Как правило, объекты распределены в пространстве, и условия, в которых решается задача, не успевают существенно измениться за время поиска. Однако иногда зрительный поиск приходится производить в быстро меняющихся условиях, когда объекты сменяют друг друга, исчезают и вновь появляются – в этом случае можно говорить о поиске, осуществляемом во времени.
Можно выделить три основных класса задач зрительного поиска. Первый класс задач – это задачи обнаружения, в которых человек должен дать отчет о наличии или отсутствии целевого объекта. Задачи обнаружения делятся на два класса. Во-первых, это задачи поиска единственного в своем роде зрительного объекта или нескольких таких объектов среди множества непохожих на них объектов (singleton search). Во-вторых, задачи поиска объекта, заданного определенным признаком (feature search) или сочетанием признаков (conjunction search). В отличие от задач обнаружения единичного сигнального события или объекта (такого, как костер в ночном лесу), в задачах зрительного поиска целевой объект всегда окружен отвлекающими, сходными с ним по одному или нескольким признакам, и для успешного решения задачи необходимо осуществить отбор одного из множества объектов. Поскольку отбор является одной из функций внимания, даже простые задачи зрительного поиска принято считать не просто перцептивными задачами, но задачами на внимание.
Задача обнаружения может быть расширена за счет дополнительных требований относительно целевого объекта. Как правило, для успешной адаптации к окружающей среде недостаточно только лишь установить наличие или отсутствие в ней определенного объекта, особенно когда требуется совершить действие в отношении объекта. Такое действие зависит, как правило, от самого объекта и от его местоположения.
Задачи локализации заключаются в установлении места в зрительном поле, где находится объект, обладающий ключевым признаком. Данный класс задач более характерен для кроссмодального познания: не только человеку, но и животным нередко приходится зрительно локализовать в пространстве источник звука, чтобы совершить в отношении него тот или иной поведенческий акт. Однако и в зрительной модальности эти задачи занимают немалое место, поскольку лишь информация о местоположении объекта может гарантировать успешное действие в отношении этого объекта.
Задачи опознания состоят в поиске объекта, заданного определенным признаком (как физическим, так и категориальным), с тем чтобы впоследствии дать отчет о значении другого признака или нескольких признаков этого объекта. Например, разыскивая на щите с рекламной информацией ряд цифр – номер телефона рекламируемой компании, человек не просто фиксирует сам факт наличия этого ряда цифр и его местоположение, но и опознает каждую из них.
Помимо задач поиска зрительного объекта, в ряде жизненных ситуаций человек сталкивается с задачами поиска изменений и поиска различий (см., напр.: Rensink 2000). В этих задачах, как правило, необходимо обследование нескольких данных последовательно или одновременно наборов объектов или целостных изображений, которые либо идентичны, либо отличаются друг от друга определенной деталью. В случае одновременного присутствия стимульных изображений принято говорить о поиске различия между ними, а в случае последовательного появления – о поиске изменения (при этом в обоих случаях можно наблюдать затруднения одного и того же типа, обозначаемые как «слепота к изменению» – Simons D., Levin 1997; Rensink et al. 1997).
В психологии внимания для выявления закономерностей зрительного поиска используются, как правило, упрощенные варианты перечисленных выше задач. В лабораторных экспериментах поиск осуществляется среди объектов, расположенных в одной плоскости (обычно на мониторе компьютера). Впрочем, в современных исследованиях нередко моделируется трехмерное пространство, в котором осуществляется поиск, используются виртуальные среды, позволяющие изучать кроссмодальный поиск (напр.: Flanagan et al. 1998). Динамику в направлении большей экологичности исследований можно усмотреть и в типах используемых стимулов. Начиная с 1980-х гг. наиболее распространенными были простые задачи поиска вертикальной линии среди наклонных, буквы среди цифр и т. п. Однако, пользуясь развитием компьютерных технологий, все больше исследователей стремятся к изучению зрительного поиска более естественных объектов, окружающих человека: изображений животных, предметов домашнего обихода. Иногда эти объекты предъявляются в условиях, далеких от естественных (например, один за другим в центре экрана компьютера или одновременно, но на гомогенном фоне), иногда – напротив, в естественных контекстах (напр.: Võ, Wolfe 2013).
Широкомасштабные исследования зрительного поиска начались в 1980-х гг. (подробнее см.: Трейсман 1987), одновременно с началом доминирования метафоры прожектора в исследованиях внимания и ростом интереса психологов к зрительному вниманию как таковому. Одним из первых вопросов, к которому обратились исследователи, был вопрос о месте и роли механизмов внимания в решении задач зрительного поиска.
