А.Д. Логвиненко. Зрение без сетчатки

А.Д. Логвиненко. Зрение без сетчатки
Добавлено
06.03.2009 (Правка 06.03.2009)

Изучение восприятия при оптических трансформациях сетчаточного изображения привело к постановке ряда фундаментальных теоретических проблем в психологии познавательных процессов. Прежде всего возникает вопрос о том, каковы адаптивные возможности зрительной системы. Создается впечатление, что сколь угодно сложные пространственные трансформации сетчаточных изображений могут быть преодолены в процессе адаптации. Иными словами, информация, необходимая для построения адекватного предметного образа может быть извлечена из сколь угодно сильно трансформированного сетчаточного изображения. Возникает соблазн поставить проблему следующим образом: а является ли вообще необходимым собственно сетчаточное изображение для построения адекватного зрительного образа? Современная психология восприятия располагает экспериментальными данными, которые наводят на мысль о том, что ответ на поставленный вопрос может быть отрицательным. На первый взгляд предположение о том, что зрение возможно без сетчатки, кажется фантастичным, если не абсурдным. Однако успехи в области зрительного протезирования заставляют по-иному отнестись к этой проблеме.

Попытки вернуть зрение слепорожденным или утратившим его в результате травмы разворачиваются в настоящее время в двух направлениях. Во-первых, интенсивно исследуются центральные (корковые) фосфены. Известно, что если подвергнуть прямому электрическому раздражению нейроны 17-го поля коры больших полушарий, пациент будет переживать световые вспышки (фосфены), пространственная локализация которых строго определяется местоположением нейрона. Идея состояла в том, чтобы, используя электростимулятор, задавать конфигурацию фос-фенов, соответствующую форме объекта, и тем самым вернуть пациенту возможность зрительно различать предметы. В силу ряда причин существенного продвижения в этом направлении получено не было. Второй путь — метод зрительно-тактильной замены — оказался более удачным. Суть этого подхода состоит в создании «кожного зрения». В общих чертах метод заключается в следующем. На спине или животе пациента крепится матрица вибротактильных датчиков. Элементом этой матрицы является датчик, который наносит легкий механический удар с определенной частотой. Сила удара и частота подбираются с таким расчетом, чтобы тактильные ощущения при длительной вибростимуляции были достаточно комфортны и не подвергались адаптации. С помощью вибротактильной матрицы можно создавать пространственные узоры тактильных ощущений, которые мы будем называть паттернами. Паттерны формируются с помощью телевизионной камеры. Интенсивность вибротактильного удара кодирует яркость в соответствующей точке пространства. Проводя аналогию с телевидением, можно сказать, что изображение с телевизионной камеры подается не на экран электрон- но-лучевой трубки, а на поверхность кожи испытуемого.

Первые впечатления испытуемого, снабженного такой системой, сводятся к ощущениям щекотки. Однако спустя некоторое время это переживание сменяется отчетливым ощущением конфигураций, задаваемых матрицей. Испытуемый начинает отличать вертикальную линию от горизонтальной, возникает способность опознавать некоторые элементарные фигуры. Наиболее особенность этих ощущений, которая проявляется после некоторого периода адаптации, состоит в том, что они перестают переживаться как тактильные ощущения, локализованные на границе тела и окружающего пространства, а объективируются и выносятся вовне.

Большой интерес представляют записи аспиранта философского факультета Нью-Йоркского университета Гварниеро, слепого от рождения, который в течение трех недель адаптировался к тактильному «зрению». Прежде всего обращает на себя внимание та настойчивость, с которой он подчеркивает «нетактильный» характер переживаемых образов. «Хотя стимулировалась лишь соматосенсорная кора, — пишет он,— тем не менее переживаемое качество ощущений никак нельзя назвать качеством, присущим тактильным ощущениям. Вместо того чтобы вводить новое слово или употреблять такие слова, как «осязание» или «прикосновение», я буду пользоваться словом «видеть» для описания того, что я ощущал». Записи Гварниеро во многом напоминают дневники самонаблюдений, которые вели испытуемые в экспериментах с хронической адаптацией к оптическим трансформациям. Они представляют систематический отчет о том, как происходило перцептивное научение в этой ситуации, т. е. как восстанавливалась способность адекватно воспринимать предметный мир.

