Восприятия классификация видов: Классификация и виды восприятия

Доктор Роберт Г. Кук, Университет Тафтса

Сравнительная психология: справочник (1998)

---

Любой инвентарь Животный мир быстро раскрывает ошеломляющий набор визуальных системы, разработанные для целей обнаружения и использования информацию от отраженного света. Они варьируются от элементарных фоторецепторы, которые только различают свет от темноты, к значительно более сложные взаимодействия глаза и мозга отвечает за зрительное восприятие у птиц и млекопитающих. Этот способность нервной системы конструировать внутренние зрительные представления об окружающем мире представляет собой одно из самых важные вехи в эволюции поведения животных и познание. «Видение» имеет большое преимущество, позволяя животных для получения информации о природе и местонахождении объектов в их окружении без необходимости прямого или тесный физический контакт, как того требуют более проксимальные чувства, такие как осязание, вкус и запах.

Благодаря этому зрительная информация становятся решающими для многих животных в поиске и идентификации пищи, подходящие места обитания, хищники и сородичи, а также функционируют, чтобы ориентировать животных в окружающей их среде.

Прямым физическим стимулом для зрительного восприятия является отраженный свет различной длины волны. Важно сохранить в виду, что результирующее внутреннее восприятие этого раздражение является не только отражением его физических свойств, но и изменения, вызванные его трансдукцией, фильтрацией и трансформации нервной системы животного. Возможно из-за наша сильная визуальная предрасположенность как вида, психологическая трудности, связанные с использованием света для различения структуры внешний мир широко не ценится и легко упущен из виду. Например, как воспринимаются трехмерные отношения, реконструированные только из двумерного изображения сетчатки информация, или как границы объекта правильно определяется с учетом всех яркостных контрастов, присутствующих в любом визуальная сцена? Это быстрый и, по-видимому, легкий решение таких вычислительных задач, которые делают мозг, а не глаз, истинный орган зрительного восприятия.

Учитывая очень важная интерпретирующая роль мозга в построении любое сложное визуальное впечатление, гораздо важнее быть сознание животного воспринимал окружающую среду, чем его физической среде при попытке понять любое визуально-ориентированное поведение. В тесно связанном моменте это Важно признать, что каждый вид также обладает своеобразное сочетание сенсорной аппаратуры и перцептивной мощности, адаптированные к конкретным требованиям своей ниши. Термин «умвельт» используется этологами для обозначения эти различные созвездия перцептивных способностей и приоритеты между видами.

Люди воспринимают свет с длиной волны от 400 до 700 нанометров, например, с пиковой чувствительностью около 555 нанометров. Это эта физическая стимуляция, которая в конечном итоге приводит к психологическое впечатление от цветового спектра, начиная от синие на красные соответственно. Наш умвельт или фильтр для «видимый» свет часто заставляет нас упускать из виду тот факт, что другие животные способны ощущать длины волн за пределами этого диапазоне и в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне спектр. Например, пчелы могут обнаруживать ультрафиолетовый свет, который позволяет им видеть отчетливые ультрафиолетовые узоры, отражаемые много цветов, которые действуют как визуальные ориентиры, помогающие пчелам находить нектар цветка. Вариации умвельта разных виды распространяются и на другие визуальные особенности, помимо восприятия цвет. Острота зрения хищных птиц, таких как сокол, превосходит наше собственное, что позволяет этим воздушным охотникам обнаруживать добыча на значительных расстояниях. Голуби могут видеть узоры поляризованный свет в дневном небе, невидимый для нас, предоставление еще одного возможного источника информации для замечательные самонаводящиеся способности этих птиц. Эти примеры предлагают только проблеск визуальной информации, доступной для различных животных, но мы надеемся продемонстрировать, что наши собственные визуальные опыт — в лучшем случае лишь приблизительное руководство к визуализации перцептивный мир других животных.

