Свойства восприятия схема: Д3. Свойства восприятия – Эффективная работа в MS Office

]

1111

механистический учет субъективного осознания

Front Psychol. 2015; 6: 500.

Принстонский институт неврологии, факультет психологии, Принстонский университет, Принстон, штат Нью-Джерси, США

Отредактировал: Элиза Филевич, Университетский колледж Лондона, Великобритания

Рецензент: Маркус Роткирх, Charité — Universitätsmedizin Berlin, Германия; Кристиан Джейкобс, Вестминстерский университет, Великобритания; Эсекьель Морселла, Государственный университет Сан-Франциско и Калифорнийский университет, Сан-Франциско, США

Поступила в редакцию 7 января 2015 г .; Принято, 2015 г. 8 апреля.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY). Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) или лицензиара и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой.Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.

Abstract

Недавно мы предложили теорию схемы внимания, новый способ механистического и научно проверяемого объяснения основ субъективного осознавания мозга. Теория начинается с внимания — процесса, с помощью которого сигналы конкурируют за ограниченные вычислительные ресурсы мозга. Эта внутренняя конкуренция сигналов частично находится под влиянием снизу вверх, а частично — под контролем сверху вниз.Мы предполагаем, что контроль внимания сверху вниз улучшается, когда мозг имеет доступ к упрощенной модели самого внимания. Таким образом, мозг строит схематическую модель процесса внимания, «схему внимания», почти так же, как он конструирует схематическую модель тела, «схему тела». Содержание этой внутренней модели приводит мозг к сделать вывод, что он имеет субъективный опыт. Одно из преимуществ этой теории состоит в том, что она объясняет, как иногда осознание и внимание могут разъединяться; внутренние модели мозга никогда не бывают идеальными, и иногда модель отделяется от моделируемого объекта.Второе преимущество этой теории состоит в том, что она объясняет, как мы можем осознавать как внутренние, так и внешние события. Мозг может обращать внимание на многие типы информации, включая внешнюю сенсорную информацию и внутреннюю информацию об эмоциях и когнитивных состояниях. Если осведомленность — это модель внимания, тогда эта модель должна относиться к тем же областям информации, к которым относится внимание. Третье преимущество этой теории состоит в том, что она дает проверяемые прогнозы. Если осознание — это внутренняя модель внимания, используемая для помощи в контроле внимания, то без осознания внимание все еще возможно, но должно страдать от дефицита контроля.В этой статье мы рассматриваем существующую литературу о взаимосвязи между вниманием и осведомленностью и предполагаем, что по крайней мере некоторые из предсказаний теории подтверждаются доказательствами.

Ключевые слова: сознание, осознание, внимание, теория управления, схема внимания, схема тела, предвзятая конкуренция

Введение

Что такое субъективный опыт и как он может быть результатом деятельности мозга? Служит ли он какой-либо полезной цели или это просто эпифеномен, возникающий в результате деятельности мозга, не играющий роли в его функции? Недавно мы предложили теорию схемы внимания в попытке ответить на эти и другие связанные с этим вопросы (Graziano, Kastner, 2011; Graziano, 2013; Graziano, Webb, 2014; Kelly et al., 2014). Короче говоря, теория предполагает, что субъективное осознавание — это внутренняя модель процесса внимания мозга.

На рисунке показаны основные компоненты теории схемы внимания. Человек на рисунке Рис. смотрит на яблоко. Визуальное представление яблока выиграло соревнование, подавив представление других визуальных стимулов. Такое объяснение мозговой основы внимания обычно называют теорией предвзятого соревнования внимания (Desimone and Duncan, 1995; Beck and Kastner, 2009).Результат этого соревнования сигналов имеет важные последствия. Обслуживаемые стимулы, такие как яблоко на рисунке , рис. , оказывают гораздо большее влияние, чем необслуживаемые стимулы, на другие системы мозга и, следовательно, на память и поведение.

Теория схемы внимания. (A) Зрительное внимание привлекает изображение яблока. Сам по себе этот процесс приводит к способности точно обрабатывать стимулирующие характеристики яблока — форму, цвет, движение и т. . (B) Чтобы мозг пришел к выводу, что он обладает субъективным восприятием яблока, мозгу требуется больше, чем просто информация о визуальном стимуле [V]. Это требует, чтобы мозг также располагал информацией о себе [S] и о процессе, который связывает их вместе, внимание [A], так что более широкие, всеобъемлющие отношения между собой, вниманием и стимулом [S + A + V ] могут быть представлены. Согласно теории, компонент A этого более широкого представления не будет включать в себя какие-либо физические, механистические детали реального процесса внимания, и поэтому может показаться, что он изображает физически невозможную сущность, процесс, который может выполнять те же действия, что и внимание без механической основы для этого.Этот мозг заключил бы, что он обладает фундаментально загадочным свойством: умственное владение чем-то, субъективное осознание. В этом описании вывод мозга о том, что он обладает субъективным осознаванием, отражает информацию, содержащуюся в упрощенной, но полезной модели внимания, схеме внимания.

Яблоко, однако, является лишь частью большего целого. На рисунке показан мозг, построивший модель этого большего целого. Модель содержит не только визуальное представление яблока (V), но также модель себя как физического и ментального агента (S) и модель взаимоотношений между ними: внимание (A).

Как это предложение затрагивает основу субъективного опыта мозга? Предполагаемая модель внимания или схема внимания (компонент A на рис. , рисунок ) не могла бы быть полностью детализированной моделью нейробиологического феномена внимания. Он не будет включать ничего о боковом торможении, конкуренции сигналов или потенциалах действия. Мозг не имеет функционального использования для информации об этих физических деталях. Вместо этого модель будет больше похожа на набросок из мультфильма, который изображает наиболее важные и полезные аспекты внимания, без представления каких-либо механистических деталей, которые заставляют внимание действительно проявляться.

На основе информации, содержащейся в этой упрощенной модели, мозг B заключит, что он обладает феноменом со всеми наиболее значимыми аспектами внимания — способностью мысленно овладеть объектом, сосредоточить на нем свои ресурсы и, в конечном итоге, , действуйте в соответствии с ним, но без каких-либо механизмов, которые делают этот процесс физически возможным. Это привело бы к заключению, что оно обладает магической, нефизической сущностью, но тем не менее способной действовать и осуществлять причинный контроль над поведением — действительно загадочный вывод.

Согласно этой теории, в действительности нет никакой тайны. Внимание действительно имеет реальную физическую основу, но механистические детали процесса внимания не включены в единственную важную информацию, к которой мозг имеет доступ. Таким образом, теория схемы внимания может объяснить, почему мозг заключает , что такая загадка существует. Внутренняя модель «я» (S) включает информацию о теле и, следовательно, может вести к отчетам о физической структуре тела, но не к отчетам об осознанности.Визуальное представление яблока (V) содержит информацию об этом яблоке и, следовательно, может привести к сообщениям об этом яблоке, но не к сообщениям об осведомленности. Однако гипотетическая схема внимания (A) содержит информацию о том, как мозг наблюдает, обрабатывает информацию и способствует действию. Информация в этой схеме внимания приводит мозг, согласно этой гипотезе, к заключению, что обладает осознанием.

Эта точка зрения, что проблема субъективного опыта состоит только в объяснении, почему и как мозг заключает , что он содержит явно нефизическое свойство, была предложена ранее (Dennett, 1991).Теория схемы внимания выходит за рамки этой идеи и обеспечивает конкретное функциональное использование мозга для вычисления этого типа информации. Суть теории схемы внимания состоит в том, что у мозга есть адаптивная ценность для построения конструкции осознания: он служит моделью внимания.

Для сравнения рассмотрим конструкцию цвета. Объекты в окружающем нас мире отражают свет в сложном спектре. Однако мозг имеет дело с более простым вычисляемым свойством цвета.Свойство цвета вычисляется в специализированных сетях визуальной системы, и эта информация связана или интегрируется с информацией о форме и расположении объектов. Таким образом, получая доступ к визуальным моделям, мозг получает достаточно информации, чтобы сообщить, что это яблоко — красное, а машина — синяя.

Таким образом, в настоящей теории физическая реальность — это внимание, тогда как мозг вычисляет более простую конструкцию осознания. Мозг B в На рис. была построена модель, которая изображает самого себя, модель, которая изображает яблоко, и модель, которая изображает осведомленность, и они соединили эти модели вместе.В результате у него достаточно информации, чтобы сообщить, что он знает о яблоке.

Однако в другом смысле конструкция осознания отличается от конструкции цвета. Цвет — это сенсорная конструкция. Цвет имеет определенное точное местоположение, часто четкую границу, и может иметь яркость и насыщенность, которые являются точно определяемыми величинами. Осведомленность как модель внимания не обладает ни одним из этих материальных свойств. Внимание не имеет очень точного местоположения. Это смутно внутри головы.Это незаметно. У него нет ни яркости, ни насыщенности. Объект, на который идет наблюдение, может иметь яркость, но не сам акт внимания. Осведомленность как модель внимания представит картину чего-то расплывчатого, без резких границ, без осязаемых атрибутов, но все же что-то реальное или мощное, что можно связать с другими предметами.

В теории схемы внимания прикрепление конструкции осознания к конкретному объекту — будь то яблоко, мысль или что-то еще — требует некоторого метода интеграции информации из разрозненных областей мозга в единое, более крупное, охватывающее весь мозг представление. (S + A + V из , рисунок ).В этом смысле теория схемы внимания напоминает многие предыдущие предложения, в которых сознание зависит от интеграции информации, связывания информации, глобального рабочего пространства в масштабе всего мозга или объединения сетей в единое связное состояние (Baars, 1983; Crick). и Koch, 1990; Tononi, 2008; Schurger et al., 2012). Теория схемы внимания согласуется с этими предыдущими предложениями, но также выходит за их рамки. В теории схемы внимания осознание возникает не только потому, что мозг интегрирует информацию или устанавливается в сетевое состояние, точно так же как модель восприятия цвета возникает не только потому, что информация в зрительной системе интегрируется или устанавливается в состояние.Конкретная информация о цвете должна создаваться визуальной системой и интегрироваться с другой визуальной информацией. Точно так же в случае осознания конструкция осознания должна быть вычислена. Затем его можно объединить с другой информацией. Тогда у мозга будет достаточно информации, чтобы сделать вывод и сообщить не только: «вещь X красная» или «вещь X круглая», но также: «Я знаю предмета X».

Цель настоящего обзора — предоставить некоторые основы теории схемы внимания, сосредоточив внимание на взаимосвязи между вниманием и осознаванием.Начнем с определения того, в каком смысле мы используем термины «внимание» и «осведомленность». Мы также кратко обсудим логику управления на основе модели — степень, в которой модель полезна для управления моделируемым объектом, в данном случае полезность схемы внимания для управления вниманием. Мы проиллюстрируем этот момент со ссылкой на роль схемы тела в управлении телом.

Теория схемы внимания делает предсказание, которое можно проверить. Если осознание является внутренней моделью внимания и используется, чтобы помочь контролировать внимание, то без осознания внимание все еще возможно, но оно должно страдать от дефицита контроля.Чтобы оценить, подтверждается ли теория схемы внимания имеющимися данными, мы рассматриваем экспериментальную литературу, касающуюся взаимосвязи между вниманием и осведомленностью. Хотя внимание и осведомленность, как правило, сильно коррелированы, большое количество доказательств теперь показывает, что они могут быть отделены друг от друга. Более того, по крайней мере, некоторые исследования показывают, что без осознания внимание страдает от некоторой потери нормального контроля. Мы утверждаем, что эти отношения поддерживают теорию схемы внимания.

Наконец, мы утверждаем, что теория схемы внимания естественным образом объясняет один из самых загадочных и загадочных аспектов осознания — тот факт, что мы можем осознавать как внешние, так и внутренние события. Поскольку внимание может быть направлено как на внешнюю, так и на внутреннюю информацию, можно ожидать, что модель внимания будет охватывать и обе эти возможности.

Хотя в настоящем обзоре основное внимание уделяется роли, которую осознание может играть в управлении вниманием, теория схемы внимания имеет более широкую область применения.В теории осознание как внутренняя модель внимания может играть решающую роль в социальном познании (моделирование состояний внимания других), в религиозности (приписывание осведомленности нефизическим существам), в интеграции разрозненных типов информации (например, как, например, рис. , интеграция собственной модели с внешней визуальной информацией) и так далее. Эти другие аспекты теории схемы внимания подробно обсуждались в других источниках (Graziano, Kastner, 2011; Graziano, 2013; Graziano, Webb, 2014; Kelly et al., 2014).

Определение внимания и осведомленности

Распространенное утверждение состоит в том, что «все знают», что такое внимание и осведомленность. Однако при ближайшем рассмотрении использование этих терминов оказывается весьма непоследовательным. Здесь мы определяем смыслы, в которых обычно использовались эти термины, и в которых мы их употребляем. Наша цель здесь — прояснить наше собственное значение, а не пытаться навязывать какое-либо нормативное использование этих слов.

Внимание

Большинство определений «внимания» имеют какое-то отношение к выборочной обработке определенных фрагментов информации в большей степени, чем другие.Поскольку количество информации, которой бомбардируются наши органы чувств, обычно слишком велико для глубокой обработки в полном объеме, должен существовать какой-то механизм, чтобы определить или «выбрать», какую информацию нужно обрабатывать глубоко. Большая часть работ в области когнитивной психологии и нейробиологии за последние полвека была сосредоточена на том, какие факторы определяют этот процесс «отбора» и как мозг выполняет такую ​​операцию.

Влиятельная теория, выдвинутая Дезимоном и Дунканом (1995), теория «предвзятой конкуренции», характеризует внимание как сигнальное соревнование внутри мозга.Сигналы конкурируют, чтобы быть более глубоко обработанными и, в конечном итоге, влиять на поведение и направлять его. Эта сигнальная конкуренция возникает на самых ранних стадиях обработки в нервной системе и присутствует на каждой стадии. Механизмы конкурентной обработки существуют, например, даже в глазных схемах (Kuffler, 1953; Hartline et al., 1956) и присутствуют в зрительной коре приматов (Moran and Desimone, 1985; Reynolds et al., 1999; Kastner и Унгерлейдер, 2000). На исход этого соревнования могут влиять различные факторы или «предвзято».Один из таких факторов связан с выраженностью стимула. Особенно интенсивные или заметные стимулы могут «привлечь» внимание снизу вверх, управляемым стимулом.

По мере того, как сигналы проходят через нервную систему, они все больше подвергаются влиянию смещающих сигналов сверху вниз. С помощью этого метода внимание может быть направлено внутрь, целенаправленно изменяя результат этого соревнования сигналов, исходя из требований текущей задачи. Сигналы, соответствующие текущим целям, могут быть усилены, а нерелевантные сигналы могут быть подавлены.Термин «внимание» часто использовался для обозначения только этих механизмов контроля сверху вниз, но мы используем этот термин для обозначения всего описанного здесь явления, начиная от простых конкурентных механизмов, основанных на значимости стимулов, до сложных, высокоуровневых. механизмы контроля опускания. Обращение к стимулу означает, что его репрезентация выиграет соревнование, тем самым получая более сильный сигнал и, таким образом, с большей вероятностью влияя на другие системы мозга, такие как те, которые участвуют в принятии решений, контроле движений и памяти.

