13.10.2014

Отыщи то – не знаю что: проблемы зрительного поиска в теории и на практике

Приглашённый пост
Автор: Мария Фаликман

Зрительный поиск – область исследований, неизменно набирающая популярность среди когнитивных психологов с 1980-х годов, когда Энн Трейсман предложила новую теорию зрительного внимания – «теорию интеграции признаков» [1]. Теория описывает, как мы находим тот или иной необходимый нам предмет среди множества окружающих нас объектов. Если этот предмет отличается от всех остальных одним-единственным физическим признаком (например, представляет собой чашку красного цвета на кухонной полке среди чашек белого цвета), внимание немедленно направляется на соответствующее место в поле зрения, и объект находится сам собой, безо всяких усилий с нашей стороны. Если же отличительных признаков несколько (например, на полке расставлены чашки и миски красного и белого цветов), приходится последовательно перенаправлять внимание с одного объекта на другой, пока не будет найден нужный.

Почему так получается? Энн Трейсман предположила, что процесс поиска имеет двухуровневую структуру. Физические признаки объектов обрабатываются специализированными картами в первичной зрительной коре головного мозга, причём информация об отдельных признаках на этих картах представлена ретинотопически – с сохранением того же пространственного расположения, что и на сетчатке (а значит, и в поле зрения). Информация с этих карт сводится на «главную карту местоположений», по которой перемещается с одного места на другое «прожектор внимания», связывая признаки, относящиеся к каждому из местоположений, в образы целостных объектов, которые далее опознаются. Если на одной и только одной из карт признаков имеется уникальный локус активации (например, в том случае, если все предметы вокруг белые, и только один красный, или все предметы стоят строго вертикально, и только один наклонился), внимание первым делом привлекается к соответствующему месту на главной карте, и предмет субъективно «выскакивает» из множества остальных. Неважно, сколько их всего: искомый предмет будет обнаружен с одной и той же скоростью вне зависимости от заполненности поля зрения. Если же ни на одной карте нет уникального локуса активации, или таких карт несколько, то нам приходится перенаправлять внимание с одного места на другое, обследуя их по порядку, поэтому поиск осуществляется тем дольше, чем больше предметов находится в поле зрения.


В дальнейшем исследователей, работавших в этой области, беспокоили преимущественно два вопроса. Во-первых, какие признаки обеспечивают субъективное «выскакивание» объектов, делая поиск эффективным (до сих пор помню, как десять лет назад в Гарварде почти час сидела и искала на компьютерном экране матовые горшки среди блестящих и блестящие среди матовых – авторы эксперимента пытались ответить на вопрос, относятся ли глянцевость/матовость к числу таких признаков.) Во-вторых, как работает механизм внимания, осуществляющий связывание признаков в образе целостного объекта. Отвечая на этот вопрос, американский психолог Джереми Вольф предложил модель «управляемого поиска» [2], описывающую факторы, благодаря которым поиск в тех условиях, когда он осуществляется последовательно, может сокращаться и тем самым ускоряться (например, в качестве факторов, ускоряющих поиск в естественной среде, могут выступать контекст и признаки удалённости/глубины).

В последние годы исследования зрительного поиска оказываются особенно востребованными в связи с развитием технических устройств с визуальными дисплеями. Спектр этих устройств крайне широк: от персональных компьютеров и коммуникаторов, на экране которых мы должны как можно быстрее отыскать нужную иконку, до компьютерных и магнитно-резонансных томографов, позволяющих выявить новообразования в обследуемых тканях и органах; от автомобильных навигаторов, где при изменении масштаба и угла поворота карты необходимо как можно быстрее находить текущее местонахождение и цель маршрута, до систем досмотра багажа, при использовании которых важно не пропустить на экране запрещенные, потенциально опасные предметы.

В лаборатории Дж. Вольфа в последние годы проводится немало исследований, посвященных именно прикладным вопросам, имеющим отношение к проблематике зрительного поиска. Немаловажно, что испытуемыми в некоторых из этих исследований становятся специалисты, содержанием профессиональной деятельности которых является зрительный поиск.

Например, в исследовании, опубликованном под громким названием «Невидимая горилла наносит новый удар» [3], в качестве испытуемых выступили опытные врачи-радиологи, которые разглядывали компьютерные томограммы человеческих лёгких, ища на них узелки. На некоторые снимки исследователи помещали изображение гориллы (привет Д. Саймонсу и К. Шабри – авторам знаменитой серии исследований, о которой рассказывалось в блоге).


