Внимание или фокусировка — это концентрация сознания на каком-либо явлении с исключением других стимулов. [1] Это избирательная концентрация на дискретной информации, субъективно или объективно . Уильям Джеймс (1890) писал, что «Внимание — это овладение разумом в ясной и яркой форме одним из того, что кажется несколькими одновременно возможными объектами или цепочками мыслей. Фокусировка, концентрация сознания являются его сущностью». [2] Внимание также описывается как распределение ограниченных ресурсов когнитивной обработки. [3] Внимание проявляется в узком месте внимания с точки зрения количества данных, которые мозг может обработать каждую секунду; например, в человеческом зрении менее 1% потока визуальных входных данных в 1 Мбайт/сек может войти в узкое место, [4] [5] что приводит к слепоте невнимания .
Внимание остается важнейшей областью исследований в области образования , психологии , нейронауки , когнитивной нейронауки и нейропсихологии . Области активных исследований включают определение источника сенсорных сигналов и сигналов, которые генерируют внимание, влияние этих сенсорных сигналов и сигналов на настраиваемые свойства сенсорных нейронов и связь между вниманием и другими поведенческими и когнитивными процессами, которые могут включать рабочую память и психологическую бдительность . Относительно новый корпус исследований, который расширяет более ранние исследования в области психопатологии, изучает диагностические симптомы, связанные с черепно-мозговой травмой и ее влиянием на внимание. Внимание также различается в разных культурах. [6]
Отношения между вниманием и сознанием достаточно сложны, чтобы заслужить философское исследование. Такое исследование является как древним, так и постоянно актуальным, поскольку оно может иметь последствия в различных областях: от психического здоровья и изучения расстройств сознания до искусственного интеллекта и его областей исследований.
До основания психологии как научной дисциплины внимание изучалось в области философии . Таким образом, многие открытия в области внимания были сделаны философами. Психолог Джон Б. Уотсон называет Хуана Луиса Вивеса отцом современной психологии, потому что в своей книге De Anima et Vita ( Душа и жизнь ) он первым признал важность эмпирического исследования. [7] В своей работе о памяти Вивес обнаружил, что чем внимательнее человек относится к стимулам, тем лучше они будут сохраняться.
К 1990-м годам психологи начали использовать позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), а позднее и функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для визуализации мозга при мониторинге задач, связанных с вниманием. Учитывая, что это дорогостоящее оборудование обычно было доступно только в больницах, психологи обратились за сотрудничеством к неврологам. Психолог Майкл Познер (тогда уже известный своей влиятельной работой по визуальному избирательному вниманию) и невролог Маркус Райхле стали пионерами исследований нейровизуализации избирательного внимания. [8] Их результаты вскоре вызвали интерес у сообщества нейробиологов, которое до этого было сосредоточено на мозге обезьян. С развитием этих технологических инноваций нейробиологи заинтересовались этим типом исследований, которые сочетают сложные экспериментальные парадигмы когнитивной психологии с этими новыми методами визуализации мозга. Хотя старая техника электроэнцефалографии (ЭЭГ) долгое время использовалась когнитивными психофизиологами для изучения активности мозга, лежащей в основе избирательного внимания , способность новых методов точно измерять локализованную активность внутри мозга вызвала новый интерес у более широкого сообщества исследователей. Растущее количество таких исследований нейровизуализации выявило лобно-теменную сеть внимания , которая, по-видимому, отвечает за контроль внимания. [9]
Определение психологического конструкта формирует исследовательский подход к его изучению. В научных работах внимание часто совпадает и заменяет понятие преднамеренности из-за степени семантической неопределенности в лингвистических объяснениях определений этих понятий. Преднамеренность, в свою очередь, определяется как «способность разума быть о чем-то: представлять или обозначать вещи, свойства и состояния дел». [10] Хотя эти два психологических конструкта (внимание и преднамеренность) кажутся определяемыми схожими терминами, они являются разными понятиями. Чтобы прояснить определение внимания, было бы правильно рассмотреть происхождение этого понятия, чтобы рассмотреть значение термина, данное ему, когда было инициировано экспериментальное исследование внимания. Считается, что экспериментальный подход начался со знаменитых экспериментов с матрицей 4 x 4 из шестнадцати случайно выбранных букв — экспериментальной парадигмы, которая сформировала теорию внимания Вундта . [11] Вундт интерпретировал экспериментальный результат, вводя значение внимания как «того психического процесса, который действует в ясном восприятии узкой области содержания сознания». [12] Эти эксперименты показали физические пределы порога внимания, которые составляли 3-6 букв, наблюдающих матрицу в течение 1/10 с их экспозиции. [11] «Мы будем называть вход в большую область сознания - восприятием, а возвышение в фокус внимания - апперцепцией». [13] Теория внимания Вундта постулировала одну из основных особенностей этого понятия, что внимание - это активный, произвольный процесс, реализуемый в течение определенного времени. [11] Напротив, исследования нейронауки показывают, что преднамеренность может возникать мгновенно, даже бессознательно; исследования сообщали о регистрации нейронных коррелятов преднамеренного действия, которое предшествовало этому сознательному действию (см. также общую преднамеренность ). [14] [15] Следовательно, в то время как преднамеренность является психическим состоянием («способностью ума быть о чем-то», возникающей даже бессознательно), описание конструкции внимания следует понимать в динамическом смысле как способность возвышать ясное восприятие узкой области содержания сознания и удерживать в уме это состояние в течение некоторого времени. Порог внимания будет периодом минимального времени, необходимым для использования восприятия, чтобы ясно постичь сферу намерения. С этой точки зрения научный подход к вниманию является релевантным, когда он рассматривает разницу между этими двумя понятиями (прежде всего, между их статическим и динамическим статусами).
