Системы «что» и «где» в репрезентации объектов у младенцев

Автор обзора: Алексей Котов, НИУ ВШЭ

Оригинальное исследование: Mareschal, D., & Johnson, M. H. (2003). The «what» and «where» of object representations in infancy. Cognition, 88(3), 259-276.

toddler playing with two wooden blocks

Источник: Unsplash

Если младенцы несколько раз видят какой-нибудь объект и потом этот объект временно закрывается ширмой, то они дольше смотрят на этот объект, когда он снова появляется из-за ширмы, но некоторые его свойства изменяются. То, что дети удивляются изменениям, происходящим с объектом, говорит о том, что они имеют устойчивую репрезентацию, позволяющую им оценивать новую информацию об объекте в условиях, когда его восприятие затруднено. Разные исследования показывают, что младенцы способны запоминать изменения цвета, формы, размера, траектории движения и числа объектов (Baillargeon, 1993). В тоже время есть противоположные данные о том, что младенцам гораздо труднее использовать объектные признаки, чем пространственно-временные (Wilcox & Schweinle, 2002).

Авторы статьи выдвигают предположение, что эти противоречия можно объяснить через работу вентральной и дорсальной систем визуального восприятия (Goodale, Milner, Jakobson, & Carey, 1991). Дорсальная система обрабатывает информацию о расположении объекта в пространстве, временных характеристиках и использует эту информацию для управления действиями с объектом (напр., информация о размере объекта, его движении или его форме, которая может помочь для его хватания). Вентральная система связана с процессом идентификации объекта по его внешним характеристикам (напр., информация о признаках лица, позволяющая идентифицировать человека). По мнению авторов статьи, различия в репрезентации объектов младенцами могут объясняться тем, что на ранних стадиях развития младенцы испытывают сложности с интеграцией информации, полученной от двух систем, но могут обрабатывать информацию, полученную отдельно от каждой системы.

Для доказательства своей гипотезы авторы выбрали материал, который должен активировать разные системы восприятия. Так, с одной стороны, можно усиливать работу вентральной и дорсальной систем изменениями внешнего вида объектов и их месторасположением. С другой стороны, сам тип объектов может предполагать работу одной из систем. Авторы статьи предположили, что показ ребенку игрушек, с которыми он играл, может в большей степени активировать работу дорсальной системы (так как ребенок будет воспринимать их с точки зрения извлечения возможностей для действий с ними), а показ новых искусственных объектов и изображений человеческих лиц – вентральной (так как в отношении них будет более важна процедура идентификации).

Испытуемыми в эксперименте были дети 4 месяцев. Во всех пробах в серии с привыканием им демонстрировали на мониторе следующую последовательность событий (см. Рис.1). На стадии привыкания им показывали две ширмы. Из-за каждой ширмы по очереди появлялся один из двух объектов. Каждый объект появлялся только со своей стороны по пять раз. В тестовой серии сразу после привыкания ширмы убирали и детям в одном из четырех условий демонстрировали объекты на сцене. В первом условии (контрольное) объекты были теми же самыми, что в серии с привыканием, и каждый на своем месте. Во втором условии (нарушение внешнего вида) вместо одного из объектов дети видели другой объект. Если бы дети дольше смотрели на объекты в этом условии по сравнению с контрольным, это бы означало, что они запомнили внешний вид объектов и то, что они увидели, нарушило их ожидания. В третьем условии (пространственно-временное нарушение) дети видели оба объекта из серии привыкания, но оба они находились на месте одной из ширм. Таким образом, один объект был не на своем месте. Соответственно, более длительное по сравнению с контрольным условием разглядывание означало бы, что дети запомнили расположение объектов. В четвертом условии (смешанном) дети видели также оба объекта из серии привыкания, но они располагались наоборот – на том месте, где должен быть другой объект. Более длительное разглядывание здесь означало бы, что дети репрезентировали объекты и по их внешнему виду, и по расположению.