Есть некоторые важные различия между свойствами эффектов внимания сверху вниз и снизу вверх (Posner, 1980; Jonides, 1981). Эффекты внимания снизу вверх, те, которые вызваны яркими стимулами, не имеют отношения к задаче, и их влияние на внимание очень кратковременно способствует облегчению, за которым следует период, в течение которого эффект кратковременно является тормозящим. Эффекты внимания сверху вниз, которые чувствительны к требованиям задачи или текущим целям, по определению релевантны задаче и могут иметь гораздо более устойчивый стимулирующий эффект на внимание.Некоторые авторы недавно утверждали, что традиционное различие «сверху вниз» и «снизу вверх» в исследованиях внимания является ошибочной дихотомией, поскольку некоторые эффекты не попадают однозначно ни в одну из категорий (Awh et al., 2012; Zhao et al., 2013). Мы с пониманием относимся к этим взглядам. Однако для целей этого обзора нас в первую очередь интересует различие между релевантным для задачи и нерелевантным для задачи воздействием на внимание. Мозг должен управлять вниманием сообразно задаче, и этот контроль внимания, в соответствии с принципами управления, можно улучшить, если мозг построит модель внимания.Эта модель, как описано ниже, должна содержать информацию о динамике и последствиях внимания.

Осведомленность

Термин «осведомленность», возможно, даже более проблематичен и подлежит множеству определений, чем термин «внимание». Многие авторы, например, проводят различие между различными разновидностями осведомленности (Block, 1995; Lau, 2008) . Здесь мы используем термины «осознание», «сознание» и «субъективный опыт», чтобы означать одно и то же. Мы имеем в виду функциональное, материалистическое определение термина «осознание».«Это, вероятно, лучше всего проиллюстрировано с точки зрения того, как измеряется осведомленность.

Есть два распространенных способа измерения осведомленности и, следовательно, две экспериментальные концепции осведомленности: объективная и субъективная осведомленность. При объективном осознании участнику ставится задача объективно различать стимул — например, какого он цвета, какой формы или с какой стороны пространства находится, — и в той степени, в которой участник может это различать. на уровне выше шансов они, как говорят, объективно осведомлены о стимуле.Независимо от того, чувствует ли участник субъективно, что они восприняли стимул, или они рассматривают свои реакции как «догадки», не имеет отношения к представлению психолога об объективном осознании. С субъективным осознанием дело обстоит с точностью до наоборот. Субъективная осведомленность определяется именно тем, воспринял ли участник, по его или ее собственному мнению, стимул. Обычный способ оценить это — дать объективное различение, как описано выше, а затем спросить участников, «видели ли они» стимул или просто догадывались.

Различие между объективной и субъективной осведомленностью очень важно, потому что между этими двумя показателями существует диссоциация. Например, при неврологическом состоянии, известном как слепое зрение, пациенты могут заявлять о полном отсутствии субъективной осведомленности о стимулах в затронутой области пространства, но в то же время демонстрировать объективную осведомленность в том смысле, что они могут различать эти стимулы без всякого шанса. иногда даже с очень высокой точностью (Weiskrantz, 1986, 1999).Пациенты рассматривают эти различия как «догадки», демонстрирующие сильную диссоциацию между объективным и субъективным осознанием. Аналогичные диссоциации существуют в состоянии, известном как полупространственное пренебрежение, при котором пациенты теряют субъективную осведомленность на всю половину пространства, но сохраняют объективную осведомленность в смысле демонстрации доказательства того, что они обрабатывали информацию о стимулах в забытой половине пространства (Маршалл и Халлиган, 1988). Кроме того, даже у нормальных участников субъективным и объективным осознаванием можно управлять по отдельности (Lau and Passingham, 2006).

Теория схемы внимания направлена ​​на объяснение природы и возможной функции субъективного осознавания, компонента, который теряется при слепом зрении и пренебрежении. В этом обзоре мы используем термины «осведомленность», «сознание» и «субъективный опыт» как синонимы для обозначения концепции субъективной осведомленности, если не указано иное.

Хотя многие экспериментальные подходы к сознанию спрашивают, присутствует ли осознание или нет, эта дихотомия да / нет, очевидно, является упрощением.Для решения этой проблемы в некоторых парадигмах субъективная осведомленность оценивается с использованием непрерывных показателей, таких как рейтинги уверенности, шкала перцептивной осведомленности (PAS) или ставки после принятия решения (Overgaard et al., 2006; Fahle et al., 2011; Naber et al., 2011; Szczepanowski et al., 2013). Непрерывная шкала осведомленности совместима с теорией схемы внимания. Внимание может быть оценено, при этом большее или меньшее внимание сосредоточено на предмете, и, следовательно, осознанность, внутренняя модель внимания, также должна быть оценена.

Управление на основе модели

Для управления сложной системой полезно построить простую модель системы. Эта идея является ключевым моментом в теории управления (Camacho and Bordons Alba, 2004), отрасли инженерии, связанной с управлением сложными системами. Здесь мы кратко проиллюстрируем логику этой идеи, часто называемой контролем на основе моделей, поскольку она связана с механизмами мозга для управления телом.

Рассмотрим задачу успешного движения руки, чтобы схватить объект.Одна из стратегий выполнения этой задачи — просто испытать набор мышечных сил и усилить те, которые приводят к успеху. Альтернативная стратегия — вычислить упрощенную модель взаимосвязи между мышечными силами руки и результирующими движениями. Эта последняя стратегия, основанный на модели контроль, как было показано, играет важную роль в моторном контроле (Shadmehr and Mussa-Ivaldi, 1994; Mazzoni and Krakauer, 2006; Schaefer et al., 2011). Управление на основе модели особенно зависит от наличия относительно точной модели текущей конфигурации тела.Эта модель, называемая схемой тела, имеет несколько важных свойств.

Во-первых, схема тела кажется упрощенной и поэтому иногда неточной моделью конфигурации тела. Совпадающие данные как из психологии, так и из нейрофизиологии предполагают, что мозг полагается на набор относительно надежных, но в конечном итоге ограниченных уловок для вычисления конфигурации тела (Graziano and Botvinick, 2002). Хотя эти уловки, как правило, работают хорошо при нормальных обстоятельствах, можно разработать лабораторные сценарии, которые приведут к диссоциации схемы тела и фактической конфигурации тела.

Во-вторых, эта диссоциация между мозговой моделью тела и реальным телом имеет важные последствия для контроля над телом (Scheidt et al., 2005; примеры основанного на модели управления телом показаны на рис. ). Предположим, эта внутренняя модель неверно информирует о расположении руки. Пытаясь добраться до определенного места, двигательная система выберет набор мышечных сил, соответствующий неправильно представленному исходному положению руки. Результатом будет ошибка при перемещении руки в новое положение.Или предположим, что внутренняя модель руки мозга потеряла специфичность; например, чувствительные нервы руки онемели, и рука закрыта для обзора. В этом случае, опять же, при отсутствии точной внутренней модели, мозгу будет трудно точно перемещать руку и даже удерживать ее в одном желаемом месте. Может быть общее падение мышечной массы и неспособность укрепить или удерживать положение, но также могут быть выбросы, при которых прилагается слишком большая мышечная сила.Эти трудности в управлении возникают из-за ошибочной внутренней модели. Повреждение областей, которые считаются важными для расчета схемы тела, таких как область 5 задней теменной коры обезьян или верхняя теменная долька у людей, может приводить к аналогичным нарушениям моторного контроля (Wolpert et al., 1998).

Примеры управления на основе модели. (A) Чтобы сесть в машину, не ударившись головой, необходимо, чтобы схема тела включала точную модель формы вашей головы. Женщины, которые носили шляпы с перьями, разовьют измененную схему тела, включающую шляпу, и будут избегать ударов по перьям (Head and Holmes, 1911). (B) Схема тела зависит, помимо других источников информации, от визуальных и соматосенсорных входов. Однако соматосенсорный ввод менее точен, чем визуальный. Если вы положите левую руку под стол и оставите ее на несколько минут, схема тела начнет терять точное представление о положении руки. В этом случае трудно указать правой рукой на верхней части стола, где находится левая рука. (C) Если рука находится в движении от точки 1 до точки 2, но схема тела не регистрирует это изменение, достижение становится неточным.В этом случае реальное положение ближе к чашке, чем положение, зарегистрированное схемой тела. Результатом будет перегиб, который может опрокинуть чашку. (D) В некоторых случаях схема тела теряет специфичность. Положение руки точно не представлено. В этом случае трудно поддерживать устойчивое положение руки, особенно перед лицом внешних возмущающих сил, и точное достижение более невозможно.

Один из аспектов внутренней модели, который иногда понимают неправильно, — это степень, в которой она описывает текущее состояние, а не только предписывает, как достичь цели.Имея описание текущего состояния тела, можно гибко спланировать множество возможных последующих движений в зависимости от целей задачи. Можно даже утверждать, что все внутренние модели мозга, включая сенсорные, являются моделями контроля. Когда визуальная система создает представление о чашке кофе на столе, эта внутренняя модель служит полезным описанием, на основе которого можно спланировать ряд возможных действий — дотянуться ли до чашки, чтобы избежать удара по чашке, проходя мимо нее. , направить пенни в чашку в игре с подбрасыванием или любым другим действием, подходящим для данной задачи.Визуальная модель — это модель внешнего мира, благодаря которой мозг может лучше контролировать внешний мир. Схема тела — это модель тела, благодаря которой мозг может лучше контролировать тело.

Мы утверждаем, что эта взаимосвязь — между реальной вещью, представлением этого объекта мозгом и успешным контролем этого объекта — может быть плодотворно применена для понимания взаимосвязи между вниманием и осознанием. С этой точки зрения осознание — это внутренняя модель внимания, полезная для контроля над вниманием.

Следует иметь в виду одно важное предостережение. Модель внимания может иметь несколько целей. В конце концов, внимание — это одна из основных движущих сил поведения. На что вы обращаете внимание, вы с большей вероятностью отреагируете. На то, на что вы не обращаете внимания, вы вряд ли отреагируете. Следовательно, модель внимания может помочь в прогнозировании собственного поведения. Например, если у вас есть какое-либо интуитивное понимание внимания, его динамики и последствий для поведения, и если вас беспокоит ваша диета, то вы знаете, что нельзя стоять всю ночь рядом с подносом с десертами на вечеринке.Вне поля зрения, вне разума — это максима, по сути, о динамике внимания. Модель внимания также может быть очень полезной для прогнозирования поведения других людей или животных. Если вы можете реконструировать состояние внимания другого человека — чем этот человек занимается и каковы типичные последствия внимания, — тогда вы сможете получить предсказательную силу. Если вы на сафари и лев внимательно следит за вами, вернитесь в машину. Это общие, потенциальные применения схемы внимания.Следующие разделы посвящены одной конкретной функции — использованию схемы внимания для эффективного управления вниманием.

Мы утверждаем, что, поскольку внимание — такой сложный и изменчивый процесс, потому что мозг должен контролировать свое собственное внимание, и поскольку внутренняя модель важна для эффективного контроля, мозг почти наверняка имеет схему внимания — внутреннюю модель внимание. Мы также утверждаем, что внутренняя модель внимания, если она хочет быть полезной, должна обладать свойствами, которые мы обычно приписываем субъективному осознаванию. Существо со схемой внимания должно быть существом, которое заключает, что оно осведомлено.

Мы считаем, что проблема управления направлением и регулированием внимания посредством сигналов смещения сверху вниз имеет много общего с контролем над телом. Внимание, как и тело, может быть нарушено внешними силами. Рука может перемещаться силами вне тела. Точно так же на состояние конкуренции сигналов мозга могут влиять особенно интенсивные или заметные раздражители. Эти внешние влияния необходимо учитывать, пытаясь контролировать внимание.Неожиданные влияния на состояние конкуренции внутренних сигналов мозга должны быть зарегистрированы, чтобы обеспечить надлежащий набор смещающих сигналов для управления и, при необходимости, усиления или подавления этих влияний. Поэтому мы предполагаем, что упрощенная модель процесса и текущего состояния внимания, схема внимания, была бы полезной особенностью системы, связанной с контролем внимания.

Что именно изображает схема внимания, а что нет? Здесь может быть полезно снова сравнить его со схемой тела.Схема тела не отображает механистических деталей, лежащих в основе структуры и динамики тела. Он не отображает конкретную структуру кости, точки прикрепления мышц или молекулярную основу сокращения мышц. Мозгу не нужны такие детали, чтобы контролировать движения тела. Точно так же гипотетическая схема внимания не будет отображать механистические детали, которые делают возможным внимание внутри мозга. Схема внимания не будет изображать синапсы, нейроны, латеральное торможение или электрохимические сигналы.Мозгу нет необходимости моделировать свои собственные процессы в таких физических деталях. Вместо этого схема внимания будет изображать что-то физически несвязное, процесс без физического проявления — ментальное владение или переживание чего-то, что дает возможность реагировать на этот предмет. Модель будет изображать явление, которое невозможно понять с точки зрения физического механизма, потому что в ней отсутствует какая-либо информация или подтверждение физического механизма.

Зачем мозгу вычислять такую ​​неполную модель своих собственных процессов? Потому что это все, что нужно для того, чтобы модель была полезной.Точно так же, как схема тела не должна представлять механистические и клеточные детали тела, чтобы отслеживать его общую структуру и текущую конфигурацию, подробный, полный нейробиологический отчет о внимании не требуется для отслеживания текущего состояния. и общая динамика внимания. Таким образом, теория схемы внимания способна дать потенциальный ответ на вопрос, почему мы так уверены в существовании явно нефизического свойства, субъективной осведомленности, почему мы так рефлексивно приписываем его себе — и почему ученые традиционно так считают. пришел в тупик, пытаясь объяснить явление, которое почти по определению не имеет физической основы.Согласно теории, эти суждения отражают информацию, содержащуюся в модели, которая представляет основные характеристики процесса внимания, но без каких-либо деталей, которые были бы необходимы для понимания этого с точки зрения физического механизма. Теория также дает ответ на вопрос, служит ли субъективное осознание полезной цели или является просто эпифеноменом. Это предполагает, что описанная выше модель может оказаться очень полезной, по крайней мере, для контроля внимания сверху вниз.

Свидетельства, подтверждающие теорию схемы внимания: 1. Внимание и осведомленность сильно коррелированы, но диссоциативны.

Теория схемы внимания устанавливает особую взаимосвязь между вниманием и осознанием. Поэтому для оценки правдоподобия теории полезно просмотреть обширную предшествующую литературу о взаимосвязи между вниманием и осведомленностью. Ясно, что внимание и осведомленность связаны. На рисунке показаны некоторые из многих предполагаемых взаимосвязей между ними.

Пять возможных гипотез о взаимосвязи между осознанием и вниманием. (A) Осведомленность и внимание — это одно и то же. (B) Осведомленность предшествует вниманию. Надо что-то осознать, прежде чем заниматься этим. (C) Внимание предшествует осознанию. Нужно уделить чему-то внимание, прежде чем это войдет в осознание. (D) Осведомленность и внимание — независимые процессы в головном мозге. (E) Гипотеза, предложенная в данной статье.В теории схемы внимания осознание является частью механизма управления вниманием. Это внутренняя модель внимания, схема внимания. Без осознания внимание все еще возможно, но страдает от недостатка контроля.

