24. Внимание и осознание

Введение в проблему внимания

Мы не успеем пройти всю лекцию про внимание. Я это предвидел. Мне показалось, что последняя часть была достаточно важной. Мы будем сокращать по мере необходимости. Я хочу поговорить о внимании. Позвольте мне начать с того, что я поделюсь с вами некоторыми ключевыми идеями о том, что такое внимание.

Чтобы войти в режим размышления, давайте рассмотрим следующий вопрос. Как вы относитесь к людям, которые разговаривают по мобильному телефону за рулем? Умно? Не умно? Рассмотрите также случай, когда у вас есть устройство hands-free, так что вам не нужно смотреть вниз на телефон, печатать или держать его. Может быть, это нормально. Что вы думаете? Нет ли проблемы в том, чтобы разговаривать по телефону за рулем, если вы не смотрите вниз и не тыкаете в него?

Я знаю, что говорят PR-кампании. Моё правило: если я говорю по мобильному телефону, особенно если я поворачиваю налево, я кладу телефон на колени и говорю тому, кто на линии, что не могу с тобой разговаривать и поворачивать налево одновременно. Поворот налево — это самое сложное, что мы делаем. Беспилотные автомобили не умеют поворачивать налево. Как беспилотный автомобиль поворачивает налево? Он поворачивает направо три раза. Почему? Потому что поворот налево — это социальное познание. Видят ли они меня? Знают ли они, что я здесь? Смотрят ли они на мой указатель поворота? Понимают ли они, что я собираюсь повернуть налево? Это сложно. Это социальное познание. Никто ещё этого не освоил. Это сложно и для нас.

Настоящий вопрос здесь не в том, чтобы читать вам лекцию о вождении, а в том, чтобы подумать, почему это проблема. Почему нельзя разговаривать с человеком и одновременно уделять внимание вождению? В чём проблема?

Ограниченная пропускная способность

Интуиция подсказывает, что у нас есть некая ограниченная способность к обработке информации. Мы не похожи на суперкомпьютеры, которые могут делать миллионы дел одновременно. У нас есть предел того, сколько информации мы можем обработать. Нельзя думать о многих разных вещах одновременно. Мне нравится называть это тостерной моделью познания: вы включаете тостеры, и свет тускнеет. Если всё на одной цепи, существует некий единый ресурс, который ограничен. Чем больше его уходит сюда, тем меньше остаётся туда.

Очевидно, что в нашем мозге нет таких простых цепей. Соответствующий дефицитный ресурс — это не просто электричество. Это какая-то другая оккультная вещь, которую мы не до конца понимаем. Но всё же есть смысл, в котором некоторые наши психические процессы находятся на одной цепи.

Индивидуальные различия

Подумайте вот о чём. Сколько человек считают, что могут одновременно слушать музыку и читать сложный материал? Поднимите руку. Всего несколько. Это так интересно. Я вообще не могу. Даже фоновая музыка, которая мне не особо важна. Я думаю, это поразительные индивидуальные различия. Не знаю, есть ли хорошие исследования на эту тему. Одни могут, другие нет.

А как насчёт одновременного распознавания лиц и сцен? Вы можете это сделать? Сколько человек считают, что могут одновременно распознать лицо и сцену? Майкл Коэн, который около месяца назад читал лекцию об интерфейсах мозг-компьютер, показал замечательную работу: вы лучше распознаёте лицо в сцене, предъявленной одновременно, чем два лица или две сцены. Почему так?

• Изабель: Они могут объединиться в одно целое. Возможно, вы объединяете это в один объект.
• Джимми: Если люди и места — это отдельные вещи, которые вычисляются, то если это два лица, вам нужно вычислять эту вещь.

Именно так. У вас есть FFA и PPA, и они дружат. Майкл показал не только то, что вы можете распознать лицо и удержать его в рабочей памяти, лицо в сцене, лучше, чем два лица или две сцены. Но и то, что степень, в которой вы платите за выполнение двух дел в одной категории, а не распределяете их по двум категориям, линейно пропорциональна тому, насколько различны паттерны активации для этих категорий в вентральном зрительном пути. Лица и сцены совершенно разные. Поэтому вы получаете большое преимущество, разделяя два объекта между лицами и сценами. Для других вещей, более похожих по паттерну ответа в вентральном пути, например, лица и тела, вы получаете меньшее преимущество.

