Стимульный контроль и на что мы обращаем внимание

По мотивам главы 'Prestaram atenção em tudo?' из сборника 'Experimentos Clássicos em Análise do Comportamento', посвященного изложению классических экспериментов из анализа поведения.

Контекст эксперимента

Спросите несколько людей, сходивших на один фильм в одно время, что больше всего привлекло их внимание, и получите разные ответы. Одни назвали бы персонажей и их взаимодействие. Другие говорили бы о пейзажах, городах или зданиях. Найдутся и сосредоточившиеся на напряженных сценах, постановке и освещении. А бывший в зале владелец кинотеатра вообще обратил внимание только на количество зрителей и купленную еду.

Поведение человека не находится под контролем всех присутствующих в моменте стимулов. Другими словами, люди могут обращать внимание на разные аспекты ситуации — некоторые стимулы или свойства стимулов влияют на их поведение больше других. В таких ситуациях говорят, что организм обратил или не обратил внимание на событие.

В анализе поведения стимул — это любое физическое событие, комбинация событий или их взаимосвязь. Когда мы говорим о свойстве стимула, мы имеем в виду некоторое измеряемое качество стимула, например, цвет, форму или размер. Понятие среды, в свою очередь, можно определить как «совокупность физических обстоятельств, в которых существует организм или его часть».

Повседневная концепция внимания предполагает, что не стимулы управляют поведением наблюдателя, а наблюдатель совершает какую-то внутреннюю активность, отдельную от остального поведения, и фокусируется на определенных аспектах среды. Получается, если по каким-то причинам наблюдатель не фокусируется на нужных элементах ситуации, то у него происходит «недостаток внимания». Таким образом, концепт внимания может отвлекать от практичного анализа поведенческих проблем.

С поведенческой точки зрения «недостаток внимания» — это не отсутствие должного контроля над стимулами, а упрощенное обозначение отсутствия контроля определенных составляющих или параметров стимулов над поведением. Знание переменных, повышающих вероятность требуемого распределения внимания между стимулами, требуется для формирования любых сколько-нибудь сложных поведенческих процессов.

Например, обучение понятиям является основой для развития человеческого мышления и языка. Когда ребенок усваивает понятия «красный» или «количество», его внимание должно контролироваться только определенным свойством стимула, например, его цветом. Красный или единичный объект имеют форму, вес, размер — эти свойства должны игнорироваться. Каким образом у нас формируется способность реагировать на нужные свойства стимулов в нужный момент? Почему мы не ходим дезориентированные невероятным количеством стимулов?

Джордж Рейнольдс в 1961 году опубликовал работу под названием «Attention in the pigeon», в которой экспериментально продемонстрировал процедуру установления того, что получило название стимульного контроля — феномена избирательного контроля над поведением со стороны определенного стимула или свойства стимула (но не других аспектов ситуации).

Использованная Рейнольдсом процедура по контролю оперантного поведения с помощью стимулов-антецедентов (антецедентами называются стимулы, которые предшествуют поведению, например, зеленый сигнал светофора предшествуют движению по перекрестку) называется дискриминантным обучением.

В основе дискриминантного обучения лежит дифференцированное подкрепление реакций в присутствии требуемого к вниманию стимула. В присутствии красного объекта (S+) произнесение слова «красный» (R) сопровождается одобрительной реакцией со стороны учителя (Sᴿ⁺), но R будет проигнорирована если объект желтый (S-). Последствия слова «красный» зависят от ситуации: в одной из них его произнесение подкрепляется, в другой — гасится (то есть не приводит к подкреплению, но и не сталкивается с наказанием), что порождает дискриминацию объектов разного цвета — красного и желтого. Дискриминация стимулов между этими объектами означает различную реакцию в присутствии каждого из них, то есть произнесение слова «красный» (R) только в контексте S+ (красный объект), не перед S− (желтый объект).

Дискриминация присутствует во многих примерах того, что мы называем «знанием» и «вниманием». Когда говорят, что ребенок узнал красную игрушку или подруга обратила внимание на красное платье, предполагается дискриминация стимулов — предполагается, что реакция избирательна к игрушке или платью, была бы иной в контексте другой игрушки или платья. Мы можем обрадоваться, что получили положительное внимание платью или расстроиться, что ребенок отвлекся на игрушку, но относимся к этим ситуациям как к стихийным явлениям — счастливы или грустны когда они случаются и не считаем их подвластными влиянию. Исследование Рейнольдса впервые систематически показало, что внимание неслучайно и может быть отрегулировано искусственно.