Одним из примеров тесной связи между осознанием и вниманием является слепота по невнимательности. Направление внимания сверху вниз на один конкретный стимул может помешать человеку субъективно осознавать другие стимулы (Mack and Rock, 1998; Simons and Chabris, 1999; Most et al., 2001). Обращение внимания на баскетбольный мяч, когда он передается от игрока к игроку в видео, заставляет большинство людей совершенно не осознавать странный и заметный стимул человека в костюме гориллы, идущего по баскетбольной площадке (Simons and Chabris, 1999). Эта связь между вниманием и осознанием настолько тесна, что многие утверждали, что между ними нет разницы и что «внимание» и «осознание» в конечном итоге могут относиться к одному и тому же нейробиологическому феномену (Posner, 1994; Merikle and Joordens, 1997; Mole, 2008; Де Бригард и Принц, 2010).

Однако в настоящее время многие исследования показывают, что можно отделить внимание от осознания. Некоторые из самых ранних проявлений внимания без осознания были получены при исследовании пациента, страдающего слепотой. Эксперименты с этим пациентом показали, что пространственное внимание может быть направлено на определенные места в «слепом» поле пространства. Это пространственное внимание улучшило выполнение пациентом визуальных задач в этих местах, несмотря на полное отсутствие субъективной осведомленности о визуальных стимулах (Kentridge et al., 1999, 2004).

Последующие исследования показали аналогичную диссоциацию между осознанием и вниманием у нормальных субъектов. Когда человек субъективно не осознает стимул из-за того, что стимул кратко представлен или замаскирован, стимул все еще может автоматически привлекать внимание снизу вверх (McCormick, 1997; Lambert et al., 1999; Ivanoff and Klein, 2003). ; Lamme, 2003; Woodman, Luck, 2003; Ansorge, Heumann, 2006; Jiang et al., 2006; Kentridge et al., 2008; Hsieh et al., 2011; Norman et al., 2013). Некоторые исследования даже предполагают возможность привлечения внимания при отсутствии объективного осознания, что является более строгой категорией, чем субъективное осознание, хотя этот результат может вызывать некоторые разногласия (Jiang et al., 2006; Kentridge et al., 2008). Многие из этих примеров относятся к сфере пространственного внимания (McCormick, 1997; Kentridge et al., 1999; Lambert et al., 1999; Ivanoff and Klein, 2003; Woodman and Luck, 2003; Kentridge et al., 2004; Ansorge). и Heumann, 2006; Jiang et al., 2006; Hsieh et al., 2011), но существуют примеры и в других измерениях признаков (Kentridge et al., 2008; Norman et al., 2013).

Этот набор результатов представляет запутанную картину. Внимание и осведомленность тесно связаны, но при этом неразделимы. Какие именно отношения между ними? Теория схемы внимания дает простое и логичное объяснение этой взаимосвязи. Предлагаемая взаимосвязь изображена на рис. , рисунок . В этой теории осознание является частью механизмов контроля внимания.Внимание и осознавание — это не одно и то же, но обычно они связаны. Их близкое соответствие — результат хорошо работающей модели. Осведомленность успешно отслеживает внимание, потому что это внутренняя модель внимания. Но внутренние модели мозга никогда не бывают идеальными. Действительно, ошибки во внутренних моделях могут быть довольно распространенными. Практически вся литература по схеме тела посвящена изучению иллюзий или ошибок в схеме тела. Эти внутренние модели разработаны не для того, чтобы быть совершенными, но для того, чтобы их можно было быстро вычислить с минимальным количеством информации и чтобы они были полезны большую часть времени.Таким образом, осознание, если оно является моделью внимания, должно, по крайней мере, время от времени отделяться от внимания. Об этих диссоциациях обычно сообщают в задачах, которые связаны с очень тусклыми или замаскированными стимулами на пороге обнаружения. Кажется, что именно в этой серой зоне внутренняя модель внимания терпит неудачу. Аналогичным случаем может быть ситуация, когда проприоцептивные сигналы от тела очень слабы или замаскированы, схема тела имеет трудности с обновлением на основе этих сигналов, а схема тела теряет четкое представление о положении конечностей.

Хотя теперь ясно, что внимание возможно без осознания, более спорный вопрос заключается в том, возможно ли осознание без внимания. Некоторые недавние исследования предполагают, что такая диссоциация возможна (Li et al., 2002; Reddy et al., 2004, 2006; см. Обзор Koch and Tsuchiya, 2007), хотя другие оспаривают это утверждение (Cohen et al., 2012). Хотя проблема не решена, стоит спросить, согласуется ли это условие с теорией схемы внимания.Ответ не очень ясен. Теория может допускать осознание без внимания, но есть несколько предостережений.

Предположим, что стимул активирует механизм восприятия в головном мозге, как, например, яблоко на рис. , рис. . Однако предположим, что в этом случае стимул не обслуживается — другие представления доминируют над обработкой в ​​этих областях мозга. Возможно, внутренняя модель внимания все еще может быть ошибочно связана с этим представлением стимула, что неверно указывает на то, что внимание было привлечено стимулом.В этом случае «S + A + V» на рис. будет результатом ошибки в системе, которая неправильно прикрепила модель внимания к представлению стимула, которое на самом деле не привлекает никакого внимания. Согласно теории схемы внимания, это все, что необходимо для осознания без внимания.

С другой стороны, против этой возможности работают две проблемы. Во-первых, было высказано предположение, что необходимо внимание, чтобы связать вместе различные компоненты представления (Treisman and Gelade, 1980).Если это так, то без внимания к стимулу X может быть невозможно связать представление X с другой информацией, такой как информация в схеме внимания. В этом случае конструкция осознания никогда не будет интегрирована с представлением X, и мозг не будет содержать достаточно информации, чтобы сделать вывод или сообщить, что он знал о X.

Во-вторых, без внимания представление стимула имеет более низкий сигнал. сила и гораздо менее вероятно, что повлияет на поведение.Поэтому вероятность того, что человек сможет об этом активно сообщать, гораздо меньше. Таким образом, в теории схемы внимания, даже если мозг когда-либо построил конструкцию осознания и ошибочно привязал ее к оставленному без внимания стимулу, маловероятно, что кто-то сможет явно сообщить об этом состоянии. Субъективный отчет будет затруднен. В теории схемы внимания, в то время как внимание без осознания предсказывается, осознание без внимания является более сложным и кажется менее вероятным, но не полностью исключено.

Свидетельства, подтверждающие теорию схемы внимания: 2. Внимание менее хорошо контролируется в отсутствие осведомленности

Все чаще встречается мнение, что внимание и осведомленность не имеют принципиальных отношений друг с другом. Это ортогональные функции. Эта точка зрения основана на описанных выше отчетах о диссоциации между вниманием и осознанием. Теория схемы внимания, напротив, постулирует особые принципиальные отношения между вниманием и осознаванием. В этом предложении внимание — это сложный и необходимый процесс в мозгу, а осознание — это упрощенная модель этого процесса.Эта модель может выполнять множество функций, но одна из них — помогать контролировать внимание. Эта предложенная взаимосвязь приводит к уникальному эмпирическому прогнозу. Без осознания внимание все еще возможно, но его следует контролировать менее эффективно.

Таким же образом, если в мозгу отсутствует четкая внутренняя модель руки, как, например, в случае анестезии руки, управление рукой все еще возможно, но менее эффективно. Не зная, где находится рука или как на нее повлияли внешние силы, система не может легко выполнить целенаправленное движение.Точно так же в теории схемы внимания, если мозг выделяет внимание на элемент X, но не осознает X, он совершает ошибку в своей внутренней модели внимания, не в состоянии зарегистрировать, что его внимание было нарушено X. В этом случае , контроль внимания сверху вниз должен быть нарушен. Сценарий, вероятно, легче всего представить в области пространственного внимания, особенно из-за прямой аналогии, которую можно провести с модельным контролем тела в пространстве, но тот же самый прогноз можно в принципе применить к любой области в пространстве. какое внимание действует.Внимание может быть подсознательно привлечено к определенному цвету, когда человек пытается различить стимулы другого цвета, или внимание может быть подсознательно привлечено к определенному признаку стимула в ущерб успешной обработке другого признака этого стимула. Независимо от информационной области, общий прогноз один и тот же: без осознания внимание все еще возможно, но должно страдать от дефицита контроля.

Это следствие теории схемы внимания согласуется по крайней мере с некоторыми предыдущими доказательствами.В одном исследовании (McCormick, 1997) участники провели эксперимент с пространственным вниманием, очень напоминающий классическую парадигму внимания, разработанную Познером (1980). Субъекты фиксировались в центре экрана, и в ту или иную сторону ненадолго подавалась реплика. Если сигнал был слева, он указывал субъекту на то, что он должен обратить внимание справа и ответить на последующий целевой стимул. Если сигнал был справа, он указывал испытуемому, что он должен обратить внимание на левую сторону и отреагировать на последующий целевой стимул.Этот антикоррелированный сигнал послужил полезным тестом. Естественно, реплика автоматически привлекала к себе внимание снизу вверх. Маккормик обнаружил, что, когда участники осознавали сигнал, они были способны преодолеть этот первоначальный, доминантный эффект внимания. Они смогли отвлечь внимание от реплики и направить его на противоположную сторону, где наиболее вероятно появление цели. Напротив, когда участники не знали о сигнале, доминировал восходящий, доминантный эффект, смещая внимание к стороне, в которой появлялся сигнал, в конечном итоге в ущерб выполнению задания в этих испытаниях.Этот эксперимент демонстрирует, что, осознавая реплику, внимание к ней можно контролировать сверху вниз. Без осознания реплики внимание к ней нельзя было контролировать сверху вниз. По сути, внимание застряло на месте подсознательного стимула, и субъект больше не имел способности контролировать внимание до такой степени, чтобы оторвать его от этого места.

Другой поразительный пример был приведен Цусимой и др. (2006). Испытуемые выполняли центрально представленную задачу распознавания букв, в то время как отвлекающий стимул движения точки был представлен на периферии.Выполнение буквенного задания на самом деле было лучше, когда испытуемые знали о отвлекающем движении, и производительность была наиболее ухудшена, когда отвлекающее движение было подпороговым, и испытуемые не знали об этом. Другими словами, когда участники осознавали отвлекающее движение, они могли контролировать свое внимание, удерживая его от отвлекающего стимула и выполняя задачу. Но когда испытуемые не замечали отвлекающего движения, они больше не могли подавлять свое внимание к нему, что приводило к нарушению основной задачи.

Эффекты этих двух исследований очень противоречивы. В обоих случаях подсознательный стимул оказывал большее влияние на внимание, чем сознательно воспринимаемый стимул. Как может бессознательный стимул иметь больший эффект, чем сознательный? Мы считаем, что теория схемы внимания дает простое объяснение этому парадоксальному феномену. В теории осознание является частью механизма контроля внимания. Без осознания внимание все еще возможно, но мозгу, по сути, не хватает знаний о своем состоянии внимания, и поэтому он не может должным образом регулировать это внимание.Если внимание направлено на стимул X в отсутствие осознания стимула X, мозг не имеет внутреннего знания о том, что он обращается к X, и, следовательно, механизм управления не может легко отвлечь это внимание от X или принять это внимание на X во внимание, когда регулировка внимания к другому стимулу Y. В результате контроль внимания сверху вниз к X, Y или другим стимулам оказывается не таким эффективным. В этой ситуации стимул X оказывает менее контролируемое влияние на поведение, чем в противном случае.

Интересное следствие этих выводов можно найти в социально-психологической литературе. Очевидно, что если вы не подозреваете о стимуле, иногда он может иметь большее нежелательное влияние на ваши социальные суждения, тогда как, если вы знаете о стимуле, вы можете до некоторой степени смягчить его эффект социального предубеждения. Например, Bargh et al. (1996) показали, что представление подсознательных изображений черных лиц белым участникам может вызвать автоматическую негативную ассоциацию или аффект. Это, по-видимому, относится даже к участникам, которые открыто выступают против расизма и подтверждают важность эгалитарных ценностей (Dovidio et al., 1997). О подобных эффектах сообщалось и в других экспериментах (Devine, 1989; Lowry et al., 2001; Eberhart et al., 2004).

В одном из таких экспериментов (Devine, 1989) была предпринята попытка сравнить эффекты сознательно и бессознательно воспринимаемых манипуляций. Когда участников подсознательно вводили в действие словами, которые активировали стереотипы о чернокожих людях, они демонстрировали последующие стереотипные предубеждения независимо от того, набрали ли участники высокие баллы по явным показателям расизма. Явное противодействие расизму не препятствовало активации расовых предубеждений, когда эти предубеждения были активированы подсознательно.Однако, когда участникам было предложено задание, в котором стереотипами сознательно манипулировали, те, кто получил низкие баллы по явным показателям расизма, смогли подавить нежелательные, предвзятые ответы. Узнав о стимуле, участники могли регулировать свое поведение в соответствии со своими четкими представлениями о расе. Когда они не знали о стимуле, этот нисходящий контроль исчезал, так что даже участников, у которых не было явных предубеждений, все равно можно было заставить вести себя предвзято.

Взятые вместе, исследования, обобщенные выше, в высшей степени наводят на мысль о конкретных отношениях, которые мы предлагаем в отношении внимания и осведомленности.В отсутствие осознания стимула воздействие этого стимула на внимание и, следовательно, на поведение не может регулироваться в соответствии с целями или требованиями задачи, а также когда стимул воспринимается сознательно.

На первый взгляд такая картина результатов кажется тривиальной. Это согласуется с наиболее распространенными интуитивными представлениями о сознании. Если вы чего-то не замечаете, все мы по опыту знаем, что иногда вы все еще можете реагировать на это. Вещи происходят под поверхностью сознания.И в этом состоянии, когда вы реагируете бессознательно, вы не можете контролировать эту реакцию. Он просто выскакивает. Как вы можете контролировать это, если вы этого не осознаёте? Все знают, что это правда. Это интуитивно очевидно.

Однако мы утверждаем, что это интуитивное понимание совершенно необъяснимо. Это народная психология, в которой с некоторой замкнутостью во мне сознание — это то, что, когда я осознаю что-то, позволяет мне сознательно выбирать, как на это реагировать.Настоящая теория дает конкретное, лежащее в основе объяснение этих распространенных народных интуиций. В основе этих эффектов лежит осознанность как модель внимания. Без осознания, без этой модели внимания контроль внимания и, следовательно, поведенческой реакции плох.

Внешнее и внутреннее осознавание

Ключевой проблемой для теорий мозговой основы осведомленности является объяснение того, как мы можем стать субъективно осознающими как внутреннее, так и внешнее содержание. Внутреннее содержимое, такое как абстрактные мысли и эмоции, и внешнее сенсорное содержимое кажутся радикально разными сущностями, и тем не менее и то, и другое могут населять наше субъективное сознание.Как это возможно?

Теория схемы внимания хорошо подготовлена, чтобы ответить на этот вопрос. Теория схемы внимания утверждает, что субъективное осознавание — это упрощенная модель мозга, описывающая его собственный процесс внимания. Но внимание — это общая область. Наиболее часто изучаемая разновидность внимания — это пространственное внимание, но много работы было проделано и над вниманием в других измерениях стимулов. Было показано, что внимание действует в области цвета (Anllo-Vento et al., 1998), движения (O’Craven et al., 1997), время (Coull and Nobre, 1998), форма (Wojciulik et al., 1998) и большой список все более экзотических размеров стимулов. Также была проделана большая работа над вниманием, поскольку оно действует между конкурирующими измерениями стимулов (Maunsell and Treue, 2006). Действительно, есть соблазн сделать вывод, что внимание — это универсальная функция функции мозга, действующая внутри и между любыми измерениями, в которых мозг может обрабатывать информацию.

