/
Author: Барабанщиков В.А.
Tags: развитие психики генетическая психология проблемы наследования психических свойств; развитие мозга и тому подобное психология физиология монография физиология человека
ISBN: 5-02-013318-3
Year: 1997
Text
российская академия наук
ИНСТИТУТ психологии
В.А.БАРАБАНЩИКОВ
ОКУЛОМОТОРНЫЕ
СТРУКТУРЫ
ВОСПРИЯТИЯ
Москва 1997
Издательство
«Институт психологии РАН»
ББК 88.2
Б 24
Барабанщиков В. А.
Окуломоторные структуры восприятия. — М.: Издательство
а Институт психологии РАН», 1997 г. — 384 с., 140 рис., 2 табл.
ISBN 5-02-013318-3
Монография посвящена закономерностям организации окуломоторной
активности человека в процессе зрительного восприятия. Проводится
сравнительный анализ методов регистрации движений глаз. Раскрываются
особенности детерминации окуломоторных структур и принципы их фун-
кциональной организации. В этом контексте описываются способы вклю-
чения движений глаз в процесс зрительного восприятия, а также органи-
зация самого зрительного микропроцесса.
Книга предназначена для специалистов в области психологии и психо-
физиологии зрительного восприятия, инженерной психологии, эргономи-
ки, офтальмологии, бионики.
Barabanschikov V.A. The oculomotor structures of visual
perception. — М»: IP RAS, 1997. - 384 p.
The monograph is concerned with regularities of the human oculomotor
activity organization. Comparative analisis of eye movements recording
methods is conduct. The peculiarities of the oculomotor structures and pri-
nciples of their functional organization are discovered. In this context mo-
des of eye movements including in visual process as well as structure and mi-
crodynamics of visual perception are discribed.
Издание книги поддержано
Российским Гуманитарным Научным Фондом
(код проекта 96-03-16154)
ISBN 5-02-13318-3
Утверждено к печати Институтом психологии РАН
Научное издание
Научный редактор Н.В. Крылова
© Барабанщиков В. А., 1997
© Оформление Издательство
«Институт психологии РАН», 1997
ПРЕДИСЛОВИЕ
После классических работ гештальтпсихологов структурность
рассматривается в качестве фундаментального свойства воспри-
ятия. Выражая устойчивую связь элементов чувственного образа
она обеспечивает его целостность и тождественность самому
себе. Перцептивная структура стремится к «хорошей» (завер-
шенной, геометрически простой, симметричной) форме, сохра-
няется вопреки меняющимся условиям, переносится на другие
элементы, снимается новой перцептивной структурой. Соответ-
ственно, восприятие носит целостный характер и строится на
основе целостных образований.
Однако структурность восприятия не ограничивается рамка-
ми основного феномена. Она присуща и перцептивному процессу
в целом, и его образующим, в частности, окуломоторной актив-
ности наблюдателя. Взятый как целое, процесс восприятия об-
ладает качествами, несводимыми к качествам его компонентов.
В отличие от отдельных движений целенаправленный поворот
глаз подчинен особым закономерностям, и, как целое, иначе
включается в процесс порождения зрительного образа.
Книга, предлагаемая вашему вниманию, посвящена исследо-
ванию целостных форм глазодвигательной активности—оку-
ломоторных структур.
По сравнению с элементарными движениями глаз (саккада-
ми, дрейфом, плавными прослеживаниями), они изучены до-
вольно слабо. Не ясны механизмы их функциональной органи-
зации, не всегда понятен результирующий эффект разномерных
детерминант, противоречивы данные о роли окуломоторных
структур в процессе зрительного восприятия. Очевидно, что
минуя уровень интеграции, знание об окуломоторной активно-
сти остается существенно неполным, а его практическое исполь-
зование—очень ограниченным. Актуальность исследований
подобного рода поддерживается живым интересом общества к
Уникальному феномену биомеханики—направлеииости/движе-
3
ниям глаз, тесно связанному с процессами чувственного позна-
ния, деятельности и общения.
Понятие окуломоторной структуры восприятия обозначает
три момента:
1) наличие устойчивых конфигураций (паттернов) движений
глаз, 2) их представление в терминах целостного поведенческого
акта и 3) отнесенность как к объекту, так и к субъекту воспри-
ятия. Первый — фиксирует интегративный уровень анализа
окуломоторной активности, второй—ориентирует исследовате-
ля иа поиск механизмов функциональной организации целенап-
равленных поворотов глаз, третий—указывает на внутреннюю
связь зрительных н окуломоторных компонентов восприятия и
вводит собственно психологический план анализа.
Обращение к данному понятию предполагает целостный
взгляд на природу перцептивного процесса. В центре внимания
оказывается не отдельное явление (сторона, аспект, момент)
восприятия и не восприятие вообще (абстрактно-всеобщая фор-
ма), а конкретное событие, реализующее познавательное(перцеп-
тивное) отношение индивида к среде. Оно имеет собственный он-
тологический статус, внутренне дифференцировано, разверну-
то в пространстве и времени, включено в цепь других событий.
Чувственный образ выступает здесь в единстве условий своего
существования и развития как компонент более широкого це-
лого. Раскрывая закономерности окуломоторных структур вос-
приятия, исследователь получает возможность реконструировать
способ организации перцептивного процесса в целом.
От отдельных видов движений глаз до свойств процесса зри-
тельного восприятия—вот путь, который предлагается пройти
читателю вслед за чередующимися исследованиями. В какой-то
степени он традиционен: именно в этом направлении шли пио-
неры экспериментальной психологии—Г.Гельмгольц, А.Бен,
В.Вундт и их многочисленные последователи. Новизна работы
заключается в маршруте движения, выводящем к конечному
пункту не непосредственно, по кратчайшей прямой, а через ана-
лиз целостных форм окуломоторной активности. Выполнив срав-
нительный анализ методов исследования движений глаз челове-
ка, мы рассмотрим особенности детерминации окуломоторных
структур, покажем механизмы их функциональной организации
и способы включения в перцептивный процесс и, наконец, да-
дим целостную характеристику элементарного акта зрительно-
го восприятия.
4
Монография написана на материале исследований, проводив-
шихся автором, его сотрудниками и учениками с середины 70-х
годов. В качестве базовых экспериментальных процедур исполь-
зовались: 1) кросскультурный анализ фиксационных поворотов
глаз при восприятии комплексных объектов, 2) оптическая
трансформация зрительной обратной связи глазодвигательной
системы и 3) гетерохронная идентификация объектов, локали-
зованных в различных участках зрительного поля. Разработан-
ные методы сочетались с традиционными схемами исследования
зрительного восприятия (маскировкой, микрогенезом зритель-
ного образа, стробоскопическим предъявлением объектов и др.)
и регистрацией движений глаз. Комплексный методический
подход позволял контролировать ряд измерений зрительного
мнкропроцесса, характеризующих его и как чувственное отра-
жение действительности в данный момент времени, и как актив-
ность наблюдателя, с необходимостью включающую окуломотор-
ный компонент.
Несмотря на профессиональный язык, книга адресована не
только специалистам, но и всем, кто интересуется современны-
ми проблемами зрительного восприятия, организацией движе-
ний и методами экспериментальной психологии. Она включает
тематические обзоры по ряду актуальных проблем (методы оку-
лографии, константность зрительного направления, механизмы
стабилизации взора и др.), содержит широкий иллюстративный
материал и завершается сравнительно полным списком литера-
турных источников. Особый акцент сделан на эксперименталь-
ных исследованиях, выполненных в России в последние десяти-
летия.
Пользуясь случаем автор хотел бы выразить глубокую призна-
тельность коллегам, сотрудникам и друзьям, которые делом,
советом, критикой или неравнодушным отношением способство-
вали тому, чтобы данная работа увидела свет. Замысел будущей
книги обсуждался давно н был поддержан моим учителем, Бо-
рисом Федоровичем Ломовым. Серьезное техническое обеспече-
ние экспериментов оказалось возможным благодаря активному
включению в рабочий процесс Н.Ю.Вергилеса, А.П.Зубко, В.И.
Козлова и В.В.Ульдина. Появление кросскультурного плана во
многом связано с настойчивостью и организаторскими способно-
стями М.Милада. За эффективным применением кластерного
анализа стоит дружеское содействие математических психоло-
5
гов—А.В.Дрынкова и Т.Н.Савченко. В обсуждении различных
аспектов исследования, значительно усилившем работу в целом,
принимали участие: Е.А.Андреева, К.В.Барднн, В,И.Белополь-
ский, А.В.Брушлинский, Н.Ю.Вергилес, А.И.Галактионов,
А.А.Гостев, Р.М.Грановская, А.А.Грачев, Д.Н.Завалишина,
Ф.Е.Иванов, В.А.Карпов, Л.А.Китаев-Смык, В.Ю.Крылов, А.Н.
Лебедев, А.Д.Логвиненко, А.И.Миракян, А.А.Митькин, В.И.Па-
нов, В.А.Пономаренко, Я.А.Пономарев, Е.А.Сергиенко, Т.Н.
Ушакова и др. Огромный объем работ по подготовке рукописи к
печати выполнили Н.Г.Артемцева, Д.В.Зотов, А.В.Кульечева и
Е.В.Кунакова. Вставки-иллюстрации принадлежат перу моего
друга, художника А.Л.Неумывакина. Груз издательских забот
вынесли на могучих плечах А.К.Боковиков и В.А.Солодков.
Наконец, выход книги стал объективной реальностью благода-
ря финансовой поддержке Российского Гуманитарного Научно-
го Фонда (код проекта 96-03-16154).
В. Барабанщиков,
Декабрь 1996 г.
ВВЕДЕНИЕ
Движения глаз как предмет и метод
психологического исследования
В повседневной жизни каждый человек, обладающий зрени-
ем, постоянно осматривает окружающее, выделяя для себя ту
нлн иную полезную информацию. Мы всегда что-то ищем н за-
мечаем в мире: цвет светофора, мелькнувшее в толпе лицо, вуль-
гарно-оригинальный текст рекламы или контуры строящегося
здания. Дважды в секунду предмет зрительного восприятия ме-
няется, и каждый раз это сопровождается изменением направ-
ленности глаз, их перемещением из одной позиции в другую.
Какова природа подобных движений? Зачем они нужны? Можно
ли их измерить и насколько точно? Как они организованы? От
чего зависят? Как включаются в процесс ориентировки чело-
века в мире? Вот круг основных вопросов, обсуждаемых в дан-
ной книге.
На первый взгляд затрагиваемая тема выглядит очень локаль-
ной, не имеющей серьезного теоретического и практического
значения и интересной лишь узкому кругу специалистов. В дей-
ствительности же все обстоит иначе.
Природа движений/направленности глаз обсуждается на про-
тяжении нескольких столетий. В разные годы в дискуссию вклю-
чались крупнейшие естествоиспытатели, такие как И. Кеплер и
И. Ньютон, Г. Гельмгольц и И.М.Сеченов. Связь движений глаз
с восприятием произведений искусства отмечали Леонардо да
Винчи, А. Дюрер, О. Роден. Конструктивный характер окуломо-
торики подчеркивался в гносеологических концепциях Дж.Бер-
кли, Т.Гоббса, Р.Декарта, Э.Кондильяка, Ж.Ламетри, Дж.Локка,
Н.Мальбранша и других философов. Свое отношение к природе и
функциям движений глаз выразили ведущие психологические
течения: физиологическая психология (Вундт, 1880), структура-
лизм (Титченер, 1914), гештальтпсихологня (Koffka, 1935), би-
хевиоризм (Skinner, 1974), генетическая психология (Piaget,
1969), когнитивная психология (Neisser, 1967), сторонники эко-
7
логического (Гибсои, 1988), деятельностного (Леонтьев, 1972) и
других подходов.
Хотя активное использование методов окулографии началось
30-35 лет назад, экспериментальное изучение движений/иаправ-
леиности глаз человека проводится с середины прошлого века.
Смены школ и научных традиций отточили инструментарий
исследований; постепенно дифференцировались основные пред-
метные области, парадигмы и спектр решаемых проблем. На
сегодняшний день объем ведущихся разработок достаточно вы-
сок. Вопросы окуломоторной активности неизменно встают на
психологических и физиологических конгрессах, съездах, кон-
ференциях; им посвящены многие монографические издания.
Образованная в 1979 году Европейская группа исследователей
движений глаз объединяет представителей свыше ста научных
центров Европы, США и ряда стран Азии.
Исключительное значение, придаваемое столь специфическо-
му виду активности, обусловлено местом, которое он занимает в
структуре взаимоотношений человека со средой. Воплощая един-
ство важнейших сфер жизни —ориентировки и движения1,
окуломоторная активность оказывается иа пересечении процес-
сов познания и деятельности, природа которых всегда вызывает
повышенный интерес.
Взятая сама по себе, окуломоторика выступает как яркий
феномен биодинамики, характеризующийся многообразием ви-
дов и переходных форм. Быстрые резкие перемещения (сакка-
ды) сменяются медленными и плавными (дрейфом), почти точ-
ное прослеживание движущегося объекта сочетается с собствен-
ными колебаниями глаз (тремором); наряду с латеральными
отклонениями (право—лево, верх—низ) выполняются враща-
тельные движения относительно оптической оси (торзии), а при
бинокулярном восприятии — сведение или разведение самих
осей (вергенция); днапозон амплитудно-частотных характерис-
тик окуломоторной активности занимает несколько порядков.
Способы построения подобных движений и их синтезы образуют
содержание проблем, далеко выходящих за рамки биомеханики.
Оставаясь уникальным проявлением «живого движения»
(Н.А.Бернштейн), окуломоторика подчинена общим законам
организации двигательной активности. С этой точки зрения дви-
1 В это единство входит еще одна сфера жизни—коммуникация, в рамках ко-
торой открывается взаимосвязь окуломоторной активности с невербальным общени-
ем.
8
эгсения глаз можно рассматривать как элементарную модель по-
веденческих актов, реализующую структуру и ключевые меха-
низмы взаимодействия организма со средой.
Наконец, взаимосвязь окуломоторикн с различными отдела-
ми и системами мозга открывает перспективу исследования раз-
нообразных процессов ЦНС, которые обеспечивают ориентировку
организма в среде и организацию его поведения. В отличие от
других объектов биологического регулирования направленность/
движение глаз имеет неоспоримые преимущества: небольшое
число степеней свободы, доступность прямому наблюдению и
возможность непрерывной регистрации.
Наиболее тесно окуломоторная активность включена в процесс
зрительного восприятия. Являясь условием адекватного отраже-
ния действительности направленность/движеиия глаз объекти-
вируют этот процесс: вводят в него соразмерность пространствен-
но-временным отношениям среды, связывают его с другими про-
цессами, протекающими в организме и делают его доступным
стороннему наблюдению и регистрации. Возможность объекти-
вации является тем смысловым ядром, которое на протяжении
веков порождает и поддерживает разнообразные гипотезы о роли
движений глаз в чувственном познании мира. И хотя вопрос о
функциях окуломоторикн до сих пор остается открытым, его
решение нередко рассматривается как ключ к природе зритель-
ного восприятия в целом.
Через восприятие окуломоторика связывается с другими пси-
хическими процессами и затрагивает состояния человека. Так
или иначе характер перемещения глаз выражает динамику вни-
мания, мышления, воображения, представления, а их направ-
ленность—актуальные интенции личности: интерес, намере-
ние, установку, отношение. Путем анализа движений глаз откры-
вается возможность объективного исследования разнообразных
психических явлений.
Психические процессы и состояния, в свою очередь, включе-
ны в более широкий контекст взаимоотношений человека с ми-
ром (деятельность, поведение, общение, игру) и сами строятся
по логике этих взаимоотношений. Поэтому в формах окуломо-
торной активности находят отражение как динамика выполня-
емого действия, так и его структурные образующие. Это позво-
ляет использовать знания о движениях глаз в интересах многих
профессий.
9
Закономерности окуломоторной активности учитываются
при проектировании технических систем отображения инфор-
мации (Митькин, 1974; Галактионов, 1978) и сложных видов
профессиональной деятельности (Добровольский, Завалова, По-
номаренко, Туваев, 1975; Голиков, Костин, 1996), выводят на
критерии мастерства операторов (Гиппеирейтер, 1978; Senders,
1976), расширяют горизонты диагностики локальных пораже-
ний мозга (Владимиров, Хомская, 1981; Карпов, 1994), исполь-
зуются при организации контроля за формированием умствен-
ных действий (Гордон,1976; Подольский, 1978), составляют
основу методов коррекции зрительных и окуломоторных фун-
кций (Аветисов, Розенблюм, 1973, Блужене, 1990) и т. п. Эр-
гономика, офтальмология, радиология, спорт, педагогика, пси-
хиатрия, авиация, космонавтика, техническое моделирование
биологических систем, организация невербального («лицом к
лицу») общения—далеко не полный перечень сфер примене-
ния результатов исследований направленности и/или движений
глаз человека.
Аккумулируя понятия, методы и экспериментальные данные
ряда научных дисциплин (биомеханики, информатики, физио-
логии сенсорных систем, психологии зрительного восприятия и
др.), проблема движений глаз принадлежит к числу комплекс-
ных. Она поставлена в нескольких планах: 1) феномены окуло-
моторной активности (виды, формы и параметры движений глаз),
2) их детерминация (условия, факторы и предпосылки, опреде-
ляющие характеристики движений глаз), 3) управление окуло-
моторной активностью (механизмы движений глаз), 4) развитие
окуломоторной активности (фило-, онто-, актуал- и патогенез
движений глаз), 5) способы включения окуломоторики в процес-
сы зрительного восприятия, познания и деятельности человека,
и некоторые другие. Каждый из планов фиксирует предметные
области проблемы и опирается на соответствующую систему по-
знавательных средств. Раскрывая разные аспекты одного и того
же целого они тесно взаимосвязаны; с какого бы плана и в рам-
ках какой бы дисциплины ни начиналось исследование, рано или
поздно возникает необходимость преодоления рамок исходной
парадигмы и выхода в другие планы анализа или смежные об-
ласти знания.
Судьба проблемы сложилась так, что длительное время оиа
разрабатывалась поэлементно, на уровне отдельно взятых дви-
жений (саккад, плавных прослеживаний и т. п.). Каждое такое
10
движение рассматривалось как ответ на простейший стимул (ло-
кализацию точечного элемента, его перемещение относитель-
но наблюдателя и т. п.), связывалось с наличием самостоятель-
ного исполнительного механизма и непосредственно соотносилось
с процессами познания, прежде всего зрительного восприятия, и
деятельности. Предполагалось, что знание закономерностей эле-
ментарных движений глаз достаточно для интерпретации слож-
ных, или составных форм окуломоторной активности.
На первых порах подобные представления вполне оправдыва-
лись, стимулируя быстрое накопление эмпирических знаний. За
сравнительно короткий срок были описаны простейшие виды оку-
ломоторной активности и их детерминанты (Ярбус,1965; Леуши-
на,1971; Alpern,1972; Ditchburn,1973), высказаны гипотезы о
механизмах регуляции элементарных движений глаз (Шахно-
вич,1965; Robinson, 1964;1965;), исследовано становление оку-
ломоторики в фило- и онтогенезе (Гатев,1973; Walls,1962), по-
лучены важные данные о характере движений глаз в процессах
поиска, обнаружения, опознания и оценки параметров объектов
(Леушина,1966; Зинченко,1967; Гиппенрейтер,1978). Выявлен
ряд новых окуломоторных феноменов зрительного восприятия
(Festinger, Canon,1965; Festinger, Easton,1974), прослежены
связи элементарных движений глаз с перемещениями головы,
рук, локомоциями (Bizzi,1974; Ebenholtz, Shebilske,1975; Ga-
uthier, Hofferer, 1976) и др.
Co временем темпы разработки проблемы замедлились, обна-
жив ограниченность используемых представлений там, где ос-
новным предметом исследования оказывается конкретный позна-
вательный процесс либо деятельность человека. Принимаемые
допущения выглядят здесь излишне упрощенными, и, порой,
неадекватными. Так, нередко, малоамплитудиый дрейф отожде-
ствляется с устойчивой фиксацией, обеспечивающей съем полез-
ной зрительной информации, а саккада—с поворотом глаз, ме-
няющим предмет восприятия. «Спроецировав» окулограмму на
поверхность воспринимаемого объекта (например, приборную
панель или текстовый материал), казалось бы, без труда можно
определить, что выделяет наблюдатель (что его интересует), в
течение какого времени и в какой последовательности. Однако,
как показывает опыт, результат подобного анализа далеко не
всегда соответствует действительности.
Фиксационный поворот глаз может состоять не из одной, а из
нескольких саккад, число которых зависит от локализации пред-
11
мета восприятия (Гуревич, 1971). Возможно появление экспресс-
саккады, которая не связана с глубокими (предметио-смысловы-
ми) слоями переработки зрительной информации (Fischer, 1987).
Наряду с обслуживанием когнитивных функций, саккады спо-
собны корректировать направление глаз, достигнутое в резуль-
тате предшествующей фиксации (Becker, Jurgens, 1979), возвра-
щать его в позицию покоя (Bender, 1955), «дробить» непрерыв-
ный поток зрительных аффереитаций на отдельные порции
(Филин, 1975) и т. п. Наконец, как макро-, так и микродвиже-
ния глаз поддаются произвольному контролю и могут не только
инициироваться, но и подавляться наблюдателем (Steinman,
1976). Соответственно появление малоамплитудного дрейфа само
по себе еще не указывает на действительный предмет восприя-
тия. В силу многоканальности зрительного «входа», обеспечи-
вающего симультанное отображение элементов среды разных
угловых размеров в различных частях зрительного поля, фик-
сационная позиция глаз чаще всего оказывается многозначной,
а ее отношение к потенциальным предметам восприятия требу-
ет дополнительных подтверждений.
Альтернативный путь разработки проблемы связан с изуче-
нием целостных окуломоторных образований (структур), выра-
жающих более высокий уровень организации движений. Влия-
ние этого уровня (ои исследован в значительно меньшей степе-
ни) обнаруживается, например, в программировании паттернов
сканирования (Zingale, Kowler, 1985), которые не сводятся к
сумме отдельных дрейфов и саккад; каждое из выполняемых
движений может быть понято лишь в рамках всего паттерна в
целом. Не случайно, несмотря на большой разброс отдельных
значений, суммарная длительность фиксаций, сопровождающих
чтение слов, остается примерно одинаковой (O’Regan, 1986).
Относительно элементарных движений глаз окуломоторные
структуры восприятия имеют собственные закономерности орга-
низации (Stark, Ellis, 1981).
В рамках данного подхода окуломоторный акт выражает не
просто ответ на проксимальный стимул. Это активность субъек-
та восприятия, которая направляется как прошлым и настоя-
щим, так и будущим; определенными намерениями, целями, пла-
нами или программами. За ориентацией оптических осей глаз
скрывается уникальная позиция наблюдателя, благодаря кото-
рой целенаправленный поворот оказывается столь же пристрас-
тным, сколь пристрастно самое чувственное восприятие действи-
12
тельности. Через отношение к субъекту глазодвигательная ак-
тивность становится предметом психологического исследования,
а ее регистрация—методом изучения психических процессов,
состояний и деятельности человека. По существу такие функции
движений глаз как когнитивная, исполнительная, измеритель-
ная, контролирующая и др. (Запорожец, Венгер, Зинченко, Руз-
ская, 1967; Зинченко, Вергилес, 1969) являются характеристи-
ками субъекта восприятия (содержанием того, что он делает в
данный отрезок времени), перенесенными на средства его взаи-
модействия с объектом; с точки зрения механизма выполнения
окуломоторного акта, они, конечно, искусственны (Андреева,
Вергилес, Ломов, 1975; Гнппенрентер, 1978).
Методический смысл отнесенности движений глаз к субъек-
ту восприятия состоит в возможности расчленять поток окуло-
моторной активности на целостные, относительно самостоятель-
ные единицы и внутренне сопоставлять их с динамикой позна-
вательных процессов, состояний человека, форм его деятельности
и общения. Через отнесенность к субъекту раскрывается меха-
низм произвольного контроля движений глаз и управления взо-
ром наблюдателя.
Окуломоторное целое (структура) обеспечивается интеграцией
(прилаженностью друг к другу) эфферентных и афферентных
процессов, развертывающихся в центральной нервной системе
(ЦНС). Хотя двигательная цель или намерение реализуются в виде
последовательности окуломоторных команд, сами по себе оин еще
недостаточны: слишком разнообразен и непредсказуем расклад
сил, действующих на глазное яблоко. Решающая роль в построе-
нии окуломоторного акта принадлежит обратной афферентации
(зрительной, проприоцептивной, вестибулярной), которая инфор-
мирует заинтересованные инстанции ЦНС об эффективности вы-
полняемых движений: отношении прогнозируемой и актуальной
направленности глаз. За тем или иным окуломоторным феноме-
ном всегда стоят особенности управления, или способ функцио-
нирования глазодвигательной системы (ГДС).
Информационное содержание афферентаций, задействованных
в выполнении окуломоторных структур, весьма разнообразно. Оно
включает совокупность пространственно-временных отношений
наблюдателя со средой, текущее положение глаз в глазнице, накло-
ны головы, положение или перемещение наблюдателя и многое
Другое. Нетрудно допустить, что афферентные потоки, организу-
ющие окуломоторную активность, и питающие зрительные впечат-
13
ления в значительной степени совпадают или, по крайней мере,
тесно взаимосвязаны. Есть, например, основания полагать, что
информация о пространственно-временных отношениях среды, зак-
люченная в двигательных командах, входит и в содержание зри-
тельного образа (Festinger, Canon, 1965; Coren, 1986). Влияние на
зрительный процесс проприоцепции экстраокулярных мышц не раз
демонстрировалось экспериментально (Shebilske, 1978; Stein-
bach,1987).Тем не менее до сих пор и вопрос о роли движений глаз
в зрительном восприятии (познавательных процессах вообще), и
вопрос о перцептивной (когнитивной) регуляции самих движений
остаются открытыми. В конечном счете оии «упираются» в знание
принципов зрительно-окуломоторной интеграции, которые пока
сформулированы в самом общем виде.
Наконец, целенаправленная окуломоторная активность откры-
вается исследователю как конфигурация (паттерн), образованная
на основе элементарных генетически заданных движений—сак-
кад и дрейфов. Типичными примерами могут служить оптокине-
тический нистагм (Курашвили, Бабияк, 1975), П-образные движе-
ния во время фиксации точечного источника света (Карпов, Кар-
пова, Зеленкин, 1982), синусоидальные колебания глаз у пациентов
с локальными нарушениями центральной нервной системы (Dell’
Osso, Flynn, Daroff, 1974), регулярные паттерны движений глаз,
сопровождающие процессы чтения и рассматривания сложных
изображений (Ярбус, 1965; Нотой, Старк, 1974). Несмотря неши-
рокую вариативность двигательных элементов (изменения ампли-
туды, направления, латентного периода саккад, скорости, ускоре-
ния, амплитуды и направления дрейфа или прослеживающих дви-
жений), характер их отношений остается неизменным, а
окуломоторное целое несводимо к сумме своих частей.
Включенность глазодвигательной активности в процесс вза-
имодействия наблюдателя (субъекта восприятия) со средой
(объектом), наличие зрительно-окуломоторной интеграции, ко-
торая складывается для выполнения конкретной зрительной или
двигательной задачи, и соответствующая ей устойчивая конфи-
гурация (паттерн) собственно движений глаз—наиболее харак-
терные особенности окуломоторных структур, анализу которых
посвящена данная книга. Рассматривая целенаправленный фик-
сационный поворот глаз в качестве репрезентативной модели оку-
ломоторных структур восприятия, автор попытался решить
следующие задачи.
14
1 ♦ Провести сравнительный анализ методов исследования оку-
домоторной активности человека и тех возможностей, которые
они предоставляют исследователям познавательных процессов и
деятельности. К сожалению широкое увлечение «личностным
инструментарием»(опросниками, тестами, аналитическими про-
цедурами и т. п.), переживаемое сегодня российской психологи-
ей, оттеснило аппаратурные методы (в том числе и методы оку-
дографии) на второй план. Тем не менее именно с последними
связаны наиболее значимые достижения отечественной науки и
перспективы ее развития.
2. Изучить детерминационное поле целенаправленных дви-
жений глаз. Включаясь в различные отношения индивида со
средой, окуломоторные структуры вызываются не столько от-
дельным событием (фактором, условием), сколько их совокуп-
ностью—ситуацией. Как согласуются действия различных де-
терминант? Какие из них становятся доминирующими, а ка-
кие--фоновыми? При каких условиях? Чаще всего эти вопросы
оказываются за рамками лабораторного эксперимента.
3. Раскрыть закономерности функциональной организации
окуломоторного акта. Несмотря на скоротечность, фиксацион-
ный поворот глаз имеет сложное строение. Он побуждается оп-
ределенным мотивом, направлен на перцептивное выделение
значимых элементов среды, предполагает соответствующую про-
грамму исполнения и механизмы коррекции движений. Возмож-
ность произвольной регуляции фиксационного поворота глаз
вводит момент самодетерминации, преодолевающий действие
внешних факторов или наличных условий. По существу детер-
минация окуломоторной структуры—процесс, осуществляю-
щийся в ходе ее развертывания. Благодаря этой особенности в
детерминационное поле всегда включено не только настоящее
(зрительные, акустические и пр. воздействия), но и прошлое (оку-
ломоторные навыки) и будущее (перцептивная и окуломоторная
цель, установка).
4. Выявить способы включения окуломоторных структур в
процесс зрительного восприятия. На более высоком уровне орга-
низации отношение движений глаз и зрительного образа не выг-
лядит простым н однозначным. Цель исследования меняется. Она
состоит не в том, чтобы констатировать их связь (как правило,
внешнюю), а в том, чтобы искать пути порождения и функцио-
нирования окуломоторных структур в живом процессе зритель-
ного восприятия человека.
15
5. Раскрыть своеобразие процесса зрительного микровоспри-
ятия, опирающегося на фиксационный поворот глаз. С позиций
развиваемого подхода он мало похож на локальный психический
процесс или функцию, имеющие строго очерченные границы. Этс
всегда событие, реализующее специфическую связь индивида сс
средой, которое по-разному раскрывается на разных уровнях
организации, в разных планах и измерениях. Визуальная дан-
ность индивиду предметной действительности выступает здесь
в единстве условий своего существования и развития.