Помня о таких предостережениях, сравнительные психологи добился значительного экспериментального прогресса за последние несколько десятилетия к пониманию визуального восприятия и его основные механизмы у животных. В этом стремлении эти ученые сосредоточились на трех широких и взаимосвязанных наборах вопросы. Первый блок вопросов был адресован определение основных зрительных способностей животных. Второй набор вопросы носили более функциональный характер, посвященный спрашивая о роли различных форм визуальной информации в ежедневное выживание животного, а точнее, личность эффективных стимулов, контролирующих это поведение. Третий были сосредоточены на выявлении и анализе механизмов лежащих в основе этих представлений. Исследования этого последнего вопросы варьировались от изучения анатомии и физиологии одиночных нервных клеток в зрительной коре для исследования визуальное дискриминационное поведение у отдельных животных. Из-за огромное количество информации в визуальных науках, это эссе по необходимости должны быть ограничены в объеме. Таким образом, его цель состоит в том, чтобы предоставить краткий обзор того, как эти различные вопросы были продвинуты исследованиями контроля зрительных стимулов поведение.

Определение эффективного стимула, контролирующего поведение животного. поведение является одной из старейших и наиболее фундаментальных проблем в сравнительная психология. Преследуемый как в поле, так и в лаборатории, ответ на этот вопрос не только продвигает функционал анализ поведения, но косвенно способствует нашему пониманию зрительных способностей и приоритетов животного. Почти универсальной тактикой в ​​этом подходе является оценка того, как животные реагировать на вариации зрительного ввода, управляющего определенным поведения, чтобы изолировать и идентифицировать критические контролирующие функции. Эта стимульно-аналитическая стратегия обычно включает серию тестов, в которых комплекс исходных стимулов связанные с поведением, разлагаются на более простые составные элементы или конфигурации, чтобы увидеть, какие из них все еще способен поддерживать интересующее поведение.

Эту стратегию можно увидеть в классическом исследовании Тинбергена по просьбы молодых чаек Геринга (Тинберген, 1951). Вскоре после вылупления птенцы чайки клюют родительский клюв. для получения отрыгнутой пищи. Тинберген оценил эффективные стимулы, контролирующие эту реакцию попрошайничества, представляя цыплята — градуированная серия картонных моделей, имитирующих голова и счет родителя различными способами. Количество ответы, полученные от молодых чаек с помощью различных моделей показало, что размер, действие и положение купюры были участие, но, пожалуй, самым важным было присутствие контрастное красное пятно на кончике клюва взрослой особи. Важно, он также установил, что не все черты головы взрослого человека были критическими, так как ни цвет головы модели, ни ее Билл повлиял на силу реакции цыпленка. поведение жаб по ловле добычи также подверглось тот же тип анализа путем измерения силы и количества реакции, вызванные систематически меняющимися моделями червеобразных раздражители (Эверт, 1987). Эти исследования показали, что это визуальное распознавание жертвы животным влечет за собой соединение атрибуты, включающие размер модели, форму и направление движение; таким образом, что тонкие продолговатые стимулы, движущиеся по протяженному червеобразная ось значительно более предпочтительна для жаб, чем одна и та же фигура движется перпендикулярно этой оси.

Избирательная реакция жаб и молодых чаек на особенности стимула в этих функционально ориентированных анализ поведения дает важную, но ограниченную картину перцептивных способностей этих животных. Ограничено легко вызвали естественное поведение и связанные с ним стимулы, эти типы анализов мало что говорят о диапазоне и чувствительности животных к различным формам зрительной стимуляции. Такой анализ психофизики восприятия, который намечается в детализировать отношения между психологической реакцией субъекта строго определенным наборам физических раздражителей лучше всего проводить со специально обученными животными в лаборатории. Эта настройка позволяет тестировать большее разнообразие стимулов, повышенная точность их описания и метода презентации, а также возможность тщательно и многократно измерить реакцию животного на эти раздражители.

Два типа процедур визуальной дискриминации были традиционно используется с животными для этих психофизических исследования восприятия. Первый предполагает обучение реакция животного на один раздражитель, за которой следует серию стимульно-аналитических тестов на перенос, изучающих их реакция на изменения исходного сигнала. Голубь может быть обучены реагировать на клюющий ключ, освещенный особым длина волны, например, а затем представлено множество других цвета, чтобы увидеть, насколько далеко будет распространяться эта реакция клевания. та же тактика может быть использована с использованием процедур привыкания. После реакция животного на определенный раздражитель привыкла через его многократное предъявление внутренние органы животного репрезентация повторяющегося стимула исследуется путем измерения количество отказов от привычки, вызванных другими раздражителями. Снова, степень контроля стимула, поддерживаемая передающими стимулами индексирует перцептивное и концептуальное сходство этих стимулов к оригиналу. Этот тип процедуры привыкания был широко используется для изучения перцептивного мира человеческих младенцев, например. Вторая и высшая процедура дискриминации заключается в том, чтобы научить животное дифференцированно вести себя в наличие двух и более стимулов в оперантной обстановке; либо по дать ответ или нет, как в процедуре «годен / не годен», или лучше тем не менее, требуя от животного сделать выбор между двумя или более различные варианты ответа, связанные с этими стимулами, как в процедуре сопоставления с образцом.