Все большее количество работ сосредоточено на внимании к внутреннему контенту, а не к внешнему.Общий вывод состоит в том, что внимание может быть сосредоточено как на внутреннем, так и на внешнем содержании, и применима одна и та же динамика (Chun et al., 2011). Особенно заметные эмоции, воспоминания и даже абстрактные мысли могут иногда внезапно доминировать над мозговыми процессами почти так же, как заметные визуальные или слуховые стимулы. Внимание также может быть направлено сверху вниз на конкретное внутреннее содержание. Представление конкретных воспоминаний, правил задач, эмоциональных состояний или целей может быть предвзятым, чтобы они более глубоко обрабатывались и, следовательно, с большей вероятностью определяли и направляли поведение.

Согласно теории схемы внимания, мозг строит упрощенную модель сложного процесса внимания. Если теория верна, то схема внимания, конструкция осознания релевантна любому типу информации, на которую мозг может обращать внимание. Соответствующая область охватывает все видение, слух, осязание, фактически любое чувство, а также внутренние мысли, эмоции и идеи. Мозг может уделять внимание всем этим типам информации. Следовательно, осознание, внутреннее представление внимания, должно относиться к тому же диапазону информации.

Заключение

Мы утверждаем, что теория схемы внимания дает возможный ответ на загадку субъективного опыта. Основное утверждение теории состоит в том, что мозг вычисляет упрощенную модель процесса и текущего состояния внимания, и что содержание этой модели является основой субъективных отчетов. Согласно теории, субъективные сообщения, такие как «Я знаю X», включают следующие этапы. Стимул X кодируется как представление в мозгу, конкурируя с другими представлениями стимула за ограниченные ресурсы обработки мозга.Если стимул X побеждает в этой конкуренции сигналов, в результате чего он глубоко обрабатывается мозгом, то стимул X учитывается. Согласно теории, требуется дополнительный шаг для получения отчета о субъективном осознании стимула X. Мозг должен вычислить модель самого процесса внимания. В некотором смысле внимание является важным атрибутом стимула. Он красный, круглый, он в этом месте, и я его посещаю. Сложный феномен избирательной обработки стимула мозгом, внимание, представлен в упрощенной модели — схеме внимания.Эта модель не учитывает многие механистические детали реального феномена внимания и вместо этого изображает таинственное, физически невозможное свойство — осознание. Мозг сообщает о наличии осознания стимула, потому что он сообщает о содержании своих внутренних моделей. Мозг может передавать только ту информацию, которая ему доступна через свои внутренние модели.

Теория частично основана на логике модельного управления. Подобно тому, как мозг вычисляет модель тела, схему тела и использует эту модель для управления телом, мы предполагаем, что упрощенная модель внимания, схема внимания, будет полезна для управления вниманием.Определенные предсказания о взаимосвязи между вниманием и осведомленностью прямо следуют из этого подхода теории контроля, и, по крайней мере, некоторые из этих предсказаний тесно связаны с существующей литературой. Мы надеемся, что будущие эксперименты предоставят дополнительные тесты и в процессе дадут ответ на многие вопросы, касающиеся субъективного опыта и целей, которым он может служить в функционировании мозга.

Каталожные номера

• Anllo-Vento L., Удача С. Дж., Хиллард С. А. (1998). Пространственно-временная динамика внимания к цвету: данные электрофизиологии человека. Гум. Brain Mapp. 6 216–238 10.1002 / (SICI) 1097-0193 (1998) 6: 4 <216 :: AID-HBM3> 3.0.CO; 2-6 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ansorge U., Хойман М. (2006). Сдвиг визуально-пространственного внимания к невидимым (замаскированным метаконтрастом) одиночкам: подсказки по времени реакции и потенциалам, связанным с событиями. Adv. Cogn. Psychol. 2 61–76 10.2478 / v10053-008-0045-9 [CrossRef] [Google Scholar]
• Awh E., Belopolsky A. V., Theeuwes J. (2012). Контроль внимания сверху вниз или снизу вверх: неудавшаяся теоретическая дихотомия. Trends Cogn. Sci. 16 437–443 10.1016 / j.tics.2012.06.010 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Баарс Б. Дж. (1983). «Сознательное содержимое обеспечивает нервную систему последовательной, глобальной информацией», — Сознание и саморегуляция редакторы Дэвидсон Р. Дж., Шварц Г.Э., Шапиро Д. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Plenum Press;), 41–79. [Google Scholar]
• Барг Дж. А., Чен М., Берроуз Л. (1996). Автоматичность социального поведения: прямое влияние конструкции черты и активации стереотипа на действие. J. Pers. Soc. Psychol. 71 230–244 10.1037 / 0022-3514.71.2.230 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Бек Д. М., Кастнер С. (2009). Нисходящие и восходящие механизмы смещения конкуренции в человеческом мозгу. Vision Res. 49 1154–1165 10.1016 / j.visres.2008.07.012 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Block N. (1995). О заблуждении относительно функции сознания. Behav. Brain Sci. 18 227–287 10.1017 / S0140525X00038188 [CrossRef] [Google Scholar]
• Камачо Э. Ф., Бордонс Альба К. (2004). Прогностический контроль модели . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Springer. [Google Scholar]
• Чун М. М., Голомб Дж. Д., Терк-Браун Н. Б. (2011). Таксономия внешнего и внутреннего внимания. Annu. Rev. Psychol. 62 73–101 10.1146 / annurev.psych.093008.100427 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Коэн М. А., Кавана П., Чун М. М., Накаяма К. (2012). Требования сознания к вниманию. Trends Cogn. Sci. 16 411–417 10.1016 / j.tics.2012.06.013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Coull J. T., Nobre A. C. (1998). Куда и когда обращать внимание: нейронные системы для направления внимания к пространственным местоположениям и временным интервалам, как показывают результаты ПЭТ и фМРТ. J. Neurosci. 18 7426–7435. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Crick F., Koch C. (1990). К нейробиологической теории сознания. Семин. Neurosci. 2 263–275. [Google Scholar]
• Де Бригард Ф., Принц Дж. (2010). Внимание и сознание. Wiley Interdiscip Rev. Cogn. Sci. 1 51–59 10.1002 / wcs.27 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Деннет Д. К. (1991). Объяснение сознания . Бостон, Массачусетс: Литтл, Браун и Ко.[Google Scholar]
• Desimone R., Duncan J. (1995). Нейронные механизмы избирательного зрительного внимания. Annu. Rev. Neurosci. 18 193–222 10.1146 / annurev.ne.18.030195.001205 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дивайн П. Г. (1989). Стереотипы и предрассудки: их автоматические и контролируемые составляющие. J. Pers. Soc. Psychol. 56 5–18 10.1037 / 0022-3514.56.1.5 [CrossRef] [Google Scholar]
• Довидио Дж. Ф., Каваками К., Джонсон К., Джонсон Б. (1997).О природе предубеждений: автоматические и контролируемые процессы. J. Exp. Soc. Psychol. 33 510–540 10.1006 / jesp.1997.1331 [CrossRef] [Google Scholar]
• Эберхарт Дж. Л., Гофф П. А., Пурди В. Дж., Дэвис П. Г. (2004). Видение черного: раса, преступление и визуальная обработка. J. Pers. Soc. Psychol. 87 876–893 10.1037 / 0022-3514.87.6.876 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Фале М. В., Стеммлер Т., Спанг К. М. (2011). Какая часть «бессознательного» только предпороговая? Фронт.Гм. Neurosci. 5: 120 10.3389 / fnhum.2011.00120 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Graziano M. S.A. (2013). Сознание и социальный мозг . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. [Google Scholar]
• Грациано М. С., Ботвиник М. М. (2002). «Как мозг представляет тело: выводы из нейрофизиологии и психологии», в Общие механизмы восприятия и действия: внимание и исполнение XIX , ред. Принц Р., Хоммель Б.(Оксфорд: издательство Оксфордского университета;), 136–157. [Google Scholar]
• Грациано М. С., Кастнер С. (2011). Человеческое сознание и его отношение к социальной нейробиологии: новая гипотеза. Cogn. Neurosci. 2 98–113 10.1080 / 17588928.2011.565121 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Грациано М. С. А., Уэбб Т. В. (2014). Механистическая теория сознания. Внутр. J. Mach. Сознательный. 06 163 10.1142 / S1793843014400174 [CrossRef] [Google Scholar]
• Hartline H.К., Вагнер Х. Г., Рэтлифф Ф. (1956). Торможение в глазах Лимула. J. Gen. Physiol. 39 651–673 10.1085 / jgp.39.5.651 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Head H., Holmes G. (1911). Сенсорные расстройства из-за поражений головного мозга. Мозг 34 102–254 10.1093 / brain / 34.2-3.102 [CrossRef] [Google Scholar]
• Хси П., Колас Дж. Т., Канвишер Н. (2011). Неосознанное всплывающее окно: захват внимания с помощью одиночных невидимых функций только тогда, когда доступно внимание сверху вниз. Psychol. Sci. 22 1220–1226 10.1177 / 0956797611419302 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ivanoff J., Klein R.M. (2003). На ориентацию внимания без осознания влияют настройки управления вниманием, вызванные измерениями. J. Vis. 3 32–40 10.1167 / 3.1.4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Цзян Ю., Костелло П., Фанг Ф., Хуанг М., Хэ С. (2006). Зависящий от пола и сексуальной ориентации пространственный эффект внимания невидимых изображений. Proc. Natl. Акад. Sci. США 103 17048–17052 10.1073 / pnas.0605678103 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Jonides J. (1981). «Добровольный или автоматический контроль над движением мысленного взора», в Внимание и производительность IX , ред. Лонг Дж. Б., Баддели А. Д. (Хиллсдейл, Нью-Джерси: Lawrence Erlbaum Associates;), 187–203. [Google Scholar]
• Кастнер С., Унгерлейдер Л. Г. (2000). Механизмы зрительного внимания в коре головного мозга человека. Annu.Rev. Neurosci. 23 315–341 10.1146 / annurev.neuro.23.1.315 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Келли Ю. Т., Уэбб Т. У., Мейер Дж. Д., Аркаро М. Дж., Грациано М. С. А. (2014). Приписывание осведомленности себе и другим. Proc. Natl. Акад. Sci. США 111 5012–5017 10.1073 / pnas.1401201111 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Кентридж Р. У., Хейвуд К. А., Вайскранц Л. (1999). Внимание без осознания в слепоте. Proc.Биол. Sci. 266 1805–1811 10.1098 / rspb.1999.0850 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Кентридж Р. У., Хейвуд К. А., Вайскранц Л. (2004). Пространственное внимание ускоряет распознавание без осознания при слепом зрении. Нейропсихология 42 831–835 10.1016 / j.neuropsychologia.2003.11.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Кентридж Р. В., Ниджбоер Т. К., Хейвуд К. А. (2008). Присутствует, но незаметно: визуального внимания недостаточно для визуального осознания. Нейропсихология 46 864–869 10.1016 / j.neuropsychologia.2007.11.036 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Кох К., Цучия Н. (2007). Внимание и сознание: два различных мозговых процесса. Trends Cogn. Sci. 11 16–22 10.1016 / j.tics.2006.10.012 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Куэр С. У. (1953). Паттерны разряда и функциональная организация сетчатки млекопитающих. J. Neurophysiol. 16 37–68. [PubMed] [Google Scholar]
• Ламберт А., Найкар Н., Маклахлан К., Эйткен В. (1999). Новый компонент визуального ориентирования: неявное воздействие периферийной информации и подпороговых сигналов на скрытое внимание. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 25 321–340 10.1037 / 0096-1523.25.2.321 [CrossRef] [Google Scholar]
• Ламме В. А. (2003). Почему различаются визуальное внимание и осведомленность. Trends Cogn. Sci. 7 12–18 10.1016 / S1364-6613 (02) 00013-X [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Лау Х. К. (2008).«Мы уже изучаем сознание?» в Frontiers of Consciousness , ред. Дэвис М., Вайскранц Л. (Оксфорд: издательство Оксфордского университета;). [Google Scholar]
• Лау Х. К., Пассингем Р. Э. (2006). Относительное слепое зрение у нормальных наблюдателей и нейронный коррелят зрительного сознания. Proc. Natl. Акад. Sci. США 103 18763–18768 10.1073 / pnas.0607716103 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ли Ф., Ван Руллен Р., Кох К., Перона П. (2002).Быстрая категоризация естественных сцен при почти полном отсутствии внимания. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99 9596–9601 10.1073 / pnas.092277599 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Лоури Б. С., Хардин К. Д., Синклер С. (2001). Социальное влияние влияет на автоматические расовые предрассудки. J. Pers. Soc. Psychol. 81 год 842–855 10.1037 / 0022-3514.81.5.842 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Mack A., Rock I. (1998). Невидимая слепота .Кембридж, Массачусетс: MIT Press. [Google Scholar]
• Маршалл Дж. К., Халлиган П. У. (1988). Слепота и проницательность в зрительно-пространственном пренебрежении. Природа 336 766–767 10.1038 / 336766a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Маунселл Дж. Х. Р., Треу С. (2006). Особое внимание в зрительной коре. Trends Neurosci. 29 317–322 10.1016 / j.tins.2006.04.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Маццони П., Кракауэр Дж. У. (2006). Неявный план отменяет явную стратегию во время зрительно-моторной адаптации. J. Neurosci. 26 3642–3645 10.1523 / JNEUROSCI.5317-05.2006 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• McCormick P. A. (1997). Ориентация внимания без осознания. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 23 168–180 10.1037 / 0096-1523.23.1.168 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мерикл П. М., Йорденс С. (1997). Параллели между восприятием без внимания и восприятием без осознания. Сознательное. Cogn. 6 219–236 10.1006 / ccog.1997.0310 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Mole C. (2008). Внимание при отсутствии сознания? Trends Cogn. Sci. 12 44 год 10.1016 / j.tics.2007.11.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Моран Дж., Дезимон Р. (1985). Селективное внимание запускает визуальную обработку в экстрастриатной коре. Наука 229 782–784 10.1126 / science.4023713 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Most S. B., Simons D. J., Scholl B. J., Jimenez R., Клиффорд Э., Чабри С. Ф. (2001). Как не быть замеченным: вклад сходства и избирательного игнорирования в стойкую слепоту невнимания. Psychol. Sci. 12 9–17 10.1111 / 1467-9280.00303 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Naber M., Frassle S., Einhauser W. (2011). Соперничество восприятия: рефлексы раскрывают постепенный характер визуального осознания. PLoS ONE 6: e20910 10.1371 / journal.pone.0020910 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Norman L.Дж., Хейвуд К. А., Кентридж Р. В. (2013). Объектное внимание без осознания. Psychol. Sci. 24 836–843 10.1177 / 0956797612461449 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• О’Крэвен К. М., Розен Б. Р., Квонг К. К., Трейсман А., Савой Р. Л. (1997). Произвольное внимание модулирует активность фМРТ в MT-MST человека. Нейрон 18 591–598 10.1016 / S0896-6273 (00) 80300-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Овергаард М., Роте Дж., Муридсен К., Рамсой Т. З. (2006).Сознательное восприятие постепенное или дихотомическое? Сравнение методологий составления отчетов во время визуального задания. Сознательное. Cogn. 15 700–708 10.1016 / j.concog.2006.04.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Познер М. И. (1980). Ориентация внимания. Q. J. Exp. Psychol. 32 3–25 10.1080 / 00335558008248231 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Познер М. И. (1994). Внимание: механизмы сознания. Proc. Natl. Акад. Sci. США 91 7398–7403 10.1073 / pnas.91.16.7398 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Редди Л., Редди Л., Кох К. (2006). Распознавание лиц при почти полном отсутствии внимания. Vision Res. 46 2336–2343 10.1016 / j.visres.2006.01.020 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Редди Л., Уилкен П., Кох К. (2004). Дискриминация по признаку пола возможна при почти полном отсутствии внимания. J. Vis. 4 106–117 10.1167 / 4.2.4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Рейнольдс Дж.Х., Челацци Л., Десимоне Р. (1999). Соревновательные механизмы заслуживают внимания в областях макак V2 и V4. J. Neurosci. 19 1736–1753. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Шефер С. Ю., Шелли И. Л., Торфман К. А. (2011). Кроме того, адаптация двигателя без коррекции ошибок на основе обратной связи в несущественных для задачи условиях. J. Neurophysiol. 107 1247–1256 10.1152 / jn.00273.2011 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Scheidt R.А., Кондитт М.А., Секко Э.Л., Мусса-Ивальди Ф.А. (2005). Взаимодействие зрительной и проприоцептивной обратной связи при адаптации движений человека. J. Neurophysiol. 93 3200–3213 10.1152 / jn.00947.2004 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Шургер А., Перейра Ф., Трейсман А., Коэн Дж. Д. (2012). Воспроизводимость отличает сознательные нейронные репрезентации от бессознательных. Наука 327 97–99 10.1126 / science.1180029 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Shadmehr R., Мусса-Ивальди Ф. А. (1994). Адаптивное представление динамики при обучении двигательной задаче. J. Neurosci. 14 3208–3224. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саймонс Д. Дж., Шабри К. Ф. (1999). Гориллы среди нас: стойкая невнимательная слепота к динамическим событиям. Восприятие 28 год 1059–1074 10.1068 / p2952 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Szczepanowski R., Traczyk J., Wierzchon M., Cleeremans A. (2013). Восприятие визуальной эмоции: сравнение различных показателей осознания. Сознательное. Cogn. 22 212–220 10.1016 / j.concog.2012.12.003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Тонони Г. (2008). Сознание как целостная информация: предварительный манифест. Biol. Бык. 215 216–242 10.2307 / 25470707 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Treisman A., Gelade G. (1980). Теория внимания с интеграцией признаков. Cogn. Psychol. 12 97–136 10.1016 / 0010-0285 (80)
  -5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Tsushima Y., Сасаки Ю., Ватанабэ Т. (2006). Более сильное нарушение из-за отказа тормозящего контроля на неоднозначном отвлекающем элементе. Наука 314 1786–1788 10.1126 / science.1133197 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Weiskrantz L. (1986). Blindsight: пример и последствия . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. [Google Scholar]
• Weiskrantz L. (1999). Утраченное сознание . Нью-Йорк, Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета; 10.1093 / acprof: oso / 9780198524588.001.0001 [CrossRef] [Google Scholar]
• Wojciulik E., Kanwisher N., Driver J. (1998). Скрытое зрительное внимание модулирует специфическую для лица активность веретенообразной извилины человека: исследование фМРТ. J. Neurophysiol. 79 1574–1578. [PubMed] [Google Scholar]
• Вольперт Д. М., Гудбоди С. Дж., Хусейн М. (1998). Поддержание внутренних представлений: роль верхней теменной доли человека. Нац. Neurosci. 1 529–533 10.1038 / 2245 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Вудман Г.Ф., Удача С. Дж. (2003). Диссоциация внимания, восприятия и осведомленности во время маскировки замещения объекта. Psychol. Sci. 14 605–611 10.1046 / j.0956-7976.2003.psci_1472.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Zhao J., Al-Aidroos N., Turk-Browne N. B. (2013). Внимание спонтанно переключается на закономерности. Psychol. Sci. 24 667–677 10.1177 / 0956797612460407 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