Спектр указанных задач определяет композицию книги. Она
состоит из четырех разделов.
Первый раздел знакомит с основными методами окулографии.
разработанными в России.
Проблема движений глаз, их роли в процессах познания и
деятельности имеет в отечественной науке глубокие корни и се-
рьезный методический задел. Необходимость измерения на-
правленности нли перемещения глаз была осознана еще в про-
шлом веке. Первоначально это достигалось с помощью субъек-
тивных процедур: путем оценки восприятия относительного
положения или величины предметов, обнаружения смещений
послеобраза или описания особенностей энтоптических явлений
(Шляхтин, 1866; Янский, 1866, Воинов, 1873). Непосредствен-
но перед Великой Отечественной войной проводились аппара-
турные наблюдения за движениями глаз (Гассовский, Николь-
ская, 1941). Объективные методы, позволяющие вести измере-
ния глазодвигательной активности в ходе выполнения
испытуемым различных задач (собственно окулография), ста-
ли разрабатываться в 50-х годах и уже в 60-70-е годы получи-
ли широкое распространение (Ярбус, 1965; Запорожец, Венгер,
Зинченко, Рузская, 1967; Гуревич, 1971; Ломов, Вергилес,
1975; Гиппенрейтер, 1978 и др.).
Сравнительный анализ основных методов окулографии пока-
зывает, что каждый из них, обладая рядом достоинств и недо-
статков обеспечивает решение определенного круга научных и/
или практических задач. Лишь совокупность, точнее, система
методов, позволяет раскрыть феномен движений глаз в его кон-
кретной сложности, многообразии и полноте.
Данный раздел не претендует иа роль практического руко-
водства по окулографии или сборника конкретных методик ре-
гистрации движений глаз. Он преследует иную цель: сориен-
16
тИровать читателя б средствах измерения и оценки окуломотор-
ной активности и ввести его в проблематику ведущихся иссле-
дований.
Эффективное использование окулографии опирается на зна-
ние детерминант, которым подчиняются движения глаз. Их
изучение чаще всего ограничивается влиянием простейших
объектов: точечных источников света, отрезков прямых, гео-
метрических фигур, контуров и т. п. Детерминация окуломо-
торной активности при восприятии сложно организованных,
или комплексных объектов не всегда ясна. Например, извес-
тно, что в области 8-10 угл. град, от позиции покоя глаз амп-
литуда саккад на точечный стимул соответствует углу зрения,
под которым он воспринимается (Митрани, 1973). Известно
также, что при демонстрации контурных объектов, точки фик-
сации распределяются внутри контура — в «центре тяжести»
поверхности объекта (Kaufman, Richards, 1969; Coren, Hoenig,
1972). Предсказать же, где будут концентрироваться фикса-
ции (и, следовательно, какова амплитуда саккад) во время вос-
приятия фигуры, эксцентрично расположенной внутри контур-
ного объекта, довольно трудно. Еще труднее прогнозировать
это событие у представителей разных культур: влияние соци-
окультурных переменных на параметры движений глаз пра-
ктически ие изучены. Наконец, нет ясности в соотношении эф-
фектов различных типов детерминант, в частности, требова-
ний задачи и конфигуративных свойств поверхности объекта.
Эти и некоторые другие вопросы детерминации окуломотор-
ной активности обсуждаются во Втором разделе книги. Здесь
представлен цикл экспериментальных исследований, выполнен-
ных автором совместно с профессором Дамасского университета
М.Миладом. Он посвящен спецификации основных детерминант
фиксационного поворота глаз при восприятии комплексных
объектов. Наряду с регистрацией окуломоторной активности, в
работе применялся метод кросскультурного сравнения и кластер-
ный анализ распределения точек фиксации. Эта инновация по-
зволила выявить ряд важных зависимостей движений глаз от
конфигурации поверхности объекта, его локализации в поле
зрения, социокультурных навыков наблюдателя и выполняемой
ИМ задачи. Проведенные исследования показывают, что окуло-
моторная структура всегда подчинена системе детерминант,
Действие которых широко варьирует.
17
В Третьем разделе рассматриваются вопросы организации
фиксационного поворота глаз и способы его включения в процесс
зрительного восприятия. Идея исследования заключается в том,
чтобы проследить функционирование ГДС в состоянии неустой-
чивости. Последнее достигалось путем искусственных преобра-
зований оптической системы координат сетчатки: на глазное
яблоко перед зрачком устанавливались миниатюрные призмы,
которые, смещаясь вместе с глазом, вызывали постоянную транс-
формацию светового потока.Подобная процедура инициирует
цепь последовательных нарушений регуляции движений глаз,
зрительного восприятия и поведения, в результате которых че-
ловек оказывается в парадоксальном видимом мире. В нем из-
менена действительная локализация предметов, отсутствует
константность восприятия, потеряна способность произвольно-
го управления взором, но существует возможность непосредствен-
ного переживания эффектов перемещения собственных глаз. Осо-
бенности ориентировки в этом мире, характер нарушений и вос-
становления зрительного процесса, проливают свет на механизмы
функциональной организации фиксационного поворота и зако-
номерности перцептивно-окуломоторных отношений.
В данном разделе анализируются специфические окуломотор-
ные структуры, замещающие целенаправленный поворот глаз
при его разрушении; определяются формы, средства, этапы и
условия окуломоторной адаптации; исследуются феномены кон-
стантности зрительного направления, произвольного управления
взором и перцептивно-окуломоторного соответствия. Совокупный
эмпирический материал раскрываетсистемное строение фикса-
ционного поворота глаз: его многомерность, многоуровневость,
способность к самоорганизации. Согласно полученным данным
функциональная организация целенаправленных движений не
только «преломляет» действие внешних детерминант, но и под-
чиняется своей собственной логике развития. Условием этого
процесса является относительная независимость окуломоторных
структур от содержательной динамики зрительного образа. Меж-
ду ними устанавливается «зазор», свойства которого определя-
ют конкретный строй перцептивно-окуломоторных отношений.
Связь движений глаз и зрительного восприятия также оказыва-
ется системной, т.е. многозначной, сложно-опосредствованной,
подчиненной динамике взаимодействия субъекта восприятия с
объектом.
Подход к анализу движений глаз с позиции окуломоторных
18
структур предполагает целостный взгляд и на сам процесс зри-
тельного восприятия. Как он организован? Что лежит в его ос-
нове? Какими свойствами он обладает? Закономерностям элемен-
тарного акта зрительного восприятия, протекающего на микро-
интервалах времени (300-600 мс), посвящен заключительный
Четвертый раздел книги.
Индикатором перцептивного микропроцесса выступила дина-
мика структуры зрительного поля наблюдателя, сопровождаю-
щая изменения предмета восприятия. Эффективность опознания
тахистоскопически предъявленных объектов и время реакции
наблюдателя выполняли роль зондов, диагносцирующих состо-
яние зрительного поля в различные моменты времени.
Проведенные эксперименты позволили установить тенденции
преобразования структуры зрительного поля (перцептивный
переходный процесс), определить его стадии, свойства и детер-
минанты. Обнаружилось, что описанные преобразования явля-
ются основанием разнообразных эффектов зрительной микро ди-
намики: маскировки, парасаккадического подавления, локаль-
ной сенсибилизации, дальнего взаимодействия элементов поля
и др. На разных стадиях переходного процесса и в разных учас-
тках зрительного поля эти эффекты проявляются по-разному.
Саккадический поворот глаз совершается в середине данного
процесса, создавая благоприятные условия дальнейшего преоб-
разования структуры зрительного поля. Согласно полученным
результатам, знаменитый закон фазности восприятия (Ланге,
1893), сформулированный для узко ограниченного круга усло-
вий, может быть распространен и на ситуации, допускающие из-
менение позиции взора. Микропроцесс зрительного восприятия
обладает свойствами непрерывности, гетерохронности, необра-
тимости, вариативности, адаптивности; включает «быстрые» и
«медленные» компоненты; может протекать в регидной и лабиль-
ной формах; предполагает альтернативные способы развития
информационного содержания (прогресс, стагнацию, регресс).
Разработка целостного представления о психологической при-
роде чувственного восприятия человека составляет главное на-
значение снстемио-генетического подхода, развиваемого в моно-
графии. Его ядро образует понятие перцептивной системы (Ба-
рабанщиков, 1990), полагающее восприятие как конкретное
событие, реализующее специфическую связь индивида со средой.
Понятие перцептивной системы задает единицы, метод и возмож-
19
ные аспекты анализа процесса восприятия; способно синтезиро-
вать локальные концепции и подходы; определяет основные тре-
бования эмпирического исследования восприятия (полнота изу-
чаемого процесса, соотнесенность смежных перцептивных актов,
сопоставление и объединение различных моментов, срезов и
планов познаваемого целого и др.); выражает интегративное
психологическое знание и, следовательно, релевантно практичес-
ким целям.
20
РАЗДЕЛ I.
МЕТОДЫ ОКУЛОГРАФИИ
В ИССЛЕДОВАНИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Первый раздел монографии посвящен методам регистрации
глазодвигательной активности человека, разработанным в Рос-
сии за последние десятилетия. Мы рассмотрим их возможнос-
ти, ограничения и перспективы использования в исследовани-
ях познавательных — в первую очередь, перцептивных — про-
цессов и деятельности.
1.1. Глазодвигательная активность
В процессе эволюции глаза формировались как органы зре-
ния, обеспечивающие организмам дистантную ориентацию в
оптически разнородной среде. По своему строению и способу
функционирования это—уникальное устройство преобразования
светового потока в активность нервной ткани, которая лежит
в основе разнообразных психических явлений: зрительных
ощущений, восприятий, представлений и т.п.
Внешний вид глаза человека изображен на Рис. 1.1. Конъ-
юнктива — белая соединительная ткань, пронизанная мелки-
Рис. 1.1. Внешний вид глаза человека.
ми кровеносными сосудами, в передней части глазного ябло-
ка переходит в более изогнутую и прозрачную роговицу. По-
зади роговицы располагается пигментированная (серая, синяя
или каряя) радужная оболочка, обрамляющая зрачок. В зави-
симости от интенсивности светового потока диаметр зрачка
может меняться. Конъюнктива и роговица покрыты тонкой
пленкой слезной жидкости, которая равномерно распределя-
22
ется при движении век (мигании). Слезная жидкость улучшает
оптические свойства поверхности роговицы, выполняет роль
смазкн и защищает глаз от проникновения инфекции.
Оптическая система глаза представляет собой неточно цент*
рированную систему лннз, которая формирует перевернутое,
сильно уменьшенное и искаженное изображение (ретинальный
образ) источников света. Отраженный свет проникает в глаз
сквозь роговицу, проходит через хрусталик, обладающий спо-
собностью менять свою преломляющую силу, стекловидное тело
Задняя камера
Ресничная мышца
Хрусталик
Зрительная ось
Желтое пятно
С т е клов и дное те л о
Сетчатка
Центральная ямка
(fovea centralis)
Зрительный
нерв
Сосудистая оболочка
Склера
Сосок
Решетчатая
Волокна пояска
пластинка
Конъюнктива
Шлемов
канал
Радужная оболочка
Роговица
Передняя камера
Рис. 1.2. Строение глаза (Грюссер, Грюссер-Корнельс, 1984).
(желеподобную жидкость, заполняющую глаз), сложную сеть
кровеносных сосудов, дендритов и аксонов нейронов, попадая,
наконец, на светочувствительную поверхность сетчатки (Рис.
1.2). Именно здесь происходит первичная обработка оптической
информации и посылаются соответствующие сигналы в выше-
лежащие отделы центральной нервной системы.
Светочувствительные клетки (рецепторы) распределены по
поверхности сетчатки неравномерно. Наиболее плотно они со-
средоточены в небольшой (1,3°) области около пересечения плос-
кости сетчатки с оптической осью глаза. Данная область—fovea
centralis—обеспечивает ианвысшую разрешающую способность
глаза. С увеличением эксцентриситета плотность рецепторов
постепенно падает, а разрешающая способность глаза—умень-
23
Верхняя
косая мышца
Верхняя ________
прямая мышца
Верхняя мышца,
поднимающая веко
Медиальная .____
прямая мышца
Латеральная —
прямая мышца
Зрительный нерв—
Нижняя
прямая мышца
Нижняя
косая мышца
Рис. 1.3. Мышечный аппарат глаз
шается. Исключение составляет небольшая область вхождения
зрительного нерва в глазное яблоко—слепое пятно (16-18° по
горизонтальному меридиану назальной части сетчатки). Она
лишена фоторецепторов и неспособна вызвать зрительный про-
цесс. Сетчатка каждого глаза обеспечивает возможность воспри-
ятия ахроматических объектов в зоне 150° (по горизонтали) и
130° (по вертикали), при этом центр поля зрения смещен к на-
зальной части примерно на 15°
С неоднородностью разрешающей способности тесно связано
другое свойство—мобильность, или изменение местоположения
глаза в орбите. Глаз—не только орган зрения, но и орган дви-
жения. Каждый зрительный акт предполагает окуломоторную
активность, посредством которой осуществляется поиск необхо-
димого объекта, его выделение нз фона, рассматривание или
«мысленное преобразование». Это обстоятельство и позволяет
использовать параметры движений глаз в качестве индикаторов
перцептивного процесса н связанных с ним форм деятельности.
Глаз человека приводится в движение шестью наружными
мышцами, укрепленными в глазной впадине (Рис. 1.3). Несмот-
ря на отсутствие центра подвеса или физической оси вращения,
24
1
100 мсек
Рис. 1.4. Тремор глаз в норме (Шахнович, 1974).
1—тремограмма правого глаза; 2—тремограмма левого глаза; внизу ги-
стограмма тремора правого (черные столбики) н левого (белые столби-
ки) глаз; по оси ординат—процентное соотношение отдельных частот в
спектре тремора; по оси абсцисс—в логарифмическом масштабе часто-
та тремора в Гц.
глазное яблоко вращается относительно постоянного центра,
расположенного внутри глаза на зрительной оси. Расстояние
между вершиной роговицы и центром вращения глаза прибли-
зительно равно 13,5 мм.
Известны восемь основных видов движений глаз: тремор,
дрейф, микро- и макросаккады, прослеживающие, вергентные,
торзионные движения и нистагм. Каждый из них обладает ха-
рактерными биомеханическими свойствами (амплитудой, ско-
ростью, частотой, траекторией и т.д.) и подчинен соответству-
ющей системе контроля (Ярбус, 1965; Леушина, 1971; Шахно-
внч, 1974; Alpern, 1973; Bach-Y-Rita, Collins, 1971; Ditchburn,
1973 и др.).
1. Тремор—мелкие, частые колебания глаз (Рис. 1.4). Сред-
няя амплитуда—20-40 , частота—до 250-270 Гц. В результа-
те тремора ось глаза описывает эллипсоподобные фигуры. Тре-
мор—естественный двигательный фон окуломоторной активно-
сти, наподдающийся произвольному контролю.
2. Дрейф—медленное, плавное перемещение глаза, прерыва-
емое мнкроскачками (Рис. 1.5, А). Скорость дрейфа меняется
7S
Рис. 1.5. Записи горизонтальной составляющей:
А—движений двух глаз на фотокимографе в процессе фиксации непод-
вижной точки испытуемых. На записи хорошо видна асинхронность
дрейфов глаз и тремор (Ярбус, 1965). Б—фиксационного нистагма у трех
различных испытуемых: а—«правосторонний*, б—«левосторонний*, в—
«центральный» (Гиппеирейтер, 1978).
от 0 до 40°/с, длительность—пт 30 до 5000 мс. При фиксации
объекта на дрейф приходится 97% времени. Считается, что
дрейф создает наиболее благоприятные окуломоторные условия
для приема и переработки оптической информации.
3. Микросаккадъь—быстрые движения продолжительностью
10-20 мс. Диапазон амплитуды—2-50’, скорость от 3 до 127е-
Микросаккады плохо поддаются произвольному контролю, по-
являясь во время фиксации объектов. Периодические «сплы-
ви» глаз, компенсируемые микросаккадами, образуют самосто-
ятельную двигательную единицу- физиологический ннстагм
(Рис. 1.5, Б).
Тремор, дрейф и малоамплитудиые саккады обычно относят
к категории микродвижений глаз, противопоставляя их макро-
двнжениям: крупноамлитудным саккадам, прослеживающим и
вергеитным движениям. Если микродвижения связаны преиму-
щественно с сохранением, то макродвижения—с изменением
местоположения глаз в орбите.
26
> i I С > I I I I I I I t I I i
Рис. 1.6. A — запись скачков глаз между углами квадрата на иепод*
вижную светочувствительную бумагу (Ярбус, 1965). Б — электрооку-
лограмма фиксационного поворота глаз: последовательная фиксация
верхней и нижней светящихся точек (Гуревич, 1971).
4. Макросаккады—резкие изменения позиции глаза, отли-
чающиеся высокой скоростью и точностью (Рис. 1.6). Ампли-
туда саккад варьирует в широких пределах от 40—50' до 50—60°,
но в естественных условиях восприятия не превышает 20° Про-
должительность, скорость и ускорение движения находятся в
степенной зависимости от его амплитуды. Скорость саккады
плавно достигает максимума (примерно в середине пути) и за-
тем плавно убывает до 0. Максимальная скорость двадцатигра-
дусного скачка—450°/с, его продолжительность—70 мс. Сред-
няя частота саккадических движений—2-3 Гц. Как правило они
совершаются по кратчайшей прямой между смежными точка-
ми фиксации, ио в принципе их траектория может иметь сину-
соидальную, крючкообразную и другие неправильные формы.
Саккады возникают при смене точек фиксации, например, во
время рассматривания картины, поиска заданного объекта,
пересчета элементов и др., и обычно носят произвольный харак-
тер (имеется в виду произвольность выбора наблюдателем но-
вого объекта фиксации; произвольно изменить продолжитель-
ность, скорость или ускорение макросаккады невозможно). В
момент скачка складываются наименее благоприятные условия
Для получения оптической информации.
5. Прослеживающие движения—плавные перемещения глаз,
возникающие при движении объектов в поле зрения (Рис. 1.7).
Они обеспечивают сохранение изображения фиксируемого
27
Рис. 1.7. Режим плавного слежения за перемещающейся точкой: А—
предсказуемая траектория; Б—непредсказуемая траектория (часть па-
раболы) (Милсум, 1968).
28
Рис. 1.8. Вергентные движения глаз при смене точек фиксации (Ярбус,
1965).
объекта в зоне наилучшего видения. Прослеживающие движе-
ния глаз появляются непроизвольно через 150-200 мс после
начала движения объекта и продолжаются в течение 300 мс
после его остановки или исчезновения. Основной диапазон ско-
ростей—5 /с—90° с. Амплитуда движений ограничивается пре-
делами моторного поля глаза (±60° по горизонтали и ±40= по
вертикали). За небольшим исключением вызвать прослежива-
ющие движения произвольно (например, по представлению
движущегося объекта) невозможно. Прослеживающие движе-
ния глаз существенно расширяют диапазон скоростей движе-
ния объектов, в котором сохраняется их эффективное воспри-
ятие. Другим источником плавных движений являются пово-
роты головы. Однако в этом случае параметры движений глаз
могут вообще не зависеть от свойств оптической стимуляции
(они сохраняются и в темноте).
6. Вергентные движения—сведение (конвергенция) или раз-
ведение (дивергенция) оптических осей глаз (Рис. 1.8). Они вклю-
чены в процесс стереоскопического зрения, обеспечивая необхо-
димое соответствие проекций объекта на сетчатках обоих глаз.
При фиксации зрительные оси пересекаются на наблюдаемом
объекте. Стимулом вергентных движений является диспарат-
ность и диплопия (раздвоение) изображений нового объекта фик-
сации, вследствие раздражения несимметричных областей сетча-
т°к. Движения возникают через 200 мс после появления объек-
та и продолжаются несколько сот миллисекунд. Онн носят пре-
имущественно плавный характер с максимальной скоростью в
несколько десятков угловых градусов в секунду. В момент кон-
вергенции (дивергенции) зрительная способность глаз сохраня-
ется.
7. Торзионные или ротационные движения—вращательные
перемещения глаз относительно оптической оси (Рис. 1.9). Они
содержат как саккадический, так и плавный компонент; амп-
литуда движений ограничена 10° Основное назначение -частич-
ная компенсация наклонов головы относнтельно гравитацион-
ной вертикали.
8. Нистагм—устойчивая окуломоторная структура, вклю-
чающая чередование саккад и плавных прослеживающих дви-
жений (Рис. 1.10). Амплитуда, частота и форма ннстагма ши-
роко варьируют в пределах параметров базовых вндов движе-
ний и зависят от его природы; нистагм может иметь оптическое
(например, оптокинетический нистагм), эхонческое (вестибу-
лярный ннстагм), центральное (виды врожденного нистагма)
происхождение. Функция нистагма—компенсация нарушений
зрительной и вестибулярной систем илн сохранения эффектив-
ности восприятия элементов движущейся среды, имеющей
регулярную структуру.
Рассмотренные внды окуломоторной актнвностн скоордини-
рованы в пространстве и времени и реализуются параллельно
(за исключением тремора и дрейфа) каждым из глаз. Более
того, онн согласованы с другими моторными процессами, про-
текающими как в самом глазу (изменение крнвнзны хруста-
лика, диаметра зрачка, ширины глазной щели), так и в дру-
гих системах организма (движения головы, рук, локомоции).
За каждым вндом движений и нх синтезамн всегда стоит не-
которое целое, включающее наряду с эффекторами рецептор-
ные аппараты (сетчатка, лабнринт, мышечные веретена) н кон-
тролирующие инстанции центральной нервной системы (вер-
хние бугорки четверохолмия, ядра наружного коленчатого
тела, мозжечок, зрительная и лобная области коры) (Рнс.
1.11). Подобное объединение на основе общей функции—изме-
нения либо сохранения положения глаз в орбитах—получило
название глазодвигательной системы (ГДС) (Леушина, 1972;
Владимиров, Хомская, 1981; Alpern, 1972). По способу функ-
ционирования она относится к системам управления с отрица-
тельной обратной связью, т.е. реагирует на рассогласование
30
рис. 1-9. Записи ротационных движений глаз (вверху) при наклонах го-
ювы из стороны в сторону (внизу). Стрелки указывают направление
против часовой стрелки (Белопольский, Вергилес, 1990).
Рис. 1.10. Оптокинетический нистагм.
Три верхние кривые—запись горизонтальных движений глаз: для пра-
вого глаза, для левого глаза, обоих глаз одновременно; две нижние кри-
вые—запись вертикальных движений правого и левого глаза. Видна
четкая синхронность всех 3 кривых записи горизонтальных движений
глаз. На вертикальные каналы горизонтальные движения глаз почти не
передаются. Амплитуда нистагма колеблется в пределах 18-16-5 . Ритм
22 удара за 10 с. (Благовещенская, 1968).
между требуемым и действительным положением или скоро-
стью смещения глаз (Милсум, 1968; Андреева, Вергилес, Ло-
м°в, 1975; Fender, Nye, 1961; Robinson, 1975). В зависимости
от каналов афферентно-эфферентного взаимодействия и веду-
щего принципа управления в рамках ГДС дифференцируются
субсистемы, ответственные за выполнение отдельных видов
Движений. К ним относятся, в частности, «саккадическая» и
и
^7
Латеральная
прямая мышца
Меди-
альная
прямая,
мышца
Рис. 1.11. Схематическое изображение глазодвигательной системы
человека.
Рис. 1.12. Основные каналы связи деятельности человека с движенями
его глаз.
«плавная прослеживающая» субсистемы; первая стимулирует-
ся позиционной ошибкой локализации объекта относительно
направления глаз, вторая—векторной скоростью воспринима-
емого объекта (Rashbass, 1961; Robinson, 1964, 1965; Fuch,
1971). Очевидно, что анализ окуломоторной активности—путь,
ведущий к пониманию принципов и механизмов биологичес-
ких систем регулирования, разновидностью которых являет-
ся ГДС, роли движений глаз в процессе зрения, а также к
диагностике функционального состояния различных отделов
зрительной системы и ее связей.
На уровне психической организации индивида движения глаз
включены в процессы познания и деятельности (Рис.1.12.). Че-
ловек не только принимает и перерабатывает зрительную ин-
формацию, но так или иначе относится к пей. Активное позна-
вательное отношение к воспринимаемому находит выражение
в феномене взора—визуальной направленности субъекта на оп-
ределенный элемент или отношение наличной ситуации, кото-
рая проявляется в соответствующей ориентации оптических
осей глаз. В зависимости от степени включенности человека в
ситуацию взор может быть «осмысленным» или «отсутствую-
щим»; в зависимости от площади предмета зрительного воспри-
ятия—«тупым» или «острым»; в зависимости от степени инфор-
мационной загруженности—«пристальным» или «скользящим»;
а условиях невербального общения он может выполнять функ-
цию знака: указывать партнеру направление движения либо
предмет, свойства которого необходимо учесть. В любом случае
1 372
33
это показатель некоторой внутренней работы человека, его ак-
туального состояния или намерения.
Реализуя взаимодействия человека с миром (деятельность,
общение, учение, игру) движения глаз приобретают статус
операций и действий, т.е. оформляются в целостные окуломо-
торные образования (структуры), которые побуждаются опре-
деленным мотивом, ориентированы на достижение конкретной
цели, соотносятся с условиями выполнения деятельности (За-
порожец, Венгер, Зиичеико, Рузская, 1967; Гиппеирейтер,
1978). Сохраняясь лишь доли секунды, глазодвигательный акт
подчиняется тем же самым законам, по которым строится
любое произвольное движение (Бернштейн, 1990). По-суще-
ству, целенаправленное перемещение либо сохранение позиции
глаз в орбитах выражает решение двигательной (окуломотор-
ной) задачи (Шахнович, 1974; Гиппеирейтер, 1978; Гиппенрей-
тер, Романов, 1990). Ее предметное содержание, с одной сто-
роны, определяет состав и структуру сенсорных коррекций,
моторные единицы, ведущий уровень организации и способ
выполнения движении глаз, с другой —определяется характе-
ром взаимодействия индивида со средой, человека с миром. По-
знавательная потребность, схема ситуации, пространство зри-
тельно воспринимаемых отношений, план действия, установ-
ка н состояние наблюдателя, перцептивные и
интеллектуальные операции входят в окуломоторный акт в
качестве его психологического содержания (Барабанщиков,
1990). Соответственно в движениях глаз проявляются законо-
мерности организации психических (прежде всего познаватель-
ных) процессов, степень их развития или деструкции (в случае
патологии) и место, которое они занимают в структуре деятель-
ности.
Итак, движения глаз несут полезную информацию о процес-
сах ЦНС, способах регулирования движений, организации по-
знавательных процессов, состояниях человека и его деятельно-
сти. Чтобы получить ее, необходимо уметь регистрировать оку-
ломоторную активность.
В настоящее время известно много способов измерения и
оценки движений глаз человека (Ярбус, 1965; Запорожец,
Венгер, Зинченко, Рузская. 1967; Зинченко, Вергилес, 1969;
Владимиров, 1972; Шахнович, 1974; Крищунас, 1981; Смир-
нов, 1984; Bach-Y-Rita, Collins, 1971; Lennerstrand, Bach-Y-
Rita, 1975; Monty, Senders, 1976; Fisher, Monty, Senders,
34
1981; Groner, Menz, Fisher, Monty, 1983; Gale, Johnson, 1984;
O'Regan, Levy-Schoen, 1987; Luer et al., 1988 и др.), среди
которых наиболее разработаны киносъемка, электроокулог-
рафия, фотооптический, фотоэлектрический и электромаг-
нитный методы. Рассмотрим их подробнее, обращая внима-
ние на (1) физический (технический) принцип, лежащий в
основе каждого из методов, (2) их возможности и ограниче-
ния, (3) научные проблемы, решаемые с их помощью, а так-
же (4) характер получаемых данных.
1.2. Кинорегистрация
Метод кинорегистрации включает три взаимосвязанные про-
цедуры: (1) киносъемку положения глаз испытуемого в процессе
решения зрительных, мнемических и интеллектуальных задач,
(2) покадровый анализ пленки и (3) наложение траектории пе-
ремещения глаз иа экспонируемый объект или тестовую ситу-
ацию. Во время съемки объектив кинокамеры устанавливает-
ся против лица испытуемого в плоскости экрана, на котором
экспонируется объект, на расстоянии 50-80 см. Скорость съем-
ки выбирается в зависимости от целей эксперимента: чем точ-
нее необходимо определить пространственно-временные харак-
теристики окуломоторной активности, тем более высокая ско-
рость (частота кадров в секунду) должна быть использована
(Рис. 1.13). Абсолютное положение глаз испытуемого реконст-
руируется экспериментатором по окончании опытов в ходе по-
кадровой обработки пленки (на специализированном проекто-
ре). Источником информации об окуломоторной активности
служит смещение изображения контролируемого элемента глаза
(край или центр зрачка, кровеносный сосуд склеры, рогович-
ный блик и т.п.) относительно неподвижной части лица или
оборудования. Траектория движений глаз устанавливается пу-
тем сопоставления относительного положения контролируемо-
го элемента в смежных кадрах, а длительность движений—по
соответствующему ему числу кадров. Построенная иа масштаб-
ной бумаге циклограмма движений глаз при помощи пантографа
переносится на копию экспонируемого объекта.
Метод ориентирован на измерение макродвижений глаз. Обес-
печиваемая точность —1-2°. Возможна моно- и бинокулярная
Регистрация. Метод позволяет определить маршруты движений
глаз относительно поверхности объекта, число и длительность
2*
35
Рис. 1 13. Акт конвергенции в норме. Скорость кинематографической
записи—10 кадров в секунду Слева кинокадры. 1-й, 13-й, 36-й Справа
последовательные отпечатки диаметров зрачков с кинокадров. Сведе
ние зрительных осей правого (I) и левого (II) глаза приводит к сужению
зрачков (уменьшение столбиков на кривой). На столбиках в виде верти
кальных линий отпечатывается шкала-масштаб, по которой можно оп-
ределить абсолютные значения диаметра зрачка. Расстояние между
двумя линиями соответствует 2 мм (Шахнович, Шахнович, 1964).
фиксаций элементов стимульной ситуации больших угловых
размеров (свыше 2-3°), направление и скорость прослеживаю-
щих движений глаз, смену фиксаций разноудаленных объектов
и другие особенности окуломоторной активности.