Выяснилось, что 83% врачей не замечают этого изображения, во много раз превосходящего по размеру узелки, которые они эффективно обнаруживали. При этом регистрация движений глаз показала, что в большинстве случаев взгляд экспертов бывал направлен на этот объект. Следовательно, предполагают исследователи, дело именно в закономерностях функционирования нашего внимания, которое оказывается «слепо» к неожиданным объектам, появляющимся или присутствующим в поле зрения, в то время как мы целенаправленно ищем что-то другое (подробнее об этом исследовании писалось раньше).

Еще в одной серии исследований лаборатории Дж. Вольфа изучались закономерности зрительного поиска запрещенных к провозу предметов сотрудниками службы досмотра багажа в аэропортах [4-6].


Исследования показали, что редко встречающиеся опасные предметы в целом обнаруживаются хуже, чем встречающиеся более часто, причём снижается как сама вероятность их обнаружения, так и количество так называемых «ложных тревог». Иначе говоря, чем реже специалисту попадается на глаза пистолет, тем меньше вероятность, что он заметит этот пистолет, когда кто-то попытается его провезти, и тем меньше вероятность того, что он ошибочно примет за пистолет похожий на него по очертаниям предмет. При этом специалисты оказываются ничуть не лучше новичков: обе группы испытуемых ошибаются одинаково. Не помогает даже предупреждение о возможных ошибках и обратная связь о решении задачи (заметим в скобках: недавно было показано, что больные с высокофункциональным аутизмом оказываются успешнее в решении задач досмотра багажа, чем группа нормы, допуская в ходе научения всё меньше ошибок – возможно, это одна из тех профессий, где больные аутизмом могут быть востребованы обществом). Вывод из этой серии исследований очевиден: для успешной работы сотрудникам службы досмотра багажа время от времени необходимы тренировки, в которые включались бы изображения максимально широкого спектра объектов, иначе проблемы обнаружения редко встречающихся объектов не избежать.

В конце октября Джереми Вольф приезжает в Москву и прочитает две открытые лекции в Высшей школе экономики.

27 октября: Лекция «Dancing chickens and gorillas in the lung: If I can see so much, why do I miss so much?»

28 октября: Лекция «Hybrid Search: How long-term memories interact with visual search».

Обе лекции начнутся в 18:30. Адрес: ул. Мясницкая, д. 20, ауд. 116. Вход свободный, подробнее здесь.


_______________________________________________
[1] Treisman, A. M., & Gelade, G. (1980). A feature-integration theory of attention. Cognitive Psychology, 12(1), 97–136. doi:10.1016/0010-0285(80)90005-5

[2] Wolfe, J. M. (1994). Guided Search 2.0: A Revised Model of Visual Search. Psychonomic Bulletin & Review, 1(2), 202–238. doi:10.3758/BF03200774

[3] Drew, T., Vo, M. L.-H., & Wolfe, J. M. (2013). The Invisible Gorilla Strikes Again: Sustained Inattentional Blindness in Expert Observers. Psychological Science, 24(9), 1848–1853. doi:10.1177/0956797613479386

[4] Wolfe, J. M., Horowitz, T. S., Van Wert, M. J., Kenner, N. M., Place, S. S., & Kibbi, N. (2007). Low target prevalence is a stubborn source of errors in visual search tasks. Journal of Experimental Psychology-General, 136(4), 623–638. doi:10.1037/0096-3445.136.4.623

[5] Van Wert, M. J., Horowitz, T. S., & Wolfe, J. M. (2009). Even in correctable search, some types of rare targets are frequently missed. Attention, Perception & Psychophysics, 71(3), 541–553. doi:10.3758/APP.71.3.541

[6] Gonzalez, C., Martin, J. M., Minshew, N. J., & Behrmann, M. (2013). Practice Makes Improvement: How Adults with Autism Out-Perform Others in a Naturalistic Visual Search Task. Journal of Autism and Developmental Disorders, 43(10), 2259–2268. doi:10.1007/s10803-013-1772-4


Пост написала Мария Фаликман, кандидат психологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории когнитивных исследований НИУ ВШЭ, старший научный сотрудник отделения теоретической и прикладной лингвистики филологического факультета МГУ, старший научный сотрудник лаборатории когнитивных исследований РАНХиГС, специально для Дайджест психологический исследований

Комментариев нет:

Отправить комментарий