% PDF-1.4 % 446 0 объект > эндобдж xref 446 145 0000000016 00000 н. 0000003994 00000 н. 0000004229 00000 н. 0000004256 00000 н. 0000004305 00000 н. 0000004341 00000 п. 0000004988 00000 н. 0000005102 00000 п. 0000005215 00000 н. 0000005329 00000 н. 0000005441 00000 п. 0000005556 00000 н. 0000005671 00000 п. 0000005786 00000 н. 0000005901 00000 н. 0000006014 00000 н. 0000006160 00000 п. 0000006276 00000 н. 0000006391 00000 н. 0000006506 00000 н. 0000006620 00000 н. 0000006734 00000 н. 0000006907 00000 н. 0000007064 00000 н. 0000007144 00000 н. 0000007224 00000 н. 0000007305 00000 н. 0000007385 00000 н. 0000007465 00000 н. 0000007544 00000 н. 0000007624 00000 н. 0000007703 00000 н. 0000007783 00000 н. 0000007864 00000 н. 0000007945 00000 н. 0000008024 00000 н. 0000008104 00000 п. 0000008183 00000 п. 0000008263 00000 н. 0000008343 00000 п. 0000008424 00000 н. 0000008504 00000 н. 0000008584 00000 н. 0000008665 00000 н. 0000008745 00000 н. 0000008825 00000 н. 0000008904 00000 н. 0000008984 00000 п. 0000009064 00000 н. 0000009143 00000 п. 0000009223 00000 п. 0000009302 00000 н. 0000009382 00000 п. 0000009461 00000 п. 0000009541 00000 н. 0000009620 00000 н. 0000009699 00000 н. 0000009777 00000 н. 0000009857 00000 н. 0000009935 00000 н. 0000010014 00000 п. 0000010094 00000 п. 0000010172 00000 п. 0000010252 00000 п. 0000010331 00000 п. 0000010410 00000 п. 0000010489 00000 п. 0000010567 00000 п. 0000010645 00000 п. 0000010726 00000 п. 0000010806 00000 п. 0000010886 00000 п. 0000010967 00000 п. 0000011047 00000 п. 0000011818 00000 п. 0000011977 00000 п. 0000012497 00000 п. 0000012727 00000 п. 0000013028 00000 п. 0000013106 00000 п. 0000013545 00000 п. 0000019989 00000 п. 0000020550 00000 п. 0000020942 00000 п. 0000027054 00000 п. 0000027489 00000 н. 0000027849 00000 н. 0000028603 00000 п. 0000028749 00000 п. 0000029145 00000 п. 0000029469 00000 н. 0000029836 00000 п. 0000030034 00000 п. 0000033481 00000 п. 0000034237 00000 п. 0000035052 00000 п. 0000035797 00000 п. 0000036580 00000 п. 0000037357 00000 п. 0000037718 00000 п. 0000038509 00000 п. 0000039185 00000 п. 0000039630 00000 н. 0000039853 00000 п. 0000039949 00000 н. 0000041175 00000 п. 0000041410 00000 п. 0000041745 00000 п. 0000041801 00000 п. 0000042111 00000 п. 0000042327 00000 п. 0000044070 00000 п. 0000044354 00000 п. 0000044887 00000 п. 0000045004 00000 п. 0000097479 00000 п. 0000097518 00000 п. 0000109717 00000 н. 0000117849 00000 н. 0000117907 00000 н. 0000118085 00000 н. 0000118188 00000 н. 0000118289 00000 н. 0000118409 00000 н. 0000118523 00000 н. 0000118683 00000 н. 0000118892 00000 н. 0000119038 00000 н. 0000119149 00000 н. 0000119319 00000 п. 0000119456 00000 н. 0000119598 00000 н. 0000119743 00000 н. 0000119906 00000 н. 0000120021 00000 н. 0000120157 00000 н. 0000120339 00000 н. 0000120460 00000 н. 0000120575 00000 н. 0000120708 00000 н. 0000120872 00000 н. 0000120979 00000 н. 0000121091 00000 н. 0000121218 00000 н. 0000003196 00000 н. трейлер ] / Назад 303227 >> startxref 0 %% EOF 590 0 объект > поток hb«b`Mg`g` Ȁ

Изучение схемы для задачи коктейльной вечеринки

Значение

«Проблема коктейльной вечеринки» возникает, когда звуки из разных источников в мире смешиваются в воздухе, прежде чем доходят до уха , требуя от мозга оценивать отдельные источники из полученной смеси.Звуки, издаваемые данным источником, часто демонстрируют согласованность в структуре, которая может быть полезна для разделения источников, если их можно изучить. Здесь мы показываем, что слушатели быстро изучают абстрактную структуру, разделяемую звуками из новых источников, и используют изученную структуру для извлечения этих звуков, когда они появляются в смесях. Участие обучения и памяти в нашей способности слышать один звук из многих открывает путь к пониманию роли статистических закономерностей в анализе слуховых сцен.

Abstract

Проблема коктейльной вечеринки требует от слушателей выводить отдельные источники звука из смеси звуков. Проблема может быть решена только путем использования закономерностей в естественных источниках звука, но мало что известно о том, как такие закономерности усваиваются. Мы исследовали, изучают ли слушатели «схемы» источников — абстрактную структуру, разделяемую разными экземплярами одного и того же типа источника звука — и используют ли их для вывода источников из смесей. Мы измерили способность слушателей разделять смеси изменяющихся во времени источников.В каждом эксперименте подмножество испытаний содержало источники на основе схем, сгенерированные из общего шаблона путем преобразований (транспонирования и замедления времени), которые вводили акустические вариации, но сохраняли абстрактную структуру. В нескольких задачах и классах источников звука источники на основе схемы последовательно способствовали разделению источников, в некоторых случаях обеспечивая быстрое улучшение производительности по сравнению с первыми несколькими воздействиями на схему. Обучение продолжалось через блоки, которые не содержали изученную схему, и слушатели могли изучать и использовать несколько схем одновременно.Никакого обучения не было очевидным, когда схема была представлена ​​в не относящемся к задаче (т. Е. Отвлекающем) источнике. Однако обучение с помощью стимулов, соответствующих задаче, показало признаки неявного, в том смысле, что слушатели не чаще сообщали о повторении источников в экспериментах, содержащих источники на основе схем, чем в контрольных экспериментах, не содержащих источников на основе схем. Результаты подразумевают механизм для быстрой интернализации абстрактной звуковой структуры, способствующий точной организации восприятия источников звука, которые повторяются в окружающей среде.

Звуки, издаваемые различными источниками, суммируются в воздухе перед тем, как попасть в ухо, требуя от слуховой системы определения источников звука из смеси («проблема коктейльной вечеринки») (1⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓ – 9). Поскольку множество различных наборов сигналов источников могут генерировать наблюдаемую смесь, проблема по своей сути некорректна. Однако в реальном мире ограничения на генерацию звука означают, что можно делать предположения о том, какие компоненты звуковой энергии поступают из одного и того же источника, что позволяет нам в большинстве случаев правильно делать выводы о структуре источника.Таким образом, понимание человеческих способностей к слушанию требует понимания этих предположений и того, как они приобретаются.

Некоторые предположения, лежащие в основе анализа сцены, могут быть довольно общими. Например, частотные компоненты, появляющиеся в целых числах, кратных общей «основной частоте», обычно слышны как происходящие из одного и того же источника (10⇓ – 12), как и звуки, которые начинаются и заканчиваются одновременно (13, 14) и звук шаблоны, которые повторяются (15⇓ – 17). Считается, что эти группирующие сигналы отражают ограничения на генерацию звука, которые являются общими для естественных источников (1), и, таким образом, вероятно, применимы к широкому спектру звуков и контекстов.

Другие признаки организации восприятия могут относиться только к определенным контекстам. Естественные источники часто производят звуки, которые последовательно формируются в разных случаях (например, в вокализации животных, произнесенных словах или спетых мелодиях), что приводит к абстрактной изменяющейся во времени структуре, разделяемой подмножеством звуковых событий. Можно ожидать, что усвоение этой повторяющейся структуры поможет анализу сцены, но в отличие от более общих группирующих сигналов, которые можно было бы усвоить в процессе эволюции или посредством общего процесса обучения, работающего со всем слуховым входом, структура, зависящая от источника, должна быть изучена при появлении новый источник звука.

Хотя слуховая память, как утверждается, имеет меньшую емкость, чем зрительная память (18), люди-слушатели явно приобретают богатые знания о структуре звука, слушая. Многие задокументированные примеры подпадают под рубрику «статистического обучения», когда люди усваивают аспекты распределения входящего звука, такие как вероятности перехода между звуковыми элементами (19⇓ – 21) или корреляции между звуковыми свойствами (22). Считается, что такое обучение важно для восприятия как речи (23), так и музыки (24⇓ – 26).Также могут быть изучены определенные повторяющиеся звуковые структуры, обычно сэмплы шума (27⇓ – 29). Такое обучение, по-видимому, часто бывает неявным (24⇓ – 26, 30).

Способность изучать структуру источников звука предполагает, что такие знания могут быть использованы для анализа сцены, и специфичные для источника структуры, используемые для этой цели, в литературе по анализу сцены часто называют «схемами» (1, 31⇓⇓⇓). № – 36). Роль усвоенных схем была предложена предыдущими выводами о том, что слушатели лучше способны извлекать хорошо знакомые голоса (например,g., супруга) (37), знакомые языки (38), известные мелодии (39⇓⇓ – 42) и слова (43). Однако, поскольку эти источники были уже знакомы слушателям до экспериментов, основной процесс обучения оставался непрозрачным. К открытым вопросам относятся скорость, с которой схемы могут быть изучены и использованы в анализе сцены, специфика изученного представления, могут ли схемы быть изучены в присутствии нескольких источников, зависит ли обучение от внимания к образцам схем и должны ли слушатели осознавать, что они изучают.Кроме того, поскольку предыдущая работа в основном ограничивалась знакомыми структурами в речи и музыке, было неясно, является ли изучение схем общим явлением в прослушивании.

Представленные здесь эксперименты были разработаны, чтобы выявить процесс изучения новой схемы. Наш подход заключался в том, чтобы слушатели выполняли задачи по разделению источников на синтетические стимулы, которые пересекают шаблон с течением времени, и проверять, улучшилась ли производительность для целей, полученных из определенного шаблона (схемы), который периодически появлялся в ходе эксперимента.Мы использовали этот общий подход в трех отдельных экспериментальных парадигмах с разными типами стимулов, которые различались по сложности, но никогда не содержали знакомую структуру источника. В парадигме 1 слушатели различали четырехтональные мелодии, представленные одновременно с «отвлекающими» тонами или сопоставимыми стимулами, состоящими из шумовых всплесков (рис. 1). В парадигме 2 слушатели должны были внимательно отслеживать один из двух параллельных источников, которые стохастически меняли с течением времени высоту звука, и первые две форманты (спектральные пики, определяющие качество гласных) (рис.2–4). В парадигме 3 контуры высоты тона и формант были извлечены из записанной речи и повторно синтезированы для создания стимула, который содержал контуры высоты тона и формант фактического речевого высказывания, но не был разборчивым. Слушатели слышали смесь из двух таких высказываний, за которыми следовало пробное высказывание, и их спрашивали, содержится ли пробное высказывание в смеси (рис. 5). Аудио демонстрации всех стимулов можно найти в Интернете по адресу mcdermottlab.mit.edu/schema_learning/.