Растущий объем литературы показывает эмпирические доказательства того, что внимание обусловлено количеством элементов и продолжительностью экспозиции. Десятилетия исследований субитизации подтвердили выводы Вундта о пределах человеческой способности концентрировать внимание на задаче. [16] [17] [18] [19] [20] Латвийские профессора Сандра Михайлова и Игорь Вал Данилов сделали важный вывод из подхода Вундта к изучению внимания: сфера внимания связана с когнитивным развитием. [21] По мере того, как разум усваивает больше деталей о событии, он также увеличивает количество разумных комбинаций в пределах этого события, повышая вероятность лучшего понимания его особенностей и особенностей. [21] Например, три элемента в фокусе сознания имеют шесть возможных комбинаций (3 факториала), а четыре элемента имеют 24 (4 факториала) комбинации. Это количество комбинаций становится значительно выраженным в случае фокуса с шестью элементами с 720 возможными комбинациями (6 факториала). [21] Эмпирические данные свидетельствуют о том, что объем внимания у маленьких детей развивается от двух предметов в фокусе в возрасте до шести месяцев до пяти и более предметов в фокусе в возрасте около пяти лет. [21] Как следует из последних исследований, касающихся педагогической деятельности в школе , под «вниманием» следует понимать «состояние сосредоточенности сознания индивида на процессе отбора собственной психикой необходимой ему информации и на процессе выбора алгоритма ответных действий, что предполагает интенсификацию сенсорной и интеллектуальной деятельности». [22]
В когнитивной психологии существует по крайней мере две модели, описывающие, как работает визуальное внимание. Эти модели можно считать метафорами, которые используются для описания внутренних процессов и для выдвижения фальсифицируемых гипотез . В общем, считается, что визуальное внимание работает как двухэтапный процесс. [23] На первом этапе внимание равномерно распределяется по внешней визуальной сцене, а обработка информации выполняется параллельно. На втором этапе внимание концентрируется на определенной области визуальной сцены (т. е. фокусируется), и обработка выполняется последовательно.
Первой из этих моделей, появившейся в литературе, является модель прожектора. Термин «прожектор» был вдохновлен работой Уильяма Джеймса , который описал внимание как имеющее фокус, край и кайму. [24] Фокус — это область, которая извлекает информацию из визуальной сцены с высоким разрешением, геометрический центр которой находится там, где направлено визуальное внимание. Вокруг фокуса находится край внимания, который извлекает информацию гораздо более грубым образом (т. е. с низким разрешением). Этот край простирается до определенной области, а отсечение называется краем.
Вторая модель называется моделью зум-объектива и была впервые представлена в 1986 году. [25] Эта модель наследует все свойства модели прожектора (то есть фокус, бахрому и границу), но у нее есть дополнительное свойство изменения размера. Этот механизм изменения размера был вдохновлен зум-объективом, который можно найти на камере, и любое изменение размера можно описать компромиссом в эффективности обработки. [26] Зум-объектив внимания можно описать в терминах обратного компромисса между размером фокуса и эффективностью обработки: поскольку ресурсы внимания предполагаются фиксированными, то следует, что чем больше фокус, тем медленнее будет обработка этой области визуальной сцены, поскольку этот фиксированный ресурс будет распределен по большей площади. Считается, что фокус внимания может охватывать минимум 1° угла зрения , [24] [27] однако максимальный размер еще не определен.
Значительная дискуссия возникла в последнее десятилетие 20-го века, в котором теория интеграции признаков (FIT) Трейсмана 1993 года сравнивалась с теорией вовлечения внимания (AET) Дункана и Хамфри 1989 года. [28] : 5–7 FIT утверждает, что «объекты извлекаются из сцен посредством избирательного пространственного внимания, которое выбирает признаки объектов, формирует карты признаков и интегрирует те признаки, которые находятся в том же месте, в формирующиеся объекты». Теория Трейсмана основана на двухэтапном процессе, помогающем решить проблему связывания внимания. Этими двумя стадиями являются преаттентивная стадия и стадия сфокусированного внимания.
Благодаря последовательности этих шагов параллельный и последовательный поиск лучше демонстрируется посредством формирования конъюнкций объектов. Конъюнктивные поиски, согласно Трейсмансу, выполняются на обеих стадиях [31] для создания избирательного и сфокусированного внимания на объекте, хотя Дункан и Хамфри не согласились бы. Понимание внимания Дунканом и Хамфри в рамках AET утверждало, что «существует начальная предвнимательная параллельная фаза перцептивной сегментации и анализа, которая охватывает все визуальные элементы, присутствующие в сцене. На этой стадии описания объектов в визуальной сцене генерируются в структурные единицы; результатом этой параллельной фазы является структурированное представление множественного пространственного масштаба. Избирательное внимание вмешивается после этой стадии для выбора информации, которая будет введена в кратковременную зрительную память». [28] : 5–7 Контраст двух теорий сделал новый акцент на разделении задач визуального внимания в одиночку и тех, которые опосредованы дополнительными когнитивными процессами. Как подводит итог дискуссии Растопопоулос: «Вопреки теории FIT Трейсмана, которая постулирует пространственное внимание как необходимое условие для обнаружения объектов, Хамфрис утверждает, что визуальные элементы кодируются и связываются вместе в начальной параллельной фазе без фокусного внимания, и что внимание служит для выбора среди объектов, которые являются результатом этой начальной группировки». [28] : 8
В двадцатом веке пионерские исследования Льва Выготского и Александра Лурии привели к трехчастной модели нейропсихологии, определяющей работающий мозг как представленный тремя коактивными процессами, перечисленными как внимание, память и активация. А. Р. Лурия опубликовал свою известную книгу « Работающий мозг» в 1973 году в качестве краткого дополнения к своей предыдущей книге 1962 года « Высшие функции коры головного мозга человека» . В этом томе Лурия обобщил свою трехчастную глобальную теорию работы мозга как состоящего из трех постоянно коактивных процессов, которые он описал как: (1) система внимания, (2) мнестическая (память) система и (3) система активации коры головного мозга. По мнению Хомской, эти две книги вместе считаются «одними из основных работ Лурии по нейропсихологии, наиболее полно отражающими все аспекты (теоретические, клинические, экспериментальные) этой новой дисциплины». [32] Результаты совместных исследований Выготского и Лурии во многом определили современное понимание и определение внимания, как оно понимается в начале XXI века.
