Исследование влияния нагрузки на вербальную рабочую память, на глазодвигательную активность при зрительном поиске
Постановка проблемы
Несмотря на значительное количество концепций структуры РП, основной моделью РП до сих пор является мультикомпонентная модель А. Бэддели (Baddeley, 1986). В этой модели РП представляется в ви де иерархически организованной системы компонентов, в которой выделяется управляющий компонент («центральный исполнитель») и несколько подчиненных ему систем хранения. Системы хранения обеспечивают удержание информации в течение непродолжительных интервалов времени, причем поддержание активации отдельных репрезентаций осуществляется с помощью специализированных процессов «обновления» информации. Различные системы хранения предназначены для удержания информации разных типов. В экспериментальных исследованиях А. Бэддели хорошо документировано различие между системами хранения вербальных и зрительных репрезентаций. Вербальная информация удерживается в так называемой фонологической петле, а зрительная - в так называемом зрительно-пространственном блокноте (хранение репрезентаций объектов и их пространственных положений осуществляется раздельно). Хранение информации прочих модальностей (например, кинестетической) осуществляется в других системах хранения.
Экспериментальное выделение в структуре РП компонентов, связанных с переработкой вербальной и зрительно-пространственной информации, подтверждается результатами корреляционных исследований (Giofre et al., 2013). В частности, обнаруживается, что латентные факторы, соответствующие вербальному и зрительно-пространственному компоненту, практически ортогональны друг другу (Shah, Miyake, 1996). Таким образом, функционирование этих компонентов оказывается независимым. Такая изоляция вербального и зрительно-пространственного компонентов имплицитно предполагается и в модели А. Бэддели. Тем не менее, вопрос о взаимовлиянии вербального и зрительно-пространственного компонентов остается открытым. Теоретическое значение этого вопроса заключается в том, что его решение связано с решением вопроса о роли доменно-неспе-цифических когнитивных ресурсов в функционировании РП. Если вербальный и зрительно-пространственный компонент оказывают влияние друг на друга, то справедливо предположение о существенном вкладе неспецифических ресурсов в реализацию функций РП. Установление справедливости этого предположения позволяет проследить связь между функциями РП и функциями сознательного контроля когнитивной деятельности человека (Миллер и др., 1965).
В этом исследовании была поставлена задача проследить, в какой мере вербальный компонент хранения влияет на работу зрительнопространственного компонента. Для этого следует изучить, в какой мере необходимость удержания информации в вербальном компоненте определяет особенности выполнения задачи, требующей ис пользования зрительно-пространственного компонента. В качестве такой задачи была выбрана задача зрительного поиска (Treisman, Gelade, 1980). В литературе неоднократно предполагалось, что зрительный поиск осуществляется с привлечением ресурсов зрительно-пространственной РП, в частности, для сравнения обследуемых объектов с эталоном и для удержания информации о пространственном положении объектов (Bundesen, 1990; Woodman, Luck, 2004). Так как влияние нагрузки на вербальную РП, на скорость и точность зрительного поиска может быть нейтрализовано такими факторами, как мотивация или мобилизация, влияющими на поддержания заданного уровня эффективности деятельности, то было также изучено, как под влиянием нагрузки на РП изменяется характер глазодвигательной активности, сопровождающей зрительный поиск. Параметры движений глаз, сопровождающих решение многих зрительных и вербальных задач, являются информативными показателями особенностей психологических процессов, лежащих в основе их выполнения (Барабанщиков и Жегалло, 2014).
Показано, что нагрузка на зрительно-пространственную РП может влиять на осуществление зрительного поиска. Манипулируя нагрузкой на пространственную РП, G. F. Woodman, S. J. Luck (2004) обнаружили, что эффективность зрительного поиска уменьшалась под ее влиянием. При этом нагрузка на РП приводила не только к увеличению времени поиска в среднем, но и к увеличению наклона поисковой кривой, что говорит о снижении эффективности процессов поиска, а не только процессов, связанных с кодированием стимуляции и реализацией моторного ответа. В исследовании S.-H. Oh, M.-S. Kim (2004) также было обнаружено, что нагрузка на пространственную РП, в отличие от нагрузки на объектную память, приводит к снижению эффективности зрительного поиска. Используя задачу зрительного поиска с реалистичной стимуляцией (обнаружение пешеходами опасных объектов), С. R. Kovesdi, В. К. Barton (2013) показали, что нагрузка на зрительную и пространственную РП объясняет значимую долю дисперсии показателей процессов зрительного поиска. Общий вывод, который может быть сделан из этих исследований, заключается в том, что выполнение зрительного поиска и хранение информации в пространственной РП требует использования одного и того же когнитивного механизма с ограниченной пропускной способностью.