Обучение схемам при сегрегации мелодий (парадигма 1).( A ) Схема пробной структуры ( Верхний ) и спектрограмма образца стимула ( Нижний ). Целевая мелодия (зеленые отрезки линии) подавалась одновременно с двумя нотами-отвлекающими элементами (красные отрезки линии), за которыми следовала пробная мелодия (отрезки зеленой линии). Слушатели оценивали, соответствует ли мелодия зонда целевой мелодии в смеси. Мелодия зонда была транспонирована вверх или вниз на случайную величину. ( B ) Схема основной структуры эксперимента.В каждом втором испытании целевая мелодия генерировалась по общей схеме. При испытаниях на основе схемы мелодия в смеси бралась из схемы в 50% случаев, в то время как зонд всегда брался из схемы. ( C ) Результаты эксперимента 1: распознавание мелодий среди отвлекающих тонов со схемами и без схем ( n = 160). Планки погрешностей на этом рисунке обозначают SEM. ( D ) Результаты эксперимента 2: влияние промежуточного пробного блока на изученную схему ( n = 192).Слушатели были представлены схеме, затем завершили блок без схемы, а затем завершили два дополнительных блока, один из которых содержал исходную схему, а другой — новую схему. Порядок двух блоков был уравновешен участниками. ( Нижний ) Две строки схемы изображают два возможных порядка блоков. ( Верхний ) Данные на графике взяты из последних двух блоков. ( E ) Результаты эксперимента 3: эффект множественных чередующихся схем ( n = 88).Результаты наносятся на график отдельно для двух схем, используемых для каждого участника, в результате получается 25 и 50 испытаний на ячейку для условий схемы и не схемы, соответственно. ( F ) Спектрограмма образца стимула из эксперимента 4. Стимул и задание были аналогичны таковым из эксперимента 1, за исключением того, что вместо тонов использовались всплески шума. ( G ) Результаты эксперимента 4: распознавание последовательностей шумовых всплесков среди всплесков дистрактора, со схемами и без них ( n = 68).

Обучение схем при внимательном отслеживании синтетических голосов (парадигма 2). ( A ) Схема пробной структуры ( Верхний ) и спектрограмма примера стимула ( Нижний ). Целевой голос (зеленая кривая) предъявлялся одновременно с отвлекающим голосом (красная кривая). Оба голоса менялись плавно, но стохастически с течением времени в трех измерениях характеристик: f0, F1 и F2 (основная частота и первые две форманты; для ясности на схеме показано изменение только в одном измерении).Голоса в смеси должны были пересекаться по крайней мере один раз в каждом измерении. Слушатели были заранее запрограммированы на начальную часть целевого голоса. После смешивания слушателям предъявляли пробный стимул, который являлся завершающей частью одного из голосов, и судили, исходит ли этот пробный сигнал от цели. ( B ) Схема структуры эксперимента. В каждом втором испытании целевой голос генерировался по общей схеме. Голоса изображены в трех измерениях. f0, F1 и F2 отображаются в полутонах относительно 200, 500 и 1500 Гц соответственно.( C ) Результаты эксперимента 5: влияние схем на внимательное отслеживание ( n = 86). Вставка обозначает результаты с пробами, разделенными на 42 испытания для каждого условия, чтобы максимизировать мощность теста взаимодействия (сообщается в тексте). Планки погрешностей на этом рисунке обозначают SEM. ( D ) Результаты эксперимента 6: контрольный эксперимент, чтобы убедиться, что слушатели не могут выполнять задание только с подсказками и зондами ( n = 146). В последней трети испытаний голосовая смесь была заменена шумом.( E ) Изучение схемы в более мелком масштабе времени ( n = 402). Данные первых 56 испытаний экспериментов 5 и 6 были объединены с новыми данными эксперимента 7 и пересчитаны на семь испытаний на интервал. Более точная сортировка показывает аналогичную эффективность в начале эксперимента, как и ожидалось. n.s., не имеет значения. * P <0,05.

Доказательства неявного обучения. После эксперимента 5 и отдельных контрольных экспериментов участников спросили, заметили ли они повторяющуюся структуру в голосе, которому подаются команды.В эксперименте 5 источники на основе схемы встречались во всех остальных испытаниях. Для сравнения, контрольный эксперимент 1 не содержал источников на основе схемы, в то время как контрольный эксперимент 2 содержал источники на основе схемы для каждого испытания. Планки ошибок обозначают SEM, полученный из начальной загрузки.

Зависимость преимущества схемы от множества измерений и сходства со схемой. ( A ) Схема структуры эксперимента 8. В каждом испытании слушатели были привязаны к целевому голосу, слышали голосовую пару «мишень-отвлекающий фактор» и оценивали, был ли последующий зонд от конца мишени или от отвлекающего ( парадигма 2).Испытания, основанные на схемах, чередовались с испытаниями, не основанными на схемах, но формантные траектории испытаний на основе схем были рандомизированы в середине эксперимента. ( B ) Результаты эксперимента 8: влияние нескольких измерений на обучение схемы ( n = 86). Вставка обозначает результаты с пробами, разделенными на 42 испытания для каждого условия, чтобы максимизировать мощность. Планки погрешностей на этом рисунке обозначают SEM. ( C ) Результаты разделения испытаний без схемы из эксперимента 9 ( n = 146).Производительность рассчитывалась отдельно для испытаний, не связанных со схемой, траектории характеристик которых были наиболее и наименее коррелированы с таковыми из схемы. ( D ) Результаты испытаний схемы разделения из эксперимента 9. Производительность рассчитывалась отдельно для испытаний схемы в середине и крайних точках диапазона расширения / транспозиции.

Обучение схемам при сегрегации ресинтезированных речевых высказываний (парадигма 3). ( A ) Схема пробной структуры ( Верхний ) и спектрограмма примера стимула из экспериментов 10 и 11 ( Нижний ).Целевое высказывание (зеленая кривая) предъявлялось одновременно с высказыванием-дистрактором (красная кривая), после чего следовало пробное высказывание (вторая зеленая кривая). Высказывания синтезировались по тональности и формантным контурам речевых фрагментов. Для ясности на схеме показаны вариации только в одном измерении. Из-за того, что использовались только первые две форманты, и поскольку сегменты глухой речи были заменены тишиной, высказывания были неразборчивыми. Слушатели оценили, появилось ли в смеси также звуковое сообщение зонда.Когда это имело место, звуковой сигнал зонда был транспонирован по высоте и формантам из целевого звукового сигнала в смеси и был увеличен или сжат во времени. ( B ) Схема структуры эксперимента 10. В каждом втором испытании целевое высказывание генерировалось из общей схемы. Высказывания изображаются в трех измерениях. ( C ) Результаты эксперимента 10: влияние схем на разделение речевых высказываний ( n = 89). Планки погрешностей здесь и в E обозначают SEM.( D ) Схема структуры эксперимента 11. В каждом втором испытании дистракторное высказывание генерировалось из общей схемы. ( E ) Результаты эксперимента 11: эффект основанных на схеме дистракторов ( n = 202).

В каждой из этих экспериментальных парадигм источники, созданные из общей схемы, повторялись в течение сеанса тестирования. Эти основанные на схемах источники никогда не появлялись в последовательных испытаниях и каждый раз трансформировались, чтобы избежать точного воспроизведения и имитировать вариации, которые происходят в реальных источниках звука.Затем мы сравнили производительность для источников, полученных из общей схемы, с производительностью для источников, полученных из схем, которые не повторялись во время эксперимента. Результаты показывают, что быстро приобретаемые воспоминания вносят существенный вклад в разделение источников.

Результаты

Парадигма 1. Обнаружение дискретно-тональных мелодий.

Чтобы изучить изучение схемы с относительно простым стимулом, мы представили слушателям шеститонную «смесь», состоящую из четырех нот с двумя дополнительными отвлекающими тонами, за которыми следовала изолированная четырехтональная «пробная» мелодия (рис. .1 А ). Слушателей спрашивали, содержалась ли выделенная мелодия зонда в смеси, которая ей предшествовала. Мелодия зонда всегда переносилась на октаву в сторону от мелодии в миксе, и слушателям говорили, что это так. Транспонирование требовало от слушателей извлечения структуры мелодии и не позволяло им выполнять задачу на основе мельчайших функций (например, фрагментов нот) смеси. В испытаниях, где правильным ответом было «нет» (зонд не содержался в смеси), зонд был изменен путем изменения двух средних тонов, при этом первая и последняя ноты мелодии сохраняли относительные положения, которые они имели в смеси. .Как следствие, задача не могла быть выполнена только на основе этих внешних тонов. Начало и продолжительность звукового сигнала в пробной мелодии не были изменены во время этих «фольгированных» испытаний, так что задача также не могла быть выполнена путем распознавания только временных паттернов. Поскольку мы хотели изучить изучение новой структуры, мелодии не ограничивались музыкальной шкалой или метрической сеткой; Значения высоты тона и времени были взяты из непрерывных однородных распределений, так что не было традиционной музыкальной структуры.

Мелодия, основанная на схеме, появлялась в смеси на каждом втором испытании (Рис. 1 B ), а в половине этих испытаний также появлялась как четырехтональный зонд. Хотя повторяющаяся схема могла, таким образом, происходить изолированно (как зонд), дизайн чередующихся испытаний означал, что зонд на основе схемы никогда не предшествовал непосредственно смеси, содержащей эту схему, предотвращая немедленное праймирование. Испытания, не основанные на схеме, для каждого участника состояли из испытаний, выбранных случайным образом из наборов на основе схемы для других участников (по одному из каждого из других наборов), так что стимулы на основе схемы и без схемы были статистически идентичны при объединении между участниками.Как следствие, любая разница в производительности между испытаниями, основанными на схеме и не основанными на схеме, должна отражать изучение схемы.

Поскольку пилотные эксперименты показали, что эффекты обучения могут быть быстрыми, казалось желательным провести большое количество участников в относительно коротких экспериментах. Требуемое количество участников превышало наши возможности для работы в лаборатории, поэтому вместо этого мы набирали и запускали участников онлайн, используя сервис Amazon Mechanical Turk. Чтобы снизить опасения по поводу качества звука, мы провели процедуру проверки наушников, чтобы выявлять участников, игнорирующих наши инструкции по ношению наушников (44).Доказательства того, что качество данных, полученных в режиме онлайн, может быть сопоставимо с качеством данных в лаборатории, было получено путем сравнения результатов работы участников онлайн и в лаборатории, как описано ниже (эксперимент S2).

Схема разучивания мелодий (эксперимент 1).

Слушатели выполнили 100 попыток этого задания (на выполнение ушло около 10–15 минут). Если знакомство с повторяющейся мелодической структурой может помочь слушателям обнаружить ее, когда она встроена в отвлекающие факторы, тогда мы можем ожидать, что производительность в испытаниях на основе схемы превысит производительность в испытаниях, не основанных на схеме, в течение эксперимента.

Как показано на рис. 1 C , со временем производительность улучшилась как для схем, так и для источников, не основанных на схеме [ F (1,159) = 5,06, P = 0,026], но была лучше для схемы, чем для испытаний, не основанных на схеме [ F (1,159) = 7,69 P = 0,0062]. Поскольку стимулы, основанные на схеме и не основанные на схеме, были статистически идентичны при объединении участников, преимущество в производительности для испытаний на основе схемы указывает на то, что участники изучили и применили структуру схемы.Не было взаимодействия между типом испытания и временем [ F (1,159) = 0,97 P = 0,32], возможно, потому, что изучение схемы было относительно быстрым (мы возвращаемся к этому вопросу в парадигме 2). Однако разница между производительностью схемы и несхемы была значительной во второй половине сеанса [ t (159) = 2,61, P = 0,0098], но не в первой половине сеанса [ t ( 159) = 1,47, P = 0,14]. Превышение вероятности даже при отсутствии схемы указывает на некоторую способность сопоставить зондирующий стимул со смесью, несмотря на транспозицию.Однако эта способность дополняется приобретенными знаниями о тонах, которые, вероятно, принадлежат друг другу (схема).

Поскольку обучение схемы должно, как минимум, приводить к повышению производительности в конце эксперимента, в большинстве последующих экспериментов мы проверяем обучение, сравнивая производительность между условиями во второй половине испытаний в рамках эксперимента. Цифры соответственно отображают результаты, разделенные на небольшое количество временных интервалов, обычно два (для максимизации мощности).

Обучение схемы продолжается (эксперимент 2).

Чтобы проверить, можно ли сохранить знания о схеме с течением времени, мы провели второй эксперимент, в котором за знакомством со схемой следовал средний блок, в котором мелодия на основе схемы полностью отсутствовала, за которым, в свою очередь, следовали блоки. с оригинальной схемой или новой схемой (рис. 1 D ). Блок прерывания содержал 20 попыток (~ 3 мин). Когда мелодии, основанные на исходной схеме, возвращались в последнем блоке, они показали преимущество в производительности по сравнению с новой схемой [ t (189) = 3.49, P <0,001]. Это преимущество предполагает, что эффекты воздействия на ранней стадии эксперимента сохранялись в прерывающем среднем блоке.

Несколько схем могут быть изучены одновременно (эксперимент 3).

Постоянство изученной схемы может позволить изучать и использовать несколько схем одновременно. Чтобы изучить эту возможность, мы провели третий эксперимент, в котором чередовались две разные схемы, снова перемежаясь с испытаниями без схемы (таким образом, каждая схема появлялась в каждом четвертом испытании).Эксперимент был увеличен до 200 попыток, чтобы каждая схема, как и раньше, была представлена ​​50 раз. Как показано на рис. 1 E , результаты предполагают эффект обучения для каждой схемы, аналогичный тому, что мы видели в предыдущих экспериментах [объединенные испытания на основе схемы против испытаний без схемы во второй половине эксперимента; т (87) = 2,98, P <0,005]. Эти результаты предполагают, что можно изучать и использовать несколько схем одновременно.

Обучение схемы происходит без изолированного воздействия на схему (эксперимент S1).

Чтобы проверить, зависят ли эффекты обучения от воздействия изолированной схемы через ее присутствие в зондовом стимуле, мы провели эксперимент, в котором не были представлены изолированные зонды. Вместо этого слушателям предлагали две смеси и оценивали, содержат ли они одну и ту же мелодию. В целом производительность этого эксперимента была низкой, предположительно из-за того, что было вдвое больше возможностей для ошибок потоковой передачи (рис. S1). Однако эффект обучения схемам сохранялся с лучшей производительностью для испытаний на основе схемы, чем для испытаний, не основанных на схеме, во втором блоке [ t (39) = 3.10, P <0,005]. Таким образом, слушатели могут обнаруживать и изучать повторяющуюся структуру, даже если она не возникает изолированно.

Изучение схемы происходит для нетипичных источников звука (эксперимент 4).

Чтобы проверить, будут ли сравнимые явления иметь место для источников звука, которые еще менее типичны для музыкальных источников, мы провели аналогичный эксперимент с последовательностями всплесков шума. В отличие от тонов, всплески шума были апериодическими и не имели высоты звука в обычном смысле, но, тем не менее, представляли собой образцы изменения частоты, распознаваемые слушателями-людьми (45).Как показано на рис. 1 G , слушатели снова лучше справлялись со стимулами, сгенерированными из общей схемы [второй блок; t (67) = 3,56, P <0,001]. Таким образом, кажется, что существует некоторая универсальность способности изучать повторяющиеся паттерны и использовать эти знания для улучшения извлечения этих паттернов из смесей с другими звуками.

Парадигма 2. Внимательное отслеживание плавных питч-образных контуров.

Для дальнейшего изучения общности этого феномена мы обратились к задаче и стимулу, которые изначально были разработаны для изучения слухового слежения за вниманием (46).Были сгенерированы синтетические голоса, которые различались по нескольким параметрам, имеющим отношение к речи (высота звука и первые две форманты: f0, F1, F2), в соответствии с независимыми, случайно сгенерированными траекториями. Слушателям были представлены смеси из двух таких изменяющихся во времени источников, и их заранее попросили обратиться к одному из них (с начальной частью одного голоса). Мы измерили способность слушателей отслеживать этот голос, подаваемый по команде, путем представления им хвоста одного из голосов; их задача заключалась в том, чтобы судить, принадлежит ли этот пробный сегмент указанному голосу (рис.2 А ).