Ощущения, как уже отмечалось выше, лишь в первые часы адаптации были локализованы на поверхности кожи. Вначале на основе этих ощущений испытуемый мог судить лишь о том, движется образ объекта или нет. Поскольку перемещение паттерна могло быть вызвано двумя причинами,— с одной стороны, перемещением объекта, с другой стороны, перемещением телевизионной камеры, укрепленной на голове испытуемого, т. е. перемещением самого испытуемого,— в начальном периоде адаптации испытуемый не мог отличить движение объекта от собственных перемещений. Однако первое, чему он научился в ходе адаптации, было именно это различение. Интересно отметить, что вначале испытуемый сознательно «ожидал перемещения паттерна в противоположную сторону во время собственных движений. В дальнейшем эта деятельность сворачивалась, автоматизировалась, и испытуемый просто переживал объект неподвижным при его сканировании телевизионной камерой.

Достижение стабильности нового перцептивного мира позволило перейти к решению следующей важной задачи: симультанному опознанию объекта. Длительное время испытуемый опознавал предметы «атомистически», т. е. после продолжительного сканирования. Попытки ускорить формирование симультанного восприятия состояли в следующем. Испытуемому назывался объект, затем он экспонировался, а после этого испытуемому предлагали ознакомиться с ним при помощи рук. Иногда порядок изменяли: сперва знакомство с предметом посредством активного осязания, затем «рассматривание» его телекамерой. Ни первый, ни второй путь успеха не принесли. Испытуемый никогда не опознавал «зрительно» объект, который прежде не встречался в его новом «зрительном» опыте, даже после осязательного знакомства с ним. «Мне так и не удалось установить какую-нибудь связь между тем, как нечто «выглядит», и тем, как я ощущаю это нечто посредством осязания. Это не удавалось ни на этой стадии1, ни позже. Поскольку мне не удалось опознать предмет, который я «видел», как тот самый, который известен мне по осязанию, мне понадобилось некоторое время, чтобы связать название вещей и их новые образы». К сожалению, процесс возникновения симультанного восприятия так и остался непонятым. Гварниеро лишь констатировал, что предметы, часто появляющиеся в его новом зрительном опыте, спустя некоторое время начинали опознаваться по некоторым характерным признакам.

Необходимо отметить, что новый перцептивный опыт, о котором шла речь выше, испытуемый приобретал в особых экспериментальных условиях. Объекты экспонировались на белом экране, благодаря чему достигался высокий уровень контраста, необходимый для успешного выделения «фигуры из фона», причем экран располагался всегда на одном и том же расстоянии от испытуемого.

Следующим усложнением обучения, которое приближало ситуацию еще на один шаг к нормальным условиям работы зрительной системы, было введение в телекамеру объектива с переменными фокусным расстоянием и оптической силой. Это давало возможность испытуемому увеличивать и уменьшать изображение предмета и его частей по своему усмотрению. При постоянном «поле зрения», которое создавала телекамера, это означало, что у испытуемого возникла новая сложная перцептивная задача: по изменяющейся величине паттерна научиться судить об истинной величине объекта2. Для овладения навыками константного восприятия величины предмета испытуемому потребовался лишь один час тренировки с новой камерой? В дальнейшем оптическое «увеличение» объекта широко использовалось испытуемым для «подчеркивания» существенных признаков при опознании мелких объектов.

По достижении константного восприятия перед испытуемым была поставлена задача на восприятие относительной дистанции. Так, к примеру, экспонировалась ваза с двумя цветками, и испытуемого просили указать, какой из цветков (правый или левый) был более удален от испытуемого. Овладение адекватным восприятием относительно удаленности строилось на основе таких зрительных признаков, как величина паттерна объекта и перекрытие: объекты, контуры паттернов которых прерываются паттернами других объектов, виделись более удаленными, нежели последние. Восприятие абсолютной удаленности объекта происходило на основе таких признаков, как величина паттерна и уровень объекта над горизонтом. Последнее означает, что те объекты, которые располагались в «поле зрения» выше, нежели другие, виделись как более удаленные по сравнению с последними. Формирование описанных выше действий по овладению признаками удаленности вначале проходило в форме развернутых осознанных умозаключений, а затем этот процесс сворачивался, и возникало впечатление непосредственного восприятия. «Вначале,— отмечает Гварниеро,— связь удаленности с приподнятостью в «поле зрения» была результатом осознанной дедукции с моей стороны, но вскоре я перестал осознавать, что совершаю такую дедукцию».

