Эффект коктейльной вечеринки относится к явлению, при котором мозг фокусирует внимание человека на определенном стимуле, обычно слуховом . Этот фокус исключает ряд других стимулов из сознательного восприятия, например, когда участник вечеринки следит за одним разговором в шумной комнате. [1] [2] Эта способность широко распространена среди людей, причем большинство слушателей более или менее легко могут разделить совокупность звуков, воспринимаемых ушами, на отдельные потоки, а затем решить, какие потоки являются наиболее уместными, исключая все или большинство других. [3]
Было высказано предположение, что сенсорная память человека подсознательно анализирует все стимулы и идентифицирует отдельные части этих ощущений в соответствии с их значимостью . [4] Это позволяет большинству людей без усилий настраиваться на один голос, отключая все остальные. Это явление часто описывается как «избирательное внимание» или « избирательный слух ». Оно также может описывать похожее явление, которое происходит, когда человек может немедленно обнаружить важные слова, происходящие от неконтролируемых стимулов, например, услышать свое имя среди широкого спектра слухового ввода. [5] [6]
О человеке, у которого отсутствует способность разделять стимулы таким образом, часто говорят, что у него наблюдается проблема коктейльной вечеринки [7] или глухота коктейльной вечеринки . [8] Это также можно описать как нарушение слуховой обработки или синдром Кинга-Копецкого.
Слуховое внимание в отношении эффекта коктейльной вечеринки в первую очередь происходит в левом полушарии верхней височной извилины , неосновной области слуховой коры; лобно-теменная сеть, включающая нижнюю лобную извилину , верхнюю теменную борозду и внутритеменную борозду , также отвечает за акты переключения внимания, обработки речи и контроля внимания. [9] [10] Как целевой поток (более важная информация, на которую обращают внимание), так и конкурирующие/мешающие потоки обрабатываются по одному и тому же пути в левом полушарии, но фМРТ- сканирование показывает, что целевые потоки обрабатываются с большим вниманием, чем конкурирующие потоки. [11]
Более того, активность в верхней височной извилине (STG) по направлению к целевому потоку снижается/нарушается, когда возникают конкурирующие потоки стимулов (которые обычно имеют значительную ценность). «Эффект коктейльной вечеринки» — способность обнаруживать значимые стимулы в ситуациях с несколькими говорящими — также была названа «проблемой коктейльной вечеринки», потому что способность избирательного внимания одновременно влияет на эффективность внимания на неврологическом уровне. [11]
Эффект коктейльной вечеринки лучше всего работает как бинауральный эффект, который требует слуха обоими ушами. Люди с одним функционирующим ухом кажутся гораздо более отвлекаемыми на мешающий шум, чем люди с двумя типичными ушами. [12] Преимущество использования двух ушей может быть частично связано с локализацией источников звука . Слуховая система способна локализовать по крайней мере два источника звука и назначать им правильные характеристики одновременно. Как только слуховая система локализовала источник звука, она может извлекать сигналы этого источника звука из смеси мешающих источников звука. [13] Однако большую часть этого бинаурального преимущества можно отнести к двум другим процессам: лучшему слушанию ухом и бинауральной демаскировке . [12] Лучшее слушание ухом — это процесс использования лучшего из двух соотношений сигнал/шум, доступных в ушах. Бинауральная демаскировка — это процесс, который включает в себя комбинацию информации из двух ушей для извлечения сигналов из шума.