Многозадачность можно определить как попытку выполнить две или более задач одновременно; однако исследования показывают, что при многозадачности люди делают больше ошибок или выполняют свои задачи медленнее. [33] Внимание должно быть разделено между всеми компонентами задач для их выполнения. При разделенном внимании люди обращают внимание на несколько источников информации одновременно или выполняют более одной задачи одновременно. [34]
Более ранние исследования включали изучение ограничений людей, выполняющих одновременные задачи, такие как чтение историй, слушание и написание чего-либо еще, [35] или прослушивание двух отдельных сообщений через разные уши (т. е. дихотическое слушание ). Как правило, классические исследования внимания изучали способность людей узнавать новую информацию, когда необходимо выполнить несколько задач, или исследовать пределы нашего восприятия (ср. Дональд Бродбент ). Существует также более старая литература о производительности людей при выполнении нескольких задач одновременно, таких как вождение автомобиля с настройкой радио [36] или вождение с разговором по телефону. [37]
Подавляющее большинство современных исследований многозадачности человека основано на выполнении двух задач одновременно, [33] обычно это включает вождение с одновременным выполнением другой задачи, например, отправка текстовых сообщений, прием пищи или даже разговор с пассажирами в автомобиле или с другом по мобильному телефону. Это исследование показывает, что система внимания человека имеет ограничения в том, что она может обработать: производительность вождения ухудшается при выполнении других задач; водители совершают больше ошибок, тормозят сильнее и позже, попадают в большее количество аварий, сворачивают на другие полосы движения и/или меньше осознают свое окружение при выполнении ранее обсуждавшихся задач. [38] [39] [40]
Было обнаружено небольшое различие между разговором по телефону без помощи рук и по мобильному телефону, который держат в руке, [41] [42] , что говорит о том, что именно напряжение системы внимания вызывает проблемы, а не то, что водитель делает руками. Хотя разговор с пассажиром требует таких же когнитивных усилий, как и разговор с другом по телефону, [43] пассажиры могут менять тему разговора в зависимости от потребностей водителя. Например, если движение усиливается, пассажир может прекратить разговор, чтобы позволить водителю сориентироваться на все более сложной дороге; собеседник по телефону не будет знать об изменении обстановки.
Существует множество теорий относительно разделенного внимания. Одна из них, предложенная когнитивным ученым Дэниелом Канеманом , [44] объясняет, что существует единый пул ресурсов внимания, который можно свободно разделить между несколькими задачами. Однако эта модель кажется чрезмерно упрощенной из-за различных модальностей (например, визуальных, слуховых, вербальных), которые воспринимаются. [45] Когда две одновременные задачи используют одну и ту же модальность, например, прослушивание радиостанции и написание статьи, гораздо сложнее сосредоточиться на обеих, поскольку задачи, скорее всего, будут мешать друг другу. Конкретная модель модальности была предложена когнитивными психологами Дэвидом Навоном и Дэниелом Гофером в 1979 году. Однако более поздние исследования с использованием хорошо контролируемых парадигм двойной задачи указывают на важность задач. [46]
В качестве альтернативы была предложена теория ресурсов как более точная метафора для объяснения разделенного внимания на сложных задачах. Теория ресурсов утверждает, что по мере автоматизации каждой сложной задачи выполнение этой задачи требует меньше ограниченных ресурсов внимания индивидуума. [45] Другие переменные играют роль в нашей способности обращать внимание и концентрироваться на многих задачах одновременно. К ним относятся, помимо прочего, беспокойство, возбуждение, сложность задачи и навыки. [45]
Одновременное внимание — это тип внимания, классифицируемый по вниманию к нескольким событиям одновременно. Одновременное внимание демонстрируют дети в коренных общинах, которые учатся через этот тип внимания к своему окружению. [47] Одновременное внимание присутствует в способах, которыми дети из коренных народов взаимодействуют как со своим окружением, так и с другими людьми. Одновременное внимание требует сосредоточения на нескольких одновременных действиях или событиях. Это отличается от многозадачности, которая характеризуется чередованием внимания и фокусировки между несколькими действиями или остановкой одного действия перед переключением на другое.
Одновременное внимание подразумевает непрерывное внимание к нескольким действиям, происходящим одновременно. Другой культурной практикой, которая может быть связана со стратегиями одновременного внимания, является координация внутри группы. Было замечено, что коренные дети и воспитатели в Сан-Педро часто координируют свои действия с другими членами группы способами, параллельными модели одновременного внимания, в то время как семьи европейского происхождения среднего класса в США перемещались вперед и назад между событиями. [6] [48] Исследования приходят к выводу, что дети, имеющие тесные связи с коренными американскими корнями, имеют высокую тенденцию быть особенно широкими, проницательными наблюдателями. [49] Это указывает на сильные культурные различия в управлении вниманием.
Внимание можно разделить на «явное» и «скрытое» ориентирование. [50]
Явная ориентация — это акт избирательного внимания к предмету или месту по сравнению с другими путем перемещения глаз в этом направлении. [51] Явную ориентацию можно наблюдать непосредственно в форме движений глаз. Хотя явные движения глаз довольно распространены, можно провести различие между двумя типами движений глаз: рефлекторными и контролируемыми. Рефлекторные движения управляются верхним холмиком среднего мозга . Эти движения быстрые и активируются внезапным появлением стимулов. Напротив, контролируемые движения глаз управляются областями в лобной доле . Эти движения медленные и произвольные.
Скрытое ориентирование — это акт мысленного перемещения фокуса без перемещения глаз. [24] [51] [52] Проще говоря, это изменения внимания, которые не связаны с явными движениями глаз. Скрытое ориентирование может влиять на результаты перцептивных процессов, направляя внимание на определенные предметы или места (например, активность нейрона V4, рецептивное поле которого лежит на стимуле, на который обращают внимание, будет усилена скрытым вниманием) [53] , но не влияет на информацию, обрабатываемую органами чувств. Исследователи часто используют «фильтрующие» задания для изучения роли скрытого внимания в выборе информации. Эти задания часто требуют, чтобы участники наблюдали за несколькими стимулами, но обращали внимание только на один.
