ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 3, с. 13-21
УДК 612.821
ОЦЕНКА РАЗМЕРА ЗОНЫ КРАУДИНГ-ЭФФЕКТА ПРИ ПЕРИФЕРИЙНОМ
ПРЕДЪЯВЛЕНИИ СТИМУЛОВ
© 2014 г. В. М. Бондарко, М. В. Данилова, С. Д. Солнушкин, В. Н. Чихман
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург E-mail: vmbond@gmail.com Поступила в редакцию 19.12.2012 г.
В психофизических экспериментах исследовали влияние окружающих изображений на опознание тестовых объектов. В качестве тестовых объектов использовались низкоконтрастные кольца Лан-дольта с размером 1.1, 1.5 и 2.3 угл. град, центр которых был удален на 13.2 угл. град от точки фиксации. Окружающими изображениями были аналогичные кольца Ландольта или кольца без разрыва. Расстояния между центрами тестовых и дополнительных изображений варьировали от 2.2 до 13.2 угл. град. В одном эксперименте задачей наблюдателя было одновременное опознание как тестовых, так и окружающих изображений, в другом — опознание только тестовых стимулов. В обоих экспериментах при всех использованных расстояниях между тестовыми и дополнительными изображениями было получено ухудшение опознания тестовых изображений, которое было более значительным при выполнении наблюдателями двойной задачи. Данные свидетельствуют о размерах зон краудинг-эффекта, превышающих правило Боума, и о влиянии фактора внимания.
Ключевые слова: психофизика, краудинг-эффект, внимание, периферия, двойная задача.
Б01: 10.7868/80131164614020040
На восприятие зрительных объектов существенное влияние оказывает близлежащее окружение. Большую группу таких явлений называют краудинг-эффектом, хотя иногда используют и другие термины (латеральная маскировка, взаимодействие между контурами, латеральная интерференция, латеральное торможение). При изучении краудинг-эффекта выявлен ряд свойств, показывающих разницу между предъявлением изображений в центре поля зрения и на периферии [1—7]. На периферии краудинг-эф-фект считается более выраженным, асимметричным по отношению к положению тестового стимула (окружение влияет на большем расстоянии при его удалении от центра, чем при приближении) и не зависит от размера изображения. Со времени опубликования работы Боума [1], общепризнанным считается, что влияние окружения на периферии распространяется на расстоянии, равном половине эксцентриситета тестового стимула. В центральном поле зрения краудинг-эф-фект зависит от размера: для стимулов больших размеров краудинг-эффект не наблюдался в случае использования высококонтрастных цифр [8, 9], но на пределе разрешения нами было получено влияние дополнительных объектов на опознание контрастных колец Ландольта, букв Е Снел-лена и прямоугольных решеток [10—12]. Кроме того, для контрастных окружностей большого
размера, имеющих разрывы в четырех ориентаци-ях, было получено ухудшение восприятия на расстоянии, соответствующем ширине оптической функции рассеяния [13]. Ухудшение наблюдалось и при измерении контрастных порогов обнаружения и опознания отфильтрованных изображений [14—16]. Также было показано, что для больших и малых размеров тестов свойства краудинг-эф-фекта различны [14]: окружение оказывает аналогичное воздействие на обнаружение и различение колец Ландольта большого размера в отличие от случая малых размеров изображений, когда на обнаружение стимула окружение не действует.
Несмотря на значительное число обзорных работ по краудинг-эффекту [5, 9, 17, 18], однозначное объяснение этого феномена отсутствует. Для случая предъявления стимулов в центре поля зрения большинство исследователей склоняется к представлению о том, что краудинг-эффект аналогичен латеральной маскировке [16]. Это означает, что для отфильтрованных изображений зона взаимодействия пропорциональна размеру стимулов, и обработка стимула и окружения осуществляется одними и теми же рецептивными полями.
При периферийном предъявлении стимулов предполагается, что в большой степени задействован механизм внимания [18—20]. Проявление этого механизма сказывается, в частности, в том,
а
О О
б
оо
Рис. 1. Примеры изображений, использованных в исследовании.
а — тестовое кольцо Ландольта слева от точки фиксации, правее от него расположено окружающее кольцо без разрыва с более низким контрастом. б — тестовое кольцо Ландольта другого размера расположено справа от точки фиксации, ближе к центру — дополнительное кольцо Ландольта меньшего контраста.
что восприятие стимула затруднено из-за невозможности объединить признаки изображения в один образ вследствие смешивания отдельных признаков у тестовых и окружающих изображений.
В предыдущей работе [21] мы сделали попытку рассмотреть механизм краудинг-эффекта при предъявлении стимулов в центре поля зрения. Оказалось, что ошибки опознания в случае кра-удинг-эффекта отличаются от ошибок опознания для предъявления стимулов без окружения. Это подтверждает предположение о том, что происходит смешивание признаков и при предъявлении стимулов в центре поля зрения. То есть и в этом случае, при центральном предъявлении стимулов, в большой степени задействован механизм внимания.