Киносъемка является достаточно удобным (а в некоторых
случаях единственным) средством измерения окуломоторной
активности у детей, отдельных категорий больных, а также у
операторов различных систем управления. Ее главное достоин-
ство—прямая запись и связанные с этим безинерционность и
достоверность регистрации. Это позволяет, в частности, прово-
дить исследования без предварительной калибровки, вычисляя
измеряемую позицию глаз на основе несложной формулы (Шах-
нович, Шахнович, 1964). К особенностям относится и безкои-
тактность метода, а также возможность сохранения испытуе-
мым естественной позы и небольших смещений головы. Вмес-
те с тем, он чувствителен к условиям освещения поверхности
лица испытуемого (что сужает круг решаемых задач) и отлича-
ется высокой трудоемкостью покадровой обработки материала.
36
Основное предназначение рассматриваемого метода—лаборатор-
ный и естественный эксперимент.
Конкретные методики кинорегистрации движений глаз с
указанием аппаратуры, стимульного материала, процедуры
получения и обработки данных описаны в работах В.П. Зинчен-
ко (1956), Д.Н. Завалишиной (1965) и О.К. Тихомирова (1969).
В России киносъемка движений глаз использовалась с сере-
дины 50-х до начала 70-х годов. Уже первые исследования (Зин-
ченко, 1956; 1958) позволили установить, что движения глаз не
только разнообразны по форме (пространственно-временным
характеристикам), но и выполняют в познавательном процессе
различные функции: ориентировки, поиска, установки в опти-
мальное положение, измерения, контроля. К числу функций
движений глаз были отнесены также построение зрительного
образа и опознание объекта.
Сравнительный анализ исследовательских движений глаза
и руки, в том числе при их параллельной регистрации (Зин-
ченко, 1956; Зинченко, Ломов, 1960) показал, что выделенные
функции характерны и для движений рук. Более того, в про-
цессе формирования образа эти функции меняются. В ходе по-
строении нового образа и движения глаз, и движения рук осу-
ществляют как бы развертку контура предмета. Однако, изо-
морфность контура и траектории движений оказывается
относительной. Органы чувств как бы постоянно «отвлекают-
ся» от линий контура; возвращаются в предшествующую по-
зицию, переходят к элементам, лежащим на противоположной
стороне воспринимаемого объекта и т.п.; движения органов
чувств дискретны и неравномерны, а перевод взора очень ча-
сто оказывается «неточным». При повторных предъявлениях
того же объекта двигательные компоненты перестраиваются;
сокращается время «ощупывания» и амплитуда движений, а
паттерны фиксаций приобретают стабильный характер. В кон-
Це концов возникает такая ситуация, в которой для адекват-
ного восприятия сложного, но хорошо известного объекта, до-
статочно одной двух фиксаций. В отличие от осязательной,
зрительная ориентировка в новой ситуации приводит к более
Широкому, но менее детальному ознакомлению и связана с ис-
полнительным действием скорее косвенно. Глаз оказывается
более свободным в выборе маршрута своего движения, сохра-
няя «привязку» к информационно значимым областям объек-
37
Рис. 1.14. Зрительный поиск и последующее зрительное прохождение
лабиринта, а, б, в—поиск выхода из лабиринта, г—первое прохождение
лабиринта; д—второе прохождение лабиринта (Зинченко, 1967).
та. Маршруты движений глаз при решении задачи зрительного
поиска представлены на Рис. 1,14.
В работе В.Э. Мильмана (1962; 1964) было показано (на при-
мере задач прохождения лабиринта), что с увеличением неопре-
деленности выбора последующего шага в решении задачи про-
должительность зрительных фиксаций возрастает. Это позволя-
ет рассматривать временные характеристики дрейфа как
показатель напряженности испытуемого при решении зритель-
ных задач.
Пожалуй, наиболее эффективно метод кинорегистрации ис-
пользовался при изучении развития перцептивных действий
(Зинченко, 1964; 1967; Зинченко, Ван Чжи-Цин, Тараканов,
1962). Объектом исследования служили дети четырех возраст-
ных групп (от трех до шести лет); предметом—зрительное вос-
приятие формы. Было обнаружено, что развитие перцептивно-
го действия идет по линии все более адекватного (задаче и
предъявляемому материалу) выделения информационного со-
держания объекта и совершенствования способов его обследо-
вания. Каждому возрастному «срезу» соответствуют свой вре-
38
A
Рис. 1.15. A—позиция на шахматной доске перед выбором 17-го хода
черных, последний ход противника Cg 3; Б—движения глаз испытуе-
мого (Тихомиров, 1969).
менной режим и фиксационные маршруты глаз. Общая тенден-
ция развития состоит в постепенной редукцнн объема движе-
ний н снижении степени изоморфности структуры воспринима-
емого предмета распределению точек фиксации. Данные, полу-
ченные в этих исследованиях, легли в основу моторной, или,
вернее, праксеологической, теории восприятия (Зинченко, 1964,
1967), ядро которой составляет предложенная А.Н. Леонтьевым
гипотеза уподобления динамики процессов в рецепирующей си-
стеме, в частности, движений глаз, свойствам внешнего воздей-
ствия (Леонтьев, 1972).
Д.Н. Завалишина (1964, 1965, 1968) использовала ки-
носъемку движений глаз при анализе структуры интеллекту-
альной деятельности (на материале решения оперативных за-
дач дискретного типа—игра «5»). Согласно ее данным, интел-
лектуальная деятельность развертывается на двух уровнях:
перцептивном и собственно мыслительном, каждый из кото-
рых по-разиому отражается в характеристиках окуломоторной
активности. Этапам процесса решения интеллектуальной за-
дачи (ознакомление с проблемной ситуацией, разработка вари-
антов решения, формирование окончательного решения) соот-
ветствуют характерные маршруты движений глаз, разные дли-
тельности и число зрительных фиксаций.
По мнению В.Н. Пушкина (1965, 1971), метод кинорегист-
Рацни является эффективным средством психологического ана-
лиза процесса решения оперативных (шахматных) задач. Ои
Позволяет, в частности, дифференцировать проблемные участ-
39
Рис. 1.16. Схема фотоскаиирующего пупиллографа (Шахнович, Шах-
нович, 1964).
1—глаз; 2—полупрозрачная пластинка, через которую на глаз наносит-
ся световое раздражение от стимулятора 11; 3—объектив, фокусирую-
щий изображение глаза в плоскость целевой диафрагмы 7, за которой
перемещается кинопленка 8; 4—зеркальце для наводки на резкость,
которое отклоняет световые лучи, идущие от глаза к матовому экрану
10; 5—нерабочее положение зеркальца во время записи; 6—сканирую-
щая призма; 13—звездочка для протяжки пленки; вращение звездочки
и призмы производится с помощью мотора и редуктора, которые на схеме
не изображены; 9—лампочка, дающая световую отметку раздражителя
на перфорации пленки; 12—фоновый софит.
ки ситуации, проследить процесс укрупнения информационных
единиц оперирования материалом и выявить момент подготов-
ки испытуемым верного решения. В этом смысле глаз выступает
как «орган мышления».
Волее детально анализ окуломоторной активности в ходе
решения шахматных задач выполнен О.К. Тихомировым и Э.Д.
Телегиной (Тихомиров, 1969; Познанская, Тихомиров, 1969;
Телегина, 1970). Согласно этим авторам, маршруты зрительных
фиксаций отражают смысловую структуру процесса решения
задачи (Рис. 1.15), а исследовательская активность глаз необ-
ходима для установления функциональных отношений между
элементами проблемной ситуации.
Проведенные эксперименты позволили специфицировать
зону ориентировки испытуемого в конкретной ситуации и фак-
торы, определяющие ее объем (новая гипотеза, перенос резуль-
40
„„•IK!!!:
I
IJ*»” ШШШШН
A (1!>!!!|!||!!i* ^ЦЦЦИч""
( ! I 1 t
Ш111ШШ1 ’hj)
Б
в
Рис. 1.17. Пупиллографическая запись движений глаз (Шахнович,
Шахнович, 1964).
А—саккадические движения глаз при поочередной фиксации двух
точек, расположенных под углом 80 град.; изменению состояния
между отдельными столбиками соответствует изменение скорости
движений глаз. Б—движения глаз при чтении. В—оптокинетический
нистагм. Скорость записи—25 измерений в секунду.
татов исследовательской деятельности из одной ситуации в
другую и т.п.), описать тактики поиска решения, проанализи-
ровать соотношение средств и целей в процессе решения мыс-
лительной задачи, охарактеризовать функциональное развитие
механизмов зрительного поиска решения задачи. Как следует
из данного цикла работ, при выполнении наглядно-действен-
ных н/илн наглядно-образных задач глазодвигательная актив-
ность является более информативным индикатором мысли-
тельного процесса, чем словесный отчет — один из основных
методов традиционного исследования мышления.
В практическом плане метод кинорегистрации применим для
решения задач оптимизации конкретных видов операторского
труда, например, зрительной ориентировки летчиков в процессе
полета. Согласно данным Н.Д. Заваловой и В.А. Пономаренко
(в кабине самолета киносъемка глаз ведется с помощью зерка-
ла либо светопровода) маршруты движений глаз и длительность
фиксаций приборов могут служить критерием эффективности
выполняемой деятельности. На основе анализа окуломоторной
активности исследователи уточнили роль парафовеального зре-
41
ння в контроле параметров полета, выявлены преимущества
режима смешанного (ручного и автоматического) управления
самолетом (Береговой, Завалова, Ломов, Пономаренко, 1978;
Доброленскнй, Завалова, Пономаренко, Туваев, 1975; Завале-
ва, Пономаренко, 1977; Завалова, Пономаренко, Сиволап, Юро-
внцкий, 1966).
Таким образом, метод кинорегистрации позволяет раскрыть
макроуровень организации окуломоторной активности челове-
ка и ее наиболее общую связь с процессами познания и деятель-
ности: функции движений глаз в познавательных процессах,
соответствие маршрутов движений глаз стратегии и тактике
решения задач, дифференциацию на основе глазодвигательных
критериев перцептивного и интеллектуального уровней деятель-
ности, свертывание окуломоторной активности в ходе форми-
рования перцептивных действий и др. Эти закономерности обо-
сновывают практическую полезность метода. Вместе с тем, он
мало применим для изучения собственных механизмов окуло-
моторной активности, анализ которых выносится за рамки ис-
следования.
Существенный недостаток кино регистрации—трудоемкость
покадровой обработки пленки—в какой-то степени может быть
преодолей с помощью устройства автоматического сканирова-
ния изображения зрачков на кинокадрах (Шахнович, Шахно-
вич, 1957). Волее того, киносъемка лица испытуемого может
быть заменена сканирующей съемкой диаметров зрачков глаз
(пупнллографией) (см. Рис. 1.16). Фотосканирующий пупиллог-
раф (Шахнович, Шахнович, 1964) позволяет вести регистрацию
движений глаз как на свету, так и в темноте (в инфракрасных
лучах), хорошо сочетается с другими методами регистрации
физиологических характеристик человека, дает возможность
одновременно регистрировать макродвижения глаз (включая
вергентные) и реакции зрачков. Сохраняя достоинства метода
киносъемки в целом, пупиллография воспроизводит и часть его
недостатков: низкую точность, дискретность, необходимость
пересчета пространственной траектории движений и некоторые
другие. Примеры пупиллографической записи движений глаз
приведены на Рис. 1.17 и Рис. 1.13 (справа).
Определенным развитием метода кинорегнстрацин является
телерегнстрация движений глаз (Macworth, 1967; Young,
Sheena, 1975; Lambert, 1976 и др.), возможности которой про-
42
демонстрированы В.П. Смирновым (Смирнов, 1985; Мирошни-
ков, 1989).
1.3. Фотооптический метод
Данный метод базируется на принципе «оптических рыча-
гов#: узкий пучок света, направленный на глазное яблоко, от-
ражается от установленного на нем миниатюрного зеркальца и
поступает на вход фоторегистрирующего устройства, например,
щлейфового осциллографа или фотопластинку (Рис. 1.18). Та-
ким образом, перемещение глаза преобразуется в соответству-
ющее перемещение светового луча, которое может быть развер-
нуто как в пространстве, так и во времени.
Ключевым звеном данного метода является способ крепле-
ния зеркальца к глазному яблоку. В распространенной мето-
дике А.Л. Ярбуса (1954, 1958, 1965) в качестве посредника ис-
пользуется легкая (несколько сот миллиграмм) вакуумная при-
соска, которая крепится либо к височной части склеры
(боковая присоска), либо к ее центральной части, не касаясь
роговицы (центральная присоска). Корпус присоски обычно де-
лается из резины, дюраллюминия или пластмассы н имеет
внутри гофрированную поверхность, препятствующую сколь-
жению по глазному яблоку. Устойчивость присоски на глазу
обеспечивается путем создания (с помощью специального бал-
лончика) пониженного давления в камере, образованной кор-
пусом присоски и внешней поверхностью глаза (Рис. 1.19).
Установка присосок требует предварительного анестезирования
глазного яблока (1-2%-ным раствором днканна); предельная
продолжительность ношения присоски 20-30 мни. Как пока-
зывает многолетний опыт, присоски безвредны для глаз чело-
века и в худшем случае вызывают разрыв капнляра наружной
оболочки. Более щадящий, но менее точный режим регистра-
ции движений глаз может быть достигнут с помощью контак-
тных линз; их использование значительно увеличивает и дли-
тельность измерений (Ditchburn, 1973).
Фотооптический метод обладает наивысшей «разрешающей
способностью» (до нескольких угловых секунд) и в принципе
Может быть использован при изучении всех известных видов
окуломоторной активности. Применение различных конструк-
ций присосок и насадок к иим позволяет существенно расши-
рить методические возможности исследования.
43
Рис. 1.18. Схема установки для фотооптической записи движений глаз.
1—присоска с зеркалом, 2—осветитель, 3—экран регистрации, 4—фо-
тоаппарат, 5—тестовый экран, б—проектор (Зинченко, Вергилес, 1969).
Рис, 1.19. Схематическое изображение боковой (П1) и центральной (П2)
присосок (Ярбус, 1965). 1—корпус присоски, 2—баллончик для отсоса
воздуха, 3—зеркальце.
44
Вместе с тем, данный метод требует жесткой фиксации го-
ловы испытуемого, может использоваться лишь в отношении
взрослых, предполагает высокие профессиональные навыки
экспериментатора и некоторую долю мужества людей, согла-
сившихся на участие в опытах. К недостаткам метода можно
отнести искажения записей при больших угловых размерах
рассматриваемого объекта и/нлн искажения, вносимые рота-
ционными движениями глаз. Определенные ограничения на-
кладывает и необходимость проведения работы в затененном
помещении.
Фотооптическая регистрация—сугубо лабораторный метод
исследования, рассчитанный на использование очень ограничен-
ного круга испытуемых (как правило, постоянных).
Методика фотооптической регистрации окуломоторной ак-
тивности, ее модификации и особенности использования при
изучении процессов зрительного восприятия, внимания, пред-
ставления и действия изложена в работах А.Л. Ярбуса (1965),
В.П. Зинченко и Н.Ю. Вергилеса (1969) и Ю.Б. Гиппеирейтер
(1978).
Фотооптический (присосочный) метод регистрации движений
глаз был разработан А.Л. Ярбусом (1954, 1956, 1958) в середи-
не 50-х годов и длительное время поддерживал энтузиазм ис-
следователей зрительного восприятия. А.Л. Ярбус зарегистри-
ровал и описал основные виды окуломоторной активности че-
ловека, исследовал особенности движений глаз при восприятии
сложных объектов и в процессе чтения, показал взаимосвязь
различных видов движений, зависимость паттернов фиксаций
от поставленной наблюдателю задачи, характеристик восприни-
маемого объекта и других условий (см. Рис. 1.20). Особое мес-
то в этих исследованиях занимает проблема восприятия объек-
тов, стабилизированных относительно сетчатки. Применяя ори-
гинальные устройства, устанавливаемые на присоску, А.Л.
Ярбус выявил основные особенности восприятия стабилизиро-
ванных изображений в зависимости от их величины, цвета,
яркости, окружающего фона. Согласно полученным данным, в
процессе зрительного восприятия движения глаз выполняют
служебную функцию, создавая оптимальные условия работы
зрительной системы. Они необходимы для дезадаптации стиму-
лируемых участков сетчатки (в противном случае, изображение
исчезает спустя 1-3 секунды) и наиболее эффективного отраже-
ния значимых элементов среды (Ярбус, 1965).
45
Рис. 1.20. Запись движений глаз при рассматривании геометрических
фигур (Ярбус, 1965).
А—геометрические фигуры, которые предлагались испытуемому для
рассматривания; Б—запись движений глаз во время которой испытуе-
мый старался плавно, без скачков, обвести взглядом линии геометри-
ческих фигур; В —запись движений глаза при свободном (без инструк-
ции) рассматривании фигур в течение 20 с; Г—запись движений глаза
при рассматривании фигур в течение 20 с после инструкции «рассмот-
рите фигуры и сосчитаете число прямых линий».
Исследование восприятия изображений, стабилизирован-
ных относительно сетчатки, с применением фотооптическо-
го метода регистрации движений глаз получило развитие в
работах Н.Ю. Вергилеса (Вергилес, 1967; Зиичеико, Вергилес,
1969). Ои предложил метод (поочередное освещение объекта
источником света разной длины волны), позволяющий испы-
туемому воспринимать стабилизированные изображения
сколь угодно долго. Оказалось, что в этих условиях, несмот-
ря на значительное сокращение репертуара возможных дви-
жений глаз, испытуемые способны выполнять широкий круг
заданий (ознакомление с объектом, поиск, пересчет штрихов,
мысленное прохождение лабиринта и др.) и имеют полное
впечатление перемещения собственных глаз (взора) по объек-
46
ту. Задачи не решались лишь тогда, когда вводилась инструк-
ция, запрещающая двигать глазами. Эти данные позволили
р П. Зинченко и Н.Ю. Вергилесу выдвинуть гипотезу о фун-
кциональном фовеа, смещение которого относительно сетчат-
ой меняет состояние ее рецептивных полей. В развитие прак-
сеологической трактовки восприятия было высказано пред-
положение, что при стабилизации изображения объектов
относительно сетчатки, а в обычных условиях—при опозна-
нии объектов, процесс восприятия обеспечивается викарны-
ми (замещающими) перцептивными действиями (Зинченко,
Вергилес, 1969).
Соответствие параметров макродвиженнй глаз свойствам
воспринимаемого объекта и поставленной испытуемому за-
даче изучалось Ю.Б. Гнппенрейтер (1964). Было показано,
что эффективность выполнения зрительных задач зависит от
плотности однородных элементов среды и ограничено дви-
гательными шумами глаз. Несмотря на морфологическую
неоднородность сетчатки, вызывающую необходимость фик-
сационных установок глаз, орган зрения представляет собой
многоканальный вход, обеспечивающий одновременный при-
ем информации из разных участков поля зрения. Поэтому
одноактное осуществление зрительных функций связано не
столько с узкой областью fovea centralis, сколько с зоной
оперативного поля зрения, размеры которой являются фун-
кцией многих переменных: задачи, колебаний винмаиия,
пространственных свойств объекта. На основании этих и дру-
гих исследований (Гиппенрейтер, Седакова, 1970; Борозди-
на, Гнппенрейтер, 1969), выполненных с помощью фотооп-
тического метода, Ю.Б. Гнппенрейтер пришла к заключе-
нию, что роль движений глаз состоит ие в том, чтобы
снабжать более высокие инстанции зрительной системы про-
приоцептивной или иниервациониой нмпульсацией, а в обес-
печении направленных изменений оптической стимуляции.
Особенно интересным представляется цикл работ Ю.Б. Гип-
пенрентер н ее сотрудников, направленный на изучение тони-
ческой формы окуломоторной активности, т.е. собственно фик-
саций. При помощи специально разработанной методики де-
тально исследовался фиксационный оптокинетический нистагм
(ФОКН), возникающий во время фиксации неподвижного
объекта иа фоне движущихся черно-белых полос. Оказалось,
что параметры ФОКНа (частота, амплитуда) чувствительны к
47
Рис. 1.21. Фиксационный
оптокинетический нис-
тагм при настройке вни-
мания на квадраты раз-
личной площади;
А—квадрат 50';
Б—квадрат 4°;
В—квадрат 8°.
Разрывы на записях свя-
заны с выходом луча за
пределы регистрирующе-
го устройства (Романов,
1973).
внутренним формам зрительной активности (Рис. 1.21) и мо-
гут быть использованы как индикатор зрительной «загрузки»
наблюдателя и единиц выполняемого действия (Гиппеирейтер,
1978; Гиппеирейтер, Романов, 1970, 1990; Гиппеирейтер, Ро-
манов, Самсонов, 1975; Конькова, 1973; Фейгенберг, 1986 и
др.). Сходные отношения демонстрирует гальванический мик-
роннстагм, вызываемый гальванической стимуляцией вести-
булярной системы (Дормашев, Романов, 1983; 1989). Обнару-
жена также связь микросаккад с функциональными единица-
ми кратковременного запоминания (Дормашев, Романов,
1989). Выявленная зависимость прослеживающих движений
глаз (динамической фиксации) от характера решаемой задачи
(Гиппеирейтер, Смирнов, 1971; Романов, 1973; Смирнов, 1973,
1985) позволяет специфицировать уровни построения (Бернш-
тейн, 1990) окуломоторной активности.
Направленные исследования механизмов микродвижений
глаз, выполненные с помощью фотооптического метода, пока-
зывают, что соотношение параметров дрейфа и микросаккады
широко варьирует, определяя тип зрительной фиксации (Про-
48
Рис. 1.22. Запись горизонтальной составляющий движений глаз в про-
цессе фиксации неподвижной цели (Карпов, Карпова, 1975).
А—«скачковый» тип патологии фиксации при двустороннем травмати-
ческом повреждении лобных долей; Б, В и Г—«дрейфовый» тип пато-
логии фиксации (В и В—случаи внутримозговых опухолей левой лоб-
ной доли, Г—случай локального кистозио-слипчивого арахноидита лоб-
ных отделов, особенно справа); Д—«скачковый» тип патологии фиксации
при выраженной оптической агиозии (двустороннее нарушение мозго-
вого кровообращения в бассейне задних мозговых артерий).
скурякова, Шахнович, 1968; Шахнович, 1974). В отличие от
дрейфа, микросаккады контролируются центральными струк-
турами и обеспечивают необходимую для адекватного воспри-
ятия дискретность поступления оптической стимуляции (Фи-
лин, Сидоров, 1972; Филин, 1975).
При регистрации движений глаз оператора в процессе руч-
ного слежения за зрительной целью получены данные, позво-
ляющие дифференцировать (по характеристикам окуломотор-
ной активности) «тактики» ручных действий в разных режимах,
Описать микроэтапы деятельности в рамках одного и того же
Режима, а также развить представления о строении и функци-
ях оперативного поля зрения человека (Вуякас, 1973, 1975;
Буякас, Гиппенрейтер, 1973; Любимов, 1973).
49
Наконец, фотооптический метод демонстрирует высокую эф-
фективность в клинических исследованиях (Лурия, Празвднна-
Вннарская, Ярбус, 1961; Лурия, Карпов, Ярбус, 1965; Карпов,
1975; Карпов, Карпова, 1978; Корчажинская, Попова, 1977;
Кузьмина, 1980). Они показывают, что движения глаз душев-
нобольных иесут полезную информацию для диагностики пси-
хопатологических синдромов и дают дополнительные сведения
о патогенезе психозов (Рис. 1.22).
Таким образом, в отличие от киносъемки, фотооптический
метод позволяет раскрыть микроорганизацию окуломоторной
активности и более тонкие опосредствованные связи движений
глаз с процессами познания и деятельности. Смысловой акцент
исследований смещается в сторону миниатюрных форм окуломо-
торной активности, которые сопровождают зрительную фикса-
цию (динамика ФОКНа), восприятие изображений, стабилизиро-
ванных относительно сетчатки (викарные перцептивные дей-
ствия) или зрительно-двигательные координации (сопряженные
движения глаза и руки). Соответственно меняются и регистри-
руемые характеристики движений, в число которых включают-
ся амплитуда, направление, скорость дрейфа; амплитуда, ско-
рость и ускорение микросаккад; амплитуда и частота физиоло-
гического нистагма и ФОКНа и некоторые другие; при этом,
конечно, сохраняется возможность детального анализа макродвн-
женнй глаз. Речь идет о глазодвигательных механизмах стаби-
лизации (а не перемещения) взора и структуре зрительно-окуло-
моторных отношений. В этой связи приоритетное значение при-
обретают натуральные функции движений глаз: обеспечение
дезадаптации сетчатки, переключения рецептивных полей, на-
правленного изменения или дискретизации оптической стимуля-
ции. Существенно (и априори неочевидно) что миниатюрные
формы окуломоторной активности не остаются безразличными
к характеристикам познавательных процессов (например, к ве-
личине оперативного поля зрения или информационной загруз-
ке взора) и структурным единицам деятельности. Сфера объек-
тивных индикаторов этих процессов значительно расширяется.
Как показывают исследования, фотооптический метод приме-
ним и для решения некоторых практических задач (клиника,
операторская деятельность), но в очень ограниченном объеме.
Являясь эталонным в плане точности и диапазона выполня-
емых измерений, рассмотренный метод довольно трудоемок и
не приспособлен для оперативной обработки и представления
50
получаемых в эксперименте данных. По-видимому, перспектива
его развития во многом будет зависеть от применения устройств
преобразования оптического выходного сигнала в электричес-
кий и использования на линии эксперимента современных ЭВМ.
1.4. Фотоэлектрический метод
Основу метода составляет возможность преобразования отра-
женного от роговицы пучка света (как правило, инфракрасного
диапазона) в электрический сигнал. Обычно на фотоэлектричес-
кий датчик проецируется изображение переднего участка глаза,
имеющего резкий перепад отражающей способности (например,
край зрачка, лимб роговицы). При перемещении глаз меняется
количество отраженного света и соответственно величина фото-
тока или фотосопротивлекия. Усилив выходной сигнал, можно
получить запись глазодвигательной активности на ленте самопис-
ца или иного регистратора данных.
Хотя конкретные способы описанного преобразования весь-
ма разнообразны (Ярбус, 1965; Смирнов, 1984; Young, Sheena,
1975), все они обеспечивают, как правило, невысокую точность
(около I3), чувствительны к перепадам освещенности тестового
объекта, ярким источникам света в помещении, слезоотделению
и предполагают жесткую фиксацию головы. Главное достоин-
ство метода—бесконтактность и возможность вести длительные
измерения окуломоторной активности. Метод предназначен для
лабораторных и клинических исследований.
Подробное описание аппаратуры, техники регистрации, про-
цедуры и условий проведения исследований даны в работах А.Д.
Владимирова (1972) и В.П, Смирнова (1984, 1985).
В методике А.Д. Владимирова (Владимиров, Хомская, 1961;
Владимиров, 1972) изображение глаза при помощи оптической
системы проецировалось на матовый экран, за которым поме-
щались два горизонтально расположенные фоторегистратора,
чувствительные к инфракрасному свету. При фиксации точки,
расположенной на уровне глаз прямо перед испытуемым изоб-
ражение устанавливалось симметрично относительно фоторези-
сторов; горизонтальные же движения вызывали его перемеще-
ние, меняя освещенность фоторезисторов. Последние были
включены в схему, выходное напряжение которой изменялось
прямо пропорционально углу поворота глаз (Рис, 1.23), «Раз-
51
Рис. 1.23. Установка для фотоэлектрической регистрации движений глаз
(Владимиров, 1972).
А—общий вид; Б—ход лучей в установке; 1—глаз; 2—осветитель с
инфракрасным фильтром; 3—объектив; 4—фоторезисторы; 5—матовое
стекло с изображением радужки глаза; В—электрическая схема вклю-
чения фоторезисторов (ФР1, ФР2).
решающая способность» метода-—1-2°, диапазон линейности—
±18°
Для одновременной регистрации горизонтальной и верти-
кальной составляющих окуломоторной активности А.Д. Влади-
миров (Владимиров, Хомская, 1962; Владимиров, 1972) разра-
ботал методику, в которой в качестве индикатора движений ис-
пользовался роговичный блик*. Вледствие того, что центр
вращения глаза и центр кривизны роговицы не совпадают, угол,
под которым отражается неподвижный источник света на рого-
вице во время движения глаза, изменяется. Смещение блика,
таким образом, дает информацию о перемещении глаз. В скон-
струированной установке отраженный от роговицы блик проеци-
ровался в центр круглого матового экрана, разделенного на
четыре сектора, за каждым из которых располагался фотоэлек-
тронный умножитель. Перемещение изображения блика меня-
ло распределение количества света, попадающего на катоды
отдельных фотоэлектрических умножителей, и вызывало соот-
ветствующие изменения луча на экране электроннолучевой
трубки. Платой за двухкоордикаткую запись движений глаз
является сужение диапазона линейности измерений более чем
* Регистрация движений глаз на основе смещений роговичного бли-
ка нередко выделяется в качестве самостоятельного метода (Долбище-
ва, 1961; Смирнов, 1985 и др.).
52
Рис. 1.24. Фотоэлектрическая запись движений глаз при рассматрива-
нии контура фигуры (Б) и чтении слова «путешествие» (В) (Владими-
ров, 1972).
в двое (±5-7°), Типичные записи движений глаз при прослежи-
вании контура фигуры и чтении приведены иа Рис. 1.24.
Фотоэлектрический метод разрабатывался параллельно с дру-
гими методами регистрации движений глаз (Шахнович, 1960;
Владимиров, Хомская, 1961; Шахнович, Шахнович, 1964; Ана-
ньин, 1965) и наибольшее применение получил в сравнительных
исследованиях окуломоторной активности у здоровых испытуе-
мых и больных с локальными поражениями мозга. Особый ин-
терес представляет изучение процессов предиастройки (экстра-
поляции) в глазодвигательной системе. Опираясь на большой
объем экспериментальных данных А.Д. Владимиров и Е.Д. Хом-
ская (Владимиров, 1970; Хомская, 1973; Владимиров, Хомская,
1981) выделили две формы экстраполяции: пространственную
(экстраполяция траектории движения объекта) и временную (эк-
страполяция момента появления цели), раскрыли условия их
Проявления и связь с различными отделами мозга. Полученный
нейропсихологический материал указывает на сложный харак-
тер соотношения параметров движений глаз и процесса воспри-
ятия: в частности, не все виды зрительных агнозий сопровожда-
ются нарушениями окуломоторной активности и наоборот.