Текущая точка зрения заключается в том, что визуальное скрытое внимание — это механизм быстрого сканирования поля зрения в поисках интересных мест. Это изменение скрытого внимания связано с контуром движения глаз, который устанавливает более медленную саккаду к этому месту. [54]
Существуют исследования, которые предполагают, что механизмы явной и скрытой ориентации не могут контролироваться отдельно и независимо, как считалось ранее. Центральные механизмы, которые могут контролировать скрытую ориентацию, такие как теменная доля , также получают входные данные от подкорковых центров, участвующих в явной ориентации. [51] В поддержку этого общие теории внимания активно предполагают, что восходящие (рефлексивные) процессы и нисходящие (произвольные) процессы сходятся на общей нейронной архитектуре, в том смысле, что они контролируют как скрытые, так и явные системы внимания. [55] Например, если люди обращают внимание на правый угол поля зрения, движение глаз в этом направлении, возможно, придется активно подавлять.
Скрытое внимание, как утверждается, отражает существование процессов, «программирующих явное движение глаз». [56] Однако это было подвергнуто сомнению на том основании, что N2 , «нейронная мера распределения скрытого внимания — не всегда предшествует движениям глаз». [57] Однако исследователи признают, что «может быть невозможно окончательно исключить возможность того, что некое смещение скрытого внимания предшествует каждому смещению явного внимания». [57]
Ориентация внимания жизненно важна и может контролироваться посредством внешних (экзогенных) или внутренних (эндогенных) процессов. Однако сравнение этих двух процессов является сложной задачей, поскольку внешние сигналы не действуют полностью экзогенно, а будут вызывать внимание и движения глаз только в том случае, если они важны для субъекта. [51]
Экзогенная (от греческого exo , что означает «внешний», и genein , что означает «производить») ориентация часто описывается как находящаяся под контролем стимула. [58] Экзогенная ориентация считается рефлекторной и автоматической и вызывается внезапным изменением на периферии. Это часто приводит к рефлекторной саккаде. Поскольку экзогенные сигналы обычно представлены на периферии, их называют периферическими сигналами . Экзогенная ориентация может наблюдаться даже тогда, когда люди осознают, что сигнал не будет передавать надежную, точную информацию о том, где будет находиться цель. Это означает, что простое присутствие экзогенного сигнала повлияет на реакцию на другие стимулы, которые впоследствии представлены в предыдущем месте сигнала. [59]
Несколько исследований изучали влияние действительных и недействительных сигналов. [51] [60] [61] [62] Они пришли к выводу, что действительные периферические сигналы улучшают производительность, например, когда периферические сигналы представляют собой короткие вспышки в соответствующем месте перед началом визуального стимула. Психологи Майкл Познер и Йоав Коэн (1984) отметили, что обратный эффект происходит, когда интервал между началом сигнала и началом цели превышает примерно 300 мс. [63] Феномен, когда действительные сигналы вызывают более длительное время реакции, чем недействительные сигналы, называется торможением возврата .
Эндогенная (от греческого endo , что означает «внутри» или «внутри») ориентация — это преднамеренное распределение ресурсов внимания на заранее определенное место или пространство. Проще говоря, эндогенная ориентация происходит, когда внимание ориентировано в соответствии с целями или желаниями наблюдателя, что позволяет манипулировать фокусом внимания требованиями задачи. Чтобы оказать эффект, эндогенные сигналы должны быть обработаны наблюдателем и преднамеренно использованы. Эти сигналы часто называют центральными сигналами . Это связано с тем, что они обычно представлены в центре дисплея, где глаза наблюдателя, скорее всего, будут зафиксированы. Центральные сигналы, такие как стрелка или цифра, представленные при фиксации, говорят наблюдателям обратить внимание на определенное место. [64]
При изучении различий между экзогенной и эндогенной ориентацией некоторые исследователи предполагают, что между этими двумя типами сигналов существует четыре различия:
Существуют как совпадения, так и различия в областях мозга, которые отвечают за эндогенную и экзогенную ориентацию. [66] Другой подход к этому обсуждению был рассмотрен в разделе «ориентации внимания «снизу вверх» и «сверху вниз». Исследователи этой школы описали два различных аспекта того, как разум фокусирует внимание на предметах, присутствующих в окружающей среде. Первый аспект называется обработкой «снизу вверх», также известной как внимание, управляемое стимулом, или экзогенное внимание. Они описывают обработку внимания, которая управляется свойствами самих объектов. Некоторые процессы, такие как движение или внезапный громкий шум, могут привлекать наше внимание предсознательным или непроизвольным образом. Мы обращаем на них внимание, хотим мы этого или нет. [67] Считается, что эти аспекты внимания включают теменную и височную кору, а также ствол мозга . [68] Более поздние экспериментальные данные [69] [70] [71] подтверждают идею о том, что первичная зрительная кора создает восходящую карту заметности, [72] [4] , которая поступает в верхние холмики в области среднего мозга для управления вниманием или переключением взгляда.
