Механизмы и роль внимания в поведении. (Лекция 6)

«Каждый знает, что такое внимание. Это овладение умом в четкой и яркой форме одним (одной) из нескольких одновременно наличествующих объектов (мыслей). Фокусирование, концентрация сознания – суть этого процесса. Внимание приводит к отвлечению от некоторых вещей для того, чтобы эффективно заниматься другими».
Уильям Джеймс, 1890

Внимание - психический процесс, обеспечивающий концентрацию сознания на тех или иных реальных или идеальных объектах.
Феномен внимания появился у животных в процессе эволюции как настороженность, бдительность, готовность к действию по первому сигналу, мобилизованность на восприятие этого сигнала в интересах действия, как временная заторможенность, которая служит для подготовки к действию.

Развитие внимания на протяжении эволюции тесно связано с развитием тонической рефлекторной иннервации. Тоническая иннервация обеспечивает способность быстро переходить в состояние активного покоя, необходимого для внимательного наблюдения за объектом (животное замирает, прислушиваясь или приглядываясь).
По мере развития человека разумного внимание начинает выражаться в заторможенности посторонней внешней деятельности и сосредоточенности на созерцании объекта, углубленности и собранности на предмете размышления.

Внимание, в отличие от других процессов, не имеет собственного содержания, оно проявляется внутри восприятия, мышления, представления, речи и других психических процессов.
Внимание как свойство субъекта деятельности - это в первую очередь динамическая характеристика протекания познавательной деятельности: оно выражает преимущественную связь психической деятельности с определенным объектом, на котором она как в фокусе сосредоточена.

Поскольку внимание выражает взаимоотношение сознания или психической деятельности индивида и объекта, в нем наблюдается и известная двусторонность: с одной стороны, внимание направляется на объект, с другой - объект привлекает внимание. Именно это обстоятельство и позволяет ввести понятия произвольного и непроизвольного внимания.

Внимание - это внутренняя деятельность под покровом внешнего покоя.
Выражением внимания, направленного на подвижный внешний объект, связанный с действием, является устремленный во вне взгляд, зорко следящий за объектом и перемещающийся вслед за ним.
При внимании, связанном с внутренней деятельностью, внешним выражением внимания служит неподвижный, устремленный в одну точку, не замечающий ничего постороннего взор человека.

«Внимание к объекту вызывает естественную потребность что-то сделать с ним. Действие же еще больше сосредоточивает внимание на объекте. Таким образом, внимание, сливаясь с действием и взаимопереплетаясь, создает крепкую связь с объектом»
К.С. Станиславский

Нет внимания, таксисы
Избирательность

Ретикулярная формация ствола мозга – позвоночные (бодрствование)
Тектум – контроль ориентировочного поведения (непроизвольное внимание)
Гипоталамус – контроль за вегетативным вниманием
Таламус – контроль за произвольным (внешним) вниманием
Кора мозга - контроль за произвольным (внутренним) вниманием

Ретикулярная формация ствола мозга – позвоночные (бодрствование)
Тектум – контроль ориентировочного поведения (непроизвольное внимание)
Гипоталамус – контроль за вегетативным вниманием
Таламус – контроль за произвольным (внешним) вниманием
Кора мозга - контроль за произвольным (внутренним) вниманием, язык

1. Интроспективная психология (внимание - избирательность психической деятельности)
2. Бихевиоризм (стимул, реакция)
3. Гештальт-психология (фон, фигура)
4. Функционализм (установка)
5. Общая теория сигналов и теория управления (пропускная способность канала связи, внимание - фильтр)
6. Теория активации (ретикулярная формация, локальная активация)
7. Распределение ограниченных ресурсов нервной системы

Внимание
Произвольное непроизвольное
активное пассивное
рефлекторное
Переключение
Автоматическое Семантическое
(неожиданность, (значимость)
интенсивность)

1. Произвольность и автоматизация деятельности.
2. Критерии автоматизации (Познер, Снайдер, 1975):
- без усилия, непроизвольно (тест Струппа, долговременная память);
- без выхода в сферу сознания;
- без взаимодействия с интеллектуальной деятельностью.
3. Автоматизированные процессы:
- сенсорный,
- переход в информации в сенсорную память,
- переключение внимания.
4. Автоматизм – тренировка
5. Параллельность, последовательность
6. Зрительный и слуховой анализ