Сравнительно простой способ фотоэлектрической регистра-
ции предложил Л.Митрани (Митрани, 1973; Якимов, 1973; Коз-
лов, Подлеснова, 1992). Глаз освещался расщепленным пучком
йнфра- или темно-красного света, который, отражаясь, попадал
53
на поверхность фотодиодов, укрепленных на очковой оправе.
Движения глаз вызывали изменение освещенности фотодиодов
(они были связаны «в мост») и, соответственно, изменение на-
пряжения выходного электрического сигнала. Точность изме-
рения -30, диапазон линейности—10-12° Недостатками мето-
да являются: сложность и длительность настройки устройства
регистрации, ограниченность поля зрения очковой оправой и
конструктивными элементами устройства, возможность регис-
трации преимущественно одной составляющей движений глаз.
Как показали исследования Л. Митрани н его коллег, данный
метод достаточно продуктивен при изучении параметров сакка-
дических движений глаз и процесса зрения во время саккад. Ои
позволяет, в частности, изучать феномены саккадического и па-
расаккадического подавления, маскировки, смазывания и др.;
цикл исследований, выполненных с помощью данного метода,
расширил представления о механизмах стабильности зритель-
ного восприятия человека.
В принципе фотоэлектрический метод позволяет регистри-
ровать и микродвижения глаз с амплитудой до 1' (Глезер,
Загорулько, 1956). Пользуясь этой методикой В.Д. Глезер
(1959) обнаружил «зону нечувствительности сетчатки», вели-
чина (4-6) которой определяет предельную точность сохране-
ния фиксации.
Регистрация роговичного блика как индикатора позиции
и перемещения глаз использована В.П. Смирновым (Смир-
нов, 1984, 1985; Мирошников, 1989). В качестве преобра-
зователя оптического сигнала в электрический применялась
стандартная телевизионная передающая камера (фокусиро-
ванное изображение роговичного блика передавалось при-
емнику по гибкому стекловолоконному жгуту). Учет полу-
ченных закономерностей смещения роговичного блика в
процессе поворота глаз позволил автору увеличить точность
регистрации окуломоторной активности (до 40 ) и расши-
рить диапазон ее линейности (до ±26-30°), а применение
ЭВМ на линии эксперимента — автоматизировать регистра-
цию и обработку данных о макродвижениях глаз и головы
испытуемого. Описанный метод позволяет изучать деятель-
ность операторов-наблюдателей оптических приборов и
оценивать качество изображений, может быть полезным
при офтальмологических измерениях, а также при разра-
54
ботке биотехнических систем управления. Его недостатки —
высокая себестоимость исследовательского комплекса, не-
обходимость жесткой фиксации головы или регистрации ее
перемещений, а также невозможность вести записи движе-
ний закрытых глаз.
Фотоэлектрический способ нашел применение и в комбини-
рованных системах регистрации и измерения окуломоторной
активности типа NAC. Использование кино- или видеосъемки
(миниатюрная камера устанавливается на голове испытуемого)
позволяет накладывать изображение позиции глаз на изображе-
ние воспринимаемого предмета. Эта процедура дает возможность
вести исследования независимо от смещений наблюдателя и
существенно облегчает анализ окуломоторной активности. По-
грешность регистрации ±1,5°, рабочий угол—30 Закономернос-
ти организации деятельности оператора-технолога, выявленные
данным методом, подробно рассмотрены в работе А.И, Галакти-
онова (1978). В качестве показателей эффективности деятельно-
сти он использовал маршруты движений глаз, частоту и длитель-
ность фиксаций оператором контролируемых приборов.
Принцип фотоэлектрической регистрации эффективен при
изучении торзионных движений глаз (Левашов, Дмитриев,
1981; Белопольский, Вергилес, 1990). В методике, предложен-
ной В.И. Белопольским и Н.Ю. Вергилесом, на глазное яблоко
с помощью центральной присоски устанавливались поляроиды,
соединенные с фотоэлектрическими датчиками. При засветке
глаза равномерным потоком поляризованного света его ротация
вызывала изменение интенсивности светового потока, которое
улавливалось фотоэлементами, преобразовывалось в соответ-
ствующий электрический сигнал, усиливалось и подавалось на
вход регистратора данных. Установка имеет небольшие габари-
ты, причем измерительное устройство укрепляется с помощью
специального шлема на голове испытуемого. Точность регист-
рации—не менее ±10° в диапазоне—±30° Описанная методика
позволила авторам провести записи ротационных движений глаз
в процессе выполнения испытуемым различных задач.
Таким образом, фотоэлектрический способ регистрации оку-
ломоторной активности представляет своего рода гибрид, соче-
тающий свойства кинорегистрации и фотооптического метода.
Он обеспечивает монокулярное измерение как статических (дли-
тельность, последовательность и частоту фиксаций), так и ди-
55
намических (скорость, ускорения, частоту колебаний) парамет-
ров преимущественно макродвижений глаз (чаще всего их го-
ризонтальную составляющую). Метод полезен при анализе ме-
ханизмов управления движениями глаз, зрительных эффектов,
сопровождающих окуломоторную активность, и особенностей
деятельности операторов-наблюдателей. Несмотря на большое
разнообразие конкретных форм реализации, в исследованиях
познавательных процессов и деятельности фотоэлектрическая
регистрация движений глаз не получила широкого распростра-
нения.
Перспектива фотоэлектрического метода регистрации движе-
ний глаз зависит от использования разработчиками современ-
ной элементной базы (стекловолоконная оптика, мииикамеры
н др.), автоматизации процедуры калибровки н подключения
к линии эксперимента компьютерных систем. Это позволит не
только существенно повысить точность и расширить диапазон
выполняемых измерений движений глаз, но и сделать процеду-
ру регистрации более простой, надежной и удобной.
7.5. Электроокулография
В основе этого метода лежит нспользоваиие собственных
электрических свойств глазного яблока. По своей физической
природе оно является диполем, в котором роговица относитель-
но сетчатки электроположительна. Электрическая ось глазно-
го яблока примерно совпадает с оптической осью и, следователь-
но, может служить индикатором направления взора.
Изменение разности потенциалов между роговицей и сетчат-
кой (корнео-ретинальный потенциал), сопровождающее переме-
щение глаз, обнаруживается через изменение потенциала в тка-
нях, прилегающих к глазнице (Рис. 1.25).
Движения глаз регистрируются с помощью электродов, ко-
торые устанавливаются крестообразно вокруг глазной впади-
ны. Электроды, расположенные около височного и носового
угла глазной щели, регистрируют горизонтальную составляю-
щую; электроды, расположенные около верхнего н нижнего
края глазной впадины -вертикальную составляющую движе-
ний глаз. Когда глаз находится в «позиции покоя*, электро-
ды расположены примерно одинаково как от положительного
роговичного полюса, так и от отрицательного. При повороте
глаза одни из электродов оказывается ближе к переднему по-
56
Темпоральный
электрод
t
Рис. 1.25. Принципиальная схема метода электоокулографии и элект-
роокулограмма оптокинетического нистагма (Грюссер, Грюссер-Кор-
нелъс, 1984).
ложительному полюсу, а другой—к заднему; соответственно,
первый электрод становится электроположительным, а вто-
рой— электроотрицательным. Знак потенциала отражает на-
правление, величина изменения разности потенциалов—угол
поворота глаз; при этом величина изменения корнео-ретииаль-
ного потенциала и угол поворота глаз связаны прямопропор-
циональной (линейной) зависимостью (Лурье, 1965). Согласно
имеющимся данным, линейность сохраняется в диапазоне ±20°,
причем существует некоторое рассогласование между значени-
ями вертикальной и горизонтальной составляющих.
Электрический сигнал, возникающий в ходе поворота глаз,
может быть усилен с помощью усилителей переменного или
постоянного тока. Первые целесообразны при изучении скоро-
сти саккадических движений, вторые—при изучении паттернов
глазодвигательных фиксаций, или маршрутов осмотра объек-
тов. Обычно усиленный (и преобразованный) сигнал выводит-
ся либо на экран осциллоскопа (дисплея), либо на ленту само-
57
пишущего регистрирующего устройства (в том числе и на двух,
координатный самописец).
Точность электроокулографии во многом зависит от време-
ни регистрации. Чем дольше длится измерение, тем больше
смещения нуля, связанные с использованием усилителей по-
стоянного тока и наличием внешних биоэлектрических или фо-
тоэлектрических влияний. При записях отдельных скачков
глаз точность регистрации колеблется в пределах 1-1,5° Не-
прерывное время разового измерения—5—7с; каждое последу-
ющее измерение предполагает корректировку дрейфа куля.
Как показывает практика, электроокулография эффективна
при изучении маршрутов обзора объектов, имеющих большие
угловые размеры (15-20°); точность дифференцировок мелких
деталей—3-5° (Митькин, 1974). Существенными факторами,
влияющими на точность измерений, являются анатомия лица
и индивидуальные особенности окуломоторного аппарата, вре-
мя адаптации к условиям проведения эксперимента, плохой
контакт электродов с поверхностью кожи, общее состояние че-
ловека (например, повышенная возбудимость), повышенное по-
тоотделение, частота моргания и другие. Необходимо отме-
тить, однако, что совершенствование усилительной техники,
разработка соответствующих способов выделения биоэлектри-
ческого сигнала из шума, применение аналоговых и дискрет-
ных преобразований биоэлектрических процессов на линии эк-
сперимента позволяет преодолевать отрицательное влияние
внешних факторов регистрации, повышать точность и надеж-
ность выполняемых измерений (Владимиров, 1972; Назаров,
Романюта, 1972).
Несмотря на сравнительно невысокую точность, электрооку-
лография обладает рядом существенных преимуществ: она не
требует прикосновений к глазному яблоку, допускает незначи-
тельные движения головы, проводится как на свету, так и в
темноте, может осуществляться дистанционно. Главное состо-
ит в том, что она не нарушает естественных условий зритель-
ной активности и в принципе может продолжаться неограничен-
ное время; этим определяется полезность использования элек-
троокулографии как в лабораторном, так и в естественном
эксперименте, например, в кабине самолета или на рабочем
месте оператора АЭС.
Методики электроокулографического исследования, техника
регистрации движений глаз и соответствующая аппаратура под-
58
A
В
Рис. 1.26. Электрокулограмма целенаправленных фиксационных пово-
ротов глаз в полной темноте (Гуревич, 1971).
А—поворот одним скачком, Б—двумя скачками, В—тремя скачками,
Г—четырьмя скачками.
робно описаны в работах А. А. Митькина (1970; 1974), А. Д.
Владимирова (1972), А. И. Назарова и В. Г. Ромаиюты (1972).
Разработка метода электроокулографии началась в 30~40-х
годах в США и в странах Западной Европы. С середины 50-х
годов он получил распространение в России (Леушииа, 1965,
1958; Загорулько, 1959).
Используя электроокулографию, Л. И. Леушина (1955, 1958)
обнаружила связь амплитуды и латентного периода саккад со
зрительной оценкой расстояния и дифференцированием форм.
Систематический экспериментальный анализ этой связи позво-
лил заключить, что в процессе восприятия движения глаз вы-
полняют установочную, а не измерительную или построитель-
кую функцию (Леушина, 1965, 1966).
Б. X. Гуревич исследовал особенности саккадических движе-
ний глаз на свету в условиях зрительного восприятия объектов
и в темноте (Гуревич, 1961, 1971). Он показал, что независимо
от характера оптической аффереитации фиксационные повороты
глаз подчинены заданной цели, причем процесс целевого регу-
лирования имеет иерархическую (двухуровневую) структуру. На
основании полученных данных автор предложил принципы
построения новой модели пространственного зрения. Типичная
59
лево
0,2 Гц
Рис. 1.27. Окуло-
граммы прослежива-
ющих движений глаз
при различных час-
тотах следования це-
ли (Курашвили, Ба-
бияк, 1975).
А—отсутствие разно-
направленных скач-
ков;
Б—отсутствие корре-
гирующих скачков в
сторону движения
цели;
В — компенсаторное
снижение амплитуды
движений глаз;
Г—нарушение плав-
ности слежеиия;
Д—полная декомпен-
сация слежения.
электроокулограмма фиксационных поворотов глаз приведена
на Рис. 1.26.
Метод электроокулографии был положен Ю.Б. Гиппеирейтер
(1964) в основу исследования временных характеристик процес-
сов обнаружения и идентификации объекта в зрительном поле.
Эти исследования выявили связь латентного периода саккады
с ее направлением, а также зависимость продолжительности
фиксационной саккады от эксцентриситета вновь появляюще-
гося объекта.
Маршруты движений глаз при выполнении различных клас-
сов познавательных задач изучались Р.Н. Лурье (1963, 1965),
А.Д. Владимировым (1965), Э.С. Бобровой и Е.Д. Хомской
(1968), А.И. Подольским (1978) и др-
Обоснованию методов электроокулографии в инженерио-пси-
хологических исследованиях посвящена монография А. А.
Митькина (1974). Б этой же работе показано влияние направ-
ленности саккад на утомляемость глазодвигательного аппара-
та, особеииости биомеханики глаз при изменении маршрута
60
движения взора, а также влияние формы панели информации
на процесс зрительного поиска сигнала. Согласно Ю.Я. Голи-
кову и А.Н. Костину (1991, 1996), анализ межсаккадических
интервалов (длительностей фиксаций) позволяет специфици-
ровать структурные единицы операторской деятельности. Ди-
намика длительности фиксаций в зависимости от типа задачи
и структуры информационного поля оператора прослежена в
исследовании Л.Д. Чайновой-Воскресенской, С.Т. Сосновской
и А.С. Афанасьева (1973).
Большой объем исследований движений глаз в норме и па-
тологии (в частности, при офтальмоплегии) выполнен А.Р. Шах-
новичем (1964, 1965, 1974). По его мнению, собранный мате-
риал позволяет дифференцировать два механизма управления
движениями: один связан с формированием и реализацией же-
стких программ, которые не корректируются в ходе поворота
(саккады), другой—с функционированием непрерывной зритель-
ной обратной связи, корректирующей выполняемое движение
(дрейф, прослеживающие движения). В этих исследованиях
электроокулография сочеталась с использованием присосок и
регистрацией электрической активности мышц глаза. Особый
интерес представляет анализ механизмов экстраполяции в уп-
равлении следящими движениями глаз и их связи с высшими
корковыми функциями (Шахнович, 1974; Шахнович, Джане-
лидзе, Ииаури, 1965).
Применяя электронистагмографию—одну из разновидностей
электроокулографии, Н. С. Благовещенская (1968) исследова-
ла параметры различных видов нистагма у здоровых людей и
больных с поражениями отдельных областей мозга. Эта работа
позволяет конкретизировать физиологические механизмы уп-
равления движениями глаз и связи ГДС со зрительной и вести-
булярной системами. Результаты направленного изучения вес-
тибуло-окуломоторных взаимодействий, а также представления
о роли вестибулярной системы в формировании зрительного
образа пространства, описаны А.Е. Курашвили и В.И. Бабияком
(1974).
Анализ движений глаз в процессе формирования перцептив-
ных действий выполнен А.И. Подольским (Лернер, Подольский,
1974; Подольский, 1978). Он показал, что в основе симультан-
ного (одномоментного) опознания лежит сукцессивно разверну-
тое зрительное действие; выявлены закономерности становле-
61
4 нед
10 нед
Рис. 1.28. Типичные глазодвигательные реакции младенцев различ-
ного возраста на оптокинетическую стимуляцию (Митькин, Козлова,
Сергиенко, Ямщиков, 1978).
ния симультанного опознания и условия планомерного перехода
от сукцессивного восприятия к симультанному.
Достаточно эффективно метод электроокулографии приме-
няется при изучении раннего (начиная с двухнедельного воз-
раста) онтогенеза зрительных функций человека (Рис. 1.28).
Он позволяет проследить становление окуломоторной системы
в онтогенезе, роль в этом процессе перемещения объектов и их
антиципации (Сергиенко, 1992), особенности развития функ-
циональной структуры поля зрения (Митькин, Сергиенко, Ям-
щиков, 1978), бинокулярного восприятия (Козлова, 1978), за-
кономерности зрительно-вестибулярных взаимодействий у
младенцев (Митькин, 1988). Результаты этих исследований по-
казывают, что в раннем онтогенезе зрительные функции про-
ходят два этапа. На первом (от рождения до 6 недель)—реа-
лизуются генетически заданные формы зрительной и окуломо-
62
торной активности, которые обеспечивают глобально адекват-
нуЮ оценку пространственных свойств и отношений среды; она
осуществляется на субкортикальном уровне ЦНС. На втором
этапе (начиная с 3 4 месяцев) зрительные функции подстра-
иваются к условиям жизнедеятельности, а генетические про-
граммы «обрастают» вновь формируемыми связями; подклю-
чение кортикальных уровней обеспечивает детальную оценку
зрительно воспринимаемой среды. Стратегии поиска значимого
элемента среды у детей младшего, среднего и старшего дош-
кольного возраста исследована Л.А. Венгером (1969).
Возможность последующего преобразования биоэлектричес-
кого сигнала о движении глаз является одним нз условий про-
ведения управляемого эксперимента—такого, в котором его ход
определяется не только заданной программой предъявления сти-
мульного материала н регистрации ответов, но и состоянием
испытуемого (в частности состоянием его окуломоторного аппа-
рата) в текущий момент времени. Способ экспозиции теста в
зависимости от положения глаз наблюдателя, описан в работах
А. И. Назарова (Назаров, Романюта, 1972; Логвиненко, Наза-
ров, Мещеряков, 1979). Разработанная им методика позволила
специфицировать закономерности зрительного восприятия до,
во время и после выполнения саккады и сформулировать пред-
ставления о природе эфферентных регуляций в зрительной си-
стеме (Назаров, Гордеева, Романюта, 1972; Гордеева, Назаров,
Романюта, Яровинский, 1972).
Наконец, отметим сравнительно легкую сочетаемость элек-
роокулографии с другими методами и экспериментальными про-
цедурами. В частности, в исследованиях В. М. Гордон (Зинчен-
ко, Вдовина, Гордон, 1975; Гордон, 1976) наряду с движения-
ми глаз регистрировались энцефалограмма затылочной области
с выделением альфа-ритма, электромиограмма мышц нижней
губы, речевые ответы испытуемого. Комплексная регистрация
динамики различных параметров индивида (полиграфия) позво-
ляет раскрыть тонкие механизмы функциональной структуры
решения комбинаторных задач, в частности, соотношение вне-
шних и внутренних (викарных) перцептивных действий.
В отличие от фотоэлектрического метода электорокулогра-
фия относится к категории самых распространенных средств ис-
следования глазодвигательной активности человека в процессах
познания и деятельности. Благодаря относительной простоте,
Удобству для испытуемого и невысокой стоимости оборудования
63
он имеет широкую сферу применения, которая включает ран-
ний онтогенез перцептивных функций, нарушение гнозиса и мо-
торики у больных с поражением центральной нервной системы
и деятельность операторов АСУ, Данный метод позволяет изме-
рять все основные параметры окуломоторной макроактивности,
но не очень приспособлен для оценки точной координатной
«привязки» глаза к позиции элементов зрительного поля и
анализа торзионных движений. Регуляция саккадических и
плавных прослеживающих движений глаз, взаимосвязь зри-
тельного восприятия пространства и окуломоторной активнос-
ти наблюдателя, структура зрительного поля, становление зри-
тельных функций и действий, динамика обнаружения н иден-
тификации объектов, вестибуло-окуломоторные отношения,
эффекты саккадического и парасаккаднческого подавления,
структура и динамика решения наглядно-действенных задач—
основные предметные области, допускающие активное исполь-
зование методов электроокулографни.
1.6. Электромагнитный метод
В основу метода положен принцип изменения напряженнос-
ти электромагнитного поля при изменении расстояния между
излучателем и приемником. Излучатель крепится на глазном
яблоке (с помощью центральной присоски, контактной линзы
или кольца), создавая переменное электромагнитное поле у при-
емных катушек, установленных неподвижно относительно го-
ловы. Сигнал, вызываемый перемещением излучателя, усили-
вается и передается на регистрирующее устройство (осциллог-
раф, координатный самописец, регистратор данных и др.).
Таким образом, любой поворот глаз преобразуется в эквивален-
тное напряжение в приемных катушках, становясь доступным
для тонкого измерения, магнитной фиксации и преобразований.
Возможен и обратный вариант: приемная катушка индуктив-
ности крепится к глазу, а горизонтальные и вертикальные пары
излучающих катушек создают вокруг глазного яблока перемен-
ное магнитное поле. Ось приемной катушки совпадает со зри-
тельной осью глаза, а магнитное поле ее ориентировано так,
чтобы в «позиции покоя» электродвижущая сила (ЭДС), наво-
димая от излучающих катушек, равнялась нулю. Прн измене-
нии направления взора в приемной катушке наводится ЭДС,
величина н фаза которых связаны с углом поворота глаз.
64
1
Рис. 1.29. Схема установки для электромагнитной регистрации движе-
ний глаз. 1—приемные катушки-антенны; 2—индукционный излучатель-
датчик; 3—экран с тестовым изображением; 4—усилители сигналов; 5—
регистрирующий осциллограф (Андреева, Вергилес, Ломов, 1975).
В методике Н. Ю. Вергилеса (Зинченко, Вергилес, 1969) в
качестве излучателя используется катушка диаметром 6 мм,
состоящая из 5 витков тонкого привода; катушка крепится иа
присоске иа расстоянии 10 мм от глаза, соединяясь тонким
проводом с генератором низкой частоты (8 кГц). Приемные ка-
тушки (две горизонтальные и две вертикальные) располагают-
ся на расстоянии 100 мм от излучателя перпендикулярно его
плоскости. Для каждой пары катушек используются два не-
симметричных нерезоиансных усилителя, настроенные иа ча-
стоту излучения (Рис. 1.29).
Линейность системы—около ±25°, точность регистрации —
20 -30 . Это дает возможность изучить не только макро-, но и
микродвижения глаз (в ограниченном диапазоне). Электромаг-
нитный метод предполагает сравнительно простую калибров-
ку, проводимую лишь в начале эксперимента, исключает не-
обходимость перманентной корректировки дрейфа нуля, обес-
печивает высокую точность дифференцировок мелких деталей
воспринимаемого объекта. Напряжение, возникающее на вы-
ходе усилителей, может быть использовано для подключения
вспомогательных устройств и их управления определенными
положениями глаз. Возможность электромагнитной записи по-
3—1373 65
лезного сигнала на ленту магнитофона и его последующего вос-
произведения на пониженных скоростях создает условия для
более детального и глубокого анализа быстротекущих окуло-
моторных процессов. Достоинством метода является и возмож-
ность быстрого переключения с одного масштаба регистрации
к другому, а также независимая запись движений правого и
левого глаза в отдельности.
Недостатки метода связаны прежде всего с использованием
присосок и необходимостью жесткой фиксации головы испы-
туемого. Это существенно ограничивает время регистрации
движений глаз (до 25-30 минут) и использование данной про-
цедуры в процессах реальной (профессиональной) деятельно-
сти. Определенные ограничения накладываются и на контин-
гент испытуемых: в экспериментах не могут участвовать, на-
пример, дети или пожилые люди, страдающие глаукомой.
Некоторое расширение функциональных возможностей мето-
да может быть достигнуто путем укрепления катушки излуча-
теля не на присоску, а на контактную линзу (Морняков, Кот-
лярский, 1971). Однако в этом случае экспериментатор стал-
кивается с проблемой индивидуальной подгонки контактной
лиизы под характеристики склеры каждого испытуемого. Ос-
новное назначение электромагнитного метода—лабораторный
эксперимент.
Развитие электромагнитного метода связано с решением ряда
задач: а) с разработкой более эффективных преобразователей
движений глаз, основывающихся на индуктивном или взаимоин-
дуктивном принципе; б) с разработкой способов одновременной
регистрации микро- и макродвижений, в) с поиском новых пу-
тей крепления регистрирующих устройств к глазному яблоку.
Соответствующая модификация электромагнитного метода была
предложена В. Лауритнсом с соавторами (1977). В их разработ-
ке использованы взаимоиндуктивные преобразователи, охвачен-
ные обратной связью, которая позволяет расширить диапазон
линейности и точности измерителя (по-видимому, автокомпен-
саторные измерители являются наиболее перспективными элек-
тромагнитными регистраторами движений глаз). Конструктив-
ная особенность методики состоит в том, что к глазному яблоку
прикрепляется не катушка индуктивности с выходящими из нее
проводами, а один короткозамкнутый виток в виде ферромагнит-
ного или легкого дюралюминиевого кольца. Чувствительная
часть преобразователя состоит из нескольких катушек, установ-
66
денных на оправе специальных очков. При изменении положе-
ния глаза с кольцом относительно приемных катушек, в после-
дних наводится ЭДС, которая и регистрируется. Преобразователь
не ограничивает движения головы, хотя при необходимости ее
фиксации может быть использован зубной слепок. Естественные
размеры поля зрения (в отличие от присосочных методик) оста-
ются практически неизменными. Линейности измерений по го-
ризонтали—±15°, по вертикали— ±10' Точность, или абсолютная
погрешность измерителя—не более ±15'.
Описанная методика имеет два существенных преимуще-
ства. Во-первых, снабженная специальным преобразователем
сигналов движений глаз, она позволяет с высокой точностью
регистрировать одновременно и макро-, и микродвижения. Во-
вторых, использование кольца, или кольцевой присоски, по-
зволяет существенно (в несколько раз) увеличить время непре-
рывной регистрации окуломоторной активности, что делает
методику релевантной ситуации решения разнообразных прак-
тических задач.
Аппаратура, процедура и условия проведения исследований
с использованием электромагнитной регистрации движений глаз
описаны в работах: Зинченко, Вергилес, 1969; Андреева, Вер-
гилес, Ломов, 1975; Барабанщиков, Белопольский, Вергилес,
1978; Лауритис, Крищунас, Луук, Хуйк, Аллик, 1977; Крищу-
нас, Лауритис, 1977.
Электромагнитный метод регистрации движений глаз был
разработан в 60-х годах в США (Robinson, 1963) и в России (Вер-
гилес, 1967) как эффективное средство психофизического и пси-
хофизиологического исследования зрительного восприятия и
механизмов окуломоторной активности.
Уникальность экспериментов Н. Ю. Вергилеса во многом оп-
ределяется остроумным использованием возможностей глазной
присоски. Последняя может выполнять роль каркаса, несущего
разнообразные миниатюрные устройства, например, тахистос-
коп илн диапроектор (Вергилес, 1967; Зинченко, Вергилес,
1969). Поскольку эти устройства перемещаются вместе с гла-
зом, создаются благоприятные условия для изучения зритель-
ного восприятия объектов при стабилизации их изображения
на поверхности сетчатки (Рис. 1.30). Как показали исследова-
ния, в этой необычной ситуации (в естественных условиях с
каждым поворотом глаз происходит соответствующее переме-
щение ретинального образа) наблюдатели способны решать
з*
67
Рис. 1.30. Конструкция центральной
глазной присоски (Вергилес, 1972).
1—вертикальный тубус; 2—горизон-
тальный тубус; 3—лампа накаливания;
4—диафрагма, определяющая размеры
адаптирующего поля; 5—матовый эк-
ран; 6—кассета нейтральных н цвето-
вых фильтров; 7—корректирующая
линза; 8—полупрозрачное стекло; 9—
резиновый баллончик для откачки воз-
духа; 10—корпус присоски; 11—внут-
ренняя диафрагма; 12—стеклянное
окошко.
довольно широкий круг зрительных задач (рассматривание
изображения, опознание, поиск, пересчет элементов и др.),
хотя движения глаз значительно отличаются от нормальных
(за счет преобладания ускоренного дрейфа глаз н уменьшения
амплитуды саккад).
В другом исследовании (Андреева, 1972; Андреева, Вергилес,
Ломов, 1975) было показано, что при значительном (до 2°) ог-
раничении поля зрения, несмотря на точное соответствие дви-
жений глаз контуру предъявленной фигуры, ее опознание не
происходит. Это означает, что проприоцепция глазных мышц
не является источником информации о перемещениях глаз и/
или не включена в построение зрительного образа. Объясняя ха-
рактер окуломоторной активности в условиях стабилизации
изображения объектов иа сетчатке н ограниченного поля зре-
ния, исследователи выдвинули гипотезу, согласно которой гла-
зодвигательная система человека работает по принципу следя-
щего устройства, реагирующего преимущественно на парамет-
ры зрительного стимула. Соответственно, в качестве главной
функции движений выступает наведение глаз на элемент сре-
ды (стимул), значимый для наблюдателя в данный момент.
Проявления «построительной» функции нн саккадических (Бе-
лопольский, 1978), ни плавных прослеживающих (Барабанщи-
ков, 1978) перемещений глаз не обнаружены.
В выполненной работе принцип следящей системы рассмат-
ривается как механизм элементарных движений глаз, специ-
фичный для исходного уровня их регуляции. Более высокие
уровни реализуют другой принцип—программирование двнже-
68
Рис. 1.31. Схематическое изображение центральных присосок с оп-
тическими системами, обеспечивающими различные виды преобра-
зований ретинального образа.
А—увеличение, Б—уменьшение, В—инверсия, Г—изменение ориен-
тации (Барабанщиков, Белопольский, 1984).
иий; произвольная программа определяет, в частности, после-
довательность саккад и локализацию дрейфов (Андреева, Вер-
гилес, Ломов, 1975).
Необходимость эмпирической верификации изложенных
представлений вызвало появление нового метода исследования:
оптической трансформации зрительной обратной связи ГДС.
Устанавливая на глазное яблоко (посредством центральной при-
соски) различные оптические системы, экспериментатор изме-
нял свойства канала зрительной обратной связи и, как след-
ствие, характер окуломоторной активности (Рис. 1.31). Это
открыло новые методические возможности изучения механиз-
мов регуляции движений глаз и их роли в процессе зрительно-
го восприятия (Барабанщиков, Белопольский, Вергилес, 1980).
