Узнавание и опознание лиц - психологические и психофизиологические механизмы

На правах рукописиДубынин Игнат АнатольевичУЗНАВАНИЕ И ОПОЗНАНИЕ ЛИЦ: ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫСпециальность 19.00.02 – Психофизиология (психологические науки)Авторефератдиссертации на соискание учёной степеникандидата психологических наукМосква – 20072Работа выполнена на кафедре психофизиологии факультета психологииМосковского государственного университета имени М.В. Ломоносова.Научный руководитель:доктор психологических наук, профессорЧерноризов Александр МихайловичОфициальные оппоненты:доктор психологических наук, профессорГусев Алексей Николаевичкандидат психологических наук, доцентГлебов Виктор ВасильевичВедущая организация:Институт психологии Российской академиинаукЗащита состоится «_30_»__мая______ 2007 г.

в _15_ часов на заседаниидиссертационного совета Д 501.001.15 при МГУ имени М.В. Ломоносовапо адресу: 103009, Москва, ул. Моховая, дом 11, корпус 5, аудитория _102.Текст автореферата опубликован на сайте факультета психологии МГУимени М.В.

Ломоносова www.psy.msu.ru «_28_»_апреля____2007 г.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке МГУ имениМ.В. Ломоносова.Автореферат разослан «_26_»_апреля____2007 г.Учёный секретарьдиссертационного совета ____________________ Балашова Е.Ю.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. Проблема изучения процессов зрительногоузнавания и опознания объектов окружающего мира всегда была одной из самых значимых в психологии. Особый интерес вызывает здесь изучение процессов узнавания иопознания лиц, поскольку восприятие данной категории объектов играет важнейшую,биологически и социально значимую роль в жизни человека.

Зрительное восприятиеобъектов, в том числе лиц, может рассматриваться в двух аспектах. В первом случаеречь идет об узнавании объектов как таковых среди объектов, относящихся к другимклассам. Второй аспект касается восприятия конкретных, знакомых объектов. Этотпроцесс обозначается термином «опознание». Современный этап исследования этойпроблемы характеризуется определенными достижениями в раскрытии многих психологических аспектов и понимании некоторых физиологических механизмов узнаванияи опознания. Значительный вклад в изучение данной проблемы внесли К. Коффка, М.Вертгеймер, Р. Солсо, В.М. Кроль, А.Р.

Лурия, Р. Причард, Д. Хьюбел, Т. Визель, В.Маунткасл, М.С. Шехтер, Е.Н. Соколов, Е. Тульвинг, А. Раделл, Б. Роушен и многиедр.В настоящее время накоплен богатый экспериментальный материал, которыйпозволил сформулировать ряд принципов обработки информации в процессах узнавания и опознания различных объектов, в том числе, лиц. Так, в психологии было выделено два основных подхода. Первый подход основывается на предположении о приоритете целостного образа перед анализом составляющих элементов [Зинченко и др.,1980], [Cavanagh et al., 1990], [Goolkaasian, 1991], [Gregory, 1985], [Sanocki, 1991].

Второйподход базируется на противоположных взглядах: сначала происходит узнавание иопознание отдельных элементов, и лишь затем перцептивной системой выдвигаетсягипотеза о типе воспринимаемого образа. Этот принцип базируется на результатах блестящих экспериментов D.H. Hubel и T.N. Wiesel [1959, 1963]. Некоторые исследователи,например, S.E. Palmer [1975] полагают, что в зрительной системе реализуются одновременно оба приведенных способа. Существуют также представления, с помощью кото-рых так или иначе пытаются объяснить психологические механизмы узнавания и опознания.

Так, одна из теоретических концепций предполагает сравнение стимулов спрототипами – некоторыми абстрактными образами воспринимаемых объектов [Posneret al., 1967], D.A. Leopold, I.V. Bondar и M.A. Giese M.A. [2006]. Разновидность моделиформирования прототипов называется моделью центральной тенденции. S.K. Reed [1972],M.I. Posner и др. [Posner et al., 1967], [Schneiderman, Kanade, 2000]. Другая теория исхо-4дит из принципа сопоставления сенсорной информации с некоторыми эталоннымимысленными формами; узнавание и опознание в этом случае происходят при совпадении стимула с эталоном.

В качестве самостоятельного направления можно выделитьгештальт-подход, который подчеркивает важность организации элементов зрительного опыта в процессах узнавания и опознания [Koffka, 1922], [Wertheimer, 1923].Психофизиологические исследования в значительной степени были посвященыпоиску мозговых механизмов, которые могут участвовать в обеспечении процессовузнавания и опознания.

Вместе с тем, психологические и психофизиологические механизмы узнавания и опознания лиц исследованы недостаточно. В психологии отсутствует однозначное понимание работы перцептивной системы при развертывании процессов узнавания и опознания. Нет единого мнения по поводу формирования и хранения следов памяти на узнаваемые и опознаваемые лица.