Это согласуется с идеей, что в той степени, в которой у нас есть отдельные процессоры, мы можем в некоторой степени обрабатывать информацию параллельно. Это не объясняет, почему не все могут одновременно читать и слушать музыку, потому что эти процессы вообще не пересекаются. Так что есть много загадок, но есть и некоторая интуиция.

Демонстрация ограниченной пропускной способности

Я проведу супер-низкотехнологичную демонстрацию. Я покажу вам массив цветных букв. Возьмите лист бумаги и запишите как можно больше синих букв. Готовы? Поехали.

В прошлом году все записали все, так что в этот раз я попробовал сделать это немного быстрее. Сделаем это снова. Запишите все синие буквы. Поехали.

Кто-нибудь пропустил N? Сколько человек увидели N? Никто не признается. Я хотел, чтобы несколько человек пропустили N. Я пролистал очень быстро. Вы пропустили.

Суть в том, что если вы правильно проведёте это в лаборатории, вероятность обнаружения здесь намного меньше, чем там. Что это показывает? Это показывает, что у нас ограниченная пропускная способность. Мы не можем обрабатывать все эти синие буквы параллельно. Когда есть одна, вы отлично её замечаете. Но когда их много, вы не обязательно её замечаете. Это также показывает, что у нас есть способность выбирать информацию. Красные буквы вас не беспокоили. Если бы я спросил вас о красной букве, вы, вероятно, не смогли бы назвать ни одной. Вероятность сообщения о N в этих двух показах не зависит от количества красных букв. Они просто не имеют значения. Ограничение касается только тех, на которые вы обращаете внимание, синих.

Почему наша умственная способность ограничена?

Никто на самом деле не знает ответа. Я думаю, что это неудовлетворительная часть исследований внимания, потому что это кажется очевидным, но я думаю, что это не так. Возможно, в ближайшие 10 или 20 лет какой-нибудь умный специалист по вычислениям даст более удовлетворительный ответ. Но сейчас мы находимся здесь.

Стандартная история: у нас есть только определённое количество нейронов и определённая пропускная способность, и мы не можем делать всё сразу. Мы не можем обрабатывать всё в зрительном поле одновременно. Но причина, по которой я нахожу это неудовлетворительным, заключается в том, почему, чёрт возьми, нет? У нас есть все эти параллельные структуры для всего зрительного поля, по крайней мере, на первых этапах обработки, и у нас есть значительная степень параллелизма и после этого.

Второй ответ: обычно вы собираетесь совершить только одно действие. Вы перемещаетесь по миру. Давайте подумаем о человеке, идущем по оживлённой городской улице. Обычно есть только одно или очень небольшое количество действий, которые вы собираетесь совершить дальше: идти по тротуару, не сталкиваясь с людьми, или поднять этот предмет. Вам не нужно действовать по отношению ко всем объектам в вашем мире. Зачем отвлекать всю остальную моторную систему планирования, подавая ей всю эту информацию, которая просто засорит её мусором? Почему бы не дать ей только ту информацию, которая нужна?

Эта история очень расплывчатая и неопределённая, но интуитивно понятная. Есть несколько хороших примеров. Есть рыба под названием щука-рыба, которая охотится на более мелких рыбок — колюшек. Если поместить щуку в аквариум с колюшками, она поймает первую колюшку быстрее, если в аквариуме будет только одна колюшка, чем если их будет 10. Можно подумать, что если есть 10 на выбор, ты поймаешь рыбу быстрее. Но 10 — это больше отвлекающих факторов. Наши системы планирования действий также предпочитают одну колюшку.

Ограничения восприятия

Я покажу вам картинку на несколько секунд. Просто посмотрите на неё, а затем я задам вам несколько вопросов. Поехали.