Дискриминация стимулов в лаборатории

Эксперименты Рейнольдса были вдохновлены, в частности, исследованиями Лэшли (1938), в которых прыжок крысы в сторону карточки с фигурой треугольника подкреплялся пищей, а прыжок в сторону карточки с фигурой перевернутого треугольника наказывался падением животного на страховочную сеть. Дискриминация не было основной целью исследований Лэшли — он изучал работу зрительной системы крыс — но в результате проведенной тренировки крысы стали избирательно реагировать на ориентацию треугольников.

Эксперимент 1: простая дискриминация

Целью первого эксперимента Рейнольдса было продемонстрировать, что голуби в принципе могут обращать внимание только на отдельные аспекты стимульного материала, игнорируя прочие детали.

Для этого голубя (всего в исследовании участвовали двое голубей) поместили в камеру с диском, на котором непредсказуемым образом появлялся треугольник на красном фоне (ΔR), а иногда круг на зеленом фоне (OG). За клеванием диска в состоянии ΔR следовала еда (подкрепление) если с момента последнего подкрепления проходило в среднем 3 минуты (то есть использовалась схема подкрепления с переменным интервалом, VI 3 минуты). Реакции на поклевывание диска OG не подкреплялись (гашение). Этот этап процедуры представлял собой дискриминантное обучение (рис. 1).

После этапа дискриминантного обучения начинался второй этап эксперимента, тест дискриминации. Компоненты стимулов, использовавшихся при формировании дискриминации, предъявлялись раздельно, то есть диск содержал треугольник или круг, либо был подсвечен красным или зеленым цветом. Тест проводился в режиме гашения, то есть за клевком диска, независимо от предъявляемого стимула, не следовало получение пищи. Тест проверял, какой способ реагирования сформировался у голубей во время дискриминантного обучения.

В начале дискриминантного обучения оба голубя клевали диск в присутствии как ΔR, так и OG. Однако по мере продолжения первой фазы ответы стали концентрироваться на диске, поклевывание которого приносило пищу, животные стали клевать диски почти исключительно в присутствии треугольника на красном фоне (рис. 1). В этом случае мы говорим, что установился стимульный контроль: клевания преимущественно происходили в присутствии треугольника на красном фоне, а поклёвывание в присутствии круга на зелёном фоне были редкими.

В ходе теста на угасание, в котором компоненты стимулов, использовавшихся при обучении, предъявлялись раздельно, Рейнольдс обнаружил, что у голубя 105 большинство клеваний выпадало на треугольник, а у голубя 107 — на красный цвет (рис. 1). Они проходили обучение с одними сложными стимулами, но получившееся поведение контролировалось различными специфическими свойствами стимула — треугольник для голубя 105 и красный цвет для голубя 107.

Рейнольдс задокументировал, что реакция каждого из голубей контролируется одним из аспектов стимула ΔR, но не предложил возможных детерминант индивидуальных различий в контроле стимулов, наблюдаемых в поведении голубей. Полученные им данные не позволили детальнее объяснить сформированный в эксперименте стимульный контроль, а в анализе поведения считается более продуктивным не давать никакого объяснения, чем придумывать объяснение без опоры на продемонстрированное взаимодействие организма и среды.

Рейнольдс мог бы сказать: «Голубь 105 клевал чаще в присутствии треугольника во время тестов, потому что он уделял больше внимания этому аспекту стимула во время обучения». Однако такое «объяснение» ничего не объясняет — это просто другой способ сказать, что клевки происходили чаще в контексте треугольника. Нам всё равно останется объяснить, почему он уделял ему больше внимания.

Эксперимент 2: несколько стимулов

Рейнольдс задокументировал, что поведение голубей может контролироваться только одним аспектом сложного сочетания стимулов, например, изображенной фигурой или цветом диска. Во втором эксперименте он повторил результат с еще более сложной комбинацией, чтобы определить, можно ли дискриминантным обучением сформировать подобную избирательность внимания в более сложной визуальной ситуации.

Теперь во время дискриминантного обучения на дисках присутствовали следующие сочетания формы и цвета: треугольник на красном фоне, круг на красном фоне, треугольник на синем фоне, круг на синем фоне. Кроме того, в определённое время загоралась желтая лампа, расположенная слева от экспериментальной камеры, а в другое время лампа справа загоралась зеленым светом.

