ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2004, том 30, № 1, с. 31-37
УДК 612.821
ОЦЕНКА РАЗМЕРА В ИЛЛЮЗИИ ЭББИНГХАУЗА У ВЗРОСЛЫХ И ДЕТЕЙ РАЗЛИЧНОГО ВОЗРАСТА
© 2004 г. В. М. Бондарко, Л. А. Семенов
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург Поступила в редакцию 04.11.2002 г.
В психофизических экспериментах у 297 наблюдателей (детей и подростков 6-17 лет, а также у взрослых) проведено исследование закономерностей восприятия размера окруженного другими изображениями стимула. Оценивался размер окружности с диаметром в 22 угл. мин, окруженной 4 аналогичными изображениями с диаметром 11 или 44 угл. мин на расстоянии 11 или 33 угл. мин. Обнаружено искажение восприятия размера стимула, зависящее от возраста наблюдателей, расстояния между объектами и размера окружения. Окружение меньшего размера индуцирует у детей меньшего возраста при любом расстоянии недооценку размера и переоценку размера при близком расстоянии у большинства взрослых и подростков. Окружение большего размера у всех возрастных групп индуцирует недооценку, но у взрослых в отличие от детей иллюзия уменьшается с увеличением расстояния. Обсуждается механизм возникновения иллюзии и его возможная связь с избирательным вниманием.
Нас окружают сотни зрительных иллюзий, которые чаще всего возникают при рассматривании определенных объектов в специфическом контексте или в специальных условиях наблюдения. Люди допускают ошибки при оценке размера, формы или цвета объектов, их освещенности, характера их движения и т.п. Несмотря на большое количество исследований, лишь небольшой процент зрительных иллюзий поддается относительно простой трактовке, поскольку к их возникновению причастны сразу несколько зрительных областей, взаимодействующих друг с другом сложным образом. Остается открытым и вопрос, считать ли иллюзии побочными эффектами, возникающими из-за способности зрительной системы выполнять другие функции, или следует связывать иллюзии с невозможностью организовать обработку тестируемых свойств изображений без искажения. В связи с этим представляется полезным изучение иллюзий в онтогенезе, так как подобное исследование позволит высказать предположение о том, с развитием каких еще механизмов может быть скоррелирована данная конкретная иллюзия.
Известно, что развитие зрительной системы носит гетерохронный характер: различные области созревают в разные сроки и неравномерно. К настоящему времени врачами и физиологами пока изучена лишь общая возрастная динамика базовых зрительных функций. Что касается особенностей развития восприятия детьми разного возраста размера, формы и расположения предметов, выделения фигуры из фона и т.д., то по этим вопросам есть интересные наблюдения, но мало систематизированных количественных данных. Между тем проведение исследований оценки
отдельных свойств изображений взрослыми и детьми разного возраста может быть полезным как для уточнения возрастной динамики развития зрительных механизмов, так и для изучения самих механизмов.
В данной работе проведено исследование иллюзии Эббингхауза (иногда ее также называют кругами Титченера). Классическая иллюзия заключается в искажении воспринимаемого размера тестового объекта при окружении его изображениями другого размера: в преувеличении размера при окружении теста изображениями меньшего размера и, наоборот, в преуменьшении размера при окружении теста большими изображениями (см. рис. 1). В работе [1] приведен довольно подробный обзор публикаций по изучению этой иллюзии у взрослых наблюдателей, из которого следует, что иллюзия связана, скорее, с механизмом латерального взаимодействия между рецептивными полями, обрабатывающими контуры изображений, чем с сопоставлением размеров тестового и окружающих объектов. В исследовании [1] приводятся экспериментальные данные, подтверждающие это предположение, а также показано, что искажение размера зависит и от расстояния между объектами, и от окружения. В онтогенезе формируются взаимодействия между различными областями зрительной системы, что должно проявляться в экспериментах по изучению иллюзии.
Поэтому при исследовании закономерностей развития зрительных механизмов в онтогенезе авторы остановили свой выбор именно на этой иллюзии, руководствуясь следующими соображениями. 1) При изучении иллюзии наблюдателя
А
О
11
о
Б
О
II
У
о о
Рис. 1. Примеры предъявляемых на экране изображений.
На А: I - референтный стимул с дополнительными изображениями вдвое большего размера, чем центральная окружность. На Б: II - референтный стимул с дополнительными изображениями вдвое меньшего размера. Расстояния до дополнительных изображений равны половине диаметра центральной окружности. У изолированных окружностей (А, II и Б, I) в ходе эксперимента менялся диаметр. Здесь диаметр изолированных окружностей равен диаметру окружностей, находящихся в центре референтных стимулов. Однако для случая А, как правило, наблюдается недооценка размера, а для случая Б - переоценка размера (окружность с дополнительными изображениями кажется большей, чем есть на самом деле).