Второй аспект называется обработкой сверху вниз, также известной как целенаправленное, эндогенное внимание, контроль внимания или исполнительное внимание. Этот аспект нашей ориентации внимания находится под контролем человека, который присутствует. Он опосредован в первую очередь фронтальной корой и базальными ганглиями [68] [73] как одна из исполнительных функций . [51] [68] Исследования показали, что он связан с другими аспектами исполнительных функций, такими как рабочая память , [74] и разрешение конфликтов и торможение. [75]
«Очень влиятельная» [76] теория избирательного внимания — теория перцептивной нагрузки , которая утверждает, что на внимание влияют два механизма: когнитивный и перцептивный. Перцептивный механизм учитывает способность субъекта воспринимать или игнорировать стимулы, как связанные с задачей, так и не связанные с ней. Исследования показывают, что если присутствует много стимулов (особенно если они связаны с задачей), гораздо легче игнорировать стимулы, не связанные с задачей, но если стимулов мало, разум будет воспринимать как нерелевантные, так и релевантные стимулы. Когнитивный механизм относится к фактической обработке стимулов. Исследования, посвященные этому, показали, что способность обрабатывать стимулы снижалась с возрастом, то есть молодые люди могли воспринимать больше стимулов и полностью их обрабатывать, но, вероятно, обрабатывали как релевантную, так и нерелевантную информацию, в то время как пожилые люди могли обрабатывать меньше стимулов, но обычно обрабатывали только релевантную информацию. [77]
Некоторые люди могут обрабатывать несколько стимулов, например, обученные операторы азбуки Морзе смогли скопировать 100% сообщения, продолжая осмысленный разговор. Это основано на рефлексивной реакции из-за «переобучения» навыку приема/обнаружения/транскрипции азбуки Морзе, так что это автономная функция, не требующая особого внимания для выполнения. Эта перетренированность мозга происходит, когда «практика навыка [превосходит] 100% точность», позволяя деятельности стать автономной, в то время как ваш разум имеет место для обработки других действий одновременно. [78]
Основываясь на основной роли теории перцептивной нагрузки, предположения относительно ее функциональности, касающиеся того, что ресурсы внимания имеют ограниченную емкость, что означает необходимость использования всех ресурсов внимания. [79] Однако эта производительность останавливается, когда идет рука об руку с точностью и временем реакции (RT). Это ограничение возникает из-за измерения литературы при получении результатов для оценок. Это влияет как на когнитивное, так и на перцептивное внимание, поскольку отсутствует измерение, окружающее распределение временного и пространственного внимания. Анализируется только концентрированное количество внимания на том, насколько эффективно человек выполняет задачу и сколько времени это занимает, что делает более избыточным анализ общего познания способности обрабатывать множественные стимулы посредством восприятия. [80]
Внимание лучше всего описывается как устойчивая концентрация когнитивных ресурсов на информации при фильтрации или игнорировании посторонней информации. Внимание — это очень базовая функция, которая часто является предшественником всех других неврологических/когнитивных функций. Как это часто бывает, клинические модели внимания отличаются от исследовательских моделей. Одной из наиболее используемых моделей для оценки внимания у пациентов с очень разными неврологическими патологиями является модель Сольберга и Матеера. [81] Эта иерархическая модель основана на восстановлении процессов внимания у пациентов с повреждением мозга после комы . В модели описаны пять различных видов деятельности возрастающей сложности; связанные с деятельностью, которую эти пациенты могли бы выполнять по мере продвижения процесса восстановления.
Было показано, что эта модель очень полезна для оценки внимания при самых разных патологиях, тесно связана с повседневными трудностями и особенно полезна при разработке программ стимуляции, таких как тренировка процесса внимания, программа реабилитации для неврологических пациентов тех же авторов.
Большинство экспериментов показывают, что один нейронный коррелят внимания — это усиленная активация. Если нейрон реагирует на стимул по-разному, когда животное не обращает на него внимания, по сравнению с тем, когда животное обращает на него внимание, то реакция нейрона будет усилена, даже если физические характеристики стимула останутся прежними.
В обзоре 2007 года профессор Эрик Кнудсен [86] описывает более общую модель , которая выделяет четыре основных процесса внимания, в центре которых находится рабочая память :
На нейронном уровне пространственные карты могут усиливать или подавлять активность в сенсорных областях, а также вызывать ориентационное поведение, например движение глаз.
Во многих случаях внимание вызывает изменения в ЭЭГ . Многие животные, включая людей, производят гамма-волны (40–60 Гц) при фокусировании внимания на определенном объекте или деятельности. [89] [90] [53] [91]
Другая часто используемая модель системы внимания была предложена такими исследователями, как Майкл Познер . Он делит внимание на три функциональных компонента: оповещение, ориентация и исполнительное внимание [68] [92] , которые также могут взаимодействовать и влиять друг на друга. [93] [94] [95]
Дети, по-видимому, развивают модели внимания, связанные с культурными традициями их семей, сообществ и институтов, в которых они участвуют. [99]
В 1955 году Жюль Генри предположил, что существуют социальные различия в чувствительности к сигналам из многих текущих источников, которые требуют осознания нескольких уровней внимания одновременно. Он связал свои предположения с этнографическими наблюдениями за сообществами, в которых дети вовлечены в сложное социальное сообщество с множественными отношениями. [6]
Многие коренные дети в Америке в основном учатся, наблюдая и внося вклад. Существует несколько исследований, подтверждающих, что использование пристального внимания к обучению гораздо более распространено в коренных общинах Северной и Центральной Америки, чем в среде европейско-американского среднего класса. Это прямой результат модели обучения путем наблюдения и внесения вклада .
Острое внимание является как требованием, так и результатом обучения путем наблюдения и участия. Включение детей в сообщество дает им возможность внимательно наблюдать и вносить вклад в деятельность, которая не была направлена на них. Можно увидеть на примере различных коренных общин и культур, таких как майя Сан - Педро , что дети могут одновременно присутствовать на нескольких событиях. [6] Большинство детей майя научились обращать внимание на несколько событий одновременно, чтобы делать полезные наблюдения. [100]
Одним из примеров является одновременное внимание, которое подразумевает непрерывное внимание к нескольким видам деятельности, происходящим в одно и то же время. Другой культурной практикой, которая может быть связана со стратегиями одновременного внимания, является координация внутри группы. Малыши и воспитатели Сан-Педро часто координировали свои действия с другими членами группы в многосторонних взаимодействиях, а не в диадической манере. [6] [48] Исследования приходят к выводу, что дети, имеющие тесные связи с коренными американскими корнями, имеют высокую тенденцию быть особенно внимательными наблюдателями. [49]
Эта модель обучения путем наблюдения и участия требует активного уровня управления вниманием. Ребенок присутствует, пока опекуны занимаются повседневными делами и обязанностями, такими как: ткачество, фермерство и другие навыки, необходимые для выживания. Присутствие позволяет ребенку сосредоточить свое внимание на действиях, выполняемых его родителями, старейшинами и/или старшими братьями и сестрами. Чтобы учиться таким образом, требуются пристальное внимание и сосредоточенность. В конечном итоге ожидается, что ребенок сможет выполнять эти навыки самостоятельно.