Модели внимания:
Структурно-функциональные
Активационные
Экономические

Структурно-функциональные модели
1. Канал обработки
2.Теории ранней и поздней селекции
3. Ранняя селекция:
Модель фильтра-переключателя Д. Бродбента (Broadbent D., 1958)

Модель фильтра-аттенюатора А. Трейзман (Treisman A., 1960)

Структурно-функциональные модели
4. Поздняя селекция (Deutsch, Deutsch, 1963)
5. Психологическая рефрактерность (Welford, 1967) (250-500 мс)
6. Выделение объекта из фона (Neisser, 1967):
- предвнимание
- суффиксы и приставки
- фовеальное и переферическое зрение
7. На выбор ответа влияют ожидание и предварительный анализ физических параметров сигнала (рекурсивность).

Модель селекции и внимания
Д. Нормана (Norman D., 1968)

Recognition
Теория аттенюатора (Treisman):
Detection
Input
Recognition
Теории поздней фильтрации (Deutsch & Deutsch):
Filter
Attenuator
Detection
Input
Filter
Recognition
Теории ранней фильтрации (Broadbent):
Input
Detection
Расположение фильтров в моделях переработки информации

Активационные модели
Интенсивность внимания
Избирательность внимания – изменение функционального состояния
Непроизвольное внимание
Ориентировочный рефлекс
Нервная модель стимула (Соколов, 1964)

Схема формирования «Нервной модели стимула»
(по Соколову Е.Н., 1969)
Восприятие нового стимула

Схема формирования «Нервной модели стимула»
(по Соколову Е.Н., 1969)
Восприятие привычного стимула

«Негативность рассогласования» Naatanen, 1992

2. Модель внимания (по Р. Наатанену, 1998)

Активационные модели
6. Околопороговые стимулы
7. В канале прохождения сенсорной информации 2 фильтра
- порог ориетировочной реакции (улучшение условий приема)
- критерий принятия решения
8. Континнуум состояний, теория фракционирования:
- пассивное внимание (распределение)
- активное внимание (концентрация)
9. Высокая активация – концентрация внимания

Стимульная селекция – выбор сенсорного канала (PN, Nd)
Woldorff, Hillyard, 1991
Nd80 – зависит от рефрактерности, при выборе канала
Nd125 (PN1) – отражает кратковременную сенсорную память о предшествующем стимуле в соответствующем канале
PN2 – при simple reaction эквивалент поздней PN3

СТИМУЛЬНАЯ КАТЕГОРИЗАЦИЯ (P3)
P3 отражает появление ожидаемого (Verleger, 1988) или неожиданного (Jonson, Donchin, 1982) стимула
Context updating theory (Sommer et al., 1990 Jentzsch, Sommer, 2002) – P3 отражает нарушение порядка стимулов в последовательности
Updating template theory (Gonsalvez et al., 2007; Steiner et al., 2013, 2014) – P3 отражает создание, разрушение и хранение следов памяти.
(Polich, 2007)

Экономические модели
Выражение через активацию произвольного внимания
Функциональное состояние – активация внимания
Внимание как
- гипотетические ограниченные ресурсы по переработке информации, коррелирующие с уровнем активации субъекта
- требуется определенный объем данных ресурсов для решения конкретных задач
4. Распределение, избирательность, рекурсивность внимания

Модель распределения умственного усилия Д. Канемана (Kaneman D., 1973)

Экономические модели
5. Первичное внимание (предварительное распределение ресурсов, предвнимание)
6. Вторичное внимание (уравновешивание ресурсов), его можно компенсировать на стадии ожидания.