Согласно массиву полученных на сегодня данных, в поиске объекта, который отличается от остальных одним явно выраженным физическим признаком (таким, как цвет, размер, кривизна), роль внимания невелика: оно направляется на искомый объект автоматически (Treisman, Gelade 1980). Поиск объектов, заданных сочетанием признаков или более сложным признаком – например, категориальным, обычно требует участия внимания, последовательно переключаемого от одного объекта к другому.
В последнее время исследователи всё настойчивее формулируют и более общий вопрос о соотношении восходящей (bottom-up) (определяемой характеристиками сенсорного входа) и нисходящей (top-down) (определяемой целями и опытом субъекта) линий переработки информации в зрительном поиске (наиболее новый обзор см. в статье: Wolfe, Horowitz 2017). С одной стороны, это влияние на эффективность поиска таких факторов, как степень сходства искомого объекта с отвлекающими стимулами, внезапное появление дополнительных нерелевантных стимулов, непроизвольно привлекающих внимание человека, и т. п., а с другой – влияние различных способов описания искомого объекта, осмысленности контекста поиска, знакомства с этим контекстом, осведомленности о возможных изменениях стимульной ситуации и соответствующих всем этим параметрам задачи стратегий поиска. При этом нам представляется, что индивидуальный опыт субъекта (различные формы репрезентаций, хранящихся в системе памяти), с одной стороны, и его текущие цели и стратегии решения перцептивной задачи – с другой, представляют собой два принципиально разных источника нисходящих процессов в познании человека, по-разному участвующих в формировании единиц обработки зрительной информации и в выстраивании процесса решения задачи.
2.2. Восходящие и нисходящие процессы в зрительной системе
Доминирующая в настоящее время в исследованиях зрительного поиска тенденция к обсуждению механизмов обработки информации в терминах восходящих и нисходящих процессов характерна для всей когнитивной психологии восприятия и внимания (Vecera, Behrmann 2001; Hochstein, Ahissar 2002; Connor et al. 2004 и мн. др.), хотя в последние годы время от времени звучат сомнения в адекватности данного различения (напр.: Awh et al. 2012), а в некоторых случаях само внимание рассматривается как «артефакт», мешающий анализу восходящих и нисходящих процессов в зрительной системе (Firestone, Scholl 2016). Более того, как небезосновательно отмечают некоторые исследователи, «то, что у одного автора рассматривается как нисходящее, у другого запросто может оказаться восходящим» (Rauss, Pourtois 2013). Однако в большинстве современных работ эти термины фиксируют различение вклада самого субъекта и внешнего воздействия (объекта) в процесс решения перцептивной задачи.
Представление о двух «потоках» переработки информации складывалось на основе тех же метафор познания, что и когнитивная психология, а также когнитивная наука в целом (подробнее об этом см.: Печенкова, Фаликман 2010). В русле компьютерной метафоры две образующих процесса познания рассматриваются соответственно как «концептуально ведомая переработка информации» (или «переработка, ведомая схемами») и «переработка, ведомая данными» (Norman, Rumelhart (eds) 1975). Согласно биологически ориентированным иерархическим метафорам познания, и прежде всего восприятия, в которых оно соотносится, например, с иерархией мозговых структур (Hochstein, Ahissar 2002), по восходящей линии осуществляется передача информации от структур нижележащего уровня на вышележащий, а по нисходящей – в обратном направлении.
В последнее десятилетие в когнитивной психологии и нейронауке, преимущественно европейской, наметился сдвиг в сторону изучения восходящих и нисходящих влияний на процесс обработки зрительной информации (напр.: Beck, Kastner 2009; Kootstra et al. 2006; Latinus et al. 2010). Однако в большинстве этих работ все еще не производится четкого различения между самими высокоуровневыми или низкоуровневыми процессами (и вкладом этих встречных потоков в решение перцептивных задач), с одной стороны, и влияниями на их протекание со стороны вышележащих или нижележащих уровней – с другой.
Вместе с тем есть все основания для такого различения с точки зрения возможных функций информационных «потоков» в ходе восприятия: восходящие и нисходящие процессы могут либо прямо определять содержание образа, что показал Р. Грегори в сопоставительном анализе различных классов зрительных иллюзий (Gregory 1997), либо оказывать модулирующее влияние на другие процессы. В последнем случае особенности стимула или самого познающего субъекта (прежде всего, его прошлый опыт и актуальное состояние системы памяти) меняют ход выполнения задачи, эффективность системы переработки информации или формальные (в том числе пространственно-временные) свойства образа.