С 1950-х гг. использовались с животными для продуктивного изучения их спектральных чувствительность, острота зрения и способность обнаруживать и различать основные визуальные параметры, такие как оттенок, размер, ориентация и яркость (Berkeley & Stebbins, 1990). Собирая эти стандартизированные меры основных визуальных производительность была важным шагом к пониманию любого перцептивного мира животного, они оставляют без ответа многие из самых важные и интригующие проблемы зрительного восприятия и познание. Задумайтесь на мгновение о весьма изменчивом и постоянно меняющаяся природа света, падающего на глаз. Несмотря на многочисленные неясности и ограничения в этом меняющемся ввод, наш мозг все еще способен реконструировать стабильную, единую, и трехмерное визуальное впечатление от мира. Таким образом, как любой объект движется, он продолжает восприниматься и распознаваться как одно и то же, несмотря на постоянное преобразование и различные узоры света, создаваемые этим движением. Точный вычислительные процессы, с помощью которых мозг решает эту «эквивалентность стимулов» или «многие к одному» проблема остается загадкой.

Однако, судя по большей части их поведения, сложные животные такие как птицы и млекопитающие, действуют так, как будто они тоже воспринимают стабильную перцептивный мир, где связаны наборы формы и цвета атрибуты также последовательно интерпретируются и распознаются как инвариантные «объекты». Механизмы, лежащие в основе этих более сложные аспекты визуального познания стали растущий интерес к исследователям животных (Stebbins & Беркли, 19 лет90). Одним из важных катализаторов этого стало недавние исследования естественного формирования понятий у голубей (например, Херрнштейн, Лавленд и Кейбл, 1976). В таких экспериментах животные научились различать реалистичные цветные фотографии различных классов объектов, таких как деревья, люди, рыбы и вода. Эти различия были не только между категориями легко и быстро усваиваемые голубями, они также обобщали к новым примерам этих категорий, предлагая форму рудиментарного концептуального поведения и вызывает подозрение, что птицы воспринимали «предметы», изображенные на слайды. Эти результаты стимулировали большое количество новых исследований. в восприятии и категоризации всех типов сложных зрительные стимулы животных, и особенно голубя.

Один важный побочный продукт этого нового взгляда на сложные стимулы восприятие у животных было его неизбежным сравнением с человеческим восприятия и действия с аналогичными стимулами. Недавние исследования, например, предоставили экспериментальные доказательства того, что голуби, обезьяны и люди одинаково воспринимают некоторые типы зрительных раздражители. Доказательства этого общего восприятия исходят из анализа ошибок различения, совершаемых каждым видом, когда различение одних и тех же раздражителей. Примером этого может быть найдено в Sands, Lincoln & Wright’s (1982) эксперименты тестирование Образное восприятие у макак-резусов. В этом эксперименте Обезьяна должна была решить, идентичны ли две отдельные картинки. или нет. Тестирование множества изображений цветов, фруктов, обезьян и человеческие лица, обезьяны постоянно находили изображения из одних и тех же категории труднее различать, чем категории разных категории, предполагая их перцептивную категоризацию этих стимулы соответствовали нашей собственной группе из них. Учитывая нашу общую наследие приматов и подобные организации мозга, это сходство возможно, это не слишком удивительно.

Больший интерес представляет то, что голуби производят сопоставимые результаты в стратегически схожих анализах. Блау (1982) требовал, чтобы голуби различали разные буквы. алфавита. Он обнаружил, что голуби демонстрировали образец ошибки различения, очень похожие на наши собственные, путающие похожие такие буквы, как «O», «Q» и «D» для пример. Несмотря на значительные различия в организация, размер и естественная история млекопитающих и птичьего мозга, это поведенческое сходство предполагает соответствующее внутреннее представление этих конкретных раздражителей. Если так, то поднимает интересный вопрос о том, являются ли эти общие впечатления являются продуктом аналогичных или общих психологических алгоритмы, воплощенные в различных нейронных архитектурах, или вместо этого генерируется различными вычислительными процессами, которые функционируют с одной и той же визуальной целью.