Следующим этапом адаптации было овладение еще одной формой константности восприятия: перманентностью образа. Дело в том, что до сих пор объекты экспонировались в строго определенном и всегда постоянном положении. Так, для испытуемого не составляло труда опознать игрушечную лошадь, если она экспонировалась в профиль. Однако трудности возникли, когда он впервые увидел игрушку в фас. Несмотря на значительный прогресс в этой области, все же полностью преодолеть эти трудности испытуемому так и не удалось до конца адаптации. Преодолению этих трудностей и научению способам константного восприятия формы способствовали упражнения с вращающимся диском. Задача состояла в том, чтобы установить истинную форму объекта по эллиптическому паттерну.

Заключительная стадия адаптации была посвящена формированию координации «камера—рука», которые являются аналогом координации «глаз— рука» и лежат в основе точностных движений, без которых немыслима активная деятельность испытуемого. Вначале испытуемый научился осознавать и константно воспринимать части своего тела, и в частности руки. Затем происходило обучение попаданию рукой в цель, схватыванию предмета и т. п. Освоением «глазо»-ручных координации завершилось трехнедельное обучение испытуемого кожному зрению. В заключение приведем резюмирующее записи Гварниеро высказывание, дабы еще раз подчеркнуть отсутствие какой-либо метафоричности в понятии «кожное зрение». «Как я уже отмечал в начале данной статьи,— пишет Гварниеро,— я употреблял слово «видеть» за неимением лучшего. Это не просто трудность лексического, словарного характера, это — понятийная трудность. Очень скоро после того, как я овладел навыками сканирования, я перестал чувствовать, что ощущения находятся на моей спине, и все менее и менее осознавал вибротактильные датчики в момент их контакта с моей кожей. В это самое время предметы приобрели верх и низ, правую и левую стороны, однако глубина отсутствовала — они существовали в упорядоченном двухмерном пространстве, точное местоположение которого еще оставалось неопределенным».

В зрительном характере образов, которые приобрел Гварниеро, убеждают и некоторые эксперименты, которые проводились в ходе обучения. Экспозиция состояла из четырех точек, образующих вершины квадрата. Точки вспыхивали попарно с некоторым временным интервалом, причем пара состояла из точек, лежащих на одной диагонали квадрата. Неадаптированные испытуемые воспринимали эту экспозицию как иллюзорное перемещение двух точек либо в вертикальном, либо в горизонтальном направлении. Испытуемые же, имевшие опыт кожного зрения, переживали такие же иллюзорные феномены,-как и зрячие, которым экспонировались эти стимулы на экране осциллоскопа, а именно: некоторые сообщали о спонтанных "реверсиях направления видимого движения, некоторые же испытуемые видели вращающуюся линию с неподвижным центром, что напоминало вращение крыльев ветряной мельницы. Ясно, что возникновение такого рода «зрительных иллюзий» не сводится лишь к тактильным ощущениям с последующей сознательной дедукцией.

Более того, после обучения кожному зрению у пациентов возникали некоторые классические зрительные иллюзии. Так, можно было наблюдать известную иллюзию «водопада». Экспонировался вращающийся барабан с нанесенными на его стенки вертикальными черными полосами. Спустя 30 сек. барабан останавливался, и некоторые испытуемые сообщали, что вертикальные полосы видятся как бы движущимися в противоположную сторону.




  1. Имеется в виду стадия обучения симультанному восприятию с помощью осязательного знакомства с предметом.
  2. Ситуация аналогична проблеме собственных движений и перемещения объекта; действительно, увеличение вдвое паттерна квадрата может означать, что либо экспонируется вдвое больший квадрат, либо увеличение произошло вследствие изменения оптической силы объектива телекамеры.




Описание [Логвиненко А. Д. Зрительное восприятие пространства.— М.: МГУ, 1981-с.89—96]
Рейтинг
0/5 на основе 0 голосов. Медианный рейтинг 0.
Просмотры 5681 просмотров. В среднем 1 просмотров в день.
Похожие статьи