Насколько богатым было ваше восприятие? Вы видели много деталей или у вас только самое смутное ощущение нескольких зданий, улицы? Сколько человек считают, что получили много довольно хороших деталей? Никто. Большинство людей чувствуют, что это было довольно насыщенно. У меня есть ощущение, возможно, в какой стране это находится, какой там стиль. Вы чувствуете это место. Общая интуиция большинства людей — довольно много деталей.

Это очень горячая тема сейчас. Мы с Майклом Коэном пару лет назад опубликовали статью под названием «Пропускная способность восприятия», которая представляет собой попытку разобраться с вопросом о том, сколько информации содержится в вашем текущем восприятии.

Демонстрация изменений

Я снова покажу вам ту же картинку, и она будет мелькать несколько раз. Каждый раз, когда она появляется, в ней может быть что-то другое. Записывайте любые различия, которые вы заметите.

Что изменилось?

• Идёт по тротуару.
• Она появлялась или исчезала.
• Изабель: Навес.
• Модель машины.

Вот как это закончилось. Вот как началось. Поднимите руку, если вы удивлены, что наше ощущение, будто мы действительно видели многое из происходящего, было ошибочным. Мы видели не так много, как думали. Если бы мы видели столько, сколько думали, мы должны были бы заметить такие масштабные изменения. Посмотрите на навес. Посмотрите на изменения цвета. Довольно существенные.

Видеодемонстрация

Вы уже видели это на курсе 900? Сколько человек видели это раньше? Не возражаете посмотреть ещё раз? Это довольно забавно.

Видео: «Очевидно, кто-то в этой комнате убил лорда Смайта...»

Совершенно другой парень. Это британская реклама с важным посланием. Сколько человек чувствуют, что изменилось много вещей, которых они не заметили? Всё это попадает на вашу сетчатку. Всё это в какой-то степени обрабатывается, но удивительно, как много из этого остаётся незамеченным.

Коммерческие пилоты

Вы можете подумать: «Это происходит только тогда, когда это не имеет значения?» А как насчёт коммерческих пилотов? В классическом исследовании пригласили настоящих коммерческих пилотов с тысячами часов лётного опыта. Их попросили посадить самолёт на взлётно-посадочную полосу в авиасимуляторе в условиях тумана. Какой-то большой процент пилотов никогда не видел самолёт, стоящий прямо на полосе. Они сажали самолёты в симуляторе прямо через этот самолёт. Когда им потом это показывали, они были в шоке и не могли поверить, что не видели его. Они использовали heads-up display, который показывает их ориентацию относительно полосы, и они сосредоточены на посадке. Даже для очень важных вещей люди пропускают абсолютно важную информацию.

Ключевые свойства внимания

Всё это говорит нам о том, что внимание — это фильтр, который пропускает некоторую информацию в наше сознание, но полностью отфильтровывает из сознания много другой информации, которая попадает на сетчатку или в улитку. Есть два ключевых свойства внимания, которые идут рука об руку:

1. Ограничения пропускной способности — вы не можете делать всё сразу.
2. Избирательность — есть какой-то способ выбрать подмножество поступающей информации.

Виды внимания

Существует много разных способов и форм внимания. Давным-давно великий Гельмгольц размышлял о внимании и понял, что существует два разных вида внимания. Ещё в 1860 году он отметил: «Наше внимание совершенно независимо от положения и аккомодации глаз и от каких-либо известных изменений в этих органах и свободно направлять себя сознательным непроизвольным усилием на любую выбранную часть тёмного и недифференцированного поля зрения».

Скрытое и явное внимание

Вы можете зафиксировать взгляд на моём носу. Все фиксируют взгляд на моём носу. Если я покажу разное количество пальцев вот здесь, продолжайте фиксировать взгляд на моём носу. Сколько пальцев слева от вас? Вы можете это сделать. Вы можете извлечь эту информацию, не двигая глазами. Это называется скрытым вниманием. Входной сигнал идентичен, и вы просто настраиваете параметры своей перцептивной системы, чтобы извлечь то или это.