В начале 1950-х годов большую часть ранних исследований внимания можно проследить до проблем, с которыми сталкивались авиадиспетчеры . В то время диспетчеры получали сообщения от пилотов через громкоговорители в диспетчерской вышке . Слышать смешанные голоса многих пилотов через один громкоговоритель очень усложняло задачу диспетчера. [14] Эффект был впервые определен и назван «проблемой коктейльной вечеринки» Колином Черри в 1953 году. [7] Черри проводил эксперименты на внимание, в которых участники слушали два разных сообщения из одного громкоговорителя одновременно и пытались разделить их; позже это было названо задачей дихотического слушания . [15] Его работа показывает, что способность отделять звуки от фонового шума зависит от многих переменных, таких как пол говорящего, направление, откуда исходит звук, высота тона и скорость речи. [7]
Черри разработал задачу слежения , чтобы дополнительно изучить, как люди избирательно воспринимают одно сообщение среди других голосов и шумов. В задаче слежения участники надевают специальную гарнитуру, которая представляет разные сообщения для каждого уха. Участника просят повторить вслух сообщение (называется слежение), которое слышится в определенном ухе (называется каналом). [15] Черри обнаружил, что участники могли обнаружить свое имя из необслуживаемого канала, канала, который они не отслеживали. [16] Более позднее исследование с использованием задачи слежения Черри было проведено Невиллом Мореем в 1959 году. Он смог сделать вывод, что почти ни одно из отклоненных сообщений не способно проникнуть через установленный блок, за исключением субъективно «важных» сообщений. [16]
Избирательное внимание проявляется во всех возрастах. Начиная с младенчества, младенцы начинают поворачивать голову в сторону звука, который им знаком, например, голоса родителей. [17] Это показывает, что младенцы избирательно обращают внимание на определенные стимулы в своей среде. Кроме того, обзоры избирательного внимания показывают, что младенцы предпочитают «детскую» речь речи со взрослым тоном. [15] [17] Это предпочтение указывает на то, что младенцы могут распознавать физические изменения в тоне речи. Однако точность в замечании этих физических различий, таких как тон, на фоне фонового шума улучшается со временем. [17] Младенцы могут просто игнорировать стимулы, потому что что-то вроде их имени, хотя и знакомое, не имеет для них более высокого значения в столь юном возрасте. Однако исследования показывают, что более вероятный сценарий заключается в том, что младенцы не понимают, что шум, предъявляемый им среди отвлекающего шума, является их собственным именем, и поэтому не реагируют. [18] Способность отфильтровывать необработанные стимулы достигает своего пика в молодом взрослом возрасте. Что касается феномена коктейльной вечеринки, то пожилым людям сложнее, чем молодым, сосредоточиться на одном разговоре, если фоновый шум создают конкурирующие стимулы, такие как «субъективно» важные сообщения. [17]
Некоторые примеры сообщений, которые привлекают внимание людей, включают личные имена и запретные слова. Способность избирательно обращать внимание на собственное имя была обнаружена у младенцев в возрасте от 5 месяцев и, по-видимому, полностью развивается к 13 месяцам. [18] Наряду с несколькими экспертами в этой области, Энн Трейсман утверждает, что люди постоянно настроены на обнаружение личностно значимых слов, таких как имена, и предполагает, что им может потребоваться меньше перцептивной информации, чем другим словам, чтобы вызвать идентификацию. [19] Другим стимулом, который достигает некоторого уровня семантической обработки в неконтролируемом канале, являются запретные слова. [20] Эти слова часто содержат сексуально откровенный материал, который вызывает у людей систему оповещения, что приводит к снижению производительности в задачах слежения. [21] Запретные слова не влияют на детей с избирательным вниманием, пока они не разовьют сильный словарный запас с пониманием языка.
Избирательное внимание начинает колебаться по мере того, как мы становимся старше. У пожилых людей более длительные периоды латентности при различении потоков разговоров. Это обычно объясняется тем, что общие когнитивные способности начинают ухудшаться с возрастом (как это показано на примере памяти, зрительного восприятия, функционирования более высокого порядка и т. д.). [9] [22]
Совсем недавно современные методы нейронауки стали применяться для изучения проблемы коктейльной вечеринки. Некоторые известные примеры исследователей, выполняющих такую работу, включают Эдварда Чанга, Ниму Месгарани и Чарльза Шредера, использующих электрокортикографию ; Джонатана Саймона, Мунью Эльхилали, Адриана К. К. Ли, Шихаба Шамму, Барбару Шинн-Каннингем, Даниэля Балдауфа и Юрки Ахвенинена, использующих магнитоэнцефалографию ; Юрки Ахвенинена, Эдмунда Лалора и Барбару Шинн-Каннингем, использующих электроэнцефалографию ; и Юрки Ахвенинена и Ли М. Миллера, использующих функциональную магнитно-резонансную томографию .
