Текст книги "Чеширская улыбка кота Шрёдингера: мозг, язык и сознание"

Первая серия. После четырех – шести прослушиваний монтажа МНС-1 каждый испытуемый начинал давать однозначные или близкие определения для отдельных типов сигналов. Наименование по подобию со знакомыми звуками использовалось всеми испытуемыми. Фонетическая транскрипция определялась шестью лицами (из них четыре являлись высококвалифицированными фонетистами). Эмоциональное выражение и звуковысотные характеристики были зафиксированы десятью испытуемыми.

В табл. 1 представлена выборка наименований, даваемых слушателями по разным критериям оценки. Из нее видно, что определения по критериям подобия со знакомыми звуками для одних типов сигналов переслаиваются друг с другом, для других – оказываются весьма отличными. Так, ориентировочный и приветственный сигналы получают у некоторых слушателей такие одинаковые наименования, как трель; призывный, оборонительный и пищевой длинный определяются как скуление, повизгивание; сигнал агрессии, определяемый как хрип, рычание, оказывается резко отличным от других, но имеет общее наименование с конечным компонентом ориентировочного сигнала, характеризуемого как хрип. По эмоциональным характеристикам три сигнала – призывный, оборонительный, пищевой длинный – получают такое общее определение, как жалобный звук. По звуковысотным характеристикам изменение высоты вверх определяется для двух сигналов – приветственного и пищевого длинного; изменение высоты вниз характерно для ориентировочного сигнала.

Таблица 1. Оценка разных типов звуков обезьян по четырем критериям (первая серия опытов)

Примечание: точками с запятой разделены обозначения, даваемые разными испытуемыми, запятыми —обозначения, даваемые одним и тем же испытуемым.

Весьма интересны данные фонетической транскрипции. Так, четыре сигнала (призывный, оборонительный и пищевые длинный и короткий) относятся к группе гласных. Один сигнал, имеющий чисто шумовой характер (агрессивный), относится к группе согласных. Один из сигналов (ориентировочный) характеризуется как состоящий из последовательности согласного и гласного или как звучный согласный (вибрант). К этому сигналу, по определению одного фонетиста, примыкает приветственный сигнал; другие фонетисты отмечают в приветственном лишь гласноподобные компоненты. Как можно видеть из табл. 1, в фонетической транскрипции выступает не только отнесение разных типов сигналов к трем общим категориям: гласноподобных, согласноподобных и смешанных (гласный + согласный), но и наличие более специализированных оценок, характеризующих каждый тип сигнала по дополнительным признакам.

Из изложенного следует, что для представленных типов сигналов, из которых каждый опознается испытуемыми как отличный от другого, характерной является множественность определений одного и того же сигнала. Это множественность определений является, как хорошо известно, типичной для опознания сложных многомерных звуков.

Вторая серия. А. При первых прослушиваниях монтажа сигналов МНС-2 испытуемые выделяют все большее число групп сходных сигналов, приписывая соответствующим клавишам самые различные обозначения. На рис. 1 показана усредненная для восьми испытуемых величина информации о типах сигналов, воспринятая ими при разных прослушиваниях МНС-2 (кривая 1), а также значения коэффициента вариации этой величины, отражающие разброс классификаций сигналов разными испытуемыми (кривая 2). Как видно из рис. 1, изменение этих величин имеет закономерный характер. В начале опытов информация, воспринимаемая испытуемыми о типах сигналов, быстро растет и их классификации начинают быстро сближаться. После шестого – восьмого прослушиваний скорость нарастания величины воспринятой информации значительно падает и различия классификаций разных испытуемых стираются медленнее.