В настоящем исследовании мы продолжили изучение механизма краудинг-эффекта. Мы сравнили влияние окружения на опознание периферийного стимула в случаях привлечения или отсутствия внимания к окружению. Побудительным мотивом для получения новых экспериментальных данных послужила и публикация Петрова и Мелешкевич [22], свидетельствующая об отличающемся от половины эксцентриситета размере зон взаимодействия тестовых и окружающих стимулов при предъявлении стимулов на периферии.
МЕТОДИКА
В качестве тестовых стимулов использовали низкоконтрастные изображения колец Ландольта с разрывом в четырех ориентациях (справа, слева, внизу и вверху). Толщина линий и разрыв составляли 1/5 диаметра кольца. Размер тестовых изображений был равен 1.1, 1.5 и 2.3 угл. град. Дополнительными изображениями являлись или ана-
логичные кольца Ландольта, или кольца такого же размера, но без разрыва. В экспериментах тестовое изображение предъявлялось случайным образом справа или слева от точки фиксации, находящейся в центре экрана. Расстояние до тестового изображения было равно 13.2 угл. град. Дополнительные изображения появлялись одновременно с тестовыми только со стороны, ближайшей к центру экрана. Расстояния до дополнительных изображений были подобраны таким образом, чтобы при минимальном расстоянии дополнительное изображение находилось рядом с тестовым, а при максимальном — в центре экрана. Промежуточные положения дополнительных изображений взяты с равным шагом по отношению к крайним. На рис. 1 показан пример предъявляемых тестовых и дополнительных изображений.
Изображения были синтезированы на компьютере и предъявлялись на экране монитора Diamond Plus 230SB с размером ЭЛТ 22", шагом апертуры 0.24 мм. Монитор использовали с разрешением экрана 1024 х 768 пикселов, частотой вертикальной развертки 100 Гц. Яркость экрана была равна 40 кд/м2. Для калибровки монитора применяли фотометр фирмы Cambridge Research Systems.
Наблюдателю была дана инструкция смотреть в центр экрана на точку фиксации, которая появлялась на время 100 мс и исчезала за 100 мс перед предъявлением стимулов, после чего появлялся стимул. Время предъявления стимулов составляло 40 мс, что не позволяло производить перевод взора с одного участка экрана на другой. Стимулы предъявлялись бинокулярно с расстояния 57 см до экрана монитора.
С равной вероятностью случайным образом предъявляли тестовые и дополнительные стимулы с каждой из четырех ориентаций разрыва при разных расстояниях между тестовыми и дополнительными кольцами Ландольта. В стольких же вариантах в качестве окружения появлялись и кольца без разрыва. Такое же количество раз предъявляли изолированное тестовое кольцо Ландольта без окружения для того, чтобы была возможность выявить влияние окружения.
Было проведено три серии экспериментов. В первой, предварительной, методом "лестницы 3-1" были определены контрастные пороги различения ориентации колец Ландольта в зависимости от эксцентриситета. Метод лестницы заключался в том, что при трех правильных ответах значение контраста понижалось на 0.1 логарифмической единицы, а при одном неправильном ответе из трех контраст повышался на ту же величину. Для нахождения порога усредняли значения контраста в точках перегиба. Таким образом, находили контрастный порог на уровне 79.4% [23].
Контрастные пороги различения ориентации кольца Ландольта разного размера
Наблюдатель, размер колец в угл. град Эксцентриситет
13.2 угл. град, слева 6.6 угл. град, слева центр поля зрения 6.6 угл. град, справа 13.2 угл. град, справа
В.Ч., 1.5 0.260 0.070 0.030 0.079 0.228
В.Ч., 2.3 0.126 0.043 0.026 0.055 0.155
Н.В., 1.1 0.173 0.091 0.081 0.124 0.351
Н.В., 1.5 0.116 0.058 0.044 0.091 0.245
О.Б., 1.5 0.095 0.043 0.026 0.080 0.282
П.Н., 1.1 0.211 0.079 0.029 0.065 0.222
П.Н., 1.5 0.162 0.051 0.027 0.068 0.184
Во второй и третьей сериях предъявляли тестовый и дополнительный стимулы с контрастом, большим уровня порога в 1.2 раза, поскольку в предварительных экспериментах при использовании порогового контраста ответы наблюдателей оказались в большинстве случаев на уровне случайного гадания в присутствии дополнительных стимулов. Серии отличались инструкцией наблюдателям и их ответом.
Во второй серии наблюдатель должен был дать ответ только на тестовый стимул (определить ориентацию кольца Ландольта, расположенного на расстоянии 13.2 угл. град от центра экрана). Для ответа на тестовый стимул наблюдатель нажимал на клавиатуре одну из четырех клавиш-стрелок (верх, низ, право, лево).
В третьей серии наблюдатель кроме ответа на тестовый стимул, должен был дать ответ также и на дополнительный стимул. Ответы на тестовое и дополнительное изображение давались последовательно. Сначала требовалось опознать тестовый стимул и указать направление разрыва кольца Ландольта с помощью клавиш-стрелок. Затем наблюдатель должен был опознать дополнительное изображение и определить наличие или отсутствие в нем разрыва. Для ответа использовали клавиши "0" и "1" дополнительной цифровой клавиатуры. У
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.