькали фотогра­фии людей, чьи лица выражали счастье, — и этот сигнал воспринимался на подпороговом уровне. Несмотря на то что испытуемые даже не подозре­вали о демонстрации им фотографий счастливых людей, результаты, полу­ченные с помощью ФМРТ, свидетельствовали об усилении активности миндалевидного тела (участка коры головного мозга внутри средней части височной доли, который обрабатывает информацию, получаемую от эмоци­ональных раздражителей), т.е. о непосредственной реакции на эмоцио­нальные сигналы.

Известно, что смысл подпороговых сигналов может быть понятен наблюдателю даже в том случае, когда сами сигналы остаются не обна­руженными им. В опытах Фаулера разные слова (например, «повар») мелькали на экране с такой скоростью, что наблюдатели не успевали прочитать их (т.е. предъявлялись в режиме вспышки). За этим следова­ло надпороговое предъявление двух слов (например, «печь» и «взгляд»). Испытуемым предстояло выбрать, а возможно, даже и отгадать, которое из двух предъявленных слов ближе по смыслу к промелькнувшему сло­ву «повар», предъявленному на подпороговом уровне. Результаты экспе­риментов показали, что выбор, сделанный наблюдателями, слишком правилен, чтобы его можно было назвать случайным. Так, если «подпороговые» слова шли вслед за промелькнувшим, необнаруженным словом «повар», наблюдатели гораздо чаще выбирали слово «печь», чем слово «взгляд». Эти результаты позволяют предположить, что такие семанти­ческие свойства, как смысл сигнала, предъявляемого на уровне, недоста­точном для его обнаружения, в определенной мере воспринимаются и обрабатываются наблюдателем.

Семантическая установка

Вторым способом демонстрации сублименального восприятия, ана­логичным описанному выше, является способ, названный семантической установкой (semantic priming). Его суть заключается в том, что последо­вательно предъявляются два слова и смысл первого предопределяет вос­приятие второго. Так, представление слова «медсестра» может служить ус­тановкой для распознавания или узнавания слова, являющегося тест-объектом, — «доктор». Аналогично этому реакция наблюдателя на слово «доктор» (например, он называет его) наступает быстрее в том случае, ког­да его предъявлению предшествует предъявление установочного слова «медсестра», а не слова «ограда», не связанного с ним по смыслу. В экспе­рименте, проведенном Балотой², одной группе наблюдателей установочные слова предъявляли на подпороговом уровне (т.е. настолько быстро, что никто из наблюдателей не успевал прочитать их), а второй группе наблю­дателей их предъявляли на надпороговом уровне. Для конкретного целе­вого слова (например, «ярд») установками служили как близкие по смыс­лу слова (например, «дюйм»), так и не связанные с ним (например, «печь») или просто бессмысленный набор символов (например, ХХХХ). Основной результат этого эксперимента заключается в том, что наблюдатели быстрее реагировали на конкретное тестовое слово в том случае, если ему предше­ствовала близкая по смыслу «затравка» (установка) (например, «дюйм — ярд»), чем в случае, когда установка не имела к нему никакого отношения (например, «печь — ярд»). Облегчающее задачу влияние семантической ус­тановки было обнаружено как в случае ее подпорогового, так и надпорого-вого предъявления. Установки не только облегчают восприятие слов и их значений. Так, Бар и Видерман установили, что фотографии разных пред­метов, предъявленные в режиме мелькания, а потому не идентифициро­ванные наблюдателями, в дальнейшем, когда спустя 15 мин они снова промелькнули перед глазами наблюдателей, облегчили восприятие запечат­ленных на них предметов.

Отмечено также облегчение распознавания тест-объектов, достига­емое с помощью представляемых на подпороговом уровне сигналов — установок. Более того, применив томографию, авторы показали, что использование семантических установок действительно активирует опре­деленные кортикальные зоны. А это значит, что достаточно сложные когнитивные процессы, влияние которых на активность мозга поддает­ся измерению, могут протекать даже тогда, когда наблюдатель и не по­дозревает об этом.

Последнее, о чем хотелось бы сказать, это то, что облегчающее вли­яние семантических установок на распознавание слов не беспредельно. Гринвальд и его коллеги, используя метод семантических установок, по­казали, что, будучи предъявленными на подпороговом уровне, они дей­ствительно влияют на восприятие следующих за ними слов, являющих­ся тест-объектами, но это влияние нестабильно и кратковременно². Ав­торы нашли, что облегчающее влияние установки на восприятие смысла тестового слова (стимульного материала, тест-объекта) эффективно лишь в том случае, если последнее появляется не позднее чем через 0,1 с пос­ле первого.

Таким образом, результаты изучения подпороговых семантических установок свидетельствуют о том, что стимул, о котором наблюдатель даже не подозревает, может влиять на его перцептивную активность. (Однако обратите внимание на то, что статус метода подпороговых семан­тических установок в известной мере дискуссионен.)

Изложенное выше свидетельствует о том, что слабый, пограничный — подпороговый — сигнал может быть воспринят и зарегистрирован сенсор­ной системой и закодирован на уровне подсознания. Однако нет экспери­ментальных доказательств того, что подпороговое сенсорное стимулирова­ние и сопровождающее его нейронное кодирование оказывают существен­ное воздействие на мысли и представления человека, способны заметно повлиять на его поведение или изменить его. Иными словами, доказательство существования подпорогового восприятия само по себе еще не означа­ет, что при помощи подпороговых сигналов можно манипулировать людь­ми или заставлять их делать что-либо. Следовательно, высказываемые вре­мя от времени мысли о том, что рекламодатели способны навязывать по­купателям ненужные товары, с научной точки зрения несостоятельны. Однако этот дискуссионный вопрос привлек внимание к различию между такими простыми процессами, как обнаружение и распознавание сигнала в лабораторных условиях, и более сложными реакциями, к которым отно­сятся совершение покупки или выражение предпочтений.

Прежде чем завершить обсуждение подпорогового восприятия, при­ведем наводящее на размышления высказывание Диксона о его проис­хождении и роли.

Можно поспорить с теми, кто считает, что оно (подпороговое восприятие) не является результатом эволюции. С эволюцией мозга, создавшей основу для сознательного восприятия, должен был эволюционировать и контрольный ме­ханизм, посредством которого эта новая система с ограниченными возможно­стями могла быть использована максимально эффективно. Теоретически этот контроль мог реализоваться двояко — либо за счет жесткого ограничения пе­риферической сенсорной активности, либо за счет изменяющихся ограничений на проникновение в сознание. Очевидно, что с эволюционной точки зрения первая из этих альтернатив была менее ценной для выживания.