Траектории в смеси должны были пересекаться друг с другом по крайней мере один раз в каждом измерении характеристик, поэтому слушатели не могли выполнить задачу, просто обращая внимание на высокое или низкое значение одной из характеристик. Хотя траектории каждого источника были непрерывными, выполнение задачи не критически зависит от полной непрерывности, поскольку оно устойчиво к вставке прерывистых пробелов в стимулы (46). Более того, несмотря на непрерывность, эта задача является сложной для слушателей-людей, и успех частично зависит от точного отслеживания голоса, которому подадут сигнал, поскольку он меняется по всей смеси (46).Еще одно различие между парадигмами 1 и 2 состояло в том, что зонд в парадигме 2 состоял только из конечной части источника (в отличие от парадигмы 1, в которой зонд имел ту же форму, что и целевая мелодия). В результате слушатели никогда не сталкивались с траекторией источника в отсутствие параллельного источника, обеспечивая еще один тест на возможность изучения и использования схем, даже если источники никогда не встречаются изолированно.

Учитывая, что мы проводили эксперименты в режиме онлайн для получения достаточных размеров выборки, естественно задаться вопросом, было ли качество данных сопоставимо с качеством экспериментов, проводимых в лаборатории.Чтобы решить эту проблему, мы сравнили производительность этой задачи внимательного отслеживания между участниками онлайн и в лаборатории (эксперимент S1). Мы решили провести это сравнение для парадигмы внимательного слежения, потому что казалось, что оно, скорее всего, пострадает в менее мотивированной группе субъектов, как и следовало ожидать в онлайн-среде. Тем не менее, мы обнаружили, что эффективность онлайн-участников и участников лабораторных исследований была схожей после того, как онлайн-участники были проверены на использование наушников (рис. S2).Этот результат вселил в нас уверенность в наших процедурах онлайн-тестирования.

Изучение схемы распространяется на контуры тональной формы (эксперимент 5).

Чтобы вначале проверить эффект обучения базовой схеме с помощью этой задачи, мы провели эксперимент, в котором подаваемый голос в каждом втором испытании был получен из общей траектории схемы (рис. 2 B ). Эти основанные на схемах источники не были точными копиями друг друга, но были связаны замедлением времени и транспонированием, как это может происходить в естественных источниках звука, таких как просодические образцы в речи.Испытания, в которых цель не была основана на схеме, имели цели, взятые из наборов целей на основе схемы, представленных другим участникам ( методы ), так что при объединении по субъектам распределение целей, основанных на схеме и не основанных на схеме был идентичен. Чтобы лучше изучить динамику любого эффекта обучения, мы провели более длительный эксперимент, чем для парадигмы 1 (168 испытаний; ∼35–40 минут, которые мы разделили на два временных интервала для анализа с максимальной мощностью, но также построили график в шести временных интервалах). чтобы дать представление о динамике во времени).

Показатели в ходе эксперимента показаны на рис. 2 C . Общее выполнение задачи снова было значительно лучше для испытаний, цели которых основывались на общей схеме [главный эффект типа испытания, F (1,85) = 16,2, P = 0,0001; ANOVA с повторными измерениями]. Более того, хотя в ходе эксперимента наблюдалось общее улучшение [ F (1,85) = 10,1, P = 0,002], производительность в целевых испытаниях на основе схемы улучшилась больше, чем в обычных испытаниях, в результате чего значимое взаимодействие типа испытания и времени [ F (1,85) = 12.5, P = 0,0007; ANOVA с повторными измерениями], опять же из-за разницы в производительности во второй половине испытаний [ t (85) = 5,14, P <10 ⁻⁵ ]. Эти результаты показывают, что производительность может быть улучшена за счет повторяющейся структуры, даже когда источники различаются по нескольким измерениям и никогда не появляются изолированно.

Эффект обучения не объясняется подсказками и зондами (эксперимент 6).

Одно из возможных объяснений эффектов обучения в этой задаче состоит в том, что слушатели узнают что-то о взаимосвязи между сигналами и зондами для траекторий на основе схемы, а не из самой траектории.Хотя замедление времени траекторий на основе схемы привело к тому, что связанные сигналы и зонды не имели полностью согласованного отношения друг к другу, мы, тем не менее, защищались от любой такой стратегии при генерации стимулов путем сопоставления распределений расстояний между репликами и правильными и неправильными зондами. ( Методы ). Чтобы убедиться, что эти меры действительно препятствуют выполнению слушателями задачи только с сигналом и датчиком, мы провели второй эксперимент, в котором смесь в последней трети испытаний была заменена шумом (рис.2 D ). В пилотном эксперименте мы обнаружили, что, когда взаимосвязь между сигналами, правильными и неправильными датчиками не контролировалась, производительность оставалась значительно выше вероятности во время шумовой блокировки для обоих типов испытаний [испытания без схемы: t (87) = 4,41, P <0,000; схема испытаний: t (87) = 3,22, P <0,0018], демонстрирующая эффективность этого контрольного эксперимента (и необходимость контроля стимулов).

Повторяющийся эксперимент 5, превосходная производительность для траекторий на основе схемы была очевидна в течение первых двух третей эксперимента [ F (1,132) = 8,35, P = 0,005] (рис. 2 D ). Однако производительность упала до случайного уровня, когда смеси были заменены шумом [ t тестов против случайности: траектории на основе схемы, t (132) = 0,71, P = 0,48; траектории, не основанные на схеме, t (132) = 0,06, P = 0.96], без разницы в производительности между траекториями на основе схемы и без схемы [ t (132) = 0,46, P = 0,65]. Таким образом, кажется, что слушатели не могут выполнять задачу внимательного отслеживания, основанную только на сигнале и зондировании, и что преимущество траекторий на основе схемы не связано с изучением отношений сигнал-зонд для этих траекторий.

Быстрое обучение через краудсорсинг (эксперимент 7).

В экспериментах 5 и 6 источники, основанные на схемах, по-видимому, выявляли разные уровни производительности с самого начала эксперимента (рис.2 C и D ). Поскольку балансировка наборов стимулов была предназначена для предотвращения внутренней разницы в сложности между условиями, мы рассмотрели возможность того, что обучение может происходить в быстрой шкале времени. Чтобы проверить это, мы объединили данные экспериментов 4 и 5 (эти эксперименты были идентичны для первых 56 испытаний) и изучили производительность на меньших блоках из семи испытаний на блок, а не в 14. Анализ мощности показал, что для этого потребуются дополнительные участники. обнаружили возможные эффекты в этой временной шкале, и поэтому еще 183 участника были запущены в более короткой, 56-пробной версии парадигмы внимательного отслеживания (эксперимент 7).

При разрешении семи испытаний на интервал очевидно, что производительность в начале эксперимента не различалась между условиями [первый интервал времени: t (401) = 0,92, P = 0,36] (рис. 2 E ), но различия в производительности проявляются быстро (значительные различия для всех других интервалов времени: P <0,05 во всех случаях). Возможность наблюдать это быстрое обучение облегчалось тем фактом, что эксперименты проводились онлайн, что позволило нам эффективно протестировать относительно большое количество слушателей ( n = 402).Это наблюдение дает некоторое подтверждение того, что стимулы в условиях, основанных на схеме, и в условиях, не основанных на схеме, не различаются по своей внутренней сложности; только наличие других стимулов, основанных на схеме, повышает производительность. Результаты наводят на мысль об эффекте обучения, возникающем при относительно небольшом количестве воздействий.

Изучение схемы не обязательно должно быть явным.

Наличие эффекта обучения поднимает вопрос о том, осведомлены ли участники о том, что они изучают.Чтобы решить эту проблему, после завершения задания участников спросили, заметили ли они повторение в голосе, которому поданы команды. Доля ответов «да» из эксперимента 5 (самый продолжительный эксперимент, проведенный с этой парадигмой) показана на рис. 3 вместе с ответами из двух контрольных экспериментов: в одном не использовались источники на основе схемы (контрольный эксперимент 1), а в другом — каждый голос был основан на схеме (контрольный эксперимент 2, в котором мы ожидали, что участники заметят повторяющуюся структуру источника).Участники не сообщали о повторении в эксперименте 5 чаще, чем в контрольном эксперименте без источников на основе схемы (z = 0,98, P = 0,33). Этот результат предполагает, что общее сходство стимулов заставляло слушателей сообщать о повторяющейся структуре слышимости независимо от того, действительно ли она там была. Однако, когда схема стала очевидной, вставив ее в каждое испытание эксперимента (контрольный эксперимент 2), слушатели сообщили о повторяющейся структуре больше, чем в двух других экспериментах (эксперимент 5: z = 2.04, P = 0,021; контрольный опыт 1: z = 2,68, P = 0,0037). В целом, эти результаты предполагают, что в нашем основном эксперименте слушатели не были полностью осведомлены о сходствах на основе схем, которые способствовали производительности, что указывает на то, что изучение схемы не обязательно должно происходить явно.

Одновременно изучаются несколько измерений пространственных объектов (эксперимент 8).

Использование трех измерений характеристик (f0, F1 и F2) поднимает вопрос о том, включает ли схема, которую изучают слушатели, все три доступных измерения.Чтобы решить эту проблему, мы провели эксперимент, который был идентичен эксперименту 5, за исключением того, что формантные траектории стимулов на основе схемы были рандомизированы от испытания к испытанию, начиная с середины эксперимента (рис. 4 A ). Если изученная схема в основном является функцией траектории f0, слушатели должны продолжать демонстрировать преимущества схемы во второй половине эксперимента. Если вместо этого для схемы важны все три измерения характеристик, эффект обучения может ослабнуть или вообще исчезнуть после рандомизации формантных траекторий.

Как показано на рис. 4 B , преимущество схемы было получено в первой половине эксперимента [ t (85) = 2,00, P = 0,049], но не во второй половине эксперимента [ t (85) = 0,63, P = 0,53]. Более того, когда данные второй половины эксперимента 5 (в котором форманты на основе схемы продолжались на всем протяжении) сравнивались с данными настоящего эксперимента, наблюдалась значительная взаимосвязь между экспериментом и эффектом типа испытания [ F ( 1,170) = 13.0, P <0,0005; данные объединены по ячейкам 4–6]. Этот результат предполагает, что слушатели изучили повторяющуюся структуру в формантах в дополнение к f0, и что схемы, таким образом, не ограничиваются изменением высоты тона.

Обобщение изученной схемы (эксперимент 9).

Для дальнейшего изучения природы заученной схемы мы исследовали, изменяется ли преимущество схемы в зависимости от сходства звука с центральной тенденцией схемы, воспользовавшись вариацией стимулов, присущей экспериментальному плану.Мы провели эксперимент, аналогичный эксперименту 5, но с вдвое большим количеством участников, что позволило анализировать подмножества испытаний на основе сходства со схемой. Чтобы проанализировать испытания без схемы, мы оценили сходство как среднее значение корреляции в каждом измерении между канонической схемой (т. Е. Той, которая находится в центре диапазона расширения / транспонирования) и целью, не являющейся схемой. Чтобы проанализировать испытания схем, мы рассмотрели варианты в середине диапазона дилатации отдельно от тех, которые находятся в крайних точках этого диапазона.В обоих случаях мы проверили, есть ли выигрыш в производительности для одной трети целевых объектов, наиболее похожих на каноническую схему, по сравнению с одной третью целевых объектов, наименее похожих на схему.

Как показано на рис. 4 C , целевые стимулы, не связанные со схемой, которые были наиболее похожи на схему, давали такую ​​же производительность, что и целевые стимулы на основе схемы [ t (171) = 1,28, P = 0,2 , с объединением данных по обоим временным интервалам], в отличие от наименее похожих целей [ t (171) = 2.95, P = 0,004]. Более того, две группы целей, не относящихся к схеме, дали разные уровни производительности [ t (171) = 2,95, P = 0,0037 в первом из двух временных интервалов, с незначительной тенденцией при объединении по обоим временным интервалам: t (171) = 1,67, P = 0,098]. Из-за дизайна эксперимента (в котором испытания схемы чередовались с испытаниями без схемы), это различие могло быть вызвано немедленным запуском предшествующим стимулом, а не изученной схемой.Однако анализ стимулов на основе схемы показал аналогичный результат: стимулы, основанные на более канонической схеме (середина диапазона вариантов с временной деформацией), обеспечивали лучшую производительность, чем варианты схемы, которые были наиболее расширены / сжаты [ t (171) = 1,96, P = 0,051; данные объединены по обоим временным интервалам] (Рис. 4 D ). Кроме того, стимулы, основанные на наиболее сжатых / расширенных схемах, производили лучшую производительность, чем стимулы, не являющиеся схемами [ t 1 (171) = 1.98, P = 0,049]. Как и ожидалось, учитывая результаты эксперимента 8, и питч, и форманты внесли свой вклад в повышение подобия схемы; тот же анализ по f0, F1 и F2 по отдельности не выявил значительных эффектов ни в объединенных данных, ни в каком-либо отдельном временном интервале ( P > 0,2 во всех случаях). Результаты предполагают дифференцированный эффект схемы, возможно, потому, что слушатели в некоторой степени изучают и представляют основное распределение стимулов.

Парадигма 3. Разделение речевых высказываний.

Стимулы, используемые в парадигмах 1 и 2 (дискретный тон или шум и непрерывные контуры голоса), возможно, упрощены по сравнению с естественными стимулами, такими как речь. Чтобы проверить схему обучения в более натуралистическом стимуле, мы извлекли контуры высоты тона и формант из высказываний в большом речевом корпусе и повторно синтезировали их с помощью того же метода, который использовался для синтеза плавных стохастических траекторий в парадигме 2. Мы воспроизвели только озвученные области речи. и оставлял молчаливые пробелы вместо согласных, так что результирующий стимул не был понятен, но в остальном реалистично пересекал пространство высоты тона и формант.Слушателям была представлена ​​смесь из двух высказываний, за которыми следовало изолированное высказывание зондом, и они должны были решить, появилось ли это изолированное высказывание также в смеси (рис. 5 A ). Звуковой сигнал зонда не только был перемещен в сторону от смеси (как в парадигме 1), но также был искажен во времени (т.е. был сжат или расширен) до ± 25% ( методов ). Транспонирование и расширение снова требовали от слушателей извлечения структуры высказывания и не позволяли им выполнять задачу, распознавая локальные особенности, мелькающие во время смеси.

Схема обучения траекторий признаков из реальной речи (эксперимент 10).

Проявятся ли эффекты обучения схемам в первых двух парадигмах с помощью этого более реалистичного стимула? Мы провели 100 пробных экспериментов (∼10–15 мин), в которых мишени, основанные на схемах, появлялись в альтернативных испытаниях (Рис. 5 B ). Как и в случае с парадигмами 1 и 2, стимулы, не основанные на схеме, для участника были взяты из испытаний на основе схемы для других участников, так что испытания на основе схемы и без схемы были статистически идентичны при объединении участников.