Этот вопрос механизма был изучен с использованием различных стимулы и поведенческие процедуры, которые пытаются изолировать и измерить различные части процесса восприятия. Один из способов проверить, испытывают ли животные наши зрительные иллюзии, поскольку «неправильное восприятие», вызванное такими стимулами, помогает непосредственно выявить активный вклад зрительной системы в восприятие. Голуби, кажется, страдают от некоторых из тех же геометрические иллюзии, такие как люди, такие как Понцо и Мюллер-Лайер иллюзии (Фуджита, Блау и Блау, 1991; Малотт и Малотт, 1970). Помимо указания на общее восприятие, этот тип сходства предполагает еще больше, что некоторые из лежащих в основе вовлеченные процессы также одинаковы. В попытке выделить ранние зрительные механизмы, ответственные за регистрацию и различая поверхности и края объектов, мы с коллегами исследовал явление перцептивной группировки в голубей и людей, тестируя их с различными типами многоэлементные зрительные стимулы. Результаты до сих пор поддержал точку зрения, что эти процессы визуальной группировки одинаково организованы у обоих видов (Кук, 1992). Другой визуальный эксперименты по различению, сравнивающие голубей и людей, однако, предположили, что также существуют важные различия в процессах. Люди различаются по тому, как быстро они могут найти конкретный «целевой» элемент на дисплее в зависимости от окружающие его элементы, облегчая, например, найти «Q» в поле многих «О», чем наоборот. Этот тип асимметрии в скорости человека визуальный поиск помогает выявить структуру и организацию элементарные признаки, используемые в восприятии формы. Тестовые голуби с аналогичными комбинациями Qs и Os, Allan и Blough (1989) не нашел доказательств сопоставимой асимметрии в поиске поведение этих животных, что повышает вероятность того, что различные наборы визуальных особенностей могут быть подчеркнуты в птичьем восприятие формы млекопитающими.

В этом эссе мы попытались сплести воедино кое-что из вопросы, выводы, история, методы и стратегии, используемые в сравнительное исследование зрительного восприятия животных. С помощью различных экспериментальных подходов, изложенных в общих чертах, мы получает все более глубокое понимание и понимание их внутренний мир. Однако многие из наших ответов остаются спекулятивные и предварительные. Как следствие, они предлагают захватывающее и открытое приглашение всем студентам присоединиться к научный поиск лучшего вида с высоты птичьего полета.

Аллан, С.Э., и Блау, Д.С. (1989). Поиск по функциям асимметрии у голубей и людей. Восприятие и Психофизика , 46 , 456-464.

Беркли, Массачусетс, и Стеббинс В.К. (1990). Сравнительный восприятие: Сложные сигналы . Джон Уайли: Нью-Йорк.

Блоу, Д. С. (1982). Голубиное восприятие букв алфавит. Наука , 218 , 397-398.

Кук, Р. Г. (1992). Размерная организация и текстура Дискриминация у голубей. Журнал экспериментальной психологии: Процессы поведения животных , 18 , 354-363.

Эверт, Ж.-П. (1987). Нейроэтология релизинговых механизмов: Ловля добычи жабами. Науки о поведении и мозге , 10 , 337-405.

Фудзита, К., Блау, Д.С., и Блау, П.М. (1991). Голуби увидеть иллюзию Понцо. Обучение и поведение животных , 19 , 283-293.

Херрнштейн, Р. Дж., Лавленд, Д. Х., и Кейбл, К. (1976). Природные понятия у голубей. Журнал Экспериментальный Психология: Процессы поведения животных , 2 , 285-311.

Малотт, Р. В., и Малотт, М. К. (1970). Восприятие и генерализация стимула. В В.К. Стеббинс (ред.), Животное психофизика: планирование и проведение сенсорных экспериментов (стр. 363-400). Нью-Йорк: Пленум.

Sands, SF, Lincoln, CE, & Wright, AA (1982). Суждения об изобразительном сходстве и организация зрительной памяти у макак-резусов. Журнал экспериментальной психологии: Животное Поведенческие процессы , 4 , 369-389.

Стеббинс, В.К., и Беркли, Массачусетс (1990). Сравнительный восприятие: Основные механизмы . Джон Уайли: Нью-Йорк.

Тинберген, Н. (1951). Изучение инстинкта . Кларендон Пресс, Оксфорд.