Имеются также противоречивые мнения по вопросу о том, какие мозговые структуры обеспечивают функционирование процессов узнавания и опознания лиц. Не ясен характер взаимодействия мозговых структур при развертывании процессов узнавания и опознания лиц. Кроме того,большая часть как психологических, так и психофизиологических экспериментальныхисследований посвящена когнитивному аспекту обработки информации в процессахузнавания и опознания лиц без учета влияния эмоционального компонента восприятия.

Все вышеперечисленное и определяет актуальность выбранной нами темы исследования.Цель и задачи исследования. Основной целью данного исследования быловыявление психологических и психофизиологических механизмов процессов узнавания и опознания лиц. Для достижения данной цели решались следующие задачи:1. Изучить психологические и психофизические характеристики процессов узнаванияи опознания лиц.2.

Провести исследование вызванных потенциалов (ВП) мозга при развертываниипроцессов узнавания и опознания лиц.3. На основе параметров вызванных потенциалов мозга и с использованием методаискусственных нейронных сетей разработать и апробировать психофизиологическуюметодику для идентификации процессов узнавания и опознания лиц.4. Произвести анализ распределения в мозге дипольных источников ВП, связанных спроцессами узнавания и опознания лиц и на основе этого анализа локализовать мозговые структуры, реализующие механизмы процессов узнавания и опознания лиц.5Гипотезы исследования.1. Узнавание и опознание не являются чисто перцептивными процессами и реализуются на основе взаимодействия механизмов восприятия, памяти и эмоций.2. Вызванные потенциалы мозга содержат информацию о когнитивных и эмоциональных компонентах опыта субъекта, актуализируемых (с разной степенью выраженности) по ходу протекания процессов узнавания и опознания.3.

Метод искусственных нейронных сетей в сочетании с методом вызванных потенциалов может послужить основой для разработки нового методического подхода кизучению и моделированию механизмов когнитивных процессов.Методологические и теоретические предпосылки исследования.Данное исследование базируется на фундаментальных работах в области психологии, психофизики, нейропсихологии, нейрофизиологии и психофизиологии. При исследовании психологических особенностей процессов узнавания и опознания лиц мыопирались на когнитивный подход к изучению познавательных процессов на базе информационной метафоры.

Основы вышеуказанного подхода были заложены в работахотечественных психологов: А.Р. Лурии, Б.Г. Ананьева, Л.М. Веккера, В.П. Зинченко,А.Н. Леонтьева, Б.Ф. Ломова, Н.А. Бернштейна и др., зарубежных психологов: Н. Линдсея, Д. Нормана, У. Найссера, Л. Миллнера, и многих других. В работе использовались положения гештальт-психологии, сформулированные М. Вертгеймером и К.Коффкой, и положения о перцептивных действиях, сформулированные П.Я.

Гальпериным и Н.Н. Ланге. Мы также опирались на представления об участии когнитивной иэмоциональной составляющих при оценке стимула, разработанные R.S. Lazarus, S.Folkman, P. Ellsworth и др. Психофизиологическое исследование узнавания и опознания лиц базировалась на принципе функциональной организации коры головного мозга, предложенном В. Маунткаслом, векторном подходе к кодированию информации,разработанном Е.Н.

Соколовым, концепции информационного синтеза А.М. Иваницкого.Методы исследования.При исследовании психологических характеристик процессов узнавания и опознания лиц нами использовалось две методики: для контроля субъективной эмоциональной составляющей процесса восприятия знакомых лиц использовалась модификация метода субъективного шкалирования – метод прямой числовой оценки [Ратанова, 1990]. Для исследования динамики восприятия нами был применен метод тахистоскопического предъявления стимулов с обратным паттерновым маскированием6[Кроль, 2005].

Тахистоскоп был реализован в виде компьютерной программы, созданной автором. В психофизиологическом исследовании использовался электроэнцефалографический метод регистрации когнитивных вызванных потенциалов мозга (система«Энцефалан 131-03»). Для исследования полученных вызванных потенциалов использовался классический компонентный метод анализа в совокупности с методом искусственных нейронных сетей: нейроклассификатор Т.Кохонена, реализованный в программном эмуляторе SOMap Analyser 3.0 пакета Deductor Lite и нейроэмулятор NeuroPro 0.25.

Для изучения связи вызванных потенциалов с мозговыми структурами использовался метод локализации дипольных источников, представленный в программеBrainLoc 6.0.Надежность и достоверность результатов обеспечивались применением методов регистрации и обработки данных, адекватных специфике предмета и задачамданного исследования, организацией экспериментальной процедуры в соответствии состандартами проведения психологических и психофизиологических исследований,тщательностью качественного анализа полученных данных, а также использованиемпри обработке последних специализированных математических методов, соответствующих особенностям эмпирических данных. Так, например, количество предъявлений стимулов для психологического исследования оценивалось по эмпирической формуле расчета необходимого объема выборки при заданном уровне ошибки и вероятности оцениваемого параметра [Лакин, 1980].