Рис.1. События в серии привыкания (слева) и серии теста (справа)

Справа обозначены четыре экспериментальных условия. Контрольное условие – baseline, условие с нарушением внешнего вида – Surface Feature (SF), условие с нарушением пространственно-временных характеристик – Spatial-Temporal (ST) и смешанное условие – binding

Таким образом, второе и третье условия требовали работы вентральной системы в одном случае и дорсальной в другом. В четвертом условии требовалась работа двух систем одновременно.

Результаты представлены ниже на графике (Рис.2). Как видно, только во втором и третьем условии дети разглядывали объекты значимо дольше, чем в контрольном. То, что в смешанном (четвертом) условии время разглядывания не отличалось от контрольного, говорит о том, что дети не отличали увиденную сцену от той, к которой они привыкли.

Рис.2. Среднее время разглядывания во всех экспериментальных условиях

Данные результаты говорят о том, что лишь тогда, когда ситуация требует участия вентральной ИЛИ дорсальной системы, идентификация происходит успешно. Если же ситуация требует участия двух систем одновременно, то идентификация не происходит. Описанные выше результаты были получены на разном стимульном материале, смешанном вместе. Значение типа материала описано ниже.

Помимо варьирования типов тестовых событий авторы варьировали и тип объектов. Были использованы четыре типа объектов, по мнению авторов, в разной степени актуализирующих работу вентральной и дорсальной систем. Для актуализации работы вентральной системы они использовали изображения звездочек и лиц незнакомых людей. В условии с изменением в тесте внешнего вида объектов, они заменялись на звездочку нового цвета или на третье новое лицо. Для актуализации дорсальной системы использовались изображения игрушек, с которыми дети обычно играют.

Рис.3. Тип материала: лица (a-Faces), звездочки (b-Asterisks), игрушки (с-Toys)

Так как дорсальная система использует анализ пространственно-временных характеристик для управления действием, то она должна быть активна при восприятии предметов, связанных с действиями. Дополнительно, для контроля, изображения игрушек давали в двух условиях: в одном из условий дети до восприятия изображений играли с этими игрушками, в другом они не играли. Предсказания авторов исследования были аналогичны предыдущим: только в том случае, когда воспринимаемый материал активирует работу лишь одной системы, идентификация объекта после его появления из-за ширмы будет успешной (будут замечены произошедшие с ним изменения). Если же будут активированы сразу две системы, то идентификация не произойдет (например, когда дети будут видеть лица и они в тестовой серии будут предъявлены с нарушением пространственно-временных характеристик). Ниже представлены результаты прохождения тестовых заданий в каждом из четырех экспериментальных условий в зависимости от вида материала.

Рис. 4. Среднее время разглядывания на разном типе материала

Как видно, только там, где способ изменения объектов в тесте и вид материала относились лишь к одной из двух систем восприятия, дети значимо дольше разглядывали объекты после их изменения по сравнению с контрольным условием. Работа вентральной и дорсальной систем может происходить одновременно уже с 4 месяцев, но лишь значительно позже их работа будет координироваться. Возможно, за такую координацию будут ответственны лобные доли (Rao et al., 1997).

Интересно, что вид игрушек активирует дорсальную систему даже без предварительных манипуляций с ними. Особенно удивительно, что эти данные получены на детях в возрасте 4 месяцев, хотя только лишь в 4,5 месяца они смогут целенаправленно захватить объект (Gordon, 2001). Получается, что еще до того, как дети будут осуществлять действия с предметами, они могут научиться простым ассоциациям между внешним видом этих предметов и возможностями для действий с ними только на основе наблюдения.

Литература:

Baillargeon, R. (1993). The Object Concept Revisited: New Directions in the Investigation. Visual perception and cognition in infancy, 23, 265.

Goodale, M. A., Milner, A. D., Jakobson, L. S., & Carey, D. P. (1991). A neurological dissociation between perceiving objects and grasping them. Nature, 349(6305), 154-156.

Gordon, A. M. (2001). Development of hand motor control. Handbook of Brain and Behaviour in Human Development. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 513-537.

Rao, S. C., Rainer, G., & Miller, E. K. (1997). Integration of what and where in the primate prefrontal cortex. Science, 276(5313), 821-824.

Wilcox, T. (1999). Object individuation: Infants’ use of shape, size, pattern, and color. Cognition, 72(2), 125-166.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s