В области компьютерного зрения были предприняты попытки смоделировать механизм человеческого внимания, особенно восходящий преднамеренный механизм [101] и его семантическое значение в классификации видеоконтента. [102] [103] В такие попытки классификации были включены как пространственное внимание , так и временное внимание .
Вообще говоря, существует два типа моделей для имитации механизма заметности снизу вверх в статических изображениях. Один основан на анализе пространственного контраста. Например, механизм «центр-окружение» использовался для определения заметности в масштабах, вдохновленный предполагаемым нейронным механизмом. [104] Также была выдвинута гипотеза, что некоторые визуальные входы по своей сути заметны в определенных фоновых контекстах и что они на самом деле независимы от задачи. Эта модель зарекомендовала себя как образец для обнаружения заметности и последовательно используется для сравнения в литературе; [101] другой тип модели основан на анализе частотной области. Этот метод был впервые предложен Хоу и др. [105] Этот метод был назван SR. Затем был также представлен метод PQFT. И SR, и PQFT используют только информацию о фазе. [101] В 2012 году был представлен метод HFT, и используются как информация об амплитуде, так и информация о фазе. [106] Пирамида нейронной абстракции [107] представляет собой иерархическую рекуррентную сверточную модель, которая включает восходящий и нисходящий поток информации для итеративной интерпретации изображений.
Гемипространственное игнорирование, также называемое односторонним игнорированием , часто происходит, когда у людей повреждено правое полушарие мозга. [108] Это повреждение часто приводит к тенденции игнорировать левую сторону своего тела или даже левую сторону объекта, который можно увидеть. Повреждение левой стороны мозга (левого полушария) редко приводит к значительному игнорированию правой стороны тела или объекта в локальной среде человека. [109]
Однако последствия пространственного игнорирования могут различаться и отличаться в зависимости от того, какая область мозга была повреждена. Повреждение различных нейронных субстратов может привести к различным типам игнорирования. Расстройства внимания (латерализованные и нелатерализованные) также могут способствовать симптомам и последствиям. [109] Во многих исследованиях утверждается, что повреждение серого вещества в мозге приводит к пространственному игнорированию. [110]
Новые технологии дали больше информации, например, что существует большая распределенная сеть лобных, теменных, височных и подкорковых областей мозга, которые связаны с игнорированием. [111] Эта сеть может быть связана и с другими исследованиями; дорсальная сеть внимания связана с пространственной ориентацией. [112] Эффект повреждения этой сети может привести к тому, что пациенты будут игнорировать свою левую сторону, когда отвлекаются на свою правую сторону или объект с правой стороны. [108]
Социальное внимание — это одна из особых форм внимания, которая включает распределение ограниченных ресурсов обработки в социальном контексте. Предыдущие исследования социального внимания часто рассматривали, как внимание направляется на социально значимые стимулы, такие как лица и направления взглядов других людей. [113] В отличие от внимания к другим, другое направление исследований показало, что информация, связанная с собой, такая как собственное лицо и имя, автоматически захватывает внимание и обрабатывается преимущественно по сравнению с информацией, связанной с другими. [114] Эти контрастные эффекты между вниманием к другим и вниманием к себе подсказывают синтетическую точку зрения в недавней статье Opinion [115], в которой предлагается, что социальное внимание работает в двух поляризующихся состояниях: в одной крайности человек склонен уделять внимание себе и отдавать приоритет информации, связанной с собой, над информацией других, а в другой крайности внимание уделяется другим людям, чтобы сделать выводы об их намерениях и желаниях. Внимание к себе и внимание к другим отмечают два конца в противном случае непрерывного спектра социального внимания. Для данного поведенческого контекста механизмы, лежащие в основе этих двух полярностей, могут взаимодействовать и конкурировать друг с другом, чтобы определить карту значимости социального внимания, которая направляет наше поведение. [115] Несбалансированная конкуренция между этими двумя поведенческими и когнитивными процессами приведет к когнитивным расстройствам и неврологическим симптомам, таким как расстройства аутистического спектра и синдром Уильямса .
Согласно книге Дэниела Гоулмана «Фокус: скрытый драйвер совершенства» , существует два типа отвлекающих факторов, влияющих на концентрацию внимания, — сенсорные и эмоциональные.
Сенсорным отвлекающим фактором может быть, например, случай, когда человек, читая эту статью, не обращает внимания на белое поле вокруг текста.