В. И. Белопольский (Белопольский, 1978, 1985; Белопольс-
кий, Вергилес, 1979), варьируя величину коэффициента зри-
тельной обратной связи ГДС, определил границы диапазона ус-
тойчивости окуломоторной системы, особенности ее адаптивных
перестроек в новых условиях и влияние на процесс зрительно-
го восприятия. Процедура варьирования коэффициента зритель-
ной обратной связи (на глаз испытуемого устанавливался мини-
атюрный телескоп) выступила здесь как метод исследования
Динамики функционального поля зрения. Характерные преоб-
разования фиксационного поворота глаз в условиях изменения
коэффициента зрительной обратной связи ГДС приведены на
Рис. 1.32.
Изменяя знак, и варьируя направление зрительной обратной
69
Рис. 1.32. Движение глаз (горизонтальная составляющая) в процес-
се смены точек фиксации. Коэффициент зрительной обратной связи
=-0.3 (А) и -2.4 (Б) (Барабанщиков, Белопольский, Вергилес, 1980).
-I—гп|—।—।—।—।—» ’ г—। г 1—।—|—।—।—f—,—,—।—t—f—
\flpppf'\J
2<f
Рис. 1.33. Окулограммы движений глаз в условиях положительной зри-
тельной обратной связи ГДС (Барабанщиков, 1978).
А—инверсионный нистагм; Б—плавные синусоидальные колебания глаз
(коэффициент зрительной обратной связи - +1).
связи (путем использования миниатюрной призмы Дове, либо
системы призм), В. А. Барабанщиков описал необычные паттер-
ны окуломоторной активности, возникающие в данных услови-
ях (Рис. 1.33), способы их произвольного контроля и возмож-
ности адаптации (Барабанщиков, 1978, 1979, 1983, 1986, 1989).
Методика, позволяющая одновременно варьировать и величи-
ну, и знак коэффициента зрительной обратной связи ГДС, апро-
бирована в работах Е. А. Андреевой, К. Е. Басыбековой и Н. Ю-
Вергилеса (Басыбекова, 1987; Басыбекова, Андреева, Вергилес,
1984; Вергилес, Андреева, 1990). В качестве средства преобразо-
вания обратной связи использовалась оптическая система из двух
70
дОдожительных короткофокусных линз. Исследование показало,
дто прн малых значениях положительной зрительной обратной
связи процесс адаптации глазодвигательной системы происходит
в течение очень короткого времени (нескольких минут), причем
существует интер- и интрамодальный перенос способов функци-
онирования двигательных компонентов зрительной и мануаль-
ной систем.
В. А. Барабанщиков и А, П. Зубко (1979) предложили мето-
дику, допускающую амбивалентную зрительную обратную
связь: положительную и «нулевую» (стабилизация элементов
объекта относительно сетчатки). Они нашли, что способ регу-
ляции движений глаз в данной ситуации определяется особен-
ностями предмета восприятия. Если он стабилизирован относи-
тельно сетчатки, наблюдается малоамплитудный дрейф глаз,
если инвертирован — нистагм, либо крупноамплитудные синусо-
идальные колебания.
Безусловно, возможность применения разнообразных опти-
ческих устройств, трансформирующих естественные отношения
«входа» и «выхода» ГДС, не единственное преимущество элек-
тромагнитного («присосочного») метода. Он позволяет регист-
рировать вергентные движения глаз в процессе чтения (Коре-
нев, 1985), допускает параллельную регистрацию тремора (Гип-
пенрейтер, Вергилес, Щедровицкий, 1964) или торзионных
поворотов глаз (Белопольский, Вергилес, 1990), измерение пе-
ремещений головы (при относительно жесткой фиксации позы)
и рук (Андреева, Вергилес, Ломов, 1975), несет возможность оп-
тической стабилизации окружающих наблюдателя объектов
(Барабанщиков, Белопольский, Вергилес, 1980), используется
при изучении как индивидуальной, так и совместной деятель-
ности наблюдателей (Грудзинскас, 1978), причем не только в
специальных лабораторных, но и в полевых условиях (Бело-
польский, Вергилес, 1987, 1988).
Существенные ограничения рассмотренной разновидности
электромагнитного метода (короткое время эксперимента, же-
сткая фиксация головы наблюдателя, невозможность измерения
Движения закрытых глаз и некоторые другие) сравнительно
легко преодолеваются в тех модификациях, которые предпола-
гают использование контактного кольца (Крищунас, Лауритис;
Лауритис, Крищунас, 1977).
Так, Т.М. Буякас и Т.М. Федорова (1981, 1984), применяя
Данный метод, описали паттерны движений закрытых глаз н нх
71
Рис. 1.34. Смена режима движения закрытых глаз с началом меди-
тации (Буякас, Михеев, 1987),
В/Г—вертикальные и горизонтальные составляющие движений пра-
вого и левого глаза; 0—нулевой уровень горизонтали и вертикали; 1р
и Пр—режимы движений закрытых глаз.
связь с функциональной загруженностью оператора и ходом
решения задачи. Гипотеза о том, что в основе выявленных пат-
тернов движений лежат различия внутреннего усилия субъек-
та, получила эмпирическое подтверждение в работе Т.М. Буя-
кас, В.А. Михеева, А.А. Пономаренко (1985). Они показали, что
индикатором степени внутреннего усилия, или концентрации
внимания, является мера подавления быстрых движений глаз:
чем больше выражен дрейфовый компонент, тем выше внутрен-
нее усилие. Эта закономерность сохраняется и в случае изме-
ненных состояний сознания, в частности, при медитации (Буя-
кас, Михеев, 1987) (Рис. 1.34). Особенности регистрации вер-
гентных движений глаз при восприятии иллюзии обоев описаны
в работе А.Д. Логвиненко, А.И. Назарова, Т.М. Сокольской и
Б.Г. Мещерякова (1980).
Таким образом, электромагнитный метод регистрации движе-
ний глаз также имеет широкий круг возможностей изучения
механизмов окуломоторной активности, ее связей с процессом
зрительного восприятия, состоянием и деятельностью человека.
Он позволяет измерять параметры макро- и микродвиженнй глаз
в условиях моно- и бинокулярного восприятия как на свету, так
и в темноте (при закрытых веках), демонстрирует высокую «раз-
решающую способность», большой диапазон линейности, возмож-
ность быстро переходить от одного масштаба измерений к дру-
гому, допускает использование специализированных устройств
трансформации зрительного «входа» и, соответственно, исследо-
72
гание преобразованных форм окуломоторной активности. Именно
с последним связаны главные достижения исследований, в кото-
рых применялась электромагнитная регистрация. Искусственное
изменение оптических свойств глаза ведет к развертыванию ав-
томатизированных процессов решения зрительных задач, кото-
рые в обычных условиях протекают в очень короткие интерва-
лы времени и плохо поддаются психологическому анализу. Пос-
ледовательное сокращение объема движений и исчезновение
неспецифических форм окуломоторной активности в ходе повтор-
ного решения зрительных задач становится индикатором адап-
тации ГДС и зрительного процесса в целом. Вероятно, данный
метод имеет и наибольшую перспективу развития. Во всяком
случае, он наиболее подготовлен в плане компьютерной обработки
и преобразований выходного сигнала.
1.7. Общая характеристика исследований
глазодвигательной активности человека
Окуломоторная активность является необходимым компонен-
том психических процессов, связанных с получением, преобра-
зованием и использованием зрительной информации, а также
состояний и деятельности человека. Поэтому, регистрируя и
анализируя движения глаз, исследователь получает доступ к
скрытым (внутренним) формам активности, которые обычно
протекают в свернутой форме исключительно быстро н неосоз-
нанно. Как показывают исследования, по характеру движений
глаз можно определить:
— направленность взора и динамику оперативного поля зре-
ния;
—стратегии прослеживания движущегося объекта и скани-
рования воспринимаемых сцен;
—информационную сложность объекта и точность фиксации
его элементов;
— зоны поиска и «проигрывания» вариантов решения нагляд-
но-действенных задач;
— структурные единицы деятельности и уровень сформиро-
ванностн действия (прежде всего перцептивного);
— состояния сознания;
— уровень развития зрительных функций на разных стади-
ях онтогенеза;
73
—эффективность решения оперативных задач и/или испод
нення отдельных этапов практической деятельности;
—деструкции познавательных процессов человека и другие.
В отличие от самоотчета или наблюдения за движениями гла
окулография дает не только непрерывную, достоверную, дета
лизированную, но и качественно иную информацию об изучае
мых явлениях. Это один из наиболее чувствительных иидика
торов динамики познавательного процесса и форм взаимодей
ствия человека с окружающим миром.
Несмотря на кажущуюся простоту и однозначность, связ!
познавательных процессов и деятельности с окуломоторной ак
тивностъю является исключительно сложной, многократно опое
редствованной и изменчивой. Ее содержание составляет само
стоятельиую проблему исследования, которая может быть сфор
мулироваиа в виде трех вопросов:
1. Каковы механизмы регуляции (построения) движений глаз
в процессах познания и деятельности человека?
2. Какую роль играет окуломоторная активность в этих про
цессах?
3. Индикатором каких проявлений познания и деятельное
ти человека (в норме и патологии) служат характеристики дви
жеиий глаз?
Данная проблема выступает как комплексная, объединяющая
представителей разных специальностей (психологов, физиоло-
гов, инженеров, программистов, оптиков, медиков и искусство
ведов), а ее разработка поддерживается не только собственны-
ми потребностями науки, но и запросами практики: эргономи-
ки, офтальмологии, психиатрии, радиологии, инженерной
психологии и др. По своему научно-практическому потенциа-
лу это «точка роста» нового знания и исследовательских тех-
нологий.
Современное состояние проблемы характеризуется не только
многообразием изучаемых явлений (их сторон, планов, изме-
рений), ио и неравномерностью их проработки. Большое вни-
мание уделяется анализу движений глаз в процессах поиска,
обнаружения, опознания и прослеживания значимого элемента
среды, рассматривания сюжетных изображений, выполнения
сложных зрительных и интеллектуальных задач. Наиболее
частым предметом исследования оказываются окуломоторные
структуры, включающие макросаккады и дрейф (либо просле-
74
кивающие движения); плохо изучены тремор, вергентные и
торзионные движения. В качестве контролируемых парамет-
ров обычно выступают относительная позиция глаза в орбите,
последовательность (маршруты) н продолжительность зритель-
ных фиксаций; амплитуда и частота саккад; векторная ско-
рость и амплитуда дрейфа и плавных прослеживаний; часто-
та, амплитуда и направление различных форм нистагма (фи-
зиологического, оптокинетического, инверсионного и др.),
причем в каждом отдельном исследовании оценивается не бо-
лее двух-трех параметров. Многомерное, или «объемное», опи-
сание окуломоторной активности, включающей все или боль-
шинство видов движений глаз, остается пока недостижимой
мечтой. Наконец, фрагментарен объект исследования, который
составляют нормальные взрослые (от 18 до 50 лет), дети (от
двухнедельного возраста), а также больные с нарушением оку-
ломоторной активности различного анамнеза.
Практически ориентированные исследования концентриру-
ются вокруг трех тем.
(1) Анализ и организация конкретных видов операторского
труда, связанного с управлением сложными технологическими
объектами (АСУ, транспортные средства и т.п,); методы окулог-
рафии позволяют осуществить контроль за обучением специали-
стов, дать критерии оценки систем отображения информации н
эффективности операторской деятельности.
(2) Диагностика психических заболеваний, мозговых пораже-
ний, состояния зрительных функций и окуломоторного аппара-
та; методы окулографии дают возможность установить «окуло-
моторные» симптомы нарушений познавательных процессов и
деятельности.
(3) Коррекция развития и формирования познавательных
действий; методы окулографии обеспечивают мониторинг стра-
тегий решения зрительных, мнемических и интеллектуальных
задач. Хотя объем прикладных исследований движений глаз
сравнительно мал, область их применения постепенно расши-
ряется (за счет включения новых сторон практики), методы ре-
гистрации становятся все более точными и удобными (как для
экспериментатора, так и для испытуемого), а связь прикладных
исследований с фундаментальными (через взаимный обмен ме-
тодическими приемами, данными, концептуальными представ-
лениями) становится все более тесной.
75
Функциональная организация окуломоторной активности
несет отпечаток многообразия связей и отношений движений
глаз, и, в зависимости от контекста исследования, становит-
ся индикатором разных аспектов познавательного процесса или
деятельности человека. В плане субъект-объектного взаимодей-
ствия—это, например, стратегия и тактика решения нагляд-
но-действенных задач, выработка или восстановление перцеп-
тивного навыка; в плане внутренних условий—структура вза-
имодействия мотивационного, диспозиционного, когнитивного
и моторного (исполнительного) компонентов познавательного
процесса; в плане зрительного образа—динамика стадий н фаз
его развертывания. Соответственно эффективность метода ре-
гистрации движений глаз как индикатора психических процес-
сов (состояний, деятельности) зависит от того, насколько полно
в конкретном исследовании учитывается вся совокупность их
связей и опосредствовании.
Как мы убедились, универсального метода окулографии,
пригодного для решения любых задач, относящихся к пробле-
ме движений глаз, не существует. Каждый из рассмотренных
методов обладает ограниченными возможностями (точностью
и диапазоном линейности измерений, трудоемкостью регист-
рации и анализа данных, удобством для испытуемого и влия-
нием на выполняемую им деятельность, сочетаемостью с дру-
гими методами исследования, надежностью получаемых дан-
ных и др.), имеет как достоинства, так и недостатки и
обеспечивает решение вполне определенного класса исследова-
тельских и/или практических задач. За каждым из них стоят
конкретные предметные представления и констелляции про-
блем, которые становятся источником специальных методов
исследования окуломоторной активности, зрительного воспри-
ятия и деятельности (таких как, например, трансформация
зрительной обратной связи или фиксационный оптокинетичес-
кий нистагм).
Вместе с тем, рассмотренные методы неравнозначны. С точ-
ки зрения возможностей развития, наиболее перспективными
представляются те, которые обеспечивают преобразование гла-
зодвигательной активности в электрический сигнал (электро-
окулография, электромагнитный и фотоэлектрический методы).
Это—необходимое условие создания (на основе компьютера)
высокоавтоматизированных комплексов регистрации глазодви-
гательной активности и анализа данных. Как показывает опыт
76
зарубежных исследований (Барабанщиков, 1987; Fisher, Monty,
Senders, 1981; Groner, Mentz, Fisher, Monty, 1983; Gale,
Johnson, 1984; Levy-Schoen, O'Regan, 1987; G. Luer et al., 1988
и др.), создание таких комплексов позволит не просто повысить
точность и увеличить диапазон линейности измерения движе-
ний глаз, учесть индивидуальные характеристики глазного
яблока, упростить процедуры калибровки и обработки данных,
но и изменить методический строй исследований, при котором
основной акцент с техники (средств) регистрации смещается на
ее программное обеспечение. Активное использование компью-
тера изменило бы и место процедуры регистрации движений
глаз в структуре экспериментального исследования; от преро-
гативы узких специалистов, владеющих техническими средства-
ми регистрации и соответствующими навыками, она могла бы
войти «в обойму» стандартных методов и использоваться мак-
симально широким кругом исследователей и практиков. Это, в
свою очередь, создало бы предпосылки изменения общей стра-
тегии научного познания свойств, функций и закономерностей
движений глаз, ориентированной не только на хорошо выражен-
ные, «первичные» особенности системы регуляции движений
глаз, но и на неочевидные, «вторичные» свойства, выявление
которых требует больших массивов данных.
Безусловно, развертыванию более широкого фронта работ в
данной области способствовало бы и промышленное производ-
ство устройств или автоматизированных комплексов регистра-
ции и оценки параметров окуломоторной активности (в насто-
ящее время большинство установок сконструировано руками
самих экспериментаторов и существует в одном-двух экземп-
лярах).
Необходимо иметь в виду, однако, что использование новых
методических средств и способов исследования, само по себе еще
не ведет к раскрытию механизмов и функций движений глаз в
процессах познания и деятельности. Последнее требует преобра-
зований концептуальной базы, в частности, новых представлений
об организации окуломоторной активности, которые пока не
эксплицированы. Поскольку общая тенденция развития пробле-
мы предполагает все более полную спецификацию связей и опое-
Редствоваиий моторики и соответствующих параметров перцеп-
ции, перспектива использования методов окулографии в психо-
логии лежит на пути не столько повышения их точности,
надежности и удобства, сколько модификации самого методичес-
77
кого принципа: создание средств, учитывающих многозначность
отношений позиции (направленности) или перемещений глаз с
другими проявлениями познавательных процессов и деятельно-
сти человека.
За последние десятилетия российская наука накопила серьез-
ный методический потенциал, ориентированный на решение про-
блем природы познавательных процессов и деятельности челове-
ка. По всем основным параметрам (конструкторским идеям, точ-
ности н линейности измерений, предоставленным возможностям
и др.) существующие разработки систем регистрации и исследо-
вания движений глаз вполне сопоставимы с современными зару-
бежными аналогами. За исключением одного: применения компь-
ютера на линии эксперимента. Хотелось бы надеяться, что этот
недостаток будет преодолен уже в самое ближайшее время.
78
РАЗДЕЛ II.
ДЕТЕРМИНАЦИЯ ФИКСАЦИОННЫХ
ПОВОРОТОВ ГЛАЗ
Для того, чтобы корректно интерпретировать окулограммы,
необходимо знать природу регистрируемых форм глазодвига-
тельной активности и обстоятельства, влияющие на ее характе-
ристики. В данном разделе будут рассмотрены детерминанты
фиксационного поворота глаз, сопровождающего восприятие
комплексных объектов. Используя фотоэлектрический метод
регистрации движении мы покажем, как меняются амплитуды
саккад, и соответствующие им распределения точек фиксации
в зависимости от конфигурации поверхности объекта, его лока-
лизации в поле зрения, социокультурных навыков наблюдате-
ля и требований решаемой задачи.
2.1. Основные детерминанты
Решение любой зрительной задачи (рассматривание изобра-
жения, поиск заданного элемента, ориентировка в новой обста-
новке и др.) предполагает выполнение фиксационного поворота
глаз, включающего по крайней мере одну саккаду. В каждом
конкретном случае направление, амплитуда н точность саккад
оказываются различными, подчиняясь разнообразным, часто нео-
жиданным, обстоятельствам.
Существует несколько типов детерминант, определяющих
параметры произвольных, вернее, целенаправленных, саккади-
ческих движений глаз.
Пространственные свойства объектов. Аплитуда саккады в
первую очередь зависит от того, где относительно исходной точ-
ки фиксации расположен воспринимаемый предмет (целевой сти-
мул), Если он удален на расстояние до 10', распределение амп-
литуд имеет выраженный центр, или эксцесс, соответствующий
дистанции до предмета. При расстоянии большем 10 саккады
имеют меньшую амплитуду, чем дистанция до предмета, а фи-
нальная позиция глаз корректируется дополнительной саккадой.
С увеличением расстояния до целевого стимула амплитуда и/или
число коррекционных саккад увеличивается (Weber, Daroff,
1971; Митрани, 1973; Bahil, Adler, Stark, 1975). Распределение
амплитуд произвольных саккад носит вероятностный характер
и, как правило, захватывает зону в несколько угловых градусов
перед и позади фиксируемого точечного элемента среды. При
дистанции до предмета (40') в 6 лишь 60% саккад имеют амп-
литуду 6 ± 0,5°, при дистанции 15 количество «точных» саккад
снижается до 20% (Гуревич, 1971: Митрани, 1973).
80
Контролирующая роль позиции, или зрительного направлени-
д целевого стимула, учитывается практически всеми исследовате-
лями окуломоторной активности и заложена в процедуру калиб-
ровки и анализа движений глаз. За исключением прямых методов
(кино- и телесъемка) все используемые способы регистрации дают
относительную информацию о направлении глаз (а, следователь-
но, и об амплитуде саккад), допуская, что зрительный угол, под
которым видна калибровочная точка, и угол поворота глаз, необ-
ходимый для ее фиксации, совпадают.
На величину амплитуды саккад оказывают влияние и неце-
левые стимулы, удаленные от целевого до ±5". В этом случае
позиция глаза после скачка располагается между целевым и не-
целевым стимулами, как бы в «центре тяжести» образуемой
фигуры, а амплитуда саккад может быть соответственно боль-
ше или меньше расстояния до цели (Coren, Hoenig, 1972; Fin-
dlay, 1980, 1981; Coren, 1986). Воздействие нецелевого стиму-
ла на амплитуду фиксационных саккад асимметрично: зона
влияния нецелевого стимула, расположенного ближе к исход-
ной точке фиксации, в несколько раз превышает величину зоны,
расположенной за целевым стимулом. Тем ие менее, в области
'2 4 зависимость «центра тяжести» от позиции целевого сти-
мула близка к линейной (Coren, 1986). Субъективно фиксаци-
онный поворот выполняется испытуемым точно на цель, а сис-
тематическое отклонение глаза не замечается. Данный эффект,
не зависящий от требований задачи и величины объекта, посте-
пенно снижается лишь в ходе многочисленных повторений (F-
indlay, 1980). Он сохраняется при восприятии случайного рас-
пределения множества точечных объектов (Шанэ, Паюс, Чес-
на, 1978) и контурных фигур (Kaufman, Richards, 1969;
Richards, Kaufman, 1969).
Понятие «центра тяжести» воспринимаемых объектов не и-
меет строгого значения. Это — тенденция преимущественного
расположения точек фиксации относительно поверхности объ-
екта. Например, при восприятии контурных фигур (окружнос-
тей, квадратов, треугольников, углов, стрел иллюзии Мюллера-
Лайера и др.) точки фиксации группируются в определенной
зоне внутри очертания фигуры; при этом они могут совпадать,
а могут и не совпадать с ее геометрическим центром. Нередки
случаи, когда зона спонтанных фиксаций располагается между
геометрическим центром фигуры и ее контуром, в частности,
Между центром и линией окружности. Чем больше угловой раз-
мер фигуры, тем больше может быть их несовпадение и тем
больше разброс точек фиксации (Ярбус, 1965; Richards, Kaufma-
81
n, 1969; Kaufman, Richarrds, 1968). Если учесть зависимость зоц
распределения точек фиксации от индивидуальных особенное-
тей наблюдателя, то предсказать их расположение в каждом
конкретном случае зрительного восприятия довольно трудно.
По мнению Дж.Финдли (Findlay, 1980, 1981, 1983), эффект
«центра тяжести» связан с особенностями процесса переработки,
зрительной информации: локальному выделению целевого сти-
мула всегда предшествует его «глобальное» (недифференцирован*
ное) восприятие в единстве с непосредственным окружением.
Перцептивная спецификация цели происходит на более поздннх
стадиях зрительного процесса, сопровождаясь дополнительной,
или коррекционной, саккадой. Это предположение соответствует
и другим данным. Так, Х.Кофф (Koeffe, 1987) обнаружил, что
визуальный анализ объектов, локализованных в области будуще-
го местоположения глаз, начинается до выполнения саккады. В
ходе анализа последовательно включаются каналы все более вы-
соких пространственных частот и сужается зона внимания. Точ-
ность саккады зависит от того, на какой стадии зрительного п-
роцесса принимается решение о движении. Следовательно, ключ
к повышению точности саккад лежит в организации таких усло-
вий восприятия, при которых зрительный анализ в течение пред-
шествующей фиксации осуществляется максимально полно.
Как показала З.Капоула (Kapoula, 1983), платой за точность сак-
кады является увеличение продолжительности предшествующей
фиксации. По-видимому, процесс подготовки и выполнения сак-
кады постоянно открыт для текущей зрительной информации
(Robinson, 1977). Появление нецелевого стимула во время выпол-
нения саккады приводит к изменению либо ее амплитуды, либо
структуры фиксационного поворота в целом (Андреева, Вергилес,
Ломов, 1975; Otts, Van Gisbergen, Eggermont, 1984).
Более отдаленное окружение целевого стимула, илн фон, так-
же оказывает влияние на параметры саккад. Влияние фона про-
является, например, в асимметрии фиксационных саккад, выпол-
няемых в условиях сочетания нулевой и положительной зритель-
ной обратной связи ГДС (Барабанщиков, Зубко, 1980).
Направление и амплитуда саккад в процессе поиска заданного
элемента зависит от формы панели информации. При восприя-
тии прямоугольной панели (40 х 40 ) преобладают горизонталь-
ные и вертикальные скачкн, при восприятии круглой и эллип-
тической формы — наклонные и радиальные. Скачки, совпадаю-
щие с направлением большей оси фигуры (прямоугольника или
эллипса), имеют большую амплитуду. От формы панели зависит
и плотность распределения фиксаций (Митькин, 1974).
82
Существенным фактором саккадических поворотов глаз яв-
ляется конфигурация поверхности воспринимаемого объекта.
д.Лоше и Р.Ноди (Locher, Nodin, 1987), предъявляя испытуе-
мым рисунки разной степени симметричности и комплекснос-
ти, обнаружили, что при симметричных конфигурациях рисун-
ка точки фиксации локализуются преимущественно в области
одной из его половин, а при фиксации несимметричных — рас-
пределяются равномерно. Можно полагать, что фактор симмет-
рии-асимметрии объекта является одним из ключевых элемен-
тов его зрительной композиции, который выступает в качестве
системы отсчета, направляющей движения глаз наблюдателя -
(Арнхейм, 1974, 1994).
Как правило, наибольшее скопление фиксаций соответству-
ет таким областям объекта, где существует либо наибольшая
вероятность обнаружения целевого стимула, либо возможность-
получения прогностической информации (Macworth, Morandi,
1967; Prinz, 1983). При больших (свыше 10е) угловых размерах
объекта восприятия точки фиксации распределяются на его «вы-
дающихся* деталях: резких изменениях кривизны контура,
контрастах, необычных цветовых или фигуративных элементах
и др. На прямоугольном поле (13 х20 ), разделенном на темную
и светлую части, зона фиксаций локализуется в непосредствен-
ной близости от границы смыкания частей и мало зависит от их
соотношения (Kaufman, Richards, 1969).
Решаемая задача. Любой сложный объект обладает множе-
ством свойств и потому в каждый момент времени оказывается
информативно избыточным. Что и как будет воспринято (зритель-
но выделено) зависит от стоящей перед наблюдателем задачи.
Именно задача, или цель, данная в определенных условиях, диф-
ференцирует существенное (информативное) и несущественное
(неинформативное) в объекте восприятия и предъявляет опреде-
ленные требования к отражению выделяемых свойств и отноше-
ний. Позиция (направленность) глаз, собственно, и обеспечива-
ет оптимальные условия восприятия информативных элементов,
которые содержат полезные и нужные в данный момент сведения.
Если стоит задача описать отношения персонажей, изображенных
на картине, эта позиция может быть независимой от контура,
числа мелких деталей, перепадов яркости, цвета элементов, под-
чиняясь в первую очередь смысловому содержанию или компо-
зиции картины. Движения глаз здесь мало похожи на движения
РУк слепого, ощупывающего контур незнакомого объекта. Одна-
Ко, если задача потребует от наблюдателя рассмотреть и/или изоб-
разить скульптурный портрет Нефертити, совокупное распреде-
83
леиие фиксационных позиций окажется изоморфным контуру
воспринимаемого объекта (Ярбус, 1965).
Анализ окулограмм позволяет судить о том, к каким элемен-
там, когда и как часто обращается наблюдатель. Так, наиболее
выразительные элементы лица — глаза и губы человека — боль,
ше всего привлекают внимание наблюдателя и являются основ,
иыми областями распределения точек фиксации.
В отличие от эффектов фона или «центра тяжести», влия-.
ние задачи иа движение глаз связано не столько с процессами
приема информации, сколько с формами ее организации. Имен-
но в этом, последнем, смысле говорят о разумности глаза (Пуш-
кин, 1965; Тихомиров, 1969; Грегори, 1972), связывая паттер-
ны фиксаций с опытом и знаниями наблюдателя. Как правило,
при повторных восприятиях сложных объектов одним и тем же
наблюдателем структуры окуломоторной активности в целом со-
храняются (Ярбус, 1965; Нотой, Старк, 1974).
Сложность окулографического анализа перцептивного про-
цесса во многом определяется миогозиачиостью отношений меж-
ду направленностью глаз и зрительным направлением предме-
та восприятия. Для того, чтобы выполнить перцептивную зада-
чу, например, найти в колонке цифр подходящее значение,
достаточно лишь нескольких фиксаций. Во время каждой фик-
сации воспринимается не одни элемент (число), а констелляция
элементов, различно локализованных в поле зрения. Данная
способность наблюдателя получила название функционального
(оперативного, полезного) поля зрения (Гнппенрейтер, 1978; Бе-
лопольский, 1978; Mafckworth, 1975). В зависимости от харак-
тера задачи функциональное поле зрения меняет свою локали-
зацию и величину. Если, например, требуется рассмотреть мел-
кую деталь изображения, оно сужается до нескольких
угловых минут, если требуется лишь обнаружить некоторый
элемент — расширяется и в пределе может соответствовать ве-
личине морфологического поля зрения. При этом выполнение
зрительной задачи допускает некоторую совокупность направ-
лений глаз, илн оперативную зону фиксаций, которая также
имеет определенную величину (от нескольких угловых минут до
десятков градусов) и локализацию (в пределах моторного поля
глаз). Например, для того, чтобы обнаружить тест-объект, по-
являющийся на дальней периферии, изменение позиции глаз не
требуется (этой задаче может соответствовать любое положение
глаз); при опознании же этого тест-объекта, целенаправленный
поворот глаз необходим (Гнппенрейтер, 1978; Edwards, Goolk-
asian, 1974). Обе зоны могут находится в разных соотношени-
84
(перекрываться, включать друга и т. п.), причем точность
произвольной саккады определяется не метрическим положени-
ем глаз относительно предмета восприятия, а его положением
относительно оперативной зоны фиксации (Барабанщиков,
1990). При амбивалентной стимуляции перемещение глаз из од-
ной оперативной зоны фиксации в другую становится услови-
ем переключения альтернативных способов восприятия (Гиппен-
рейтер, Седакова, 1970).