просят оценить размер (свойство, наиболее часто подверженное искажению при восприятии). 2) Изображения, влияющие на оценку размера тестового объекта, разнесены в пространстве в отличие, например, от изображений в иллюзии
Мюллера-Лиера. Такое расположение зрительных объектов, по нашим предположениям, при определенных условиях позволяет оценить взаимодействие между отдельными функциональными элементами, обрабатывающими изображения. 3) Эту иллюзию можно связывать как с задачей выделения объекта из окружения, так и с оценкой пространственных отношений. 4) Изучая указанную иллюзию у небольшого числа взрослых наблюдателей [1], мы получили большую вариабельность оценок в зависимости от расстояния до окружения. Поэтому хотелось бы выяснить зависимость, которая свойственна большинству наблюдателей определенного возраста. С этой целью в настоящей работе мы провели исследование на достаточно большой группе взрослых и детей различного возраста. Данные о количестве наблюдателей каждой возрастной группы приведены в таблице. Ввиду невозможности проведения длительных психофизических экспериментов на маленьких детях было взято только 2 типа окружающих изображений и 2 расстояния до них, на которых были получены максимальные различия у взрослых наблюдателей.
МЕТОДИКА
Изображения предъявляли на экране монитора компьютера. Референтные стимулы состояли из окружностей с диаметром 22 угл. мин, к которым с 4 сторон по диагоналям в 45° и 135° либо добавлялись 4 другие одинаковые окружности, либо они предъявлялись на однородном фоне без добавочных изображений. Диаметр дополнительных окружностей составлял 11 или 44 угл. мин, а расстояние между ближайшими краями центральной и дополнительных окружностей было равно 11 или 33 угл. мин. Окружность с диамет-
I
Оценка размера в иллюзии Эббингхауза у наблюдателей различных возрастных групп
Число наблюдателей в группе Средний возраст в группе (годы) Пороги различения размера (угл. мин) Иллюзия при малом окружении Иллюзия при большом окружении
Близкое расстояние до окружения Далекое Близкое расстояние до окружения Далекое
среднее дисперсия среднее дисперсия среднее дисперсия среднее дисперсия среднее дисперсия
35 6.5 0.727 0.044 -0.410 0.153 -0.795 0.106 -0.730 0.100 -0.775 0.092
35 7.3 0.738 0.060 -0.163 0.087 -0.751 0.055 -0.839 0.164 -0.835 0.081
64 8.7 0.546 0.032 -0.069 0.055 -0.515 0.059 -0.356 0.068 -0.606 0.057
58 9.5 0.629 0.042 -0.136 0.066 -0.614 0.066 -0.785 0.040 -0.733 0.051
39 11.8 0.509 0.031 0.177 0.056 -0.149 0.030 -0.662 0.073 -0.662 0.073
43 16.4 0.294 0.014 0.460 0.056 -0.185 0.053 -0.588 0.103 -0.445 0.0327
23 36.9 0.445 0.023 0.416 0.046 -0.137 0.023 -0.500 0.030 -0.240 0.035
Факторный Б р Б р Б р Б р Б р
анализ данных 5.29 2.5 Е-05 5.17 4.52 Е-05 5.13 4.97 Е-05 1.77 0.106 2.14 0.049
ром в 22 угл. мин предъявляли справа или слева на расстоянии 1 угл. град. от центра экрана и сравнивали с тестовой окружностью, предъявляемой одновременно на противоположной стороне экрана на том же расстоянии от центра. Диаметр тестовой окружности был равен, меньше или больше 22 угл. мин. Примеры изображений, появляющихся на экране, показаны на рис. 1. Ширина линий у окружностей была равна 1.65 угл. мин. Стимулы синтезировались с помощью персонального компьютера на стандартном монохромном дисплее SVGA (15", разрешение 640 х 480). Темные стимулы (5 кд/м2) предъявляли бинокулярно на светлом фоне (90 кд/м2) с расстояния 2.5 м.
Для оценки размеров окружностей использовали метод константных стимулов. В каждом предъявлении на экране без ограничения времени в псевдослучайном порядке справа или слева предъявляли 2 стимула: референтный и тестовый. Задача испытуемого состояла в определении того, где - справа или слева - была предъявлена большая по размеру окружность. Маленькие дети и по своему усмотрению старшие наблюдатели показывали рукой местоположение большего стимула. Экспериментатор вводил ответ в компьютер. Ответ "не знаю" разрешен не был. При анализе результатов рассматривали как отдельно данные для предъявления референтных стимулов справа или слева от центра экрана, так и суммарные данные безотносительно места предъявления. Для каждого референтного стимула было взято семь тестовых окружностей (3 меньшего, 3 большего и 1 равного размера) с минимально возможным в данных условиях наблюдения шагом изменения радиуса, равным 1 пикселу, который составлял 0.55 угл. мин.
Вначале с каждым наблюдателем была проведена небольшая тренировочная серия: для окружностей большего размера и при другом расстоянии между изображениями надо было сравнить размер стимула с окружением или без него со значительно отличающимся по размеру тестовым объектом. После нескольких последовательных правильных ответов тренировочную серию прекращали и переходили непосредственно к эксперименту. С каждым наблюдателем было проведено по 2 эксперимента, в каждом из которых фиксировали размер дополнительных окружностей, а расстояния меняли. В последующем эксперименте использовался другой размер дополн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.