Эмоциональным отвлекающим фактором может быть ситуация, когда кто-то сосредоточен на ответе на электронное письмо, и кто-то выкрикивает его имя. Было бы почти невозможно игнорировать голос, произносящий это. Внимание немедленно направляется на источник. Положительные эмоции также, как было обнаружено, влияют на внимание. Индукция счастья привела к увеличению времени ответа и увеличению неточных ответов перед лицом нерелевантных стимулов. Две возможные теории относительно того, почему эмоции могут сделать человека более восприимчивым к отвлекающим стимулам, заключаются в том, что эмоции занимают слишком много когнитивных ресурсов человека и затрудняют контроль над фокусом внимания. Другая теория заключается в том, что эмоции затрудняют фильтрацию отвлекающих факторов, особенно положительных эмоций из-за чувства безопасности. [116]
Другим отвлекающим фактором для процессов внимания является недостаточный сон. Установлено, что лишение сна ухудшает познавательные способности, в частности, производительность при разделенном внимании. Разделенное внимание, возможно, связано с циркадными процессами. [117]
Слепота невнимания была впервые введена в 1998 году Ариен Мак и Ирвиком Роком. Их исследования показывают, что когда люди сосредоточены на определенных стимулах, они часто пропускают другие стимулы, которые явно присутствуют. Хотя фактической слепоты здесь не происходит, слепота, которая происходит, обусловлена перцептивной нагрузкой того, на что обращается внимание. [118] Основываясь на эксперименте, проведенном Маком и Роком, Ула Финч и Нилли Лави протестировали участников с помощью перцептивной задачи. Они показывали испытуемым крест, одна рука которого была длиннее другой, в течение 5 попыток. В шестой попытке в верхнем левом углу экрана был добавлен белый квадрат. Результаты заключаются в том, что из 10 участников только 2 (20%) действительно видели квадрат. Это предполагает, что когда более высокий фокус был сосредоточен на длине скрещенных рук, тем больше вероятность того, что кто-то вообще пропустит объект, который был на виду. [119]
Слепота к изменениям была впервые протестирована Ренсинком и его коллегами в 1997 году. Их исследования показывают, что людям трудно обнаруживать изменения от сцены к сцене из-за интенсивного внимания к чему-то одному или отсутствия внимания в целом. Это было проверено Ренсинком посредством демонстрации изображения, затем пустого поля, а затем того же изображения, но с отсутствующим элементом. Результаты показали, что изображения должны были чередоваться туда и обратно довольно много раз, чтобы участники заметили разницу. Эта идея в значительной степени отображена в фильмах, в которых есть ошибки непрерывности. Многие люди не замечают различий, когда на самом деле изменения, как правило, значительны. [120]
Психолог Дэниел Э. Берлайн приписывает первое расширенное рассмотрение внимания философу Николя Мальбраншу в его работе «Поиск истины». «Мальбранш считал, что у нас есть доступ к идеям или ментальным представлениям внешнего мира, но не прямой доступ к самому миру». [7] Таким образом, чтобы поддерживать эти идеи организованными, необходимо внимание. [121] В противном случае мы запутаем эти идеи. Мальбранш пишет в «Поиске истины», «поскольку часто случается, что понимание имеет только спутанные и несовершенные восприятия вещей, это действительно является причиной наших ошибок... Поэтому необходимо искать средства, чтобы наши восприятия не были спутанными и несовершенными. И поскольку, как всем известно, нет ничего, что делает их более ясными и отчетливыми, чем внимательность, мы должны попытаться найти средства стать более внимательными, чем мы есть». [122] По мнению Мальбранша, внимание имеет решающее значение для понимания и поддержания организованности мыслей.
Философ Готфрид Вильгельм Лейбниц ввел понятие апперцепции в этот философский подход к вниманию. Апперцепция относится к «процессу, посредством которого новый опыт усваивается и преобразуется остатком прошлого опыта индивидуума, чтобы сформировать новое целое». [123] Апперцепция необходима для того, чтобы воспринимаемое событие стало сознательным событием. Лейбниц подчеркивал рефлексивный непроизвольный взгляд на внимание, известный как экзогенная ориентация. Однако существует также эндогенная ориентация, которая является произвольным и направленным вниманием. Философ Иоганн Фридрих Гербарт согласился с точкой зрения Лейбница на апперцепцию; однако он разъяснил ее в, сказав, что новый опыт должен быть связан с тем, который уже существует в уме. Гербарт также был первым, кто подчеркнул важность применения математического моделирования к изучению психологии. [7]
На протяжении всей философской эпохи различные мыслители вносили значительный вклад в область изучения внимания, начиная с исследований степени внимания и того, как оно направлено. В начале 19-го века считалось, что люди не способны уделять внимание более чем одному стимулу одновременно. Однако с исследовательским вкладом сэра Уильяма Гамильтона, 9-го баронета, эта точка зрения изменилась. Гамильтон предложил точку зрения на внимание, которая сравнивала его способность удерживать шарики. Вы можете удерживать только определенное количество шариков одновременно, прежде чем они начнут выливаться. Его точка зрения гласит, что мы можем уделять внимание более чем одному стимулу одновременно. Уильям Стэнли Джевонс позже расширил эту точку зрения и заявил, что мы можем уделять внимание до четырех предметов одновременно. [124]
Этот период исследований внимания перенес фокус с концептуальных выводов на экспериментальное тестирование. Он также включал психофизические методы, которые позволяли измерять связь между физическими свойствами стимулов и их психологическим восприятием. Этот период охватывает развитие исследований внимания с момента основания психологии до 1909 года.
Вильгельм Вундт ввел изучение внимания в область психологии. Вундт измерил скорость умственной обработки, сравнив ее с различиями в измерениях при наблюдении за звездами. Астрономы того времени измеряли время, необходимое звездам для путешествия. Среди этих измерений, когда астрономы записывали время, были личные различия в расчетах. Эти разные показания привели к разным отчетам от каждого астронома. Чтобы исправить это, было разработано личное уравнение . Вундт применил его к скорости умственной обработки. Вундт понял, что время, необходимое для того, чтобы увидеть стимул звезды и записать время, называлось «ошибкой наблюдения», но на самом деле было временем, необходимым для того, чтобы произвольно переключить внимание с одного стимула на другой. Вундт назвал свою школу психологии волюнтаризмом. Он был убежден, что психологические процессы можно понять только с точки зрения целей и последствий.
Франциск Дондерс использовал ментальную хронометрию для изучения внимания, и это считалось основной областью интеллектуальных исследований такими авторами, как Зигмунд Фрейд . Дондерс и его ученики провели первые подробные исследования скорости ментальных процессов. Дондерс измерил время, необходимое для идентификации стимула и выбора двигательной реакции. Это была разница во времени между различением стимула и инициацией реакции. Дондерс также формализовал субтрактивный метод, который гласит, что время для определенного процесса можно оценить, добавив этот процесс к задаче и взяв разницу во времени реакции между двумя задачами. Он также различал три типа реакций : простая реакция, реакция выбора и реакция «идти/не идти».
Герман фон Гельмгольц также внес вклад в область внимания, касающуюся степени внимания. Фон Гельмгольц утверждал, что можно сосредоточиться на одном стимуле и при этом воспринимать или игнорировать другие. Примером этого является способность сосредоточиться на букве u в слове house и при этом воспринимать буквы h, o, s и e.