Не вся информация, представленная нам, может быть обработана. Теоретически выбор того, на что следует обратить внимание, может быть случайным или неслучайным. [23] Например, во время вождения водители могут сосредоточиться на светофорах, а не на других стимулах, присутствующих в сцене. В таких случаях обязательно выбирать, какая часть представленных стимулов важна. Основной вопрос в психологии заключается в том, когда происходит этот выбор. [15] Эта проблема переросла в спор о раннем и позднем выборе. Основу этого спора можно найти в экспериментах по дихотическому прослушиванию Черри. Участники могли замечать физические изменения, такие как высота тона или изменение пола говорящего, и стимулы, такие как их собственное имя, в неконтролируемом канале. Это вызвало вопрос о том, были ли обработаны значение, семантика , неконтролируемого сообщения до выбора. [15] В модели внимания с ранним выбором очень мало информации обрабатывается до того, как происходит выбор. В моделях внимания с поздним выбором больше информации, такой как семантика, обрабатывается до того, как происходит выбор. [23]
Самая ранняя работа по исследованию механизмов раннего избирательного внимания была выполнена Дональдом Бродбентом , который предложил теорию, которая стала известна как модель фильтра . [24] Эта модель была создана с использованием задачи дихотического слушания . Его исследования показали, что большинство участников были точны в припоминании информации, на которую они активно обращали внимание, но были гораздо менее точны в припоминании информации, на которую они не обращали внимания. Это привело Бродбента к выводу, что в мозге должен быть механизм «фильтра», который мог бы блокировать информацию, на которую не обращали избирательного внимания. Была выдвинута гипотеза, что модель фильтра работает следующим образом: когда информация поступает в мозг через органы чувств (в данном случае уши), она сохраняется в сенсорной памяти , буферной системе памяти, которая размещает входящий поток информации достаточно долго, чтобы мы могли обратить на него внимание. [15] Прежде чем информация будет обработана дальше, механизм фильтра пропускает только информацию, на которую обращали внимание. Затем выбранное внимание передается в рабочую память , набор механизмов, которые лежат в основе кратковременной памяти и взаимодействуют с долговременной памятью . [15] В этой модели слуховая информация может быть избирательно обработана на основе ее физических характеристик, таких как местоположение и громкость. [24] [25] [26] Другие предполагают, что информация может быть обработана на основе гештальт- характеристик, включая непрерывность и завершенность. [27] Для Бродбента это объясняло механизм, с помощью которого люди могут выбирать, обращать внимание только на один источник информации за раз, исключая другие. Однако модель Бродбента не смогла учесть наблюдение, что слова семантической важности, например, собственное имя человека, могут быть мгновенно обработаны, несмотря на то, что они находились в необслуживаемом канале.
Вскоре после экспериментов Бродбента студенты Оксфорда Грей и Уэддерберн повторили его дихотические задания на слушание, измененные односложными словами, которые могли образовывать осмысленные фразы, за исключением того, что слова были разделены между ушами. [28] Например, слова «Дорогая, один, Джейн» иногда предъявлялись последовательно правому уху, в то время как слова «три, тетя, шесть» предъявлялись в одновременной, конкурирующей последовательности левому уху. Участники с большей вероятностью вспоминали «Дорогая тетя Джейн», чем числа; они также с большей вероятностью вспоминали слова в порядке фразы, чем числа в порядке их предъявления. Это открытие противоречит теории Бродбента о полной фильтрации, поскольку механизм фильтра не успевал переключаться между каналами. Это говорит о том, что значение может обрабатываться в первую очередь.
В более позднем дополнении к этой существующей теории избирательного внимания Энн Трейсман разработала модель ослабления . [29] В этой модели информация, обрабатываемая через механизм фильтра, не полностью блокируется, как мог бы предположить Бродбент. Вместо этого информация ослабляется (ослабляется), позволяя ей проходить через все стадии обработки на бессознательном уровне. Трейсман также предложила пороговый механизм, посредством которого некоторые слова на основе семантической важности могут отвлекать внимание от необслуживаемого потока. Собственное имя, по словам Трейсман, имеет низкое пороговое значение (т. е. имеет высокий уровень значения) и, таким образом, распознается легче. Тот же принцип применим к таким словам, как огонь , направляя наше внимание на ситуации, которые могут немедленно этого потребовать. Единственный способ, которым это может произойти, утверждал Трейсман, — это если информация непрерывно обрабатывается в необслуживаемом потоке.
Диана Дойч , наиболее известная своими работами по восприятию музыки и слуховым иллюзиям, также внесла важный вклад в модели внимания. Чтобы более подробно объяснить, как можно уделять внимание словам на основе семантической важности, Дойч и Дойч [30] и Норман [31] предложили модель внимания, которая включает второй механизм отбора, основанный на значении. В том, что стало известно как модель Дойча-Нормана, информация в необслуживаемом потоке не обрабатывается полностью в рабочей памяти, как подразумевала бы модель Трейсмана. Вместо этого информация в необслуживаемом потоке проходит через вторичный фильтр после распознавания образов. Если необслуживаемая информация распознается и считается неважной вторичным фильтром, она не попадает в рабочую память. Таким образом, только немедленно важная информация из необслуживаемого канала может быть осознана.