На первом этапе эксперимента клевания диска подкреплялись согласно режиму с фиксированным интервалом (FI) в 3 минуты когда загоралась желтая лампа и фон диска был красным (независимо от того, круг это или треугольник) или в контексте зеленого свечения лампы и диска в режиме отображения треугольника (независимо от цвета фона диска). В случае успеха клевание диска должно было контролироваться большим количеством деталей: цветом боковой лампы, цветом диска и фигурой на диске.

Через 100 часов дискриминантного обучения поведение голубей оказалось под контролем запрограммированных стимулов, то есть они клевали диск в контексте комбинации жёлтого света и красного фона диска или зеленого света и треугольника. Если лампа горела желтым, но диск показывал круг на синем фоне, то голуби не показывали практически никакого интереса к клеванию. После дискриминантного обучения Рейнольдс проводил тесты как с оригинальными стимулами, так и меняя конфигурацию стимулов, например, гашение реакций при тех же конфигурациях стимулов, что и при обучении; гашение реакций при выключенных боковых лампах; гашение реакций при одновременном включении обеих ламп.

Помимо повторения результатов первого эксперимента, Рейнольдс выяснил, что запрограммированное аналитиков дискриминантное обучение может легко превратиться в совсем не запланированный паттерн дискриминации: «Во втором эксперименте ни один из голубей не обращал внимания на цвет боковой лампы. Их реакция контролировалась только наличием или отсутствием желтой боковой лампы или, после дополнительного анализа, яркостью лампы».

Тысячи исследований были проведены и продолжают проводиться с целью узнать больше о факторах, определяющих, какие аспекты окружающей среды будут контролировать поведение различных организмов и в каких ситуациях. Другими словами, мы и сегодня изучаем, что может заставить одних людей обращать внимание на одни аспекты окружающей среды, а других — на другие.

В 1976 году Уилки и Массон повторили эксперимент Рейнольдса, но вместо гашения во второй фазе эксперимента попробовали дополнительно потренировать голубей реагировать только на диск в состоянии отображения определенной фигуры, например, клевать только когда диск показывает треугольник, полностью убрав цвет из экспериментальной ситуации. Если бы фигура на диске никак не влияла на поведение, то голуби бы выглядели как будто учатся с нуля, но если в первой фазе подкреплялся клевок зеленого диска и обычно на зеленом диске был нарисован треугольник, то научить голубя избирательно реагировать на треугольник становилось проще.

Параллельно с исследованиями поведения животных развивался анализ стимульного контроля в поведении людей, в том числе патологическом. Например, ранние исследования Иваара Ловааса, автора первой систематической программы по коррекции поведения детей с расстройством аутистического спектра (РАС), были посвящены чрезмерной избирательности внимания детей с РАС.

О чрезмерной избирательности или сверхконтроле стимулов говорят, когда поведение контролируется только одним аспектом стимула и другие, важные по мнению экспериментатора, стимулы игнорируются. Например, если отец побрился и сын перестал узнавать его как своего отца, мы говорим, что произошел сверхконтроль стимула (в данном случае бороды).

Противоположный феномен можно назвать недостаточной избирательностью. К примеру, во время конфликтов в отношениях можно увидеть как партнеры говорят что-то друг другу, но реагируют не вдаваясь в детали. Например, один из партнеров только глубоко вдыхает чтобы что-то сказать, а второй уже начинает раздражаться как будто его начнут критиковать. Каждая такая ситуация требует детального функционального анализа и установления поддерживающей такой паттерн поведения истории подкрепления, но исследования Рейнольдса показали, что в контексте определенной истории подкрепления можно сформировать и постепенно убрать очень высокую внимательность к деталям даже у голубей, поэтому невнимательность людей во время конфликтных обсуждений точно можно связать не с их «дефицитом внимания», а сконкретными поддерживающими подобный неизбирательный стимульный контроль паттернами подкрепления.

Список литературы

1. Reynolds, G. (1961). Attention in the pigeon. Journal of the Experimental Analysis of Behavior, 4, 203-208.
2. Lashley, K. S. (1938). The mechanism of vision: XV. Preliminary studies of the rat’s capacity for detail vision. Journal of General Psychology, 18, 123-193.
3. Wilkie, D. M., & Masson, M. E. (1976). Attention in the pigeon: a reevaluation. Journal of the Experimental Analysis of Behavior, 26, 207-212.
4. Lovaas, O. I., & Schreibman, L. (1971). Stimulus overselectivity of autistic children in a two stimulus situation. Behavioral Research & Therapy, 9, 305-310.

Автор перевода Артем Ефремов, редакция Иван Чистяков, Иван Воронин, иллюстрация и обложка — Вероника Романова. Подписывайтесь на не.психологию, чтобы не пропустить новые материалы!