Одним из главных споров в этот период был вопрос о том, возможно ли уделять внимание двум вещам одновременно (разделенное внимание). Вальтер Беньямин описал этот опыт как «прием в состоянии отвлечения ». Это разногласие можно было разрешить только путем экспериментирования.
В 1890 году Уильям Джеймс в своем учебнике «Принципы психологии» заметил:
Все знают, что такое внимание. Это овладение умом, в ясной и яркой форме, одним из того, что кажется несколькими одновременно возможными объектами или цепочками мыслей. Фокусировка, концентрация сознания являются его сущностью. Это подразумевает отход от некоторых вещей, чтобы эффективно иметь дело с другими, и является состоянием, которое имеет реальную противоположность в спутанном, ошеломленном, рассеянном состоянии, которое по-французски называется отвлечением, а по-немецки Zerstreutheit. [125]
Джеймс различал сенсорное внимание и интеллектуальное внимание. Сенсорное внимание — это когда внимание направлено на объекты чувств, стимулы, которые физически присутствуют. Интеллектуальное внимание — это внимание, направленное на идеальные или представленные объекты; стимулы, которые физически не присутствуют. Джеймс также различал непосредственное или производное внимание: внимание к настоящему по сравнению с чем-то, что физически не присутствует. По мнению Джеймса, внимание имеет пять основных эффектов. Внимание работает, чтобы заставить нас воспринимать, понимать, различать, запоминать и сокращать время реакции.
В этот период исследования внимания пошли на убыль, а интерес к бихевиоризму расцвел, что привело некоторых, как, например, Ульрика Нейссера , к мысли, что в этот период «не было исследований внимания». Однако в 1927 году Джерсилд опубликовал очень важную работу «Ментальная установка и переключение». Он заявил: «Факт ментальной установки является первичным во всей сознательной деятельности. Один и тот же стимул может вызвать любую из большого количества реакций в зависимости от контекстуальной обстановки, в которую он помещен». [126] Это исследование показало, что время заполнения списка для смешанных списков было больше, чем для чистых списков. Например, если список состоял из названий животных, а не из списка того же размера с названиями животных, книг, марок и моделей автомобилей и видов фруктов, то обработка второго списка занимает больше времени. Это переключение задач .
В 1931 году Телфорд открыл психологический рефрактерный период . За стимуляцией нейронов следует рефрактерная фаза, во время которой нейроны менее чувствительны к стимуляции. В 1935 году Джон Ридли Струп разработал задачу Струпа, которая выявила эффект Струпа . Задача Струпа показала, что нерелевантная стимульная информация может оказывать большое влияние на производительность. В этой задаче испытуемые должны были посмотреть на список цветов. В этом списке цветов каждый цвет был напечатан цветом, отличным от фактического текста. Например, слово «Blue» будет напечатано оранжевым, «Pink» — черным и так далее.
Пример: Синий Фиолетовый Красный Зеленый Фиолетовый Зеленый
Затем испытуемым было поручено произнести название цвета чернил и проигнорировать текст. На заполнение списка такого типа уходило 110 секунд, тогда как на называние цветов, представленных в виде закрашенных квадратов, уходило 63 секунды. [7] Время называния почти удваивалось при наличии конфликтующих цветовых слов, эффект, известный как эффект Струпа.
В 1950-х годах исследователи-психологи возобновили свой интерес к вниманию, когда доминирующая эпистемология перешла от позитивизма (т. е. бихевиоризма ) к реализму во время так называемой « когнитивной революции ». [127] Когнитивная революция признала ненаблюдаемые когнитивные процессы, такие как внимание, законными объектами научного изучения.
Современные исследования внимания начались с анализа «проблемы коктейльной вечеринки » Колина Черри в 1953 году. Как на коктейльной вечеринке люди выбирают разговор, который они слушают, и игнорируют остальное? Эту проблему иногда называют «сосредоточенным вниманием», в отличие от «разделенного внимания». Черри провел ряд экспериментов, которые стали известны как дихотическое слушание и были расширены Дональдом Бродбентом и другими. [128] : 112 В типичном эксперименте испытуемые использовали набор наушников , чтобы слушать два потока слов в разных ушах и выборочно уделять внимание одному потоку. После выполнения задания экспериментатор задавал испытуемым вопросы о содержании необслуживаемого потока.
Модель фильтра внимания Бродбента утверждает, что информация хранится во временном хранилище до внимания, и только сенсорные события, имеющие некоторые общие физические характеристики, выбираются для передачи в систему обработки с ограниченной емкостью. Это подразумевает, что значение необработанных сообщений не идентифицируется. Кроме того, требуется значительное количество времени для переключения фильтра с одного канала на другой. Эксперименты Грея и Веддерберна, а позднее Энн Трейсман указали на различные проблемы в ранней модели Бродбента и в конечном итоге привели к модели Дойча–Нормана в 1968 году. В этой модели ни один сигнал не отфильтровывается, но все обрабатываются до точки активации их сохраненных представлений в памяти. Точка, в которой внимание становится «избирательным», наступает, когда одно из представлений памяти выбирается для дальнейшей обработки. В любой момент времени может быть выбрано только одно, что приводит к узкому месту внимания . [128] : 115–116
Этот спор стал известен как модели раннего отбора против позднего отбора. В моделях раннего отбора (впервые предложенных Дональдом Бродбентом ) внимание отключает (в модели Бродбента ) или ослабляет (в уточнении Трейсмана ) обработку в необслуживаемом ухе до того, как разум сможет проанализировать его семантическое содержание. В моделях позднего отбора (впервые предложенных Дж. Энтони Дойчем и Дианой Дойчем ) содержание в обоих ушах анализируется семантически, но слова в необслуживаемом ухе не могут получить доступ к сознанию. [129] Однако теория перцептивной нагрузки Лави «предоставила элегантное решение» того, что когда-то было «горячим спором». [130]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )