Текст книги "Современные представления о механизмах зрительного внимания"

2. Результаты экспериментальных исследований

2.1. Общие сведения о методах психофизических исследований

Во всех сериях испытуемые имели нормальную или скорректированную до нормальной остроту зрения, а также сообщили об отсутствии диагностированных у них неврологических или психических заболеваний. Протокол эксперимента был утвержден комиссией по биоэтике Южного федерального университета. Все испытуемые подписали соглашение об участии в эксперименте.

Запись движений глаз проводилась с помощью видеоокулографии, как наиболее точного из существующих в настоящее время методов регистрации движений глаз (Жегалло, 2009; Барабанщиков, Жегалло, 2010). Использовалась система регистрации движений глаз SMI iView X Hi-Speed 1250 (рис. 6). Ее работа базируется на видеорегистрации движений глаз в инфракрасном диапазоне излучения, с последующим определением направления взгляда на основании вектора смещения между центрами зрачка и роговичного блика – так называемая система «pupil-corneal reflex». Установка предназначена для высокоскоростной видеорегистрации движений глаз. Запись может осуществляться как монокулярно (в этом случае частота регистрации координат взгляда составляет 1250 Гц), так и бинокулярно (с частотой 500 Гц). Частота обновления кадра стимульного монитора (NEC MultiSync LCD 1990Sxi) равна 60 Гц; разрешение монитора – 1280×1024 пикселей. Осмотр изображений осуществлялся бинокулярно, но запись велась только для одного, ведущего, глаза. В тестах, где определение ведущего глаза было затруднено, записывались движения левого глаза.

Рис. 6. Внешний вид установки для регистрации движений глаз и ЭЭГ: установка включает в себя видеокамеру, отражающее зеркало, подставку для подбородка и упор для лба. Монитор располагается фронтально от испытуемого, его центр совпадает с центром поля зрения испытуемого

Использовался алгоритм детектирования саккад, основанный на оценке скорости глазных движений. Предъявление стимулов и запись данных осуществлялись с помощью программного обеспечения EventIDE, iViewX SMI Experiment Suite. Данные, получаемые непосредственно после записи, содержат информацию о положении взгляда на мониторе в течение каждого кадра и о размере зрачка. Эти данные представлены в координатах стимульного монитора, которые указываются в программе iView. Они содержат компоненты шума различной природы. Для получения информации о характеристиках фиксаций и саккад к ним применялась фильтрация, способ и параметры которой были определены в предварительных тестах. После этого система интерпретирует движение как саккаду в том случае, если скорость движения в середине пути от одной точки к другой превышает определенное пороговое значение, которое варьировало в различных сериях экспериментов. Во время калибровки использовался алгоритм детектирования фиксационных движений, основанный на измерении порога скорости глазных движений 40°/с.

Из набора детектированных движений глаз исключались моргания, фиксации длительностью менее 80 мс и более 1000 мс, а также саккады с амплитудой менее 1° и более 15°. Фиксации, в пределах которых разброс отдельных точек был более 1°, также исключались из дальнейшего анализа. Всего из обработки было исключено около 6 % движений глаз.

Области интереса на изображениях идентифицировались по пространственному распределению всех точек фиксации взгляда с помощью модифицированного метода ближайшего соседа (Podladchikova et al., 2009a), параметрами которого были количество точек в области (не менее 3) и расстояние между точками в одной области (не более 2° поля зрения). В результате, с учетом общего количества фиксаций взгляда в каждом тесте, детектировались области с наибольшей плотностью фиксаций.

Статистический анализ выполнялся с помощью программных пакетов BeGaze, R: A Language and Environment for Statistical Computing (http://www. R-project. org) с использованием оболочки R Studio, iTools, MS Office Excel. Значимость различий между частными выборками определялась по критериям суммы рангов Вилкоксона и t-критерию Стьюдента.

2.2. Свободный осмотр и поиск измененных фрагментов сложных изображений

Основная цель экспериментов состояла в оценке временной динамики параметров глазных движений в процессе длительного осмотра изображений в условиях, когда каждый испытуемый (n = 12) самостоятельно принимал решение об окончании теста (self-terminated paradigm). Кроме того, они были направлены на получение детальных количественных данных для сравнения особенностей глазных движений при решении задач свободного осмотра и поиска измененных фрагментов при использовании одних и тех же сложных изображений и на одной и той же группе испытуемых.

В этой серии экспериментов расстояние между монитором и глазами испытуемых составляло 80 см. Размер монитора (375 мм × 300 мм) обеспечивал угол обзора 26° × 20°. Порог детектирования саккад составил 70°/с.

В качестве стимулов выбраны цветные изображения иллюстраций в монографии А. Л. Ярбуса (1965), а именно, три картины (рис. 7): «Не ждали» И. Е. Репина – Im1; И. И. Шишкина «В лесу графини Мордвиновой» – Im2; И. И. Левитана «Березовая роща» – Im3.

Рис. 7. Изображения, использованные в эксперименте

Эксперименты этой серии состояли из двух основных этапов. Для каждого этапа была разработана инструкция и форма отчета, следующего за экспериментом. Первый этап состоял в свободном осмотре трех сложных изображений, в разной степени структурированных. Инструкция давалась в устной форме и звучала так: «Сейчас на экране появится изображение. Вам нужно осмотреть его и запомнить как можно подробней. В следующем тесте надо будет найти отличия в похожем изображении».

На втором этапе испытуемый осматривал те же изображения, но с измененными фрагментами – размытыми областями размером 1,5°. У каждого испытуемого расположение размытых фрагментов изображений было основано на результатах тестов свободного осмотра: в местах концентрации точек фиксации; в областях, осмотренных испытуемым недолго; в местах, которым внимание не было уделено вообще. Всего в каждом изображении размывалось по 12–14 фрагментов. Инструкция к тесту поиска звучала следующим образом: «Сейчас на экране будет предъявлено одно из уже осмотренных Вами изображений. Найдите все фрагменты, в которых есть отличия, сосчитайте и запомните их положение».

Каждому испытуемому на каждом этапе предъявлялись последовательно три изображения, с небольшими (2–5 минут) перерывами для отдыха. Перед каждым тестом проводилась калибровка системы регистрации движений глаз, тест начинался синхронно с началом записи движений глаз. Когда испытуемый заканчивал осмотр, он подавал сигнал, и экспериментатор завершал тест. Время осмотра не было ограничено, и в наиболее длительном тесте оно составляло около восьми минут, обычно же испытуемые принимали решение об окончании теста в течение одной-трех минут.

Таким образом, на первом этапе испытуемый получал возможность свободно осмотреть изображения, применяя любую стратегию осмотра. Второй этап сопровождался появлением поисковой мотивации, для обнаружения модифицированных фрагментов изображений, которые были не слишком заметны и не отвлекали полностью внимание от сюжетной структуры изображения. Мотивация испытуемых усиливалась необходимостью последующего отчета.

При сравнении длительности фиксаций в разных экспериментальных условиях – с задачей свободного осмотра и поиска измененных фрагментов на одних и тех же изображениях и на одной и той же выборке испытуемых, обнаружено, что длительности фиксаций существенно различаются, как и характер их распределения (рис. 8). Видно, что распределение длительностей фиксаций, зарегистрированных в тестах с поиском измененных фрагментов, имеет большую выраженность второго экстремума в области длительных фиксаций. При объединении данных из экспериментов на трех изображениях, средние значения длительности фиксаций взгляда равны 337 ± 4 мс в тестах свободного осмотра, и 437 ± 11 мс в тестах поиска измененных фрагментов (p < 0,01, n₁ = 1389, n₂ = 679).

Рис. 8. Усредненные гистограммы распределения длительности фиксаций взгляда во время свободного осмотра и поиска измененных фрагментов на изображениях Im1, Im2 и Im3, построенные на основании всех полученных результатов

Между тестами свободного осмотра и поиска измененных фрагментов на одних и тех же изображениях в группе одних и тех испытуемых, помимо длительности фиксаций, обнаружены различия в количестве и расположении областей интереса (очерченные области точек фиксации взгляда на рисунке 9), а также в структуре траекторий осмотра. В частности, количество областей интереса, детектированных в экспериментах свободного осмотра изображений было меньше (в среднем, 5), чем в тестах поиска измененных фрагментов (в среднем, 8). Видно, что во время свободного осмотра области интереса (рис. 9 а) приурочены к основным объектам на изображениях Im1 и Im2, в то время как на изображении Im3 они располагаются чаще вдоль линии горизонта.

Рис. 9. Особенности пространственного распределения точек фиксации взгляда во время свободного осмотра трех изображений (a) и поиска измененных фрагментов на тех же изображениях (b): в обоих случаях представлены кумулятивные данные для всех испытуемых (n = 12) с нормировкой по количеству фиксаций. N1 – количество точек фиксаций в исходных данных, N2 – после нормировки, очерчены области интереса, детектированные с помощью алгоритма группирования по плотности точек фиксации

Обнаружено также, что длительность фиксаций в областях интереса внутри объектов на изображениях Im1 и Im2, отмеченных в устном отчете испытуемых после завершения теста, была значимо больше, чем в областях интереса, расположенных в фрагментах изображений, проигнорированных в отчете испытуемых (в среднем, 478,94 ± 14,22 мс и 113,65 ± 6,19 мс, соответственно). Этот факт позволяет объяснить известные данные (Suteliffe, Namoune, 2007) о различии между областями интереса, детектированными по плотности фиксаций и по их длительности. В частности, возможно, что несмотря на сходную плотность фиксаций в различных областях интереса, только часть из них с высокой семантической важностью для человека имеет большую длительность фиксаций взгляда. Данное предположение нуждается в экспериментальной проверке, так как это может дать ключ к определению семантически значимых фрагментов изображений по параметрам глазных движений.

Был проведен также анализ временной динамики длительности фиксаций и амплитуды саккад на разных этапах свободного осмотра и поиска измененных фрагментов изображений. Выраженная динамика этих параметров глазных движений обнаружена в обеих сериях тестов при осмотре трех изображений. Оказалось, что коэффициент вариации средней длительности фиксаций между испытуемыми был несколько больше в тестах свободного осмотра по сравнению с экспериментами поиска измененных фрагментов (104 % и 85 %, соответственно). В каждом тесте выделялись последовательные группы по 30 фиксаций, а затем в каждой группе вычислялись средние значения и их стандартные ошибки (рис. 10). Поскольку испытуемые принимали решение о прекращении каждой пробы самостоятельно, время окончания проб было различным, поэтому в последнем периоде отбирались 30 фиксаций, а между периодом № 6 и последним было произвольное количество фиксаций или саккад. Первый и последний периоды теста значимо отличались от остальных по критерию Вилкоксона (p < 0,01; n = 180, 167).

Саккады в первом и последнем периодах, включающих в себя по 30 событий, имели большую амплитуду по сравнению с остальными периодами (p < 0,01; n = 227 и 191). Выявлены две общие черты динамики длительности фиксаций и амплитуды саккад: 1) увеличение длительности фиксаций во втором временном периоде теста и ее уменьшение в последнем (когда испытуемые принимали решение закончить тест); амплитуда саккад имеет противоположный тренд динамики (рис. 10); 2) независимо от порядкового номера в периодах с минимальной длительностью фиксаций (в среднем, 397,90 ± 5,88 мс) амплитуда саккад была больше (в среднем, 4,15 ± 0,09°), чем в периодах с максимальной длительностью фиксаций (в среднем, 575 ± 10,62 мс и 3,10 ± 0,03°, p < 0,01, n₁ = 245, n₂ = 218).

Рис. 10. Сравнение средней длительности фиксаций и амплитуды саккад в последовательных периодах по 30 событий на этапе свободного осмотра изображения. В последний период входили события, отсчет которых велся от момента окончания теста

Как было показано ранее во многих работах, параметры движений глаз в процессе решения зрительных задач различной сложности зависят от множества факторов и механизмов, взаимодействующих между собой (Graupner et al., 2007; Underwood et al., 2006, 2008; Velichkovsky et al., 2005, 2010). Один из подходов к выяснению частных механизмов такого взаимодействия состоит в оценке временной динамики параметров движений глаз на различных этапах выполнения зрительной задачи. Так, в работе Unema et al. (2005) было показано, что длительность фиксаций в течение первого 500-миллисекундного периода теста значительно меньше, чем в последующих периодах, что соответствует полученным нами результатам. В ряде работ (Over et al., 2007; Unema et al., 2005) отмечается, что после этого первого периода вариация уменьшается и длительность фиксаций остается относительно стабильной на протяжении всего теста. Согласно нашим данным, длительность фиксаций также была относительно стабильной, но лишь до самого заключительного периода, когда испытуемому нужно было выполнить действие, означавшее окончание эксперимента. В этом периоде тестов длительность фиксаций взгляда резко уменьшалась и была даже меньше, чем в начальном периоде. При этом время решения текущей зрительной задачи (свободный осмотр или поиск измененных фрагментов на художественных картинах) у различных испытуемых существенно варьировалось. Напротив, в работе Unema et al. (2005) время на проведение тестов было фиксированным и заранее определялось экспериментатором, чем и объясняются наблюдаемые различия в динамике длительности фиксаций на заключительном этапе тестов. По-видимому, уменьшение длительности фиксаций взгляда на последнем этапе тестов может быть связано с переключением внимания испытуемого с решения зрительной задачи на решение моторной задачи (Pannasch et al., 2011), связанной с завершением теста.

Динамика амплитуды саккад, как было показано во многих работах, имеет тренд, противоположный динамике длительности фиксаций. В частности, в первом периоде, а также в последнем (согласно нашим данным), амплитуда саккад увеличена по сравнению с промежуточными периодами. Высказываются предположения о том, что обратные отношения между длительностью фиксаций и амплитудой саккад связаны с функционированием разных форм внимания – фокальной и пространственной (Velichkovsky et al., 2005). Возможно, синхронное разнонаправленное изменение амплитуды саккад и длительности фиксаций на разных этапах осмотра изображений отражает доминирование пространственного внимания на ранних и поздних этапах осмотра, и фокального – в течение промежуточных этапов. Кроме того, согласно некоторым работам, уменьшение длительности фиксаций на ранних этапах осмотра может быть связано с увеличением вклада восходящих механизмов управления вниманием (Oliva et al., 2003; Smeets, Hooge, 2003). В нашем случае, если сравнивать периоды по 30 фиксаций, то длительность фиксаций в последних периодах пробы в среднем короче на 25 мс, чем в первых периодах. Амплитуда саккад имеет в этих периодах обратное соотношение. Взятые вместе, эти изменения могут означать снижение роли фокального внимания перед принятием решения об окончании теста, а возможно, и снижение роли зрительного внимания в целом.

Еще одним фактором, влияющим на длительность фиксаций взгляда, является наличие или отсутствие мотивации поиска во время осмотра изображений. В нашей работе было показано влияние мотивации поиска измененных фрагментов во время осмотра сложных изображений, которое, в отличие от свободного осмотра, приводило к увеличению выраженности второй моды в распределении длительностей фиксаций взгляда (см. рис. 8). В работе Hooge et al. (1996) представлено распределение длительности фиксаций, полученное при поиске простых стимулов – колец Ландольта (кольца с узким разъемом в произвольном месте, которые используются в офтальмологии для проверки остроты зрения). При поиске этих стимулов также обнаружено бимодальное распределение длительности фиксаций, среднее значение мод составляет около 150 мс и 300 мс (Hooge et al., 1996), что может указывать на включение механизмов разного уровня при решении этой зрительной задачи.

Обнаруженные различия между экспериментами свободного осмотра и поиска измененных фрагментов сложных изображений указывают на то, что решение этих задач зрительного восприятия обусловлено различными механизмами. По-видимому, механизмы пространственного внимания доминируют в поисковых экспериментах, в то время как механизмы фокального внимания преобладают во время свободного осмотра изображений.

2.3. Распознавание динамически формирующихся изображений различной сложности в присутствии дистракторов

В этой серии экспериментов перед испытуемыми (n = 18) ставилась задача распознавания динамически формирующихся изображений. Использовался набор контурных полутоновых изображений (n = 92), состоящий из двух подгрупп: первая подгруппа была взята из работы Нуриевой (2003). Вторая подгруппа изображений выбрана из базы MPEG 7 CE Shape-1 Part B, изображения из этой подгруппы имели в некоторых случаях более плотный контур и могли отличаться по суммарной яркости от приведенных к одинаковым значениям по яркости изображений первой подгруппы. Размер изображений был равен 2° по вертикали и по горизонтали. Порог угловой скорости для детектирования саккад в этой серии экспериментов составил 40°/с.

После завершения каждой пробы испытуемые должны были отнести каждое изображение к одной из категорий: «человек, спорт, мебель, посуда, игрушка, фрукт, инструмент, растение, аксессуар, транспорт, животное, насекомое, овощ, птица, еда, электроника, дерево, профессия, украшение, ничего из перечисленного» – всего 20 категорий. Предъявлялось четыре варианта ответа – один из них был правильным, а три остальных – заранее определенные псевдослучайные варианты. При подборе неправильных вариантов для каждого изображения предусмотрено исключение возможности отнесения изображения к нескольким категориям: например, если на изображении была корова, то правильным ответом была категория «животное», а из неправильных вариантов исключалась возможность попадания в набор ответов категорий «еда»; после изображения яблока исключалась возможность попадания в набор категорий «еда», «растение», «дерево», если правильным ответом была категория «фрукт».

Кроме того, в 31-й пробе в качестве целевого стимула использовалось изображение контрольного стимула – контурного креста, имеющего тот же размер, что и более сложные изображения. После креста в вариантах ответа появлялся всего один ответ – «продолжить тест».

Место появления правильного ответа, либо надписи «продолжить тест» выбиралось случайно после каждой пробы и могло располагаться сверху, снизу, справа или слева от центра монитора, с центром каждой надписи в середине верхней, нижней, правой или левой половины монитора. Испытуемый выбирал нужный ответ с помощью кнопок со стрелками, указывая, какой ответ он считает верным – верхний, нижний, правый или левый. В случае появления надписи «продолжить тест» он также был проинструктирован указывать сторону появления надписи аналогично тому, как он это делал в остальных пробах. Испытуемый не получал информации о совершенных ошибках.

Для проведения экспериментов этой серии разработана оригинальная методика для исследования динамики эффекта дистрактора при использовании изображений различной сложности. Основные ее особенности состояли в следующем: 1) каждое целевое изображение как целое и дистракторы предъявлялись внутри центральной (фовеальной) части поля зрения; 2) использование проявляющихся стимулов, которые на первых этапах пробы представляли собой неузнаваемый набор точек, а на последующих этапах становились все более четко различимыми объектами; 3) эффект дистрактора оценивался на различных этапах предъявления целевых изображений; 4) прекращение текущей пробы (self-terminated paradigm) после принятия решения испытуемым о распознавании изображения на данном этапе его прорисовки. Метод обеспечивает устойчивый эффект увеличения длительности фиксаций взгляда при совместном предъявлении целевого стимула и дистрактора.

Проявляющиеся изображения динамически формировались следующим образом. При каждом обновлении экрана монитора добавлялись девять пикселей к предыдущим пикселям, принадлежащим контурному изображению объекта. Таким образом, со временем контур изображения становился все более плотным и видимым (рис. 11). При размере изображений 100×100 пикселей предъявление всех пикселей занимает 18 500 мс.

Рис. 11. Два примера проявления контурных изображений через 6, 12 и 18 с после начала пробы

В начале эксперимента на экране стимуляционного монитора перед испытуемым появлялась инструкция, поясняющая задачу теста (распознать каждое целевое изображение, предъявляемое в отдельных пробах теста как можно быстрее), этапы пробы и последовательные необходимые действия испытуемого. Каждая проба состояла из трех основных этапов: на первом этапе испытуемому предъявлялся слайд с фиксационным стимулом – темно-серым крестом в центре монитора. Размер этого стимула составлял 1 × 1°. На втором этапе начиналось попиксельное предъявление изображения по методу, описанному выше. Одновременно с проявлением изображения в случайно выбранных пробах предъявлялся также дистрактор – светло-голубое узкое кольцо радиусом 2°. Дистрактор предъявлялся вокруг той точки на мониторе, где испытуемый фиксировал свой взгляд. Кроме того, момент предъявления дистрактора был приурочен к началу выбранной фиксации (в среднем, через 80 мс после ее начала), длительность предъявления дистрактора – 80 мс. Количество предъявлений дистрактора в отдельных пробах варьировало от 2 до 8. Примерная схема и временные отношения этапов эксперимента представлены на рисунке 12.

Рис. 12. Схематичное представление эксперимента при предъявлении сложных целевых изображений (слева) и креста (справа): первый этап – маска (1), второй этап – проявление изображения (2), во время которого может происходить предъявление дистрактора (3) и третий этап – выбор ответа (4)

После распознавания объекта испытуемые нажимали кнопку «пробел» на клавиатуре, что вызывало переход к третьему этапу. Кроме того, во время второго этапа фиксировались такие параметры, как время распознавания целевого изображения, время возникновения и положение дистрактора. Во время нажатия пробела также делалась копия экрана монитора и регистрировалась длительность распознавания предъявляемого изображения. Одновременно с этим велась регистрация движений глаз. На заключительном этапе испытуемые выбирали ответ из предложенных на мониторе названий категорий с помощью кнопок со стрелками.

Анализ зависимости эффекта дистрактора от порядкового номера его предъявления с помощью апостериорного теста Дункана показал, что значимое увеличение длительности фиксаций при совместном применении целевых изображений и дистрактора по сравнению с длительностью фиксаций на целевом изображении без дистрактора обнаруживается для первого и второго предъявления дистрактора (p < 0,01) и третьего его предъявления (p < 0,05). Эффект четвертого и пятого предъявления дистрактора значимо меньше (рис. 13a), чем первых двух (p < 0,01). В соответствии с этим, в дальнейшем анализе, в основном, использованы данные, ограниченные пятью первыми предъявлениями дистрактора. Оценивалось также влияние количества предъявлений дистрактора на время опознания целевых изображений (рис. 13b). Видно, что в тестах с одним предъявлением дистрактора время опознания целевых изображений минимально, различия с тестами без дистрактора для объектных изображений статистически значимы (t-критерий Стьюдента, p < 0,05). При увеличении количества предъявлений дистрактора время опознания достигает величин в пробах без предъявления дистрактора и даже его превосходит (точка «0» на оси абсцисс).

С учетом времени распознавания, оцениваемого по моменту прекращения каждого теста испытуемыми, а также количества допущенных ошибок при отнесении изображения к той или иной категории были выделены две группы проявляющихся изображений – простые и сложные для опознания. В результате было выбрано 44 изображения, 22 из которых были отнесены к группе «простых» (время опознания до девяти секунд) и 22 – к группе «сложных» (время опознания более 12 секунд), Наиболее простыми стимулами были контурные кресты, симметричные по вертикальной и горизонтальной оси, и имеющие только прямые линии и углы 90°. В группу «простых» попали контурные изображения объектов, лишенные всяких деталей. В группу «сложных» попали изображения, в которых было большое количество плавных линий, изгибов, углов и штрихов, и отдельных деталей (рис. 14).

Рис. 13. Зависимость эффекта дистрактора от порядкового номера его предъявления (a) и времени опознания целевых изображений от количества предъявлений дистрактора в пробе (b): a – длительности фиксаций без дистрактора (ф) и фиксаций с дистрактором в соответствии с порядковым номером его предъявления (Ф + Д1 – Ф + Д5); вертикальные линии на графике соответствуют доверительному интервалу 0,95; b – широкими линиями представлены данные для объектных целевых изображений, тонкими линиями – для изображений креста, вертикальные линии на графиках – стандартные ошибки

Рис. 14. Примеры проявляющихся изображений с различным временем распознавания: среднее время в секундах для всей выборки испытуемых указано под каждым изображением

Обнаружено, что, помимо различия во времени опознания, простые и сложные изображения различаются и по времени выбора категории на последнем этапе теста (t-критерий Стьюдента, p < 0,05). По точности выбора категории объекта и степени проявления их контура на момент опознания (этот параметр вычислялся в процентах от уровня заполнения контура каждого исходного изображения) выявлен лишь тренд различий между сложными и простыми изображениями (табл. 1).