Как показано на рис. 5 C , выгода была быстро получена от повторяющейся схемы, при этом производительность испытаний на основе схемы снова превысила показатели испытаний, не основанных на схеме, во второй половине эксперимента [ t (92 ) = 2,94, P = 0,0041]. Эти результаты демонстрируют быстрое изучение схемы для траекторий естественных признаков, которые имеют более сложные генеративные ограничения, чем стимулы, используемые в парадигмах 1 и 2, что повышает вероятность того, что быстрое и гибкое изучение схемы может помочь нам услышать поведенчески релевантные источники в реальном мире.

Дистракторы на основе схем (эксперимент 11).

Представлялось интересным проверить влияние на производительность, когда источники на основе схемы выступают в качестве отвлекающих факторов, а не цели. Однако парадигмы 1 и 2 не давали четких средств для изучения этого: в парадигме 1 отвлекающие факторы имели не ту же форму, что и целевые мелодии (представляя собой пару из двух тонов, а не последовательность из четырех нот), тогда как в парадигме 2 Необходимость контролировать отношения сигнал-зонд сделала методологически сложным проведение экспериментов с аналогичными отвлекающими факторами.Задача смесь-зонд парадигмы 3 хорошо подходила для решения этого вопроса, поэтому мы провели дополнительный эксперимент, в котором нецелевое высказывание в смеси (при альтернативных испытаниях) было сгенерировано по общей схеме (рис. 5 D ). В этом эксперименте было проведено 200 испытаний, а не 100 испытаний, как в эксперименте 7, что позволило слушателю в значительной степени познакомиться со схемой к концу эксперимента. Результаты (рис. 5 E ) показывают, что основанный на схеме дистрактор, тем не менее, не оказал заметного влияния на производительность [ F (1,201) = 1.85, P = 0,18; нет существенной разницы для любого временного интервала], что свидетельствует о том, что повторяющаяся схема с меньшей вероятностью будет интернализована, если она не встречается в обслуживаемом источнике.

Обсуждение

Источники в слуховых сценах часто производят звук с некоторой степенью согласованности. Мы исследовали условия, в которых эта последовательность может быть изучена и использована для анализа сцены. Мы проверили, получат ли слушатели преимущество разделения источников от повторения источника при преобразованиях, таких как транспонирование и замедление времени, которые производят акустически различные варианты с общей абстрактной структурой.Такое преимущество предполагает изучение абстрактной структуры повторяющегося источника (схемы). Используя несколько типов стимулов и задач, мы обнаружили, что разделение источников выигрывает от наличия схемы и что изучение схемы было быстрым, постоянным и могло происходить без внимания слушателей. Изучение схемы происходило даже тогда, когда источники никогда не появлялись изолированно (эксперименты S1 и 5–9). Мы также обнаружили, что обучение было, по крайней мере, в некоторой степени специфичным для посещаемых источников: никакой выгоды не было получено, когда схема появилась в источнике-отвлекающем элементе.Преимущество изученной схемы, обобщенной до некоторой степени до звуков, достаточно похожих на схему, с большим преимуществом для звуков, наиболее похожих на схему. В целом, наши результаты демонстрируют, что абстрактная структура источника может быть быстро интернализована для облегчения точного разделения, демонстрируя, как повторяющаяся структура в слуховой среде может помочь в разделении и выборе источников звука из слуховых сцен.

Предварительные доказательства схем в анализе сцены.

Предыдущие работы, показавшие, что задачам разделения источников помогает память, обычно использующая хорошо знакомые источники звука, которые слушатели имеют значительное предварительное воздействие, такие как знакомые голоса (37), мелодии (39⇓ – 41) и лингвистический контент (43) . Однако, поскольку эти источники были уже знакомы участникам, процесс обучения не мог быть изучен. Наши результаты показывают изучение схемы в действии и накладывают ограничения на лежащие в основе механизмы.

Насколько нам известно, единственное предварительное доказательство того, что абстрактная структура способствует разделению источников для ранее незнакомых источников, было получено из исследования с использованием случайно сгенерированных мелодий (31).В этом исследовании слушатели оценивали, были ли две целевые мелодии одинаковыми или разными; одна из мелодий чередовалась с мелодией-дистрактором, образуя смесь, и была транспонирована в другой диапазон высоты тона (так что различение требовало сравнения интервалов высоты тона). Производительность была лучше, когда смесь появлялась второй (ей предшествовала изолированная мелодия), что говорит о том, что сегрегация может определяться абстрактной мелодической структурой при непосредственном предварительном включении. Однако в этом исследовании мелодии не повторялись в испытаниях, и поэтому эффект повторяющейся структуры был очевиден только в ходе испытания.Наши результаты отличаются от этих эффектов тем, что показывают, что схемы могут быть изучены, если они периодически повторяются в течение эксперимента, и что их эффекты сохраняются во времени, не требуют явного знания цели и не должны отражать немедленную прайминг. . Мы также обнаружили, что схемы распространяются на немелодические стимулы.

Отношение к другим примерам обучения на прослушивании.

Ряд исследований продемонстрировали слуховое обучение незнакомым звукам, таким как образцы шума или образцы тонов, в течение экспериментального сеанса (28, 29) или статистических свойств входного сигнала (19⇓⇓⇓⇓⇓⇓ – 26) .Практические эффекты такого обучения могут быть обнаружены в адаптации к незнакомым говорящим (47) или иностранным акцентам (48). Однако эти исследования представляли стимулы изолированно и не оценивали влияние обучения на разделение источников. Таким образом, до нашей работы было неясно, можно ли изучить структуру источника в присутствии параллельных источников и принесет ли такое обучение пользу анализу сцены. В нашей работе незнакомые стимулы использовались в сочетании с задачами по разделению звука, чтобы показать, что быстрое обучение помогает разделению источников.

Обучение, очевидное в наших экспериментах, соединяет две линии предшествующих исследований обучения. Как и в экспериментах, в которых изучаются конкретные образцы шума (27, 28), наши эффекты обучения имели некоторую специфичность для изученного источника, давая преимущество в производительности за счет стимулов, основанных на схеме, по сравнению со стимулами, не основанными на схеме, даже если они генерировались и совместно использовались аналогичным образом. многие из тех же статистических свойств. Однако, как и в парадигмах статистического обучения, слушатели, кажется, изучают аспекты распределения, связанные с вариантами схемы (19⇓⇓⇓⇓⇓⇓ – 26), с большей пользой для стимулов, наиболее похожих на центральную тенденцию схемы. .

Считалось, что ранее описанные примеры разделения источников на основе схемы основаны на явных знаниях, например, когда мы следуем знакомой мелодии в музыке (1, 40). Однако, как и многие другие примеры перцептивного обучения (24⇓ – 26, 30), наши эффекты, по-видимому, в значительной степени неявны, по крайней мере, в некоторых экспериментах. Как и в некоторых случаях визуального имплицитного обучения (49), обучение, тем не менее, в некоторой степени ограничивается стимулами, соответствующими задаче. Таким образом, мы демонстрируем, что структура источника может быть изучена среди параллельных источников, но, возможно, только тогда, когда на нее направлено внимание.

Связь с эффектами кратковременного повторения источника.

Другое важное направление предыдущей работы связано с эффектами источников, имеющих регулярную или повторяющуюся структуру. Например, известно, что циклически повторяющиеся паттерны в неоднозначных потоках тонов с течением времени группируются, образуя единый слуховой поток (16). Повторение также приводит к отделению случайных источников шума от смесей (17). Эти явления отличаются от тех, которые мы изучали здесь, тем, что повторяющаяся структура является точной, происходит в коротком временном масштабе, заставляет повторяющиеся элементы группироваться вместе и не показывает доказательств обучения (т.е., хранение в течение периодов, когда источник отсутствует). Тем не менее, можно представить себе континуум между условиями этих предыдущих исследований (одно за другим и точное повторение) и условиями настоящего исследования (абстрактное повторение промежуточных стимулов), и еще предстоит выяснить, существует ли какая-либо связь. между основными механизмами.

Что можно узнать?

Наши слушатели, очевидно, узнали что-то о повторяющейся структуре в каждом эксперименте. Поскольку в процессе обучения источники были транспонированы и растянуты / сжаты во времени, повторяющиеся схемы не были индивидуализированы конкретными значениями характеристик.Наши результаты показывают, что вместо этого слушатели узнали кое-что о том, как характеристики источника менялись с течением времени. Эксперимент 8 продемонстрировал, что усвоенная схема может включать вариации формант, а также высоты тона, поскольку выигрыш в производительности для стимулов на основе схемы был устранен, когда траектории формант были рандомизированы в испытаниях на основе схем. Эксперимент 9 показал, что изученная схема обеспечивает преимущество для целей, не являющихся схемой, которые были достаточно похожи на схему (при условии, что метрика подобия включала как высоту, так и форманты), и дополнительное преимущество для целей схемы в середине диапазона возможного времени. расширенные варианты.В целом результаты показывают, что обучение может происходить по ряду функций, относящихся к задаче, и что эффект схемы оценивается, обеспечивая наибольшую пользу стимулам, наиболее похожим на каноническую схему.

Повторяющиеся структуры в наших экспериментах были абстрактными, поскольку схема всегда казалась транспонированной или расширенной / сжатой в разной степени (трансформации, вдохновленные вариациями, происходящими в речи и музыке). Было бы интересно дополнительно изучить природу усвоенного представления, протестировав передачу обучения через различные преобразования (например,g., обращение времени или вращение траекторий в пространстве признаков) и исследовать пределы типов абстрактных структур, которые могут быть изучены (например, подвергая слушателей различным типам преобразований источника во время обучения). Есть также вероятные ограничения для контекстов, в которых они могут быть использованы. Например, известно, что слушатели испытывают трудности с распознаванием даже хорошо знакомой мелодии, если она идеально чередуется с набором отвлекающих тонов (31, 39). Таким образом, понимание того, как схемы взаимодействуют с другими ограничениями разделения источников, является еще одной важной темой для будущих исследований.

Анализ сцены на основе примитивов и схемы.

Анализ сцены на основе схемы при прослушивании исторически противопоставлялся «примитивному» анализу сцены, в котором предположительно универсальные группирующие сигналы опосредуются процессами, не требующими внимания или памяти (1, 8, 35, 50). Например, последовательные звуки, которые похожи (например, по высоте или тембру), часто возникают из одного источника в мире и имеют тенденцию группироваться в восприятии с течением времени (7, 35, 51). Однако, поскольку основанный на схемах анализ сцены не был широко изучен в лаборатории, мало что известно о лежащих в основе механизмах, и степень, в которой они отличаются от таковых при примитивном анализе сцены, остается неясной.Представленная здесь методология должна способствовать дальнейшему прогрессу в этих вопросах.

Возможно, что схемы, усвоенные в наших экспериментах, влияют на восприятие во многом так же, как предположительно примитивные групповые сигналы (например, разница в высоте тона между говорящими). Это понятие можно проверить, сравнив нейронные или поведенческие последствия сегрегации, управляемой схемой, с последствиями сегрегации с помощью других сигналов (например, различий в высоте тона). Например, диагностикой может быть проверка того, влияет ли изученная схема на способность различать временные отношения между элементами схемы и другим параллельным источником, что часто рассматривается как следствие сигнатуры потоковой передачи (43, 52, 53).

Эффектом изученной схемы также может быть изменение взаимодействия потоковой передачи и внимания. Может случиться так, что изученная схема упрощает отслеживание источника, соответствующего схеме, например, объясняя более высокую производительность в нашей задаче отслеживания. В качестве альтернативы, если память дополняет внимание, тогда изучение схемы может служить для уменьшения ресурсов внимания, которые в противном случае потребовались бы для отделения повторяющегося источника от других. Эти возможности можно распутать, измеряя выбор по вниманию [например, прося слушателей обнаруживать возмущения в источниках (46)] до и после изучения схемы.

Однако стоит ли рассматривать задачи, которые мы использовали, как потоковую передачу? Все стимулы включают различение источников звука, смешанных с другими звуками, но стимулы были относительно короткими. Таким образом, они отличаются от длинных последовательностей чередующихся тонов, обычно используемых для изучения потоковой передачи (35, 51). Такие стимулы, в частности, демонстрируют «нарастание потока», при котором вероятность услышать два потока увеличивается со временем (3, 53, 54). Хотя использованные нами стимулы не вызывают этого конкретного явления, они, тем не менее, требуют группировки звуковой энергии во времени.Таким образом, мы рассматриваем их как потоковую передачу в более общем смысле этого слова и считаем их полезными для понимания реальных сценариев, в которых источники не повторяются циклически до бесконечности.

Скорость обучающих эффектов, показанных здесь, также повышает вероятность того, что обучение может повлиять на все аспекты анализа сцены, даже на те, которые являются довольно общими с точки зрения их применимости. Даже свидетельства того, что у новорожденных проявляются аспекты потоковой передачи на основе сходства (55, 56), согласуются с получением уроков из раннего опыта.Таким образом, разницу между примитивными процессами и процессами, основанными на схеме, можно было бы лучше описать с точки зрения масштаба и объема обучения: примитивный анализ сцены может эффективно опосредоваться схемой, которая носит очень общий характер и может применяться без разбора.

Обучение схемам может быть повсеместным в прослушивании.

В реальных слуховых сценах источники иногда незнакомы, и повторяющаяся структура может возникать только периодически и одновременно с другими звуками. Наши результаты показывают, что слуховая система может быстро научиться использовать абстрактную структуру источника даже в таких сложных условиях.Надежность этого обучения может позволить проводить анализ сцены на основе схемы в гораздо более широком диапазоне сценариев, чем предполагалось ранее.

Материалы и методы

Все эксперименты были одобрены Комитетом по использованию людей в качестве объектов экспериментов Массачусетского технологического института. На начальной странице онлайн-задания участники прочитали заявление об отказе от ответственности (в соответствии с требованиями Комитета Массачусетского технологического института по использованию людей в качестве объектов эксперимента) и дали согласие на участие в эксперименте.Участники в лабораторных условиях эксперимента S1 подписали форму, подтверждающую свое согласие на участие. Методы описаны в SI Материалы и методы .

Благодарности

Мы благодарим членов J.H.M. лаборатории за полезные комментарии к рукописи. Эта работа была поддержана стипендией Фонда Макдоннелла (J.H.M.), грантом Национального научного фонда BCS-1454094, грантом NIH 1R01DC014739-01A1 и грантом на обучение NIH T32DC000038.

Сноски

• Автор: К.J.P.W. и J.H.M. спланированное исследование; K.J.P.W. проведенное исследование; K.J.P.W. проанализированные данные; и K.J.P.W. и J.H.M. написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1801614115/-/DCSupplemental.

% PDF-1.4 % 229 0 объект > эндобдж xref 229 914 0000000016 00000 н. 0000020071 00000 п. 0000020257 00000 п. 0000020293 00000 п. 0000029869 00000 п. 0000029944 00000 н. 0000030134 00000 п. 0000030279 00000 н. 0000030469 00000 п. 0000030614 00000 п. 0000030805 00000 п. 0000030950 00000 п. 0000031141 00000 п. 0000031286 00000 п. 0000031477 00000 п. 0000031622 00000 п. 0000031813 00000 п. 0000031958 00000 п. 0000032119 00000 п. 0000032266 00000 п. 0000033085 00000 п. 0000034278 00000 п. 0000035475 00000 п. 0000035583 00000 п. 0000035693 00000 п. 0000035803 00000 п. 0000036517 00000 п. 0000037243 00000 п. 0000037335 00000 п. 0000037585 00000 п. 0000038174 00000 п. 0000038427 00000 п. 0000038963 00000 п. 0000050867 00000 п. 0000061010 00000 п. 0000069559 00000 п. 0000076680 00000 п. 0000083774 00000 п. 00000