Дэниел Канеман также предложил модель внимания, но она отличается от предыдущих моделей тем, что он описывает внимание не с точки зрения выбора, а с точки зрения емкости. Для Канемана внимание — это ресурс, который должен быть распределен между различными стимулами, [32] предложение, которое получило некоторую поддержку. [6] [4] [33] Эта модель описывает не то, когда внимание сосредоточено, а то, как оно сосредоточено. По мнению Канемана, внимание обычно определяется возбуждением ; общим состоянием физиологической активности. Закон Йеркса-Додсона предсказывает, что возбуждение будет оптимальным на умеренных уровнях — производительность будет плохой, когда человек чрезмерно или недостаточно возбужден. Особое значение имеет то, что Нараян и др. обнаружили резкое снижение способности различать слуховые стимулы, когда фоновые шумы были слишком многочисленными и сложными — это свидетельствует об отрицательном влиянии чрезмерного возбуждения на внимание. [4] Таким образом, возбуждение определяет нашу доступную емкость для внимания. Затем политика распределения действует, чтобы распределить наше доступное внимание между различными возможными видами деятельности. Те, которые политика распределения считает наиболее важными, получат наибольшее внимание. На политику распределения влияют устойчивые диспозиции (автоматические влияния на внимание) и сиюминутные намерения (сознательное решение уделить чему-либо внимание). Сиюминутные намерения , требующие сфокусированного направления внимания, опираются на значительно больше ресурсов внимания, чем устойчивые диспозиции . [34] Кроме того, существует постоянная оценка конкретных требований определенных видов деятельности к емкости внимания. [32] То есть виды деятельности, которые особенно обременительны для ресурсов внимания, снизят емкость внимания и повлияют на политику распределения - в этом случае, если деятельность слишком истощает емкость, политика распределения, скорее всего, прекратит направлять на нее ресурсы и вместо этого сосредоточится на менее обременительных задачах. Модель Канемана объясняет феномен коктейльной вечеринки тем, что сиюминутные намерения могут позволить явно сосредоточиться на определенном слуховом стимуле, но устойчивые диспозиции (которые могут включать новые события и, возможно, слова особой семантической важности) могут захватить наше внимание. Важно отметить, что модель Канемана не обязательно противоречит моделям отбора и, таким образом, может использоваться для их дополнения.
Некоторые исследования продемонстрировали, что эффект коктейльной вечеринки может быть не просто слуховым явлением, и что соответствующие эффекты могут быть получены также при тестировании визуальной информации. Например, Шапиро и др. смогли продемонстрировать «эффект собственного имени» с помощью визуальных задач, где испытуемые могли легко узнавать свои собственные имена, когда они были представлены в качестве необработанных стимулов. [35] Они заняли позицию в соответствии с моделями позднего отбора внимания, такими как модели Трейсмана или Дойча-Нормана, предполагая, что ранний отбор не объясняет такое явление. Механизмы, посредством которых этот эффект может возникать, остались необъясненными.
Животные, которые общаются хором, такие как лягушки, насекомые, певчие птицы и другие животные, которые общаются акустически, могут испытывать эффект коктейльной вечеринки, поскольку одновременно подаются множественные сигналы или звонки. Подобно своим человеческим аналогам, акустическое опосредование позволяет животным прислушиваться к тому, что им нужно в их среде обитания. Для ласточек-береговушек , скальных ласточек и королевских пингвинов акустическое опосредование позволяет распознавать родителей/детенышей в шумной обстановке. Амфибии также демонстрируют этот эффект, как это видно на примере лягушек; самки лягушек могут слушать и различать брачные звонки самцов, в то время как самцы могут опосредовать агрессивные звонки других самцов. [36] Существуют две ведущие теории относительно того, почему акустическая сигнализация развилась у разных видов. Психология приемника утверждает, что развитие акустической сигнализации можно проследить до нервной системы и стратегий обработки, которые использует нервная система. В частности, как физиология анализа слуховой сцены влияет на то, как вид интерпретирует и получает значение из звука. Теория коммуникационных сетей утверждает, что животные могут получать информацию, подслушивая сигналы других особей своего вида. Это особенно актуально для певчих птиц. [36]
Для решения проблемы коктейльных вечеринок были разработаны такие слуховые устройства, как шумоподавляющие наушники . [37] [38] Устройства такого типа могут предоставить владельцам определенную степень контроля над источниками звука вокруг них. [39] [40]
Системы наушников с глубоким обучением, такие как целевое речевое слушание, были предложены для того, чтобы дать владельцам возможность слышать целевого человека в переполненном помещении с несколькими динамиками и фоновым шумом. [37] Эта технология использует нейронные сети в реальном времени для изучения характеристик голоса зарегистрированного целевого говорящего, которые впоследствии используются для фокусировки на его речи, подавляя других говорящих и шум. [39] [41] Семантические слуховые гарнитуры также используют нейронные сети, чтобы позволить владельцам слышать определенные звуки, такие как чириканье птиц или звон будильника, на основе их семантического описания, подавляя другие окружающие звуки в окружающей среде. [38]
Эти устройства могут быть полезны людям с потерей слуха , нарушениями сенсорной обработки и мисофонией, а также людям, которым необходимо сосредоточенное слушание для работы в сфере здравоохранения и армии, а также рабочим на заводах и стройках.