Перцептивные навыки. Включаясь в процесс зрительного
восприятия, фиксационный поворот глаз выступает как окуло-
моторный навык — умение выполнить зрительную задачу с за-
данной эффективностью (точностью и скоростью). Ои вырабаты-
вается индивидом с самого рождения и имеет предпосылки в
фило- и социогенезе (Ананьев, 1960; Запорожец, Вагнер, Зин-
ченко, Рузская, 1967; Митькин, 1988). Окуломоторный навык
целесообразен, адекватен тем условиям, в которых был вырабо-
тан, иосит обобщенный характер и переносим в различные си-
туации. На разных этапах онтогенеза, а также в случае патоло-
гии, фиксационный поворот глаз на целевой стимул выполня-
ется по-разному. У месячного младенца — посредством цепочки
саккад примерно одинаковой амплитуды (Митькин, Козлова,
Сергиенко, Ямщиков, 1978); у нормального взрослого — посред-
ством одной-двух саккад, ведущих к «точной» установке глаз;
у взрослых с измененными оптическими свойствами глаз — по-
средством совокупности саккад различной амплитуды и уско-
ренного дрейфа, постепенно приводящих к фиксации стимула
(Барабанщиков, 1978; Белопольский, Вергилес, 1979). Бейлу
пластичности окуломоторной системы возрастные либо функци-
ональные отклонения от оптимальной амплитуды или траекто-
рии выполнения движений носят кратковременный характер.
Поскольку в каждый момент времени зрительная актив-
ность либо складывается заново, либо воспроизводится в новых
Условиях, она совершается как процесс научения. Данный про-
цесс побуждается потребностью в экономичном способе получе-
ния зрительной информации и проходит два основных этапа: 1)
поиск решения перцептивной задачи и 2) оптимизация найден-
ного решения. Вновь найденное решение нередко но-
ент неустойчивый диффузный характер, сопровождается избы-
точной активностью и при некотором изменении условий дале-
ко не всегда ведет к требуемому результату. При повторных
актах восприятия (упражнении) найденное решение постепен-
но обобщается, теряет избыточные звенья (свертывается) и вы-
полняется наиболее экономичным путем. Б процессе научеиня
85
реконструируется и укрупняется информационное содержание
(оперативные единицы) восприятия, оптимизируется стратегу
и тактика его вычленения. Задача, решение которой первона-
чально требовало значительного объема движений, организован,
ных в довольно сложную структуру, после некоторой практики
может быть решена посредством одной единственной саккады
(Зинченко, 1964; Запорожец, Венгер, Зинченко, Рузская, 1967;
Подольский, 1977). Оптимизация перцептивного приобретения
субъекта достигается посредством видоизменения его орненти
ровочнон основы и структуры исполнения; существенную роль
в этом процессе играют механизмы обратной связи.
Влияние перцептивных навыков на выполнение отдельной
целенаправленной саккады обычно связывается с двумя момен
тамн: а) с наличием индивидуально-типических особенностей
строения и функционирования зрительной системы человека и
б) с существованием социокультурных норм решения зритель-
ных задач, в частности, чтения и письма. Оба момента так или
иначе проявляются в способе восприятия и фиксируются в так-
тиках окуломоторной активности (Senders, 1976). Примером
первого может служить асимметрия латентных периодов гори-
зонтальных саккад (Владимиров, Хомская, 1980). Примером
второго — альтернативность направлений первых саккад у пред-
ставителей европейской н арабской культур прн выполнении
таких задач, как «чтение» приборов на мнемосхеме, поиск цифр
на экране дисплея, осмотр картин и др. (Ломов, 1966; Мнтькнн,
1974).
Таким образом, фиксационный поворот глаз, несмотря на
кажущуюся простоту, является функцией многих перемен-
ных, каждая из которых действует в определенном диапазо-
не и оказывает на параметры движений глаз неравнозначное
влияние.
Проблема детерминации глазодвигательной активности че-
ловека содержит немало «белых пятен». В первую очередь это
касается восприятия сложноорганизованных объектов. Неясно,
например, сохранится ли «центр тяжести» контурной фигуры,
если внутри нее находится асимметрично расположенный целе-
вой стимул? Зависит ли распределение точек фиксации от тол-
щины (выраженности) контура или от геометрической формы
целевого стимула? Как конкретно влияют социокультурные на-
выки наблюдателя на способ выполнения зрительных задач? Яв-
ляется ли асимметрия фиксационных поворотов проявлением
лишь индивидуально-типологических особенностей наблюдате-
ля? Как соотносятся различные типы детерминант? Ответы на
86
эТи и некоторые другие вопросы мы попытались получить в хо-
де специального исследования. Его главная цель — дифферен-
цированный анализ системы детерминант фиксационных пово-
ротов глаз, реализующих восприятие комплексных объектов.
2.2, Методика исследования
Для изучения особенностей детерминации фиксацион-
ных поворотов глаз при восприятии комплексных объектов
мы разработали методику, допускающую варьирование:
1) пространственных свойств объекта (формы фигуры, ее рас-
положения внутри контурной рамки, выраженности контура,
локализации комплексного объекта в поле зрения); 2) реша-
емой задачи (свободное восприятие тест-объекта, перцептив-
ное выделение фигуры, фиксация геометрического центра
контура) и 3) перцептивных навыков (чтение и письмо взрос-
лых наблюдателей, воспитанных либо в европейской, либо в
арабской социокультурной среде). Зависимая переменная —
амплитуда первого целенаправленного скачка глаз, сопро-
вождающего восприятие тест-объекта, или координата точки
фиксации относительно поверхности тест-объекта. Последнее
позволяло ввести еще один план исследования: изучение стро-
ения и динамики оперативной зоны фиксации.
В качестве стимульного материала использовался набор из
18 карточек (Рис. 2.1), иа которых изображались прямоуголь-
ная контурная рамка (40 х 40 мм) и смещенная относительно
ее центра фигура (ширина — 16 мм). Контур рамки имел шири-
ну либо 0,5 мм («слабая» рамка), либо 5 мм («сильная» рамка);
фигура могла принимать одну их четырех форм — круга, квад-
рата, полукруга или полос. Фигура и рамка рисовались черной
тушью на листе белого картона.
Регистрация движений глаз проводилась фотоэлектричес-
ким методом (Митраии, 1973) иа установке, сконструированиой-
В.И. Козловым (Козлов, Подлеснова, 1992). Принцип ее рабо-
ты заключается в следующем: на глаз испытуемого от двух све-
тодиодов направляются пучки инфракрасного света так, чтобы
осветить часть радужной оболочки и склеры справа и слева от
3Рачка (Рис. 2.2, а). Отраженный свет попадает на два фотоди-
°Да, соединенные в мост. Свето- и фотодиоды крепятся с помо-
щью специального устройства к оправе очков, а их направлен-
ность может быть изменена. В процессе настройки регистриру-
87
Рис. 2.1. Стимульный материал. Внизу — кодовый иомер тест-объекта
с учтом его появления в левой (л) либо правой (п) части поля зрения
88
рис. 2.2. А — методический принцип регистрации движений глаз
(Козлов, Подлеснова, 1992). 1 — области глаза, освещаемые инфра-
красным светом; 2 — светодиод; 3 — фотодиод. Б — Схема крепле-
ния свето и фотодиодов (поясиения в тексте).
6
89
ющего устройства свето- и фотодиоды устанавливаются такиц
образом, чтобы при фиксации точечных объектов, расположен,
них прямо перед испытуемым, в электрической цепи возника.
ло нулевое напряжение, а при перемещении глаз вправо Hj-t,
влево от исходного — напряжение, пропорциональное повороту
глаз. Усиленный электрический сигнал подается на вход чер.
нило-пишущего прибора Н- 327-3 (Россия).
Схематически центральное звено установки изображено
Рис. 2.2,6. Оно включает два регистрирующих мини-блока, каж-
дый из которых состоит из соединенных и сопряженных меж-
ду собой источников света - светодиода инфракрасного излуче-
ния АЛ 115 А (1) и приемника отраженного от глаза света фо-
тодиода ФД-8К (2). Мини-блок закреплен на горизонтальном
стержне (3), который вставлен в отверстие втулки (4) и может
перемещаться вперед-назад, меняя расстояние от мини-блока до
глаза. Втулка соединена с вертикальным стержнем (5) и может
вращаться вокруг своей оси, изменяя тем самым угол ориента-
ции мини-блока относительно глаза. Вертикальный стержень
проходит через отверстие в ползунке (6) и вместе с втулкой пе-
ремещается вверх-вииз. Ползунки передвигаются по горизон-
тальной направляющей — основанию, которое жестко закрепле-
но иа оправе очков. Оптимальное положение стержней, втулки
и ползунков, найденное в процессе настройки устройства, фик-
сируется с помощью винтов-барашков (7). Установка позволя-
ет регистрировать горизонтальную составляющую движений
одного из глаз с точностью до 30', диапазон линейности — ±12°.
Процедура эксперимента. Укрепив регистрирующее устрой-
ство иа голове испытуемого, экспериментатор усаживал его пе-
ред белым экраном с калибровочной таблицей. Регистрирующие
мини-блоки устанавливались около левого глаза; в оправу оч-
ков правого глаза вставлялась светонепроницаемая поролоновая
маска. Голова испытуемого фиксировалась в подбороднике, а
сам он располагался таким образом, чтобы центр экрана, или
исходная точка фиксации, приходился напротив левого глаза.
Расстояние от глаза до центра экрана — 450 мм. Экран равно-
мерно освещался сверху неоновой лампой.
Во время настройки регистрирующего устройства испыту-
емый фиксировал центр калибровочной таблицы, а экспери-
ментатор подбирал такое положение мини-блоков, при ко-
торых устанавливалось нулевое напряжение. Затем, по коман-
де экспериментатора, испытуемый попеременно фиксировал то
90
левую, то правую калибровочные точки (шаг - 2 ), возвращая
рзор обратно в центральную позицию. В это время эксперимен-
татор устанавливал подходящее усиление выходного сигнала и
амплитуду отклонения пера чернило-пишущего прибора.
После завершения настройки аппаратуры и калибровки дви-
жений глаз калибровочная таблица заменялась экраном, снаб-
женным специальными «карманами» (справа и слева от цент-
ральной точки фиксации), в которые последовательно по опре-
деленной программе экспериментатор вкладывал карточки с
тест-объектами (угловое расстояние от центральной точки фик-
сации до центра контурной рамки — 7 , внутренний размер рам-
ки — 5°х50; ширина контура — 5' и 40'; ширина фигуры — 2е,
расстояние между центрами контура и фигуры — 1,3). В нача-
ле каждой пробы испытуемый фиксировал центральную точку
черного цвета (диаметром — 15) и, заметив появление нового
тест-объекта переводил на него взор. Согласно инструкции ис-
пытуемый должен был либо четко воспринять экспонируемый
тест-объект (эксперимент 1), либо идентифицировать фигуру
(эксперимент 2), либо фиксировать точку, расположенную в ге-
ометрическом центре рамки (эксперимент 3). После выполне-
ния задачи он возвращал взор в центральную позицию, ожи-
дая появления нового тест-объекта. Продолжительность каж-
дой пробы — 7-10 секунд.
Стимульный материал экспонировался таким образом, что-
бы каждый из 18 тест-объектов воспринимался испытуемым в
случайном порядке по 10 раз в левой и правой частях поля зре-
ния (всего 360 предъявлений). После серии из 72 проб делался
пятиминутный перерыв. Каждая новая серия начиналась с про-
цедуры калибровки.
Испытуемые. В экспериментах приняли участие 44 человека
в возрасте 25-45 лет с нормальным зрением: 22 гражданина Рос-
сии и 22 гражданина Сирийской Арабской Республики (аспиран-
ты, стажеры). Каждый из испытуемых имел высшее или неза-
конченное высшее образование и ранее в подобных эксперимен-
тах не участвовал.
Обработка данных. На основе полученных окулограмм
(Рис, 2.3) строились гистограммы амплитуд первой саккады
Црименительно к каждому из 36 тестовых объектов (по отдель-
ному испытуемому, социокультурной группе и всем участни-
кам эксперимента вместе взятым), а также применительно к
Каждой нз исследуемых детерминант 1) позиции тест-объекта
91
1с
Рис. 2.3. Горизонтальная составляющая движений глаз при восирия-
тии комплексных латерально расположенных объектов.
в поле зрения, 2) ширины контура рамки, 3) относительной
локализации фигуры, 4) ее формы, 5) задачи, выполняемой
испытуемыми, 6) их социокультурной принадлежности. Для
удобства анализа тест-объект разбивался на семь зон, размером
(по ширине) около 1,2 :
ДО — область, прилегающая к контурной рамке со стороны
центральной фиксационной точки;
Р1 — область ближайшей к центральной фиксационной точ-
ке вертикальной составляющей рамки (не зависит от выражен-
ности контура);
Ф1 — область локализации ближайшей фигуры (круга, квад-
рата, полукруга, полос), независимо от того, есть ли она на этом
месте в действительности;
Ц — область геометрического центра контурной рамкн;
Ф2 — область локализации дальней фигуры, независимо от
того, есть лн она на этом месте в действительности;
Р2 — область отдаленной (относительно центральной точки
фиксации) вертикальной составляющей контурной рамки;
ПО — область, прилегающая к контурной рамке с отдален-
ной или внешней стороны.
Данные об амплитуде первых саккад, илн координатах то-
чек фиксации (по всем испытуемым), вводились в компьютер и
подвергались кластерному анализу1.
1 В исследовании использовалась компьютерная программа,разрабо-
танная в лаборатории математической психологии Института психоло-
гии РАН.
92
В соответствии с программой исследований было проведено
трИ эксперимента, различающихся задачей, которую выполня-
ли испытуемые. Общая методическая идея заключалась в том,
лтобы 1) определить «центр тяжести» латерально расположен-
ной контурной рамки и 2) по характеру его смещений — если
они действительно имеют место — специфицировать влияние
оделенных детерминант на амплитуду фиксационной саккады.
Такой подход позволял более основательно разобраться и в са-
мом феномене окуломоторного «центра тяжести».
2.3. Свободное восприятие
комплексного объекта
В эксперименте 1 определялось влияние контролируемых
переменных на амплитуду цервой саккады в условиях свобод-
вого (неограниченного какими-либо специальными требовани-
ями) восприятия тест-объекта. Задача испытуемого заключа-
лась в том, чтобы воспринять экспонируемое изображение наи-
более ясно и отчетливо.
Результаты эксперимента. Прежде всего рассмотрим, как
распределяются амплитуды саккад при предъявлении контурных
рамок самих по себе, без эксцентрично расположенной фигуры.
Рамка с узкой линией контура — «слабая» рамка (Рис. 2.4).
В площадь рамки попадает не менее 90-95% всех точек фик-
сации. Однако, их распределение в разных частях поля зрения
и в разных зонах тест-объекта неодинаково. Если в левой час-
ти фиксации распределены преимущественно в трех зонах: Ц
(29%), Ф2 (25%), Р2 (23%), то в правой части — только в двух:
Ф2 (31,6%) и Ц (29,5%). Явная асимметрия гистограмм (Р2 +
Ф2 > Р1 + Ф1) указывает на предпочтительность фиксаций
Удаленных областей рамки.
Рамка с широкой линией контура — «сильная» рамка (Рис.
2*5). И здесь в площадь рамки попадает не менее 90-95% всех
точек фиксации. Их распределение в левой и правой частях
поля зрения носит более или менее симметричный характер и
имеет эксцесс в зонах Ф2 и Ц, больше выраженный в левой
Головине (63% против 53%). Предпочтительность фиксаций
Удаленных областей рамки сохраняется: Р2 + Ф2 > Р1 + Ф2.
Отметим низкую вариативность числа фиксаций в центре рам-
Ки (27 % — 33%); она может быть принята за некоторый эталон,
93
Рис, 2.4, Гистограмма распределений точек фиксации при восприятий
«слабой» рамки в левой и правой частях зрения.
Рис, 2,5. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
«сильной» рамки в левой и правой частях зрения.
94
Рис. 2.6. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
фигуры, расположенной слева относительно центра рамки в левом и пра-
вом поле зрения Черный кружок указывает позицию фигуры.
Рис. 2.7 Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
Фигуры, расположенной справа отосительно центра рамки в левом и пра-
в°м поле зрения. Черный кружок указывает позицию фигуры.
95
Рис. 2.8. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
«слабой» рамки русскоязычными испытуемыми.
Рис. 2.9. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
«сильной» рамки русскоязычными испытуемыми.
96
Рис. 2.10. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
«ела! 5ой» рамки арабоязычными испытуемыми.
Рис. 2.Ц. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
«сильной» рамки арабоязычными испытуемыми.
4
97
Рис. 2.12. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
фигуры, расположенной слева относительно центра «слабой» рамки рус-
скоязычными испытуемыми.
Рис. 2.13. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятий
фигуры, расположенной слева относительно центра «слабой^ ► рамки ара'
боязычными испытуемыми.
98
Рис. 2.14. Гистограмма распределений точек фиксации при восприятии
фигуры, расположенной слева отосительно центра «сильной» рамки рус-
скоязычными испытуемыми.
Фигуры, расположенной слева отосительно центра «сильной» рамки ара-
^оязычиыми испытуемыми.
4*
99
относительно которого заметны колебания вероятности фиксаций
в смежных зонах — Ф1 (11-31%) и Ф2 (19-39%),
Распределения, представленные на Рис, 2,4 и 2.5 выступа-
ют как фоновые. Их видоизмеиеиие в ходе восприятия комплек-
сного тест-объекта позволяет судить о характере влияния фигу,
ры (ее формы и местоположения) на величину саккад.
Фигура слева относительно центра рамки (Рис, 2,6), В пло-
щадь рамки попадает ие меиее 90-95% точек фиксации. Их
распределение зависит от того, в какой части поля зрения на-
ходится объект. В левой части наибольшее число фиксаций ло-
кализуется ие в зоне фигуры Ф2 (13%), а там, где оиа отсутству-
ет: Ф1 (34%) и Ц (28%), В правой части фиксации распределя-
ются с небольшими вариациями по трем зонам: Ф1 (25%), где
и локализуется фигура, Ц (30%) и Ф2 (24%), При восприятии
тест-объекта с широкой рамкой эта тенденция сохраняется, но
добавляются два новых момента: значимое (до 22%) увеличение
числа фиксаций иа фигуре (объект слева) и снижение числа
фиксаций в геометрическом центре рамки.
Фигура справа относительно центра рамки (Рис. 2,7), Об-
ратим внимание, что на поверхность тест-объекта попадает
меньше точек фиксации: 82-93%; значительная их часть ока-
зывается за пределами объекта с внешней (наиболее отдаленной
от центральной фиксационной точки) стороны, И здесь харак-
тер гистограмм зависит от положения тест-объекта в поле зре-
ния, При повороте глаз налево точки фиксации преимуществен-
но локализуются в зонах Р2 (34%) и Ф2 (32%), В зоне локали-
зации фигуры и в геометрическом центре рамки число фиксаций
значительно меньше — соответственно 5% и 16%, При поворо-
те глаз направо наибольшее количество фиксаций приходится
на зону фигуры Ф2 (27%); сравнительно высокая частота попа-
дания в зоны Ф1 (17%), Ц (21%) и Р2 (16%), Введение рамки
с широким контуром ие изменяет общего характера гистограмм,
несколько усиливая вероятность попаданий иа фигуру: слева —
до 12% , справа — до 30% ,
Варьирование формы фигуры ие оказывает сколько-иибудь-
существенного влияния на распределение фиксаций (и, соответ-
ственно, амплитуду первых саккад). Тенденции, описанные вы-
ше, полностью сохраняются.
Кросскулътурные особенности. Дифференцированный ана-
лиз данных по отдельным культурным группам обнаруживает
между ними значительные различия. При восприятии «слабой»
100
рамки русскоязычными испытуемыми (как в правой, так и в
девой частях поля зрения) распределение фиксаций имеет вы-
раженный эксцесс, совпадающий с ее геометрическим центром:
слева — 37,5% , справа — 33,7% . Большая вероятность попада-
ния глаз и в зону Ф2: слева — 25.5%, справа — 20,8% (Рис.
2.8). Введение «сильной» рамки (Рис. 2.9) инвертирует отноше-
ние Ф2 - Цв левой части поля зрения усиливая Ф1 (до 24,6%)
и ослабляя Ф2 (до 15,5) в правой части. В целом же тенденции
распределения фиксаций остаются без изменений.
Восприятие «слабой» рамки арабоязычными испытуемыми
(рис. 2.10) также предполагает зоны наиболее частых фиксаций,
но уже другие. Слева — Р2 (32%) и Ф2 (23%), справа — Ф2
(42,5%) и Ц (25,5 %). Предъявление «сильной» рамки ведет к
существенному перераспределению фиксаций только в левой
части поля зрения (Рис. 2.11); максимальные значения имеют
зоны Ц (37%) и Ф2 (34,8%). Кучность распределения фиксаций
в площади рамки у представителей арабской культуры выше —
не менее 92% (у представителей европейской культуры — ие
менее 83%).
Комплексные объекты также воспринимаются по-разному.
Если в левой половине поля зрения распределения фиксаций
русско- (Рис. 2.12) и арабоязычных (Рис. 2.13) испытуемых
довольно похожи, то в правой половине распределение точек
фиксации у представителей арабской культуры имеет иной
максимум (Ф2 = 34,4% , у представителей европейской культу-
ры — Ц = 32%). Введение «сильной» рамки (Рис. 2.14) у русско-
язычных испытуемых: слева — инвертирует отношение Ц
(38%) —Ф1 (32,3%), справа — «расщепляет» одновершинное
распределение на два максимума — Ф1 = 23,9% и Ф2 = 25,5%.
У сирийцев (Рис. 2.15) «расщепление» происходит в левой ча-
сти поля зрения: максимумы в зонах Ф2 (28,5%) и Ф1 (26%).
В правой же части наблюдается гомогенизация распределений
Б зонах Ф1 (28,8%), Ц (28,8%) и Ф2 (24%). Сходные отноше-
ния имеют место и в том случае, когда фигура локализует-
ся справа относительно центра рамки.
Дополнительную информации о влиянии независимых пе-
ременных на величину амплитуды первой саккады дает клас-
терный анализ, или оценка «расстояний» между скоплениями
т°чек фиксации, возникающими под действием той или иной
Детерминанты (признака). Согласно Рис. 2.16, весь массив даи-
ных разделяется на четные и нечетные. Нечетные соответству-
101
Ciasters Tree
□st
Est Objects
Рис. 2.16. Результаты кластерного анализа распределений точек фик-
сации (по всем испытуемым).
ют локализации фиксаций в левой части поля зрения, чет-
ные — в правой. Способы дальнейшей дифференциации клас-
терного дерева явно различны. В правом поле зрения выделя-
ются два большие кластера, объединяющие фиксации по при-
знаку «фигура слева»(2-18-10-20-4-14-30) и фигура
справа» (6-32-12-26-28-22-34-8-24), имеющие сходную тес-
ноту внутригрупповых связей. Исключение составляет лишь
кластер 16-36 («сильная» рамка, круг слева — «сильная» рам-
ка), расположенный чуть ближе к кластеру «фигура слева». В
левой части поля зрения выделяются несколько групп фикса-
ций, объединенных по признаку расположения фигуры н об-
разующие как бы смешанный кластер. Так, «гирлянда»
5-31-21-11-35 относится к классу «фигура слева», кластер
7-33-23-25-27 включает объекты, принадлежащие другому
классу: «фигура справа». Он объединяется в группу с фикса-
циями 9, 13, и 29, имеющими сходную внешнюю конфигура-
цию: «слабая» рамка и эксцентрические (слева) фигуры (круг,
полукруг, квадрат). В свою очередь эта группа объединяется
с «гирляндой», описанной выше, и становится основанием для
дальнейшего объединения фиксаций. Согласно полученным
данным кластер «фигура слева» имеет менее тесные внутри-
102
Рис. 2.17. Результаты кластерного анализа распределений точек фик-
сации русскоязычных испытуемых.
Рис. 2.18. Результаты кластерного анализа распределений точек фик-
сации арабооязычных испытуемых.
103
групповые связи и менее компактное расположение групп.
Устойчивых кластеров, связанных с другими параметрами
тест-объекта (например, «сильная» — «слабая» рамка или фор.
ма фигуры) не обнаружено. Скопления точек фиксации по дан-
ным признакам очень локальны и непостоянны.
Результаты кластерного анализа русско- и арабоязычных
испытуемых приведены на Рис. 2.17 и 2.18. За небольшим ис-
ключением в обоих случаях точки фиксации распределены по
двум большим группам, соответствующим нечетным (левая сто-
рона поля зрения) и четным (правая сторона поля зрения) но-
мерам. Однако дальнейшее ветвление кластерных деревьев ока-
зывается существенно различным. У представителей европей-
ской культуры в каждой из частей поля зрения выделяется
ядро — относительно тесно связанные и компактно расположен-
ные группы фиксаций, объединенные по признаку локализации
фигуры. В левой части поля зрения это кластер «фигура спра-
ва»: 5-25-21-7-23-11 -31-33-27; в правой части поля зрения —
кластер «фигура слева»: 2-34-16-18-22-10-20. Дополнитель-
ный кластер (периферия), как правило, имеет менее тесные меж-
групповые связи и разорванную компоновку. Например, кластер
«фигура справа» (правое поле зрения) включает по крайней мере
три самостоятельные группы кластеров: 6-36, 12-14-30
и 8-24-28-32. Для представителей арабской культуры харак-
терно асимметричное строение кластерного дерева. В правой
части поля зрения отчетливо дифференцируются два кластера
«фигура слева» (2-14-18-4-20-10-16-30) и «фигура спра-
ва» (6-32-36-22-24-26-28-8-12), имеющие сходные межгруп-
повые связи. В левой части поля зрения выделяются три груп-
пы: «фигура слева»(1-9-13-29), «фигура справа»
(33-23-25-27) и смешанная, состоящая из фиксаций, которые
относятся к обоим классам (1-11-35-5-31-21). Как и в общей
группе испытуемых, устойчивые кластеры, связанные с шириной
контурной рамки или формой фигуры, не обнаружены.
Обсуждение результатов. Неравномерное распределение ос-
новной массы точек фиксации внутри контурной рамки в це-
лом подтверждает представление о существовании «центра тяже-
сти» фигуры как некоторой тенденции направленности глаз при
ее восприятии (Richards, Kaufman, 1969; Coren, Hoenig, 1972 и
др.). Однако даже при предъявлении «пустой» рамки он не име-
ет жесткой привязки к геометрическому центру, занимая обла-
сти Ф1, Ц, Ф2 илиР2. Для тестируемой группы испытуемых
104
общий «центр тяжести» занимает зоны Ц и Ф2. Соответственно,
доминирующей оказывается отдаленная, а не приближенная к
центральной точке фиксации, область объекта. Этот вывод отли-
чается от утверждений, сделанных в работе С.Корена и Хенига
(Coren, Hoenig, 1972), согласуясь с данными других исследова-
телей (Bahill, Adler, Stark, 1975; Bahill, Stark, 1979).
Как следует нз наших материалов, «центр тяжести» кон-
турной рамки (а, значит, и тенденция распределения ампли-
туды саккад) является величиной переменной и зависит от
двух условий: локализации тест-объекта в поле зрения и ши-
рины контура рамки. При «слабой» рамке «центр тяжести»
занимает: а) относительно узкую (=2,4 ) зону (60% всех точек
фиксации) в правой части поля зрения и б) более пространную
(=3,6 ) зону (77% всех точек фиксации) - в его левой части.
При этом четвертая часть фиксаций приходится на дальнюю
сторону рамки (Р2).
Рамка с широким контуром, сохраняя описанную тенден-
цию распределения точек фиксации, в разных частях поля зре-
ния оказывает на него противоположное влияние. Слева — су-
жает (число фиксаций Р2 сокращается более, чем в два раза)
и несколько увеличивает эксцесс (Ф2, Ц), справа — гомогени-
зирует распределение за счет возрастания фиксаций в зоне Ф1
и некоторого снижения величины эксцесса (Ц, Ф2). Иначе го-
воря, действие контура рамки на амплитуду саккад, или, в
других терминах, на «центр тяжести», непосредственно зави-
сит от локализации тестового объекта в поле зрения.
Значимое влияние на «центр тяжести», причем независимо-
от локализации объекта в поле зрения, оказывает фигура, эк-
сцентрично расположенная внутри контурной рамки. Действие
ее двояко. С одной стороны, она как бы выталкивает «центр тя-
жести» в свободное пространство рамки — зоны альтернативной
Ф, Ц или Р2; мы называем данный феномен эффектом вытес-
нения точек фиксации. С другой стороны, фигура способна как
бы притягивать к себе позицию глаз, становясь действительным
«центром тяжести» объекта (якорный эффект).
Эффект вытеснения был зарегистрирован у всех испытуемых
без исключения, а наблюдавшиеся различия касаются лишь ха-
рактера его проявления и степени выраженности. Он подвержен
влиянию основных контролируемых переменных, совокупное
Действие которых определяется их конкретным сочетанием.
Положительным условием проявления эффекта выступает, на-
105
пример, локализация тест-объекта слева от исходной точки фик-
сации. Эффект более выражен, если фигура находится справа
относительно центра рамки. Ретуширующее влияние оказыва-
ет и «слабая» рамка. Различия в «вытеснении» точек фиксации
у русско- и арабоязычных испытуемых связаны преимуществен-
но с расположением комплексного объекта в поле зрения.
Якорный эффект — концентрация точек фиксации на фигу-
ре, помещенной внутри рамки — наиболее выражен в правой ча-
сти поля зрения. Так, если частота фиксаций фигуры в левом
поле зрения равна всего 5%, то в правом поле зрения — 27%
(Рис. 2.7). Проявлению эффекта благоприятствует расположе-
ние фигуры слева относительно центра рамки и широкий кои-
тур. Сирийцы фиксируют фигуру несколько чаще (слева — 17%,
справа — 28% всех фиксаций), чем русские (слева — 10%, спра-
ва — 25%).
Следовательно, распределение точек фиксации на повер-
хности тест-объекта выражает результирующее действие двух
противоположно направленных тенденций. Их соотношение
может меняться и зависит от констелляции детерминант фик-
сационного поворота глаз: расположения тест-объекта в по-
ле зрения, выраженности контура, локализации фигуры, со-
циокультурных и индивидуально-типологических особенно-
стей наблюдателя. Весьма показательно здесь, например,
действие «сильной» рамки, преобразующей одновершинное
распределение фиксаций в распределение с двумя вершина-
ми в зонах фигуры (реальной и мнимой) (Рис. 2.14 и 2.15).