Исследования влияния нагрузки на вербальную РП, на эффективность зрительного поиска крайне редки. В этих исследованиях сравнивается влияние вербальной и невербальной РП. В работе (Anderson et al., 2008) было обнаружено, что нагрузка на вербальную РП снижает эффективность контролируемого зрительного поиска в той же мере, в какой ее снижает нагрузка на пространственную РП. Примечательно, что оба вида нагрузки не влияли на эффективность автоматического зрительного поиска. Используя реалистичный экспериментальный сценарий (обнаружение периферических объектов во время вождения в симуляторе), Chaparro et al. (2007) также обнаружили, что эффективность зрительного поиска снижается как под воздействием нагрузки на пространственную РП, так и под влиянием нагрузки на вербальную РП. Таким образом, нагрузка на вербальную рабочую память может оказывать негативное влияние на выполнение задачи, требующей использования ресурсов зрительно-пространственной РП. Эти результаты свидетельствуют в пользу того, что на выполнение зрительного поиска влияют процессы, общие для вербальной и зрительно-пространственной РП.
Нагрузка на РП может приводить не только к изменениям показателей эффективности выполнения различных когнитивных задач (таких как задача зрительного поиска), но и к специфическим изменениям глазодвигательной активности (Lehtonen et al., 2012; Мас-Namara et al., 2012). Например, в работе Е. Lehtonen et al. (2012) было показано, что при управлении автомобилем на дороге с поворотами нагрузка на РП приводит к снижению вероятности антиципирующих движений глаз, направленных на мониторинг точек окклюзии - ближайших к водителю точек дороги, за которым дорога скрыта от наблюдения. Таким образом, нагрузка на РП приводит к повышению экономичности движений глаз, известному обеднению их динамики, их концентрации на элементах, непосредственно необходимых для выполнения текущей задачи (в данном примере - на элементах, мониторинг которых необходим для поддержания оптимальной траектории движения). Примечательно, что данный эффект был получен в ситуации повышенной нагрузки на РП, вызванной выполнением задания, не имеющего выраженного зрительно-пространственного или моторного компонента. В работе A. McNamara et al. (2012) было продемонстрировано, что нагрузка на РП приводит к увеличению количества фиксаций на предъявляемых испытуемому эмоционально значимых лицах, т.е. к изменению стратегий распределения и концентрации внимания. В целом, эти и другие исследования показывают, что использование ресурсов рабочей памяти может приводить к изменению характера движений глаз, отражающему изменения в когнитивных стратегиях решения актуально стоящих перед человеком задач.
В данной работе было изучено влияние нагрузки на вербальную РП, на глазодвигательную активность при выполнении зрительного поиска в реалистичных зрительных сценах (поиск фигур людей на фотографиях городских ландшафтов). Предполагалось обнаружить изменения характера движений глаз, связанных с тем, что необходимость использовать ресурсы вербальной РП приводит к снижению доступности когнитивных ресурсов и, как следствие, к увеличению когнитивной нагрузки при выполнении задачи зрительного поиска. Такие изменения могут наблюдаться для различных показателей глазодвигательной активности, включая как характеристики фиксаций, так и характеристики саккад. Обнаружение изменений глазодвигательной активности при выполнении задачи зрительного поиска, требующей привлечения ресурсов зрительно-пространственной РП, под влиянием нагрузки на вербальную рабочую память, позволит опровергнуть предположение о независимости вербального и зрительно-пространственного компонента РП и сделать новые выводы о функциональной организации РП.