Модель автоматической и контролируемой обработки (Shiffrin, Schneider, 1977)

Вклад различных отделов мозга в организацию внимания
Ретикулярная формация (РФ) – обеспечивает состояние бодрствования и общую активацию коры
2. Таламус – отбор информации и повышение возбудимости коркового конца анализатора
3. Гипоталамус – вегетативное обеспечение внимания
4. Лимбическая система мозга – придает вниманию эмоциональную окраску
5. Кора мозга – настраивает чувствительность таламуса и РФ к восприятию информации

Neurophysiology of Attention
Reticular activating system
The superior colliculus
The thalamus
The parietal lobe
The frontal lobe
The cingulate cortex

Bottom-up and Top-down Processes
Bottom-up processing – processing that starts with unprocessed sensory information and builds toward more conceptual representation
Top-down processing – processing in which conceptual knowledge influences the processing or interpretation of lower level perceptual processing
7/02/2006

The Reticular Activating System (RAS)
Arousal and wakefulness
Sleep-wake cycle
Cells in the reticular formation can set the pace of activity of cells throughout the brain
Damage to the RAS can produce reduced attention – confusional state or coma
Stimulants and depressants have an effect on this system

The Superior Coliculus
This structure is important for directing visual attention to ‘novel’ stimuli
Saccade – an eye movement in which the eyes jump from one position to the next (rather then moving smoothly)
Express saccade – fast and reflexive in response to novel visual stimuli (superior coliculi)
Regular saccade – voluntary eye movements (frontal eye fields)

Thalamus
Medial dorsal, intralaminar and reticular nuclei are important for general arousal (connected to the RAS)
Pulvinar is involved in selective attention

Parietal lobe
Important for visual and spatial aspects of attention (remember the “where” pathway) and general attentional resources
Domain-specific
Top-down processing
Hemineglect

3. Модель сенсорного восприятия (по Watson et al., 1981)

Исполнительный контроль
внимания
(executive attention)
Ориентировка внимания
(orienting)
Поддержание
готовности/бдительности
(alerting)

На основе приведенных выше фактов в литературе сформировалось мнение, что активирующая холинергическая система играет исключительно важную роль в обеспечении внимания [Everitt, Robbins, 1997; Fadel, 2010; Parikh et al., 2007; Sarter et al., 2006; Woolf, Butcher, 2010; Yu, Dayan, 2002 и др.].

нейроны основания конечного мозга /красные/, включая БКЯ (nb) и медиальное ядро перегородки (ms);
нейроны педункулопонтийного и латеродорсального ядер покрышки /синие/.
Холинергическая система
[по Perry et al., 1999]

Холинергическая иннервация коры больших полушарий приходит преимущественно из базального крупноклеточного ядра (БКЯ) переднего мозга.
Сокращения: bas – базальное крупноклеточное ядро (ядро Мейнерта); BLA – базолатеральное ядро миндалины; DR – дорсальное ядро шва; EC – энторинальная кора; hdb - ядро горизонтальной ветви диагональной связки Брока; IPN – интерпедункулярное ядро; LC – голубое пятно; ldt – латеродорсальное ядро тегментума; LH – латеральный гипоталамус; ms – ядро медиального септума; ppt – педункулопонтийное ядро; si – безымянная субстанция; SN- черная субстанция; vdb - ядро всходящей ветви диагональной связки Брока
Woolf, Butcher, 2010. Behav. Brain Res.

На основе своих и литературных данных мы предполагаем, что когда ранний фильтр идентифицирует поступивший стимул как новый или биологически значимый, БКЯ активирует кору и этим создает условия («выделяет ресурсы») для полноценной обработки информации; в противном случае обработка информации о стимуле происходит в сокращенном объеме или не происходит вообще. Выделение ресурсов также может инициироваться нисходящими влияниями из префронтальной коры.

ССП и циклическая модель переработки информации
Циклическая модель предполагает, что в перцептивном процессе могут существовать отдельные и независимые перцептивные циклы с разной внутренней структурой и продолжительностью отдельных стадий. При циклической обработке информации, по-видимому, происходит повторное активирование одних и тех же нейронных популяций. Переработка информации при этом обеспечивается не только однократными специфическими реакциями нейронов, но и их повторным вовлечением в фазический процесс.
Число компонентов ССП определяется количеством фаз переработки информации в корково-подкорковых нейронных сетях (Переслени и др., 1987).

Основные функции внимания:
Обеспечение отбора поступающей в организм информации в соответствии с его актуальными потребностями.
Обеспечение избирательной и длительной сосредоточенности психической активности на одном объекте или виде деятельности.
Активизация нужных и торможение ненужных в данный момент психических процессов.