Рис. 1. Средняя величина информации I о типах сигналов, воспринимаемая испытуемыми (кривая 1), коэффициент вариации CI величины информации I, воспринятой разными испытуемыми (кривая 2). По ординате – информация в битах, по абсциссе – номер прослушивания

Следует отметить что начиная с двенадцатого – четырнадцатого прослушивания обозначения, даваемые испытуемыми сводным группам сигналов, оставались постоянными и соответствовали одним и тем же клавишам. В результате к концу опытов классификация испытуемых стабилизировалась и становилась тесно связанной с типами сигналов. В табл. 2 приведена средняя классификационная матрица, дающая численное выражение этой связи для отдельных типов сигналов. В этой таблице просуммировано 4096 ответов восьми испытуемых, полученных в течение девяти последних прослушиваний, соответствующих периоду стабилизации ответов. В левом столбце таблицы указаны номера соответствующих клавиш (письменные наименования клавиш в целом соответствуют наименованиям по критерию подобия табл. 1). Остальные столбцы соответствуют типам сигналов, представленных в монтаже МНС-2. Цифры таблицы выражают процентное соотношение нажатия различных клавиш для каждого типа сигналов. Как видно из диагонали таблицы, выделенной жирными цифрами, для большинства типов сигналов от 72 до 99 % нажатий на клавиши соответствуют определенному типу. Лишь для двух типов (оборонительного и длинного пищевого) это соответствие выражается 66 и 23 %.

Таблица 2. Классификация разных типов звуков обезьян (вторая серия опытов)

Как уже указывалось ранее, в монтаже МНС-2 полностью отсутствовали сведения о делении сигналов на типы. Поэтому высокий процент ответов испытуемых, соответствующих большинству типов сигналов, позволяет предположить, что классификация испытуемых основывается на тех же общих физических признаках сигналов, которые существенны в обоих случаях.

Числа n_ij (при i ≠ j) классификационной матрицы, расположенные вне выделенной диагонали табл. 2, соответствуют отклонениям состава классификационных групп испытуемых от типов предъявлявшихся сигналов. Каждое из этих чисел выражает процент нажатия j-й клавиши, связанной преимущественно с другими типами сигналов, при предъявлении данного, i-го типа. Сумма чисел n_ij и n_i‘j‘‘ (при i‘ = j; j‘ = i; i ≠ j), симметричных относительно выделенной диагонали, соответствует, таким образом, взаимному перекрытию сигналов i-го и i‘-го типов в ответах испытуемых (в процентах от общего количества ответов на каждый тип). Сравнение перекрытий сигналов различных типов с их физическими характеристиками позволяет судить о значении различных параметров сигнала для его опознания.

Б. При предъявлении монтажа МНС-2 была проведена серия прослушиваний, задачей которых являлась оценка эмоциональных характеристик звуков. Испытуемые получали инструкцию давать эмоциональную оценку по произвольно выбираемым ими наименованиям. В прослушиваниях участвовало десять испытуемых второй группы. Распределение даваемых испытуемыми письменных наименований эмоциональных характеристик после двадцать четвертого прослушивания носило весьма закономерный характер. Так, из шестидесяти четырех наименований соответственно общему числу сигналов в монтаже МНС-2 лишь одно не совпадало по характеру обозначенной эмоции со всеми другими определениями сигнала (относится к сигналу агрессии). Полученные данные близки к эмоциональным характеристикам, представленным в табл. 1, несмотря на то что в обоих сериях опытов использовались отличные психофизические процедуры.

Сопоставление результатов, полученных при прослушивании двух монтажей (МНС-1 и МНС-2). Сопоставление требует выделения обобщенных групп характеристик, по которым могут быть классифицированы типы сигналов. Наиболее ясными классификационными группами по фонетической транскрипции являются следующие:

1) гласноподобные;

2) согласноподобные;

3) смешанные (согласный + гласный).

Эмоциональные характеристики можно разбить на четыре группы:

1) эмоционально-нейтральные (вопрос, удивление, покой, возглас…);

2) эмоционально-положительные (радость, удовольствие, веселье…);

3) эмоционально-отрицательные активные (гнев, ярость, злоба…);

4) эмоционально-отрицательные пассивные (жалоба, тревога, испуг, неудовольствие…).

Это разделение, хотя и является грубым, оказывается полезным для обобщенной характеристики типов сигнала. Музыкально-высотные характеристики могли быть разделены на три группы:

1) мелодичные;

2) шумовые;

3) смешанные.

В результате получаются десять обобщенных характеристик, по которым могут быть описаны все типы сигналов.

В табл. 3 представлены подобного рода данные. Поскольку таблица носит качественный характер, в ней вводятся лишь два обозначения, показывающие наличие данной характеристики в большинстве случаев (+ +) и в редких случаях (+).

Рассмотрение отношений характеристик по сходству и различию для разных типов сигналов показывает, что все гласноподобные сигналы одновременно характеризуются как мелодичные; некоторую особенность представляют приветственные сигналы (№ 2), которые фонетически характеризуются чаще как гласноподобные, реже как смешанные. По эмоциональным выражениям три гласноподобных мелодических сигнала (№ 3, 4, 7) получают характеристики эмоционально-отрицательных пассивных, а сходные с ними приветственные сигналы получают во всех без исключения случаях эмоционально-положительное наименование.

Ориентировочные сигналы (№ 1) получают наиболее частые наименования, характеризуемые как эмоционально-нейтральные. Встречаются очень редко эмоционально-положительные наименования, сближающие их с приветственными (№ 2), что видно также по фонетической транскрипции, и эмоционально-отрицательные, пассивные, сближающие их с сигналами угрозы (№ 5). Эмоционально-нейтральными во всех случаях являются короткие пищевые сигналы (№ 8), которые по этой характеристике подобны ориентировочным. Таким образом, эти два типа сигналов (№ 1 и 8), несмотря на отличие всех других характеристик, оказываются сходными по их наименьшей эмоциональной выраженности (нейтральные).

Таблица 3. Оценка разных типов звуков обезьян по обобщенным характеристикам (первая и вторая серии опытов)

Сопоставление данных опознания с физическими характеристиками сигналов. На рис. 2 представлены динамические спектрограммы восьми типов сигналов, входящих в монтажи. По этим динамическим спектрограммам возможно судить о спектральных и временных параметрах разных типов сигналов. Расположение спектрограмм на рис. 2 соответствует наличию или отсутствию тех или иных фонетических обобщенных характеристик сигналов по данным табл. 3. В верхней части рис. 2, А показаны спектрограммы согласноподобного сигнала (агрессии, 6) и смешанных сигналов (ориентировочного, 1; угрозы, 5). В нижней части рис. 2, А и на рис. 2, Б показаны спектрограммы гласноподобных звуков (призывный, 3; длинный пищевой, 7; оборонительный, 4; приветственный, 2; короткий пищевой, 8).

Как видно из спектрограмм, наиболее общим признаком, объединяющим гласноподобные звуки, является хорошо выраженная гармоническая структура их спектра, несмотря на различную длительность импульсов и выраженность частотной модуляции гармоник. Для импульсов согласноподобных звуков, напротив, характерно наличие широких спектральных полос с одним размытым максимумом на низких частотах. В полном соответствии с данными табл. 3 спектральная структура смешанных (гласный + согласный) сигналов имеет промежуточный характер: их начальные импульсы имеют гармоническую структуру, а спектры конечных импульсов имеют признаки, сближающие эти звуки с согласноподобными. Как уже отмечалось выше, по звуковысотным обобщенным характеристикам можно выделить группы сигналов, которые полностью соответствуют группам, выделенным по фонетическим характеристикам. Это позволяет полагать, что звуковысотным характеристикам соответствуют те же физические признаки различных типов сигналов, которые оказываются существенными для их фонетической характеристики.

Рис. 2. Динамические спектрограммы сигналов, представленных в монтажах.

Цифры под спектрограммами соответствуют номерам сигналов.

По ординате – частота в кГц, по абсциссе – время.

Спектрограммы сняты на сонографе фирмы «Кау».

Ширина полосы —300 Гц.

Уровень интенсивности частотных составляющих представлен числом замкнутых контуров (шаг 6 дБ) и степенью зачернения.

Максимальное зачернение соответствует 42 дБ. А и Б см. в тексте

Результаты второй серии опытов, касающиеся отклонений классификации испытуемых от типов сигналов, позволяют уточнить значение рассмотренных физических признаков для опознания сигналов. На рис. 3 условно показаны перекрытия восьми типов сигналов в ответах испытуемых по данным табл. 2 (для упрощения учтены лишь перекрытия, превышающие 10 %). Кружки с номерами соответствуют типам сигналов; их расположение соответствует расположению спектрограмм на рис. 2. Линии схемы соединяют перекрывающиеся типы, а цифры около линий соответствуют величине перекрытий.

Рис. 3. Схематическое изображение перекрытий восьми типов сигналов в ответах испытуемых (по данным табл. 2). Объяснение см. в тексте

Из рис. 3 видно, что перекрытия между типами имеют ограниченный характер и происходят внутри двух групп сигналов (обведены штриховкой), имеющих отличные обобщенные характеристики. К первой группе относятся все гласноподобные звуки (2, 3, 4, 7, 8), а ко второй – согласноподобные (6) и смешанные (1, 5). Поскольку перекрытия между этими группами отсутствуют, можно полагать, что при опознании типа сигнала присутствие или отсутствие импульсов с шумовым спектром имеет определяющее значение. Характер перекрытий внутри групп позволяет судить об использовании деталей этого признака для опознания типа в пределах каждой группы. Так, сравнение особенностей спектрограмм и перекрытий гласноподобных звуков 3, 4 и 7-го типов позволяет полагать, что для их опознания в первую очередь существенна глубина частотной модуляции, максимальная для 4-го и минимальная для 3-го типов. Перекрытия типов внутри первой группы имеют также закономерный характер и связаны, очевидно, с различным удельным весом гармонических и шумовых импульсов в спектрах 1, 5 и 6-го типов. Пятый тип, занимающий в этом смысле промежуточное положение, имеет почти симметричные перекрытия с 1-м (преобладание гармонических импульсов) и 6-м типами (только шумовые импульсы).

Опознание человека и поведенческие ситуации, характеризующие звуковое излучение. Изучение поведенческих ситуаций, которые характерны для издавания капуцинами разных типов сигналов, дает возможность сопоставить эти ситуации с характеристиками опознания человеком соответственных сигналов [Гершуни, Мальцев, 1970]. Так, сигналы ориентировочный (1) и короткий пищевой (8) издаются животными спонтанно; издавание этих сигналов усиливается для первого при появлении каких-либо незнакомых объектов на большом расстоянии, для второго – при виде и поедании обычной пищи. Приветственный сигнал (2) возникает при появлении людей, хорошо знакомых капуцинам (в частности, экспериментатора), которые их обычно кормят и ласкают. Призывный сигнал (3) возникает при отсаживании самки капуцина или уходе экспериментатора. Оборонительный сигнал (4) возникает при угрожающих движениях экспериментатора. Сигнал угрозы (5) возникает при приближении постороннего лица, которое делает угрожающие движения. Сигнал агрессии (6) возникает в этих же условиях, непосредственно следуя за предыдущим. Длинный пищевой (7) возникает при приближении и поедании особенно лакомой пищи.

Сопоставление поведенческих ситуаций, характерных для излучения животными определенных типов сигналов, с оценкой этих сигналов испытуемыми (табл. 1, 3) показывает соответствие оценок эмоциональной значимости сигналов, даваемых людьми для этих совершенно неизвестных им звуков, формам поведения животных, достаточно ярко выражающих их эмоциональное состояние во время излучения определенных типов звуков. Это соответствие выражено в достаточной степени ярко для четырех типов сигналов, относимых по критериям эмоциональной значимости к эмоционально-положительным (2), эмоционально-отрицательным пас– сивным (3, 4) и эмоционально-отрицательным активным (6).

Два сигнала, относимые к эмоционально-нейтральным: ориентировочный (1) и короткий пищевой (8), выделяются в отдельную поведенческую группу, характеризуемую постоянным (спонтанным) звукоизлучением.

Как видно из изложенного, звуки, издаваемые обезьянами, представляют собой сложные звуки. Исследование восприятия этих звуков, которое рассматривалось выше, основывалось на опознании по сходству их друг с другом (табл. 2), а также по нескольким критериям оценок (табл. 1). Обобщенные характеристики опознания, из которых вытекала классификация сигналов (табл. 3), позволяли разделить их по фонетическим и звуковысотным оценкам на три группы: гласноподобные (мелодические), согласноподобные (шумовые) и смешанные.

При сопоставлении с сонограммами (рис. 2) разделение на три группы по соотношению гармонических и шумовых составляющих в сигналах выступало достаточно ясно. Однако при использовании критерия эмоциональной значимости деление сигналов на три категории оказалось неприемлемым. Так, из относимых к гласноподобным пяти сигналов (2, 3, 4, 7, 8) два сигнала – приветственный (2) и короткий пищевой – получали отличные от основной группы (3, 4, 7) эмоциональные характеристики (табл. 3).

Динамические спектрограммы показывают, что именно эти два сигнала (2 и 8), обладающие типичными для гласноподобных звуков гармоническими составляющими, имеют совершенно отличную временную структуру. Для этой структуры характерно наличие коротких импульсов, которые для сигнала (2) образуют посылку из восемнадцати импульсов с фиксированными небольшими интервалами между импульсами. Сигнал (8) образуется из одного или двух коротких импульсов, отставленных друг от друга на значительные и сильно варьирующие отрезки времени. В случае приветственного сигнала слышится приятная трель; короткий пищевой сигнал воспринимается как отдельный короткий звук, не имеющий эмоционального выражения.

Ошибки в классификации этого сигнала в группе гласноподобных звуков (смешение восьмого сигнала с седьмым и четвертым, см. рис. 3) также определяются отличием во временной структуре сигналов – количеством предъявляемых импульсов. Таким образом, очевидно, что для эмоциональных характеристик отличия временной структуры сигнала могут приобретать решающее значение для отнесения его к разным категориям (положительным, отрицательным, нейтральным).

Изложенное показывает, что, так же как при изучении опознания других сложных звуков и в первую очередь звуков речи, исследование звуков обезьян требует установления существенной для данных критериев опознания совокупности физических параметров сигнала.

Встает общий вопрос, требующий рассмотрения. Исследуемые звуки представляют собой с биологической точки зрения сигналы, используемые обезьянами данного рода для коммуникации. Опознание этих сигналов людьми обнаружило примечательное соответствие между эмоциональными характеристиками этих звуков, даваемыми людьми, слышавшими их впервые, и теми эмоциональными состояниями животных, о которых можно судить по формам поведения, характерным для излучения определенных типов сигналов. Это дает основания для суждения о некоторых признаках звуковых коммуникационных сигналов, которые должны быть однозначно связаны с выражением определенных эмоциональных состояний.

Вместе с тем представленные данные оставляют открытым вопрос об организации других видов коммуникационных сигналов для данного вида обезьян. Это в первую очередь относится к таким получающим нейтральную и неоднозначную эмоциональную характеристику сигналам, как ориентировочный. Этот сигнал, очевидно, используется для звуковой связи между животными на дальнем расстоянии [Гершуни, Мальцев, 1970; Marler, Hamilton, 1967]; он обладает наиболее сложной по своей организации спектрально-временной структурой.

Результаты исследования восприятия этого сигнала, которые излагаются в другой работе (предварительные сообщения [Гершуни и др., 1975]), показывают, что признаки, существенные для его опознания, значительно отличаются от исследованных сигналов, имеющих выраженную эмоциональную значимость. Дальнейшее исследование должно дать возможность ответить на вопросы о характере организации разных коммуникационных сигналов у различных представителей приматов. Подобное исследование существенно для изучения эволюции функции звуковой коммуникации, приводящей к речи человека.