В отличие от явного внимания, которое является самым мощным видом внимания. При явном внимании вы перемещаете глаза от точки к точке, чтобы выбрать разную информацию. Явное внимание — гораздо более мощный фильтр. Мы совершаем примерно от двух до четырёх движений глаз в секунду. Это очень мощно, потому что центр взгляда имеет очень высокое разрешение. Высокая плотность фоторецепторов в фовеа в центре взгляда. Плотность снижается к периферии. В фовеа у нас гораздо лучшая информация, чем на периферии. Это связано как с плотностью фоторецепторов, так и с площадью коры.

В ретинотопической коре (V1, V2) у вас около 20 квадратных сантиметров коры. Примерно такая площадь коры обрабатывает центральные два градуса зрения. Огромная область коры, посвящённая крошечной части зрительного мира, и гораздо меньше на градус для периферии. Вот почему потеря фовеального зрения при макулярной дегенерации так ужасна. Вы не можете читать или узнавать лица.

Зачем нужно скрытое внимание?

Зачем нам скрытое внимание, если мы можем просто двигать глазами?

• Другие люди видят, куда вы смотрите. Иногда вы хотите обратить внимание на что-то и не дать людям знать об этом. Например, «лифтовый взгляд», когда люди оглядывают вас с ног до головы. Люди замечают, если вы так делаете. Вы можете скрыто обращать внимание на область ниже лица, но не двигайте явно глазами вниз.
• Мы, приматы, очень внимательны к тому, куда смотрят друг друга. Мы единственные приматы, у которых есть белки вокруг глаз. Тот факт, что у людей есть белки глаз, которые облегчают определение того, куда они смотрят, должно означать, что мы в основном хотим делиться друг с другом информацией о том, куда мы смотрим. Но не всегда.
• Иногда вы хотите отслеживать много вещей параллельно. Вы можете сфокусироваться только на одной вещи. Представьте сложный спортивный пример, где одновременно движется несколько игроков, и вам нужно следить за всеми ними. Это классический случай скрытого внимания.

Экзогенное и эндогенное внимание

Следующее базовое различие — это то, где мы решаем, куда хотим посмотреть, и то, где стимул привлекает наше внимание.

• Стимул-зависимое (экзогенное) внимание: Веб-всплывающие окна, странные маленькие танцующие фигурки — всё оптимизировано, чтобы привлечь ваше внимание. Другой классический пример — «выскакивание». Если вы посмотрите на дисплей, очень трудно не заметить красную вещь. Определённые свойства стимулов автоматически захватывают ваше внимание.
• Произвольное контролируемое (эндогенное) внимание: Как в случае, когда вы фиксировали взгляд на моём носу. Это было полностью ваше решение. Вы можете решить, на что обращать внимание. Слава богу, мы можем решать, на что обращать внимание, потому что в мире происходит много вещей, которые мы не хотим, чтобы доминировали в нашей психической жизни.

Парадигма произвольного внимания

Вот очень простая парадигма. У испытуемых фиксация на кресте. Вы даёте им небольшую подсказку, которая говорит: «Обрати внимание вправо, но не двигай глазами». Вскоре после этого появляется маленькая цель, и вы должны быстро нажать кнопку. Если цель находится там, куда вы направляете внимание, время реакции очень быстрое — немного больше 200 миллисекунд. Если подсказка неверна и цель в другом месте, время реакции почти на 100 миллисекунд медленнее. Это огромный эффект в психологии.

Пространственное внимание и внимание, основанное на признаках

Пример, который я привёл, был пространственным вниманием. Вы обращаете внимание на это или то место в пространстве. Это, вероятно, самый мощный и распространённый вид внимания.

Но это не единственный вид. Может быть внимание, основанное на признаках. Если ваш ящик для столовых приборов в таком же ужасном беспорядке, и ваша задача — найти чёрную овощечистку, это займёт время. Напротив, если задача — найти фиолетовую резиновую лопатку, это очевидно. Это внимание, основанное на признаках. Вы заранее не знаете местоположение. Вы знаете что-то о признаке, который ищете: что он чёрный, фиолетовый, круглый, квадратный.