Модель с фильтрацией Бродбента

 

Целостную теорию внимания первым в зарубежной психологии разработал британский ученый Бродбент. Эта теория, названная моделью с фильтрацией, была связана с так называемой одноканальной теорией и основывалась на идее о том, что обработка информации ограничена пропускной способностью канала, - как гласила исходная теория обработки информации Клода Шеннона и Уоррена Вивера.

Бродбент утверждает, что сообщения, проходящие по отдельному нерву, могут различаться в зависимости от того, какое из нервных волокон они стимулируют или какое количество нервных импульсов они производят. (Нейропсихологическими исследованиями было установлено, что сигналы высокой частоты и сигналы низкой частоты действительно передаются разными волокнами.) Так, в случае когда несколько нервов возбуждаются одновременно, в мозг одновременно могут прийти несколько сенсорных сообщений. В модели Бродбента такие сообщения обрабатываются несколькими параллельными сенсорными каналами. (Предполагается, что такие каналы имеют различные нервные коды и могут выбираться на основе такого кода. Например, два одновременно предъявляемых сигнала - высокой и низкой частоты - можно различить на основе их физических характеристик даже если оба достигают мозга одновременно). Дальнейшая обработка информации происходит только после того, как на этот сигнал будет направлено внимание и он будет передан через избирательный фильтр в “канал с ограниченной пропускной способностью”. Так как в систему входит больше информации, чем может быть обработано каналом с ограниченной пропускной способностью, Бродбент считал, что для исключения перегрузки системы избирательный фильтр можно переключить на какой-нибудь другой сенсорный канал.

Интуитивно модель с фильтрацией выглядит правдоподобной. Очевидно, что наша способность к обработке информации ограничена. Чтобы извлечь смысл из того, что мы слышим, наш мозг должен настроиться на один тип импульсов (на основании физических характеристик) точно так же, как перестраиваемый фильтр в высококачественном приемнике способен обнаруживать сообщения (электрические импульсы) той или иной частоты и посылать каждое сообщение на соответствующий усилительный канал для дальнейшей обработки. Когда того требует ситуация, мы можем переключить наше внимание на другой канал. Однако, если селекция ведется на основе физических характеристик сигнала, как поначалу полагал Бродбент, тогда переключение внимания не должно быть связано с содержанием сообщения.

В одном из первых экспериментов Бродбент использовал для проверки своей теории методику дихотического слушания. На одно ухо испытуемого он предъявлял три цифры, а на другое ухо в то же самое время - три другие цифры. Испытуемый, таким образом, мог слышать: правое ухо – 4, 9, 3, левое ухо - 6, 2, 7.

В одном случае испытуемых просили воспроизвести цифры, предъявленные через какое-то одно ухо (например, 493 или 627). В другом случае их просили воспроизвести цифры в порядке их предъявления. Поскольку предъявлялось по две цифры одновременно, испытуемые могли воспроизвести одну из цифр первой пары, но им предлагалось назвать их обе, прежде чем продолжать последовательность. В этом случае отчет испытуемого выглядел так: 4, 6 2, 9 3, 7.

С учетом количества воспроизводимой информации (шесть единиц) и скорости предъявления (две в секунду), Бродбент мог ожидать, что точность воспроизведения будет около 95%. Но в обоих экспериментах испытуемые воспроизводили меньше ожидаемого. В первом случае верность воспроизведения была около 65%, а во втором – 20%.

Бродбент объясняет эту разницу необходимостью во втором эксперименте более часто переключать внимание между источниками информации. В первом эксперименте, где испытуемых просили вспомнить вначале все элементы, предъявленные через одно ухо, а затем элементы, предъявленные через второе ухо, они могли направить все внимание на стимулы одного “канала”, а затем – на стимулы из другого (предполагается, что эти вторые стимулы удерживались на короткое время в некоторой системе памяти). Во втором эксперименте, однако, испытуемые должны были переключать свое внимание как минимум три раза: например, с левого уха на правое, затем обратно на левое и еще раз с левого на правое.

Оксфордские выпускники Грей и Веддерберн провели эксперимент, результаты которого поставили теорию с фильтрацией Бродбента под сомнение. Они предъявляли через левое и правое ухо слоги, составляющие вместе одно слово, и случайные цифры, так что когда в одном ухе слышался слог, в другом слышалась цифра.

Например:

Левое ухо Правое ухо

ОБЬ 6

2 ЕК

ТИВ 9

Если теория с фильтрацией Бродбента (основанная на физической природе слуховых сигналов) верна, то испытуемые, когда их просили повторить то, что они слышали через один канал, должны были бы произнести нечто невнятное - например, “об-два-тив” или “шесть-ев-девять”. Но вместо этого они говорили слово “объ-ек-тив”, демонстрируя тем самым свою способность быстро переключаться с одного канала на другой.

Во втором эксперименте (иногда эту задачу называют “Дорогая тетя Джейн” или “какого черта”) Грей и Веддерберн использовали ту же самую процедуру, но вместо слогов предъявляли фразы (например, “Мышь ест сыр”, “Какого черта” или “Дорогая тетя Джейн”):

Левое ухо Правое ухо

Дорогая 3

5 тетя

Джейн 4

Как и в эксперименте с цифрами и разделенными словами, испытуемые в этом эксперименте склонны были слышать фразу “Дорогая тетя Джейн”; они, таким образом, явно группировали части сообщений по их смыслу.

Другие исследователи оспаривали теорию одного канала на основе результатов изменения кожно-гальванической реакции (КГР). В этих экспериментах вслед за некоторыми словами, предъявляемыми на контролируемое вниманием ухо, следовал удар током. Повторное предъявление этих слов вызывало изменение КГР. После выработки условной кожно-гальванической реакции испытуемых просили оттенить одно из сообщений. Неожиданно слово, на которое была выработана условная реакция, предъявлялось по игнорируемому каналу. Оказалось, что, когда это случалось, появлялась КГР. В одном из экспериментов (фон Райт и др.) изменение КГР происходило в результате предъявления не только условного слова, но и его синонимов и омонимов. Из этих результатов следует, что игнорируемые сигналы не только не обнаруживаются, но и семантически обрабатываются. Но Вордлоу и Крол не смогли повторить эти результаты и подвергли сомнению надежность этого эффекта. Более серьезное испытание теории фильтрации провела Энн Трейсман с коллегами