Человеческий мозг - сеть из примерно ста миллирдов нейронов, соединенных между собой несколькими сотнями триллионов синапсов, мощная система параллельной обработки информации, способная проделывать одновременно такие штуки как декодирование сложного изображения за 100 миллисекунд, плюс поддержку баланса тела, возможности двигаться и реагировать за звуки. Тем не менее, когда необходимо сознательно оперировать полученой информацией, выясняется, что на пути от ощущения до реакции емкости «осознающей системы» хватает только на один объект в единицу времени.
Известно три главных лимитирующих стадии обработки зрительной информации, то есть три процесса, которые обязательны для сознательного восприятия и требуют фиксированного времени. Они проявляют себя в виде трех эффектов, доступных для наблюдения и изучения: attentional blink – мигание внимания, visual short-term memory – зрительная кратковременная память и psychological refractory period - психологический рефрактерный период.
Первая лимитирующая стадия – сознательная идентификация зрительного образа и помещение его в кратковременную память, так называемый процесс консолидации. На это уходит в среднем около половины секунды. Детектировать этот процесс можно с помощью эффекта мигания внимания: если предъявлять два зрительных стимула с небольшим интервалом между ними, и в задачу наблюдателя входит оценивание обоих стимулов, то при интервале между ними меньше 500 миллисекунд второй стимул не распознается. То есть, внимание не может быть переведено с первого объекта на второй за время меньшее полусекунды. За это время происходит выделение из общей картины оцениваемого объекта и кодирование его в форме, доступной кратковременной памяти. Это происходит в сети, образуемой рядом зон заднетеменной и боковой лобной областей коры (fronto-parietal network).
Второе ограничение связано с емкостью самой кратковременной памяти – количеством объектов, которое она способна одновременно хранить в течение одной-двух секунд, делая эти объекты доступными для сознательных манипуляций с ними – сравнения, оценивания важности, сортировки, совмещения и т.п. Количество этих объектов (то есть емкость зрительной кратковременой памяти) – 4-7, в зависимости от их сложности. (Кстати, именно в результате ограниченной емкости возникает change blindness, см. пункт первый этого поста: http://catta.livejournal.com/114528.html, где видео.) Система кратковременой памяти задействует сразу множество областей коры, их можно разделить на те, которые отвечают за кодирование информации, хранение информации и извлечение информации. Лимитирующей является стадия хранения, за которую в случае зрительной памяти отвечают заднетеменные и затылочные области коры.
Третий времяемкий процесс – подбор подходящей реакции для каждого стимула. Если человек должен выполнить две сенсомоторные задачи одну за другой, выбор реакции на первый стимул задерживает на несколько сотен миллисекунд возможность среагировать на второй стимул. Это время задержки и называется психологическим рефрактерным периодом. Задержка происходит на стадии выбора ответа, между консолидацией стимула в памяти и моторным ответом (движением). Эта стадия, по-видимому проходит частичо в тех же областях, что и первая – в сети зон заднетеменной и боковой лобной областей коры (хотя вовлекаются и другие лобные области). Не исключено, что и функционально они входят в общую сеть, то есть выбор ответа происходит в тех же ансамблях нейронов, которые заняты выделением самого важного объекта сцены, то есть созданием луча внимания. Во всяком случае, для быстрых реакций это выглядит логично.
-----------------------------------
* Capacity limits of information processing in the brain
Rene Marois and Jason Ivanoff, Trends in Cognitive Sciences, 2005.