Таблица 1

Параметры опознания и определения категории простых и сложных объектных динамически формирующихся изображений

Для оценки эффекта дистрактора при осмотре простых и сложных проявляющихся изображений были построены гистограммы распределений длительности фиксаций (рис. 15), которые затем аппроксимировались непрерывными кривыми (Владимирский и др., 2008). Визуальный анализ распределений указывает на их бимодальный характер при одновременном предъявлении целевого изображения и дистрактора, в отличие от мономодальных распределений в отсутствие дистрактора. Дополнительный анализ с помощью алгоритма оценки максимального правдоподобия для неоднородных распределений (http://www.R-project.org) позволил выявить наличие двух частных логнормальных распределений и их статистические параметры. Из данных, представленных на рисунке 15 (2), видно, что при совместном предъявлении целевых изображений и дистракторов выраженность второго экстремума – в области длительных фиксаций – возрастает, а эффект дистрактора уменьшается при повышении сложности целевого изображения, что проявляется в уменьшении средней длительности фиксаций по сравнению с простыми изображениями.

Так же, как в тестах с предъявлением статических сложных изображений, результаты которых описаны в предыдущем разделе, был проведен анализ временной динамики длительности фиксаций в процессе осмотра динамически формирующихся изображений (табл. 2).

Рис. 15. Распределение длительности фиксаций без дистракторов (1) и фиксаций с дистракторами (2) в группах простых (а), сложных (б) изображений: , ₁, ₂ – средняя длительность фиксаций в выборках с предъявлением дистракторов. Количество фиксаций (n): «1а» – n = 4158, «1б» – n = 7993, «2а» – n = 382, «2б» – n = 687.

В каждой пробе были выделены по четыре последовательных периода по 300 мс с отсчетом от ее начала и конца. Затем по результатам тестов на всей выборке испытуемых в каждом периоде данные о величине фиксаций усреднялись, раздельно для простых и сложных изображений и крестов. Вычислялась также средняя длительность фиксаций в промежуточных периодах. Приведенные в таблице 2 значения свидетельствуют о том, что длительность фиксаций возрастает при переходе от первого периода ко второму при осмотре всех групп изображений, что особенно выражено при осмотре крестов. Кроме того, в последнем периоде пробы перед принятием решения испытуемыми о распознавании изображения наблюдается резкое уменьшение длительности фиксаций.

Таблица 2

Временная динамика длительности фиксаций в процессе осмотра динамически формирующихся изображений различной сложности

Таким образом, особенности временной динамики длительности фиксации в процессе теста, обнаруженные при осмотре стационарных картин, предъявляемых в значительной части поля зрения, проявляются также и при распознавании небольших динамически формирующихся изображений, предъявляемых в фовеальной части поля зрения.

Основные результаты проведенного исследования состоят в следующем:

– разработан и протестирован метод генерации динамически формирующихся целевых изображений и применения дистрактора, предъявляемых в фовеальной части поля зрения;

– обнаружено бимодальное распределение длительности фиксаций при совместном применении целевых изображений и дистрактора в отличие от мономодального распределения при изолированном предъявлении целевых объектов;

– показано, что влияние дистрактора зависит от сложности целевого изображения;

– получены данные, свидетельствующие об эффекте привыкания к дистрактору;

– обнаружено различие между простыми и сложными изображениями не только по времени опознания, но и времени выбора категории объектов.

Известны две парадигмы применения дистракторов – «fixate-and-jump» и «gaze-contingent» (Graupner et al., 2007, 2011; Pomplin et al., 2001), основное отличие между которыми состоит в использовании набора простых зрительных стимулов в первом методе и сложных изображений, на фоне которых предъявлялись дистракторы, во втором. Разработанный метод может быть рассмотрен как частный случай «gaze-contingent» парадигмы, в котором и целевые изображения, и дистракторы предъявляются внутри фовеальной части поля зрения. При этом и саккады, и фиксации взгляда при осмотре и опознании целевого изображения сконцентрированы в пределах центральной 2-градусной зоны. Метод обеспечивает минимизацию вклада механизмов периферического зрения и пространственного внимания. Еще одна особенность разработанного метода состоит в динамическом формировании целевых изображений, которые на начальных этапах представляют собой трудно опознаваемый набор точек, а на последующих становятся все более различимыми объектами (см. рис. 11). Это создает условия для дозированного изменения уровня перцептивной нагрузки, который может быть количественно измерен по времени, необходимом для опознания объекта на данном этапе его проявления.