Виды внимания
По ведущему анализатору различают
зрительное,
слуховое,
кинестетическое,
вкусовое,
обонятельное и др. виды внимания.
Например, у зрителя, который смотрит балет, активны зрительное и слуховое внимание, а у дегустатора кофе – преимущественно обонятельное и вкусовое.

Виды внимания
По направленности различают
внешнее (направлено на внешний мир),
внутреннее (направлено на ощущения, приходящие изнутри тела)
пограничное внимание (направленное на оценку ощущений с кожи и слизистых оболочек).

Виды внимания
По форме деятельности выделяют
Сенсорно-перцептивное внимание, когда основным видом деятельности человека является восприятие информации. Это внимание реализуется через работу органов чувств – например, фиксация вратаря на перемещении мяча по полю, или внимание человека, слушающего музыку.
Интеллектуальное внимание активизируется при решении мыслительных процессов;
Двигательное внимание важно при контроле над работой мышечной системы (например, у спортсмена при выполнении сложных движений). Понятно, что некоторые виды деятельности требуют комбинированного внимания. Так, у хирурга при выполнении сложной операции активизируются все три вида внимания.

Виды внимания
По степени волевого контроля различают
непроизвольное
произвольное
послепроизвольное внимание.
послепроизвольное внимание.

Теория А.А. Ухтомского
В соответствии с теорией А.А. Ухтомского, физиологической основой внимания является доминантный очаг возбуждения в коре головного мозга, усиливающийся под воздействием посторонних раздражителей и вызывающий торможение соседних областей.

Теория П.Я. Гальперина
Согласно концепции внимания П.Я. Гальперина, внимание является одним из составляющих ориентировочно - исследовательской деятельности. Оно представляет собой контроль за содержанием образа, мысли, другого феномена, имеющегося в данный момент в психике человека. Все акты внимания, выполняющие функцию контроля, являются результатом формирования новых умственных действий.

Теория установки Д. Н. Узнадзе
Установка, т.е. сформированная направленность мышления и деятельности, по мнению Д. Н. Узнадзе, напрямую связана с вниманием. Внутренне она и выражает собой состояние внимания человека.

Свойства внимания

Свойства внимания
Объем внимания – максимальное количество разрозненных объектов, которое человек может одновременно воспроизводить при решении одной задачи.
Объем внимания близок к объёму кратковременной памяти и составляет 7±2 стимулов или элементов.
Выявляют с помощью специальных таблиц

Таблица для изучения объема внимания
3 13 6 10 34 45 9 8 1 7
35 4 17 23
2 25 5 28 33 12
19 27 21 31 48 24 20 39 38 47 36
30 43 16 37 29 42 50 15 36 40 11
46 32 44 49 22 18 41 14 26
Задача – найти возможно больше цифр подряд от 1 до 50 за одну минуту

Свойства внимания
Устойчивость внимания – способность удерживать объект деятельности в поле сознания на определенный срок ( от секунд до нескольких часов).
Исследуют с помощью специальных таблиц (например, «путаница»)

Рисунок для исследования устойчивости внимания

Переключаемость внимания
Переключаемость внимания – свойство, противоположное устойчивости.
Определяется по времени, затраченному на опознание двух образов на картинках с двойственным изображением

Сосредоточенность или концентрация внимания
Сосредоточенность - способность человека сосредоточиться на чем-либо определённом в течение длительного времени оценивают по корректурным пробам.
Рассеянностью называется неспособность сосредоточиться на определённом предмете или задаче в течение длительного времени.

Распределенность внимания - способность удерживать в поле сознания одновременно несколько разных деятельностей.
Предметность внимания – способность выделять определённые комплексы сигналов в в соответствии с поставленной задачей.

В детских бланках корректурной пробы для оценки внимания просят ребенка нарисовать окошко у каждого домика или веточку у каждого листика.
Оценка внимания проводится с помощью специальных бланков с рядами расположенных в случайном порядке букв (цифр, фигур). Исследуемый просматривает бланк ряд за рядом и вычеркивает указанные в инструкции буквы или знаки.
Корректурная проба (Тест Бурдона)