Очевидно, что появление «сильной» рамки содействует ослаб-
лению одного эффекта (в данном случае, эффекта вытеснения)
и усилению другого (якорного эффекта) таким образом, что их
величины становятся примерно одинаковыми. При этом ло-
кализация «расщепления» у представителей различных куль-
тур оказывается различной: у русских — в правой части поля
зрения, у арабов —в левой. Последнее указывает иа связь
преобразований с недоминирующим направлением фиксаци-
онных поворотов глаз и, соответственно, с функциональными,
а не с морфологическими механизмами управления движени-
ями глаз. Многозначность влияния эксцентрично расположен-
ной фигуры на амплитуду первой саккады тесно коррелиру-
ет и с результатами кластерного анализа.
Различия между русско- и арабоязычиыми испытуемыми об-
наруживаются уже при восприятии «слабой» контурной рамкн.
106
Если у первых «центр тяжести» совпадает (как справа, так и
слева) с геометрическим центром рамки, то у последних: спра-
ва он смещен к ее дальней стороне (Ф2), а слева — совпадает с
ней (Р2). Влияние выраженного контура рамки также оказыва-
ется различным. У русскоязычных испытуемых «центр тяжес-
ти» и в левой, и в правой половинах поля зрения несколько
смещается влево. У сирийцев изменения касаются только левой
части поля зрения: «центр тяжести» сдвигается к геометричес-
кому центру рамки и совпадает с ним.
При восприятии комплексных объектов («слабая» рамка)
в левой части поля зрения обеих культурных групп домини-
рует эффект вытеснения, в правой части он либо уравнове-
шивается якорным эффектом (русские), либо подавляется им
(сирийцы). Как уже отмечалось, широкая контурная рамка
усиливает якорный эффект, но у русскоязычных испытуе-
мых— преимущественно в правом поле зрения, а у арабо-
язычных — в левом.
Явные различия окуломоторных тактик у представителей
разных культур находят отражение в результатах кластерного
анализа. Показателем различия в какой-то степени может слу-
жить и вероятность попадания точек фиксации на поверхность
тест-объекта (у сирийских испытуемых она несколько выше).
Безусловно, социокультурные различия, в первую очередь, свя-
заны с локализацией тест-объекта в поле зрения, что обусловлено
принятыми нормами чтения, письма, рассматривания объектов.
Однако только этим они не ограничиваются. Несколько в меньшей
степени их можно обнаружить в особенностях влияния контурной
рамки, локализации фигуры, кучности фиксаций. Все это позволяет
говорить о социокультурном стиле глазодвигательной активности,
который отражает широкий контекст отношений наблюдателя с ок-
ружающим его миром. Дифференцированность европейского и араб-
ского социокультурных стилей особенно наглядны в различии кла-
стерных деревьев каждой из тестируемых групп.
Таким образом, результаты проведенного эксперимента по-
казывают, что варьируемые переменные действительно явля-
ются детерминантами фиксационного поворота глаз. Правда,
степень их влияния на амплитуду первой саккады неодинако-
ва* Наиболее выражено действие позиции воспринимаемого
объекта в поле зрения (справа или слева), расположения фи-
гуры внутри контурной рамки и социокультурного навыка
Наблюдателя. Ширина контурной рамки и, в особенности, фор-
107
Рис. 2.19. Строение оперативной зоны фиксаций комплексного объекта,
ма фигуры оказывают на амплитуду саккад слабое нерегуляр-
ное влияние. Действие каждой из детерминат носит нелиней-
ный характер и зависит от действия всех других. Вместе с тем
при любых сочетаниях рассмотренных детерминант изменения
амплитуд фиксационной саккады ограничиваются поверхнос-
тью комплексного объекта.
Полученные данные раскрывают строение оперативной зоны
фиксаций, т. е. совокупности возможных позиций (направлений)
глаз, которые обеспечивают решение простейшей зрительной
задачи (Рис. 2.19). В ней выделяются ядро — фиксационный
«центр тяжести», неоднородная область менее интенсивных фо-
новых фиксаций, ограниченная поверхностью объекта и (3) пе-
риферия — область разряженных (случайных) фиксаций. В общем
случае «центр тяжести» не совпадает ни с геометрическим цен-
тром комплексного объекта, ни с геометрическим центром фи-
гуры. Волее того, возможно существование нескольких «центров
тяжести» одновременно. Ядро оперативной зоны фиксаций харак-
теризуется тремя основными параметрами: локализацией (место-
положением относительно поверхности воспринимаемого объек-
та), интенсивностью (соотношение наивысшей и средней часто-
ты фиксаций) н фронтом (ширина зоны интенсивных фиксаций).
108
jjro профиль, или конкретное сочетание параметров, зависит от
конфигурации поверхности объекта, его локализации в поле
зрения и перцептивных навыков наблюдателя.
Как отмечалось выше, задача, которую выполняли испыту-
емые в эксперименте 1, не предъявляла каких-либо специаль-
ных требований к способу восприятия объекта. Между тем, ее
решение могло быть достигнуто двумя путями: через перцептив-
ное выделение собственно фигуры и перцептивное выделение
контурной рамки как таковой. Можно полагать, что в зависи-
мости от способа восприятия выявленные детерминанты будут
оказывать различное влияние на амплитуду саккад, а резуль-
таты проведенного исследования демонстрируют лишь усреднен-
ную тенденцию. Проверка этой гипотезы предполагает органи-
зацию такой экспериментальной ситуации, в которой способ вос-
приятия выступил бы в качестве основной контролируемой
переменной.
2.4. Перцептивное выделение фигуры
В эксперименте 2 изучалось влияние контролируемых пере-
менных на амплитуду фиксационной саккады в условиях задан-
ного способа восприятия. От испытуемого требовалось как мож-
но отчетливее воспринять фигуру комплексного объекта, а в тех
случаях, когда она отсутствовала — контурную рамку.
Результаты эксперимента.
Прежде всего рассмотрим распределения амплитуд саккад
при восприятии только контурной рамки.
В площадь рамки с узкой линией контура (Рис. 2.20) попа-
дает не менее 80% всех точек фиксации, причем справа это зна-
чение несколько выше (не менее 90%). В разных частях поля
зрения и в разных зонах объекта распределение фиксаций нео-
динаково. В левом поле зрения вероятность попадания в зоны
Р2, Ф2, Ц, Ф1 варьирует в узких пределах: 16-20%, в правом —
на фоне почти равной вероятности фиксации зон Р1, Ц, Ф2
(15-18%) выделяется сравнительно высокий процент попаданий
в Ф1 (35%).
Картина распределений точек фиксации при восприятии
рамки с широкой линией контура (Рис. 2.21) несколько иная.
Как справа, так и слева в площадь рамки попадает около 90%
фиксаций. Слева выделяются воны Ц и Ф1, в которых распре-
делено 2/3 всех точек фиксаций, чуть меньше (22,5%) попада-
109
Рис. 2.20. Распределение точек фиксации при перцептивном выделении
«слабой» коитуриой рамки.
Рис. 2.21. Распределение точек фиксации при перцептивном выделении
«сильной» коитуриой рамки.
110
!.22. Распределение точек фиксации при восприятии комплексных
тов со «слабой» рамкой.
2.23. Распределение точек фиксации при восприятии комплексных
ктов с «сильной.» рамкой.
ill
Рис. 2.24 Распределение точек фиксации при восприятии фигуры, рас
положенной слева относительно геометрического центра рамки.
Рис. 2.25. Распределение точек фиксации при восприятии фигуры, рас-
положенной справа относительно геометрического центра рамки.
112
еТ в зону Ф2. Справа эксцесс выражен слабее (Ц = Ф1 = 23,5%),
а число фиксаций в Р1 и Ф2 примерно одинаково (16,5-17,9%).
На Рис. 2.22 и 2.23 представлены гистограммы распределе-
ний фиксаций при восприятии комплексных объектов. В коли-
чественном отношении (позонное сравнение) они мало отлича-
ются друг от друга (в пределах ±5%). Тенденции же, которые
онн репрезентируют, несколько различны. В левом поле зрения
при «слабой» рамке число фиксаций от отдаленной периферии
(Р2) к геометрическому центру рамкн (Ц) монотонно снижает-
ся, вновь поднимаясь в Ф1. При «сильной» рамке, напротив,
число фиксаций от отдаленной периферии (Р2) к Ф1 монотон-
но возрастает. В обоих случаях частота фиксаций Ф1 наивыс-
шая (21-24%). В правом поле зрения как при «сильной», так
и при «слабой» рамке наибольшее число фиксаций приходится
на Ц (25%). Различия касаются симметричного понижения (при
«сильной» рамке) в Ф1 и Ф2 иодновременно их повышения в
Р1 н Р2,
Фигура слева относительно центра рамки (Рис. 2.24). В пло-
щадь рамки попадает 85-90% точек фиксации. Их распределе-
ние зависит от местонахождения объекта в поле зрения. Слева
максимум точек фиксации помещается в зоне Ф1, противопо-
ложной локализации фигуры (Ф2). Справа— в зоне Ц, смежной
с зоной локализации фигуры (Ф1). И в левой, и в правой части
поля зрения Ф2<Ф1, независимо от того, где в действительнос-
ти располагается фигура.
Фигура справа относительно центра рамки (Рис. 2.25). В пло-
щадь рамки попадает до 85% всех точек фиксации, распределе-
ние которых непосредственно связано с положением тест-объек-
та в поле зрения. Если слева существует два максимума: Ф1
(20,7%), соответствующий локализации фигуры, и Р2 (23,0%),
то справа представлен лишь один максимум частоты фиксаций —
Ц (24,9%). Слева Ф1 чуть больше Ф2, справа Ф1 = Ф2.
Обратим внимание на попарное сходство гистограмм, пред-
ставленных ня Рис. 2.22 и 2.25 и Рис. 2.23, 2.24, Тенденции, а
в некоторых случаях и величина распределения точек фикса-
ции, под влиянием ширины контура рамки н локализации фи-
гуры совпадают.
Кросскулътурные особенности. Гистограммы распределе-
ния точек фиксации русскоязычных испытуемых, характери-
зующие влияние рамки (Рис. 2.26 н 2.27), имеют много об-
113
Рис. 2.26. Распределение точек фиксации русскоязычных испытуемые
при восприятии комплексных объектов со «слабой» рамкой.
Рис. 2.27. Распределение точек фиксации русскоязычных испытуемых
при восприятии комплексных объектов с «сильной» рамкой.
114
.28. Распределение точек фиксации арабоязычных испытуемых
сприятии комплексных объектов со ъслабоиь рамкой.
.29. Распределение точек фиксации арабоязычных испытуемых
)сприятии комплексных объектов с ^сильной* рамкой.
115
Рис. 2.30. Распределение точек фиксации русскоязычных испытуемых
при восприятии фигуры, расположенной слева относительно геометри-
ческого центра рамки.
Рис. 2.31. Распределение точек фиксации русскоязычных испытуемых
при восприятии фигуры, расположенной справа относительно геомет-
рического центра рамки.
116
щего (как по тенденциям изменения, так и в конкретных зна-
чениях) с гистограммами, изображенными на Рис. 2.22 ц
2.23. Небольшое исключение касается действия «сильной»
рамки: слева распределения более гомогенизированы относи-
тельно позиции Р2, Ф2, Ц, Ф1, справа — имеют более выра-
женный геометрический центр за счет уменьшения числа
фиксаций в Ф2. У арабоязычных испытуемых действие «сла-
бой» рамки совпадает с тенденциями в общей группе, одна-
ко перепады значений имеют здесь более рельефный харак-
тер (Рис. 2.28). Влияние «сильной» рамки (Рис. 2.29) иное:
иерархизируются распределения в левой части поля зрения
(Ф2 = 14,3% , Ц ~ 22,9% , Ф1 = 25,0%) и примерно в два ра-
за (до 23,9%) увеличивается частота попадания в Ф2. Иначе
говоря, у разных культурных групп «сильная» рамка имеет
противоположное действие.
По-разному влияет на распределение точек фиксации и по-
зиция фигуры. В тех случаях, когда она располагается слева
от центра контурной рамки (Рис. 2.30, 2.32), у русскоязычных
испытуемых наибольшее количество фиксаций в левой части
поля зрения приходится иа зоны Ц и Ф1, у арабоязычных —
на зону Ф1; в правой части поля зрения гистограммы каждой
из групп имеют сходные очертания. В тех случаях, когда фи-
гура располагается справа от центра контурной рамки (Рис.
2.31 и 2.33), в левой части поля зрения образуются два про-
странственно разделенных эксцесса: Ф1 и Р2 (для русских
Р2 > Ф1; для сирийцев Ф1 > Р2), а в правой части поля зрения
наиболее часто фиксируются Ц (22,7% ) — русскоязычные ис-
пытуемые и Ц (27,6%), Ф2 (26,4%) — арабоязычные испыту-
емые. Отметим, что и здесь одной из критических зон являет-
ся Ф2, которая альтернативно меняется у представителей раз-
ных культурных групп: в левом поле зрения вероятность ее
фиксации у русских испытуемых возрастает, а у сирийцев
падает; в правом поле зрения это отношение меняется на про-
тивоположное.
Кластерный анализ полученных данных показывает су-
щественное различие результатов эксперимента 1 и экспе-
римента 2 (Рис. 2.34). Прежде всего наблюдается инверсия
четных и нечетных номеров области фиксаций, кодирую-
щих принадлежность к правому и левому полю зрения. Са-
мостоятельный кластер «левое поле зрения» отсутствует-
вместо него образуется несколько зон фиксаций, объединен-
118
Рис. 2.34. Результаты кластерного анализа распределений точек фик-
сация всех испытуемых.
пых по различным признакам; «фигура слева относитель-
но рамки» (9 35 15 17), «слабая» рамка (3-33-13-31),
«фигура справа относительно рамкн» (5-25-27), которые
последовательно связываются друг с другом через объеди-
нение с выраженным кластером «правое поле зрения». В
правом поле зрения, однако, также отсутствуют устойчивые
ядерные образования; кластер состоит из локальных груп-
пировок, построенных на основании одного-двух признаков,
например, «слабая рамка — фигура слева» (4-14-30) или
«сильная рамка — фигура справа» (6-28-32). Локальных
кластеров, образованных на основе «формы» фигуры, не об-
наружено.
Существенно различаются и межгрупповые результаты. Для-
Русскоязычных испытуемых (Рис. 2.35) характерна дифферен-
циация (без инверсии) правосторонних и левосторонних фикса-
ций, каждая из которых разбивается на ядерные структуры
типа: «фигура справа относительно рамки» и «фигура слева от-
носительно рамкн». Для арабоязычных испытуемых (Рис. 2.36)
ТаКая дифференциация отсутствует: распределение правосторон-
и левосторонних фиксаций выглядит случайным. Здесь вы-
119
Рис. 2.35. Результаты кластерного анализа распределений точек фин
сации русскоязычных испытуемых.
Рис. 2.36. Результаты кластерного анализа распределений точек фин
сации арабоязычных испытуемых.
120
деляются несколько крупных объединений, последовательно со-
единяющихся друг с другом. Так, кластер «фигура слева отио-
сТцельно рамки (левое поле зрения)» (1-36-9-19) объединяет-
ся с кластером «фигура справа относительно рамки (правое поле
зрения)» (4-14-30-34-22-24-32), последовательно «прнтяги-
вая» к себе «смешанный» кластер (2-35-8—10—6-26- 13—23—27),
«фигура слева относительно рамки (левое поле зрения)»
(5-20-31-25-7-11) и «рамка» (9-21-33— «слабая»,
12-28-26-17-15 — «сильная»). Отметим, что широкая группи-
ровка фиксаций под влиянием контурной рамки и их внутрен-
няя дифференцированность («сильная» — «слабая» рамка) про-
являются здесь впервые.
Обсуждение результатов.
Преимущественное распределение фиксаций внутри контур-
ной рамки соответствует представлению о «центре тяжести» и
результатам, полученным в эксперименте 1. Для данной груп-
пы испытуемых «центр тяжести» в правой и левой частях поля
зрения локализуется по-разному, причем (в отличне от экспе-
римента 1) доминируют зоны Ф1 и Ц. При узкой рамке «центр
тяжести» слева распределен по зонам Р2, Ф2, Ц и Ф1, охваты-
вая 4,8 , справа — имеет форму эксцесса (Ф1). Широкий контур
рамкн оказывает в каждой части поля зрения противоположное
действие; слева — концентрирует фиксации в зонах Ц (21,6%)
и Ф1 (28,2%), справа — распределяет их между зонами Ц
(23,2%) и Ф1 (23,2%).
Описанное действие контура рамки иа «центр тяжести» в об-
щих чертах воспроизводится и прн восприятии комплексных
объектов. Хотя в этом случае слева более выраженным оказы-
вается Ф1, а распределение фиксаций справа захватывает основ-
ные зоны, прилегающие к центру (Р1, Ф1, Ф2, р2).
Как и в эксперименте 1, позиция фигуры относительно рам-
ки оказывает влияние на «центр тяжести», хотя и в меныпей-
степени. Оно проявляется в эффекте вытеснения точек фикса-
ции и якорном эффекте, соотношение которых описано в 2.4.
Эффект вытеснения более выражен в левой части поля зрения,
Якорный эффект — в правой части, совпадая с эффектом вытес-
нения по величине, а также в левом поле зрения, когда фигура
Располагается справа относительно контурной рамки. Согласно
экспериментальным данным (Рис. 2.22, 2.23 и Рис. 2.24,
2*25), позиция фигуры относительно рамки оказывает прибли-
зительно такое же действие, как и ширина контура.
121
Основные различия результатов двух экспериментов сводят,
ся к следующему. Фигура слева относительно центра рамки: с
введением новой задачи увеличивается вероятность попадание
точек фиксации в зону рамки, расположенной рядом с фигуре#
и одновременно уменьшается эффект вытеснения (Рис. 2.26 ц
2.24). Фигура справа относительно центра рамки: в левой час-
ти поля зрения доминирование эффекта вытеснения уравнове-
шивается якорным эффектом; в правой части, наоборот, якор-
ный эффект теряет свою монополию, а «центр тяжести» совпа-
дает с геометрическим центром рамки (Рис. 2.7 и 2.25).
Полученные данные показывают, что прн перцептивном вы-
делении фигуры комплексного объекта совпадение направлен-
ности глаз с зоной локализации фигуры совершенно необяза-
тельно (это положение соответствует наблюдениям и других ис-
следователей: Kaufman, Richards, 1969; Coren, Hoenig, 1972;
Гиппенрейтер, 1978; Белопольский, 1978). Достаточно попасть
в площадь обрамляющей фигуру контурной рамки. Конкретная
направленность глаз в значительной степени определяется кон-
фигурацией объекта (в том числе, локализацией фигуры отно-
сительно контура и его шириной) н его расположением в поле
зрения. Влияние требований задачи опосредствованно действием
образующих динамическое целое (систему) других детерми-
нант. В зависимости от его содержания перцептивное выделе-
ние фигуры может приводить не только к увеличению, но н к
уменьшению частоты ее фиксаций.
Сходство/различие данных двух экспериментов отражают и
кросскультурный план.
Принцип действия рамки на «центр тяжести» остается тем же
самым: в одной части поля зрения распределение фиксаций го-
могенизируется, в другой — иерархезируется. Однако, у русско-
и арабоязычных испытуемых влияние «сильной» рамки прояв-
ляется диаметрально противоположным образом.
Эффекты вытеснения и якоря имеют место у представителей
каждой из культур. Как и в эксперименте 1 эффект вытеснения
более выражен у русскоязычных испытуемых, якорный эф'
фект — у арабоязычных. В обоих случаях содействующим усло-
вием является локализация фигуры справа относительно кон-
турной рамки.
Социокультурный стиль окуломоторной активности отчетли-
во проявляется в результатах кластерного анализа. Б экспери
122
ленте 1 у русскоязычных испытуемых дифференцируются фик-
сации, расположенные в поле зрения справа и слева; виутри-
каждого из кластеров выделяется «ядро» («позиция фигуры»)
я периферия (составлена нз смешанных локальных кластеров),
у арабоязычных испытуемых ядра («фигура слева» и «фигура
справа») выделяются лишь в одной (правой) части поля зрения,
р эксперименте 2 у русскоязычных испытуемых сохраняется де-
ление фиксаций на «правосторонние» и «левосторонние», а в
каждом из полей зрения очерчиваются две ядерные структуры
(«фигура слева» и «фигура справа» относительно контурной
рамки). У арабоязычных испытуемых жесткое разделение на
«правосторонние» и «левосторонние», а также их «ядерные»
образования отсутствуют. Несмотря на различие кластерных де-
ревьев , существует устойчивый признак, который позволяет
дифференцировать представителей различных культур: относи-
тельная симметрия-асимметрия кластеров. Первая характерна
для русскоязычных наблюдателей, вторая — для арабоязычных.
Итак, задача ясного и четкого восприятия фигуры, эксцен-
трично расположенной внутри контурной рамкн, действитель-
но влияет на распределение точек фиксации относительно ком-
плексного объекта, а значит и на амплитуду выполняемой сак-
кады. Однако, требования задачи — лишь одна из детерминант,
определяющая финальную позицию глаза. Ее эффект преломля-
ется действием других детерминант (конфигурацией объекта,
его локализацией, социокультурными навыками) и ограничен
контуром объекта. Соответственно использование наблюдателем
того или другого способа восприятия означает образование впол-
не определенной детерминациоиной структуры фиксационного
поворота глаз, которая и открылась в нашем исследовании.
Согласно полученным результатам, при перцептивном выде-
лении фигуры у арабоязычных наблюдателей складывается та-
кая структура детерминант, в которой резко снижено влияние
фактора локализации тест-объекта в поле зрения (при «свобод-
ном» способе восприятия он выступает как наиболее сильный),
но более заметно, например, действие контурной рамкн. У рус-
скоязычных наблюдателей перераспределение веса детерминант
Находит выражение в уменьшении величины эффекта вытесне-
ния и изменении его соотношения с якорным эффектом. Таким
образом, применяемый наблюдателем способ восприятия игра-
ет роль катализатора, усиливающего действие той или иной
123
детерминанты и меняющего в этой связи соотношение других
детерминант; при этом их исходный состав и предельные воз-
можности остаются неизменными.
Влияют ли выделенные детерминанты на амплитуду сакка-
ды в тех случаях, когда ставится задача фиксировать точечный
стимул, расположенный внутри комплексного объекта, или на
его фоне? Подобный вопрос затрагивает правомерность сложив-
шихся процедур калибровки движений глаз. Особое значение он
приобретает в прикладных исследованиях (в инженерной пси-
хологии, эргономике, радиологии) — там, где имеет место неод-
нородный фон и сложная конфигурация воспринимаемого
объекта. Если эффекты, описанные выше, действительно име-
ют место в ходе фиксации точечных стимулов, их необходимо
учитывать при анализе окулограмм и (в зависимости от степе-
ни выраженности) вносить соответствующие поправки. Изуче-
нию данного вопроса был посвящен эксперимент 3. Вводимые
ограничения на способ восприятия тестовых объектов позволя-
ют рассматривать его как развитие эксперимента 2.
2.5. Фиксация центра контурной рамки
В эксперименте 3 определялось влияние контролируемых пе-
ременных на амплитуду первой саккады при фиксации геомет-
рического центра рамки комплексного объекта. В каждой пробе
от испытуемого требовалось перевести взор иа маленькую черную
точку (15), изображенную в середине контурной рамки.
Результаты эксперимента. Гистограммы фиксационных по-
зиций глаз при переводе взора на точку, локализованную в цен-
тре контурной рамки (фигура отсутствует), представлены на Рнс.
2.37 и Рис. 2.38. Как и в предшествующих экспериментах, здесь
также имеет место асимметрия распределений точек фиксации.
В левом поле зрения выделяются области Ф2 (30%) и Ц (29%),
в правой — Ц (46 %). Ширина контурной рамки оказывает иа рас-
пределения противоположные влияния: усиливает эксцесс в ле-
вой части поля зрения (Ц - 44%) и инвертирует его в правой
(Ф2 = 44%). При предъявлении как «слабой*, так и «сильной*
рамки в площадь объекта попадает около 95% точек фиксации.
Гистограммы фиксаций, при предъявлении комплексны*
объектов с узким и широким контуром рамки (Рис.2.39
и Рис.2.40), соответствуют друг другу с точностью до 1-3% *
Их отличительная особенность — симметричность распределе-
124
Распределение фиксаций при переводе взора в центр
амки.
. Распределение фиксаций при переводе взора в центр
рамки.
125
Рис. 2.39. Распределение фиксаций при переводе взора в центр ком-
плексного объекта со «слабой» рамкой.
Рис. 2.40. Распределение фиксаций при переводе взора в центр ком-
плексного объекта с «сильной» рамкой.
126
Распределение фиксаций при переводе взора в центр ком-
эбъекта (фигура слева).
Распределение фиксаций при переводе взора в центр ком-
объекта (фигура справа).
127
Рис. 2.43. Распределение фиксаций русскоязычных испытуемых при пе-
реводе взора в центр комплексного объекта со ^слабой* рамкой.
Рис. 2.44. Распределение фиксаций русскоязычных испытуемых при не
реводе взора в центр комплексного объекта (фигура слева).
128
лий в левой и правой частях поля зрения (исключение: Ф2 в
правом поле зрения при сильной рамке). Каждое из распреде-
лений имеет эксцесс, совпадающий с геометрическим центром
рамки (35-37%), около половины точек фиксации располагают-
ся в смежных зонах Ф1 и Ф2 (Ф2 > Ф1) и 11-12% в зонах Р2 и
pl (Р2 > Р1). Следовательно, свыше 85% точек фиксации попа-
дает в сравнительно узкую область, центр которой занимает це-
левой стимул.
На Рис. 2.41 и Рис. 2.42 представлены гистограммы то-
чек фиксации, соответствующие локализации фигуры либо сле-
ва, либо справа относительно центра контурной рамки. Нетруд-
но заметить, что и эти распределения очень похожи, незначи-
тельно (в пределах 3-5% ) отличаясь от изображенных на Рис.
2.39 и Рис. 2.40. Различия касаются количественных соотно-
шений Ф2 и Ф1. В тех случаях, когда фигура располагается
слева, разность Ф2-Ф1 сокращается до 4-14% когда же фи-
гура располагается справа — увеличивается до 17-21% . Суще-
ственно, что 95-98% всех фиксаций локализуется в площади
тест-объекта, из них ие менее 80-85% попадает в центральную
часть (Ц, Ф1, Ф2).
Кросскулътурные особенности. Гистограммы, построенные
на основании данных различных социокультурных групп, по-
казывают, что стабильность распределения точек фиксации ха-
рактерна для русскоязычных испытуемых. Лишь «слабая»
рамка слева (Рис. 2.43) незначительно меняет соотношения Ф1
и Ф2 (Ф1 > Ф2), и Р1 и Р2 (Pl > Р2). Сходное влияние оказы-
вает локализация фигуры слева относительно геометрическо-
го центра рамки; колебания значений при этом не превыша-
ют 5% (Рис. 2.44).
Представители арабской культуры демонстрируют иные тен-
денции. Действие «слабой» рамки предполагает: слева — эксцесс,
охватывающий зоны Ц и Ф2 (по 37%), справа — эксцесс в Ф2
(37%), в область цели попадает около трети всех фиксаций (Ц = 32%).
Введение «сильной» рамки несколько изменяет картину распре-
делений. Слева появляется эксцесс в центре контурной рам-
ки (Ц = 35%) и увеличивается Ф2 (до 20%); справа — усилива-
ется Ф2 (до 42%). Локализация фигуры слева относительно кон-
турной рамки уравновешивает распределения точек фиксации в
3°нах ТТ и Ф2 (по 35%). При локализации фигуры справа отно-
сительно контурной рамки как в левой, так и в правой частях
Рис. 2.45. Результаты кластерного анализа распределений точек фик-
сации всех испытуемых.
поля зрения образуется эксцесс Ф2 = 42-45%. И здесь колебания
значений сравнительно невелики: в пределах 10-12%.
Результаты кластерного анализа дополняют и уточняют по-
лученные данные. Кластерное дерево (Рис. 2.45) включает две
группы распределений: «четные» и «нечетные», соответствую-
щие расположению точек фиксации в правом н левом поле зре-
ния. Каждая из групп дифференцируется на «смешанные» кла-
стеры, составленные из неполных локальных объединений типа:
слева: «форма фигуры» (круг — полукруг) — 5-9-13-17; «сла-
бая» рамка — 21-25-33-29; «форма фигуры (полосы) — рам-
ка» — 11-19 и т. п., справа: «форма фигуры (полосы)» — 4-20;
«фигура справа» — 8-24; «фигура слева» —- 30-10-18 и ДР-
Правосторонние и левосторонние кластерные деревья носят аси-
мметричный характер. Их особенности: отсутствие ядерных об-
разований по признаку локализации фигуры относительно цен-
тра контурной рамкн и появление базовых кластеров иа основе
общности формы фигуры или ее площади (полосы занимают
площадь в несколько раз большую, чем другие формы).
Описанная структура в наиболее общих чертах соответству-
ет кластерному дереву русскоязычных испытуемых (Рис. 2.46)-
130
Рис. 2,46. Результаты кластерного анализа распределений точек фик-
сации русскоязычных испытуемых.
^ис. 2.47. Результаты кластерного анализа распределений точек фик
Сации арабоязычных испытуемых.
5*
13]
Оно также включает хорошо разделяемые группы правосторон.
них и левосторонних фиксаций, каждая из которых дифферен-
цируется на «смешанные» кластеры. В левой части поля зре-
ния фиксации объединяются на основе признаков «слабая рам-
ка» (21-25-33-29), «сильная рамка» (11-19-15), «фигура
справа» (23-31-2 7-35), «форма фигуры» (круг — полу,
круг) (5-9-13-17); в правой части — по признакам «сильная
рамка» (2-26-18-6-36), «слабая рамка» (10-22-30), «фигура
справа» (8-24-28); «форма фигуры» (полосы) (4-20) и др. Сре-
ди базовых кластеров, таким образом, доминируют «рамка» и
«фигура справа», играющие роль относительно симметричных
ядериых образований.
