Современные представления о механизмах зрительного внимания

Коллектив авторов

Рассмотрена проблема исследования и формализации факторов и механизмов зрительного внимания, определяющих формирование траекторий осмотра изображений и зрительного поиска. Первый раздел посвящен обобщению результатов современных исследований и представлений о механизмах зрительного внимания, а также выявлению нерешенных проблем в этой области. Во втором разделе описаны оригинальные методики и результаты собственных исследований, связанные с оценкой индивидуальных особенностей при осмотре сложных и эмоционально значимых изображений, влияние дистрактор-эффекта на зрительное восприятие и особенности глазных движений при осмотре виртуальной трехмерной среды.

Л. Н. Подладчикова, Т. И. Колтунова, А. И. Самарин

Современные представления о механизмах зрительного внимания

Введение

Зрительная система является для человека важнейшим источником информации о внешнем мире. Небольшая область в центре сетчатки глаза (фовеа), на которую проецируются около двух градусов поля зрения, имеет высокую плотность рецепторов; за ее пределами плотность рецепторов и острота восприятия элементов формы и цвета падает по экспоненциальному закону от центра поля зрения к периферии (Шахнович, 1974; Ярбус, 1965). Для получения необходимой зрительной информации в мозге активируются процессы внимания, связанные с выбором наиболее значимых объектов как в центре, так и на периферии поля зрения. Согласно известным данным (Шахнович, 1974; Ярбус, 1965; Martinez-Conde, Macknik, 2008, 2015; Rolfs, 2015; Shepherd et al., 1986), процессы выбора включают механизмы явного (overt), сопровождающегося быстрыми высокоамплитудными движениями глаз (более одного градуса) – саккадами – и скрытого (covert) зрительного внимания, которые отражаются, в основном, в длительности фиксаций взгляда и микросаккадах – движениях глаз с амплитудой менее одного градуса – (Hafed, Clark, 2002). Взаимосвязь механизмов внимания и движений глаз достаточно сложна. В частности, иногда направление взгляда однозначно связано с тем, какая информация будет воспринята в фокусе внимания, в других случаях информация, находящаяся в окрестностях текущей фиксации взгляда, не осознается человеком – происходит так называемый эффект ослепления по невниманию (Inattentional Blindness) в отношении нерелевантной информации (Rock, Gutman, 1981; Simons, Chabris, 1999; Most at al., 2001). Кроме того, скрытое внимание иногда предваряет переход фокуса внимания, сопряженный с движением глаз, в определенное место поля зрения (Laubrock at al., 2010). По-видимому, увеличение количества анализируемых параметров движений глаз и синхронная регистрация моментов принятия того или иного решения человеком позволят установить иерархию отношений между различными типами глазных движений и процессами зрительного внимания.

Исследование механизмов зрительного внимания прошло ряд этапов. Каждому этапу были присущи свои методы исследования и представления о механизмах зрительного внимания, часть из которых сохраняется до настоящего времени.

Одна из групп факторов, регулирующих зрительное внимание, – физические свойства изображений, например, локальные скопления перепадов яркости, цвета или других характеристик изображения, или же как-то отличающиеся от окружения области. Они провоцируют привлечение внимания в большинстве случаев в начальные периоды решения зрительной задачи, такое внимание называется восходящим (bottom-up). При наличии задачи, ожидания или какой-либо другой предустановки влияние этой формы внимания ослабевает, и внимание с большей вероятностью направляется туда, где есть искомые свойства, или же семантически значимые для человека объекты. Такая форма внимания основана на работе иерархически более высоких структур мозга и называется нисходящей (top-down). Необходимо отметить, что эти формы внимания не эквивалентны фокальному и пространственному вниманию, несмотря на то что следствия их функционирования могут быть похожими, и отчасти доминирование восходящей или нисходящей форм внимания может быть обусл