Несмотря иа то, что кластерное дерево фиксаций арабоязыч-
иых испытуемых (Рис. 2.47) также имеет выраженную правую
и левую стороны, оно остается асимметричным: левосторонний
кластер объединяется с фрагментом правостороннего и лишь при
этом условии связывается с оставшимися фрагментами. В каче-
стве базовых выступают объединения: в левой части поля зре-
ния: «форма фигуры» (полосы) (3-11), «сильная рамка» (19-23),
«слабая рамка» (13-29-25-33), «фигура малой площади»
(15-31-27), «фигура справа» (5-21) и др.; в правой части поля
зрения: «слабая рамка» (4-8-34); «сильная рамка»
(12-16-28-32-36-20-24), «фигура слева» (2-10-18), «слабая
рамка» (14-26-30) и др. Следовательно, и базовые кластеры ока-
зываются асимметричными: ядериое образование — «рамка» —
наиболее выражено в правой части поля зрения; в левой части
поля зрения доминируют «смешанные» кластеры (группировка
фиксаций на основе нескольких признаков).
Обсуждение результатов. Результаты эксперимента 3 кон-
трастируют с результатами экспериментов 1 и 2.
Прежде всего замечаются высокая частота фиксаций точеч-
ного объекта, локализованного в геометрическом центре контур-
ной рамки (без эксцентричной фигуры) и низкая частота фик-
саций Р1 и Р2. При этом эксцесс «центра тяжести» может не
совпадать с зоной целевого стимула, т. е. его фиксация регуляр-
но оказывается «неточной». Направленность глаз зависит от
того, где (в правом или левом поле зрения) локализуется объ-
ект, насколько выражен его контур и к какой социокультурной-
группе принадлежит наблюдатель. В левой части поля зрения
«центр тяжести» совпадает с Ф2 н Ц («слабая» рамка), либо
только с Ц («сильная» рамка), в правой части — с Ц («слабая»
132
Рис. 2.48. Динамика состава фиксационных поворотов глаз сирийцев в зависимо-
сти от локализации комплексного объекта в поле зрения (слева и справа) и по-
ставленной задачи; 1 — свободное восприятие, 2 — перцептивное выделение фи-
гуры, 3 — перевод взора в геометрический центр рамки. — число одинарных,
♦— двойных, О— тройных саккад (в %).
₽ис. 2.49. Динамика состава фиксационных поворотов глаз русских в зависимос-
ГИ от локализации комплексного объекта в поле зрения (слева и справа) и постав-
ленной задачи; 1 — свободное восприятие, 2 —- перцептивное выделение фигуры,
~перевод взора в геометрический центр рамки. — число одинарных, ♦—
двойных, О— тройных саккад (в %).
133
рамка), либо с Ф2 («сильная» рамка). Ширина рамкн действу,
ет на «центр тяжести» альтернативным образом: гомогенизирует
либо иерархнзирует центральную часть распределения точе^
фиксации. Влияние условий восприятия на «центр тяжести» в
целом совпадает с тем, которое наблюдалось в предшествую-
щих экспериментах.
Следовательно, задача фиксации точечного элемента, распо-
ложенного посредине контурной рамки, сужает оперативную
зону фиксаций, сохраняя тенденции изменения «центра тяже-
сти», характерные для задачи свободного восприятия.
Сопоставляя результаты эксперимента 3 с данными Дж.Финд-
ли (1981), З.Капоулы (1982), Л.Митрани (1973) и др., подчерки-
вающими зависимость точности фиксации от размера стимульно-
го объекта, можно предположить, что в нашем исследовании це-
ленаправленный поворот глаз не ограничивался одной
единственной саккадой и имел более сложную структуру. Действи-
тельно, как следует нз Рис. 2.48 и Рнс. 2.49, при переводе взора
в геометрический центр рамки половина всех фиксационных по-
воротов глаз налево и более трети — направо состоят из несколь-
ких саккад. В левой части поля зрения их число непосредственно
зависит от размера стимульного (целевого) объекта: чем меньше
стимул, тем больше «двойных» и«тройных» поворотов глаз. В Пра-
вой части поля зрения соотношение простых и сложных поворо-
тов при изменении задачи практически не меняется. Некоторое ис-
ключение составляют арабоязычные испытуемые, у которых с
уменьшением размера цели число двойных саккад вправо также
уменьшается. Этн результаты показывают, что первая саккада не-
обязательно должна приводить к метрически точному совпадению
направления глаз и площади цели. Во-первых, глаз может быть
направлен и эксцентрично цели (±1,8°), обеспечивая выполнение
требований задачи (проекция точечного объекта на сетчатке и в
этом случае попадает в область желтого пятна). Во-вторых, если
этот эксцентриситет окажется слишком большим, последует кор-
рекционная саккада, снимающая рассогласования. Как показали
3.Капсула (1983) и Х.Кофф (1987), более точный поворот глаз тре-
бует большего латентного перода и имеет более сложные формы ре*
ализации, в частности, последовательное (с помощью нескольких
саккад) приближение к точечной цели. По-видимому, первая сак-
када обеспечивает общее, или грубое наведение глаз на целевой
стимул, подчиняясь глобальным свойствам структуры объекта и
его локализации в поле зрения. Если новое направление глаза
134
оказывается недостаточным для выполнения требований задачи,
сЛедует дополнительный скачок, который формируется уже с уче-
том локальных пространственных свойств объекта. Данное пред-
ставление позволяет понять не только специфику профилей и тен-
денции изменений «центров тяжести» в экспериментах 1, 2, 3, но
и различие влияний на распределение фиксаций контуров рамкн:
«широкий» контур, имеющий относительно низкую простран-
ственную частоту, адекватно отражается на более ранних стадиях
зрительного процесса и наиболее эффективно влияет на организа-
цию именно первой саккады.
Появление фигуры, эксцентрично расположенной относи-
тельно целевого стимула, не влияет на компактность распреде-
ления основной массы точек фиксации (85%) и их стабильность
в центральной зоне (Ц = 36±3%). Чувствительным к ее действию
(как и к действию рамки или социокультурных навыков) ока-
зываются Ф1 и Ф2; причем тогда, когда фигура локализуется
справа: небольшой эффект вытеснения регистрируется в левой
части поля зрения (Ф1:Ф2 - 17% : 37%), а якорный эффект —
в правой (Ф2:Ф1 = 36% : 15%). Согласно результатам кластер-
ного анализа, влияние позиции фигуры явно снижается и ста-
новится сопоставимой с влияниями ширины рамки и формы
фигуры. Впервые в эксперименте 3 обнаруживается связь «цен-
тра тяжести» с площадью фигуры. В целом же по сравнению с
результатами свободного восприятия (эксперимент 1) при фик-
сации точечного стимула «центр тяжести» значительно менее
подвержен влиянию конфигуратнвных и пространственных
(право-лево) свойств объекта. Асимметрия комплексного объек-
та восприятия и активное действие «сил зрительного поля»
(Коффка, 1935; Арихейм, 1974), также как и соотношение ве-
личии целевого стимула и фигуры (они могут различаться по
площади более, чем иа два порядка), не являются существенны-
ми условиями организации фиксационного поворота глаз. Веду-
щей детерминантой в данном случае становится позиция (зри-
тельное направление) точечного стимула.
С кросскультурной точки зрения сделанный вывод нуждается
в уточнении. У арабоязычных наблюдателей конфигурация и по-
зиция (правое-левое поле зрения) объекта влияют на распреде-
ление точек фиксации в большей степени, чем у рускоязычных.
При этом структуры детерминант фиксационных поворотов глаз
представителей различных культур также оказываются различ-
ными. Социокультурный стиль окуломоторной активности про-
135
является, следовательно, и в решении простейшей задачи фик-
сации точечного стимула.
Таким образом, перцептивное выделение элемента, имеющего
малые угловые размеры и расположенного в геометрическом
центре комплексного объекта, ведет к нивелированию действия
основных детермининт фиксационного поворота глаз. Оператив-
иая зона фиксаций сужается, а ее структура приобретает боль-
шую жесткость.
Результаты эксперимента 3 показывают, что стандартная про-
цедура калибровки амплитуды движений глаз (фиксация точек-
иых элементов, расположенных на одинаковом расстоянии от
центра) хотя и выполняет при грубых измерениях свою прямую
функцию, зависит от целого ряда условий (конфигурации бли-
жайшего и отдаленного фона, локализации в поле зрения, социо-
культурной принадлежности наблюдателя и др.), которые при
тонких измерениях способны оказывать влияние на изучаемый
процесс. Это влияние может быть обнаружено и в ходе сравни-
тельно грубых оценок амплитуд целенаправленных поворотов
глаз при отсутствии их «жесткой привязки» к точечному стиму-
лу. Можно полагать, что описанная структура детерминант пер-
вой саккады н степень ее влияния непосредственно связаны с ве-
личиной функционального поля зрения и зависят, следователь-
но, как от углового размера предмета восприятия (целевого
стимула), так и от усилий (концентрации зрительного внимания)
наблюдателя. Последние, согласно отчетам испытуемых, распре-
делены неравномерно. В экспериментах 1 и 2 концентрация вни-
мания имеет место в первые 10-20 проб и затем снижается, от-
вечая некоторому оптимальному уровню, который соответствует
темпу предъявления тестового материала и продолжительности
серин. В эксперименте 3 высокий уровень концентрации внима-
ния сохраняется в течении всего тестирования. И в том, и в дру-
гом случае эффективность выполнения задания самими испыту-
емыми оценивается как удовлетворительная.
Проведенные исследования позволяют заключить, что сте-
пень точности установки глаз определяется не метрикой их на-
правления по отношению к зрительному направлению предме-
та, а положением относительно его «центра тяжести», т. е. яв-
ляется функциональным параметром. С изменением структуры
детерминант (даже если стимульная ситуация остается той же
самой) «эталон точности» установки глаз меняется.
136
2.6. Окуломоторная активность
при восприятии комплексного объекта
Подведем итоги. В выполненном исследовании мы попыта-
лись проанализировать особенности детерминации фиксационно-
го поворота глаз человека при восприятии комплексных объектов.
Для этой цели была разработана методика, позволяющая изу-
чать зависимость амплитуды саккад (распределений точек фикса-
ции) от конфигурации поверхности объекта (формы фигуры, ее
расположения внутри контурной рамки, ширины контурной рам-
кн), его локализации в поле зрения (справа или слева от исходной
точки фиксации) и социокультурных навыков наблюдателя (в эк-
спериментах приняли участие представители арабской и европей-
ской культур). Варьируя задачу наблюдения (свободное восприятие
комплексного объекта, выделение фигуры, фиксация геометричес-
кого центра рамки), мы провели эксперименты, результаты кото-
рых приводят к следующим выводам.
Адекватное восприятие объекта обеспечивается установкой
(направленностью) глаз в одну из позиций оперативной зоны фик-
саций. Она имеет неоднородное строение и включает: 1) ядро, или
«центр тяжести» — наиболее часто фиксируемые области объек-
та, 2) область менее интенсивных фоновых фиксаций, ограничен-
ную поверхностью объекта, и 3) область разряженных фиксаций
вне поверхности объекта (периферию). «Центр тяжести» в общем
случае не совпадает ни с геометрическим центром комплексно-
го объекта, ни с геометрическим центром фигуры. Возможно су-
ществование нескольких «центров тяжести» одновременно. С
изменением требований задачи восприятия, конфигурации и ло-
кализации объекта, а также других обстоятельств, величина,
структура и расположение оперативной зоны фиксации изменя-
ются. При этом степень точности целевой установки глаз зада-
ется их положением относительно «центра тяжести».
Фиксационный «центр тяжести» объекта характеризуется
тремя параметрами: локализацией (местоположение в той или
иной области объекта), интенсивностью (соотношение наивыс-
шей и средней частоты фиксаций) и фронтом («центр тяжести»
Может занимать как узкую, так и широкую область поверхнос-
ти объекта). Его профиль, или конкретное сочетание парамет-
ров, зависит от конфигурации поверхности, локализации объек-
та в поле зрения, содержания зрительной задачи и социокуль-
турных навыков наблюдателя.
137
Профили распределения фиксации в левой и правой частях по,
ля зрения в общем случае асимметричны и носят альтернатив-
ный характер. Если слева «центр тяжести» имеет узкий фронт
и высокую интенсивность, то справа — широкий фронт н более
низкую интенсивность, н наоборот. Исключение составляют
«центры тяжести», возникающие при фиксации точки, локали-
зованной внутри комплексного объекта.
Фигура, эксцентрично расположенная внутри контурной
рамки, оказывает на «центр тяжести» двоякое действие: «вытал-
кивает» его на свободное пространство рамкн (эффект вытесне-
ния), либо «притягивает» к себе (якорный эффект). Первое на-
иболее выражено в левой части поля зрения, второе — в пра-
вой. Любое распределение точек фиксации относительно
поверхности комплексного объекта выражает интегративный
эффект противоположно направленных тенденций.
Ширина контурной рамкн оказывает влияние преимуще-
ственно на фронт «центра тяжести», сужая либо расширяя его.
Как правило в левой и правой частях поля зрения ширина кон-
турной рамкн действует противоположным образом.
Влияние формы фигуры на распределение фиксаций очень
локально, нерегулярно и выглядит случайным. Оно обнаружи-
вается лишь при перцептивном выделении точечного стимула
и связано не столько с самой формой, сколько с ее площадью
(размером).
Хотя различия в распределениях фиксаций русскоязычных
и арабоязычных испытуемых касаются преимущественно лока-
лизации воспринимаемого объекта в поле зрения (профилн«цен
тра тяжести» представителей разных культур обычно инверти-
рованы относительно вертикальной осн), они обнаруживаются
в особенностях влияния и других контролируемых переменны:
выраженности контура, позиции фигуры, задачи, решаемой наб
людателем. Так, эффект вытеснения более выражен у русской
зычных наблюдателей, якорный эффект — у арабоязычных
Для первых характерны симметричные кластерные деревья
фиксаций, для вторых — асимметричные. При выполнении за-
дачи фиксации точечного стимула профили «центра тяжести»
у русских более стабильны, чем у сирийцев. Частота попадания
точек фиксации на поверхность объекта у представителей араб
ской культуры несколько выше и т. д. Совокупность этих вли
яннй характеризует социокультурный стиль глазодвигательно!
активности наблюдателя.
138
Рассмотренные детерминанты по-разному влияют на ам-
плитуду фиксационных саккад. Наиболее сильное регуляр-
ное действие оказывают позиция объекта восприятия в поле
зрения (справа или слева), расположение фигуры относитель-
но контурной рамки и социокультурный навык наблюдателя.
Ширина контурной рамки и, в особенности, форма (площадь)
фигуры оказывают на амплитуду саккад слабое нерегулярное
влияние. Действие каждой из детерминант имеет нелинейный
характер и зависит от действия всех других. Однако при любых
сочетаниях детерминант амплитуда саккад ограничивается по-
верхностью комплексного объекта. Иначе говоря, детерминация
фиксационных поворотов глаз, включенных в восприятие слож-
ноорганизованного объекта, по своей природе системна.
При перцептивном выделении фигуры точки фиксации могут
локализоваться вне ее поверхности. Достаточно попадания на
поверхность комплексного объекта. Конкретная позиция глаз
и в этом случае определяется наличной системой детерминант.
Принимаемый наблюдателем способ восприятия играет роль ка-
тализатора, усиливающего действие конфигуративной и/или
пространственной детерминанты и меняющего в этой связи со-
отношение других детерминант (детерминационную структуру);
их исходный состав и функциональные возможности остаются
неизменными.
Требование фиксации точечного элемента, расположенного
в геометрическом центре контурной рамки ведет к сужению опе-
ративной зоны фиксаций, симметрии и стабильности профилей-
«центра тяжести», при этом глаз может быть направлен в сто-
рону от цели (около двух угловых градусов). В данном случае
«центр тяжести « менее подвержен влиянию конфигуративных
и пространственных свойств поверхности объекта, а доминиру-
ющей детерминантой выступает зрительное направление точеч-
ного стимула.
При любом способе восприятия каждый третий фиксацион-
ный поворот глаз на комплексный объект состоит из двух и бо-
лее саккад. Вероятность нх появления в левой части поля зре-
ния зависит от размера стимульного (целевого) объекта: чем
Меньше стимул, тем больше (до 50%) «двойных» и «тройных»
поворотов. В правой части поля зрения вероятность сложных
Поворотов глаз (при неизменности дистанции до объекта) прак-
тически не меняется.
139
Первая фиксационная саккада обеспечивает общее, нли гру.
бое, наведение глаз на целевой стимул, подчиняясь глобальны^
пространственным свойствам объекта и его локализации в по-
ле зрения. Если новое положение глаз оказывается недостаточ-
ным для выполнения требований зрительной задачи, следует
дополнительный скачок, который формируется с учетом локаль-
ных свойств (деталей) объекта. Способ выполнения саккады
(первой и последующих) соответствует системе перцептивных
навыков, выработанных наблюдателем в определенной социо-
культурной среде.
Результаты проведенного исследования подтверждают валид-
ность разработанных методических средств и, в частности, эф-
фективность применения кластерного анализа точек фиксации
при изучении социокультурных стилей глазодвигательной ак-
тивности человека. Апробированная методика может быть ис-
пользована для изучения закономерностей детерминации фик-
сационных поворотов глаз, а также динамики оперативной зоны
фиксаций, в тех случаях, когда отсутствуют современные тех-
нические средства предъявления визуальной информации. Ее
развитие предполагает введение а) более строгого количествен-
ного аппарата обработки данных, в том числе, многофакторно-
го дисперсионного анализа, б) компьютерных средств предъяв-
ления стимульного материала и в) автоматизированной обработ-
ки данных о движении глаз.
В практическом плане описанные закономерности предпола-
гают переход к такой интерпретации окулограмм, в основе ко-
торой лежат представления о системной детерминации фикса-
ционных поворотов глаз. Учитывая конфигуратнвиое сходство
поверхности комплексного объекта и лицевой панели конт-
рольно-измерительного прибора, полученные эмпирические дан-
ные могут быть использованы при организации рабочих мест и
обучении операторов сложных технических систем (электростан-
ций, транспортных средств и др.) различной социокультурной
принадлежности. Обнаруженные особенности детерминации
фиксационных саккад имеют значение и для эффективной орга-
низации процедур калибровки движений глаз, прежде всего в
тех ситуациях, когда наблюдатель воспринимает небольшие
объекты и требуется высокая точность измерений окуломотор-
ной активности.
140
РАЗДЕЛ III.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
ФИКСАЦИОННЫХ ПОВОРОТОВ ГЛАЗ
В ПРОЦЕССЕ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ
В предыдущем разделе фиксационный поворот глаз рассмат-
ривался довольно абстрактно—как двигательный автоматизм
(окуломоторный навык), характеристики которого определяют-
ся локализацией, конфигуративными особенностями поверхно-
сти объекта восприятия, решаемой задачей и социокультурной
принадлежностью наблюдателя. В действительности же он име-
ет собственную организацию и подчиняется действию не только
внешних, но и внутренних детерминант. К их числу относятся
прогнозирование конечного и/или промежуточного результата,
способ управления движениями глаз, ведущий уровень, на кото-
ром онн строятся, сопряженность окуломоторикн с другими дви-
гательными актами наблюдателя и т. п. Действие внешних де-
терминант фиксационного поворота глаз всегда опосредствовано
констелляцией его внутренних условий. Вез их учета анализ
окулограмм оказывается неполным или недостаточно коррект-
ным. Именно внутренние условия целенаправленных движений
являются, источником дисперсии амплитуды саккад, нелиней-
ности и ограниченности влияния внешних детерминант, а так-
же сложных по составу поворотов глаз, описанных в Разделе II.
Анализу этих условий посвящен третий Раздел книги. Мы рас-
смотрим закономерности функционирования ГДС с измененным
направлением зрительной обратной связи и каналы ее включе-
ния в процесс зрительного восприятия. Излагаемые здесь иссле-
дования конкретизируют возможности еще одного—электромаг-
нитного—метода регистрации движений глаз.
3.1. Архитектоника фиксационного поворота
Фиксационный поворот глаз представляет собой целостный
поведенческий акт, реализующий познавательное (перцептив-
ное) отношение индивида к среде. Его результатом становится
новое относительно устойчивое направление глаз, которое обес-
печивает оптимальные условия восприятия значимого элемен-
та или отношения среды. Этому направлению соответствует ло-
кализация (или тенденция локализации) проекции объекта в
центральной области сетчатки. Визуальная данность субъекту
значимых свойств действительности оказывается здесь н побуЖ"
142
ОБРАТНАЯ ГРЕ)АФФЕРЕНТАЦИЯ
^ффЕРЕПТАЦИЯ
Й^иятетьная
1ести^\-1^риая
ц-
Способ сенсорно-
окуломоторной
X интеграции
АФФЕРЕНТНЫЙ СИНТЕЗ
Головы: дц
чамика со-
стояния
экстраоку*
Окуломоторная
Мотивация
новое На'
правление
глаз отно
ентельно
| фиксите
йекта
рГемпературная[
Г“ "Болевая
Принятие
решения
о поворот
ЭФФЕРЕНТАЦИЯ
Акцептор
результате!
иксацион
кого
поворота
рройрионепгиякан
рУкустическа
Программа
фнксанион
ного
поворота
Выполнение
движем ня
Величина»
направле-
ний ско-
рость и ус-
корение
смешения
проекции
объекта
фиксации
относи-
тельно сет
чатки. из
мененпе
положения
Рис. 3.1.Функциональная архитектоника фиксационного поворота глаз,
дением, и полезным эффектом движения, и условием его
завершения.
Как и любой поведенческий акт фиксационный поворот глаз
имеет сложную архитектонику (Рис. 3.1), которая неплохо опи-
сывается в понятиях теории функциональных систем (Анохин,
1978, 1980). Он начинается с афферентного синтеза-интег-
рации исходных предпосылок движения: мотивации (потребно-
сти в визуальном выделении некоторого элемента или отноше-
ния среды), опыта выполнения окуломоторных актов в прошлом
и афферентации, информирующей об актуальном состоянии
организма (позе, положении головы, актуальной направленно-
сти глаз, открытости-закрытости век, перемещении наблюдате-
ля и т. д.) и среды (расположении значимых элементов ситуа-
ции, их конфигурации, величине, удаленности, направлении,
скорости движения и др.). Последнее непосредственно связано
с действием внешних детерминант, в том числе тех, которые
были рассмотрены в Разделе IL
143
На основе афферентного синтеза принимается решение о
перемещении глаз в сторону определенного предмета (формиру.
ется цель окуломоторного акта). Оно реализуется посредство^
двух механизмов. Во-первых, программы фиксационного пово-
рота глаз, которая включает основные диспозиции движения
(Becker, Fuch, 1969; Levy-Schoen, Blenc-Garin, 1974; Frost, Pop-
pel, 1976). Благодаря этому механизму складывается дина-
мическая интеграция окуломоторных единиц и их сонастроен-
ность иа определенный способ активности; наблюдатель приво-
дится в состояние готовности выполнить окуломоторный акт с
заданными характеристиками: направлением, амплитудой или
скоростью (Гуревич, 1971; Teylor, 1962; Festinger, 1971). Во-
вторых, с помощью аппарата предвидения двигательного и/или
перцептивного эффекта — акцептора результатов действия.
Благодаря этому механизму формируется модель будущего ре-
зультата движений (наряду с афферентными «кодами» ожида-
емого направления глаза она включает дубликат окуломоторной
программы—«эфферентную копию» (Holst, 1954; Holst, Mit-
telstaedt, 1973)), с помощью которой оценивается обратная аф-
ферентация и корректируется неадекватная позиция глаз (Вла-
димиров, Хомская, 1981; Howard, Templeton, 1966; Robinson,
1975).
Совокупность описанных процессов образует содержание ла-
тентного периода фиксационного поворота глаз, продолжитель-
ность которого зависит от характеристик визуальной информа-
ции, требований задачи, выбираемой стратегии, особенностей
предшествующих движений глаз и других обстоятельств (Sal-
thous, Ellis, 1980; Findlay, Crowford, 1983).
Исполнение, или собственно поворот глаз, осуществляется
посредством саккадических и плавных движений. Они объе-
диненяются в один, либо несколько перекрывающихся циклов
«дрейф — саккада—дрейф», образующих окуломоторную
структуру поворота. Выполняемые движения сопровождаются
обратной (ре-) афферентацией, которая сопоставляется с мо-
делью результатов фиксационного поворота. Существует не-
сколько источников обратной афферентации: а) позиция и сме-
щение проекции воспринимаемого предмета по сетчатке; этот
источник считается основным (Андреева, Вергилес, Ломов,
1975; Stark, 1971; Jung, 1973); б) проприоцепция наружных
мышц глаза (Becker, Fuchs, 1969; Skavenski, 1972; Weber,
Daroff, 1972; Shebilske, 1976); в) раздражение вестибулярного
144
Зрительная обратная связь
Рис. 3,2. Оптический контур регулирования направленности глаз.
аппарата, обеспечивающего координированность направлений
глаз и головы (Курашвили, Бабник, 1975; Bizzi, 1974; Barnes,
1975); г) проприоцепция скелетной мускулатуры, тактильная
и акустическая сенсорные системы (Jones, Kabanoff, 1975;
Buchele, Arnold, Brandt, 1977; Steinbach, 1987). Наличие об-
ратной афферентацни позволяет уточнять н корректировать
программу и акцептор результатов действия в процессе выпол-
нения фиксационного поворота глаз (Becker, Jurgens, 1979;
Otts, Van Gisbergen, Eggermont, 1984). Последний совершает-
ся до тех пор, пока сохраняется значимое рассогласование
Модели результата поворота и реафферентацин.
С позиции теории автоматического регулирования, которая
привлекается исследователями для описания закономерностей
окуломоторной активности, механизм выполнения фиксацион-
ного поворота глаз рассматривается в терминах следящей сис-
темы с отрицательной зрительной обратной связью (Милсум,
1968; Андреева, Вергилес, Ломов, 1975; Арбиб, 1976). Подоб-
ная система реагирует на рассогласование между заданной и те-
кущей направленностью глаз таким образом, что в результате
Движения происходит элиминация входного сигнала (Рнс. 3,2).
В этом случае отношение поворота глаз к соответствующему сме-
145
щению проекции предмета по сетчатке выступает как характе.
ристика канала зрительной, обратной связи ГДС- Количествен,
но ее можно выразить с помощью трех параметров: величины
знака и направления (Барабанщиков, Белопольский, Вергилес
1978, 1980). За величину зрительной обратной связи принима-
ют отношение амплитуды смещения проекции объекта фикса-
ции по сетчатке к углу поворота глаз. Поскольку в нормальных
условиях они совпадают, величина зрительной обратной связи
равна единице. Однако в принципе, например, при патологии
окуломоторного аппарата, она может быть как больше (визуаль-
ный угол, иа который смещается проекция объекта, больше угла
поворота глаз), так и меньше единицы (отношение углов обрат-
ное). Случаю, когда величина зрительной обратной связи рав-
на нулю соответствуют условия стабилизации изображения
объектов относительно сетчатки (Ярбус, 1965; Зинчеико, Вер-
гилес, 1969; Балонов, 1970), Под знаком зрительной обратной
связи ГДС понимают вектор изменения входного сигнала. Если
при повороте глаз ретинальный образ объекта фиксации прибли-
жается к fovea centralis (как это имеет место в норме), говорят
об отрицательной, если удаляется в противоположную сто-
рону—о положительной зрительной обратной связи. Так как
регулирование позиции глаза осуществляется по крайней мере
в двух координатах, вектор изменения входного сигнала (у) по
разным причинам может варьировать в пределах -180° < у < 180°,
а адекватной характеристикой зрительной обратной связи вы-
ступает не ее знак, а направление.
Зрительная обратная связь ГДС—функциональное образо-
вание, имеющее смысл только по отношению к прямой связи.
Если последняя задает цель регулирования, или желаемое на-
правление глаз, то первая позволяет достигать его оптимальным
образом и удерживать необходимое время. Несмотря на то, что
с изменением предмета восприятия содержание прямой и обрат-
ной связи ГДС также изменяется, способ их функционирования
остается неизменным.
Вертикальная организация фиксационного поворота глаз
может быть представлена в виде иерархии разнородных процес-
сов трех уровней.
1) Уровень интенции и произвольного контроля движений
выражает отнесенность окуломоторной активности к субъекту
восприятия (наблюдателю). Здесь складываются намерение и
«первичный проект» движений, «сформулированные» на язЫ-
146
ке зрительно данных предметных отношений действительнос-
ти: куда смотреть, на что обратить внимание, что контролиро-
вать, в какой последовательности, как долго и т. п. «Первич-
ный проект» непосредственно увязан со схемой ситуации и
планом выполняемого наблюдателем действия и соотносится с
системой координат внешнего пространства (среды). На этом
уровне ставятся или принимаются зрительные (окуломоторные)
задачи и осуществляется произвольный контроль их исполне-
ния.
На (2) уровне механизмов организации движений «первичный
проект» переводится в цепочки исполнительных команд н кри-
терии адекватности их выполнения. События этого уровня опи-
сываются на языке информационных потоков или эфферентно-
афферентных процессов ГДС, соотнесенных с ретинальной н оку-
ломоторной системами координат. Здесь учитываются либо
устанавливаются взаимосвязи окуломоторикн с другими двига-
тельными актами (поворотами головы, локомоциями и т. п.).
(3) Уровень феноменов движений характеризует способ выпол-
нения поворота глаз. Здесь доминирует язык моторных единиц,
сокращений и растяжений экстраокулярных мышц, разверты-
вается действие активных и реактивных сил, влияющих на
глазное яблоко н т. п. Выполняемые движения соотносимы как
с внешней, так и с ретинальной(окуломоторной) системами
координат.
Хотя содержание, функции и язык событий, происходящих
на каждом из уровней, существенно отличаются друг от друга,
они подчинены выполнению общей задачи и выступают как одно
целое.
Таким образом, с точки зрения внутреннего строения целе-
направленный поворот глаз слабо напоминает окуломоторную
реакцию на оптический стимул, или «фиксационный рефлекс».
Это—сложноорганнзованное многомерное целое, которое скла-
дывается и функционирует в акте зрительного восприятия в
Качестве и его предпосылки, н его результата(продукта). Фик-
сационный поворот глаз включает моменты прогнозирования
(цель, акцептор результатов действия, модель потребного буду-
щего, эфферентная н афферентная копни и т. п.), эфферентной
готовности (установка, эфферентный синтез и т. п.), двигатель
кых синергий (содружественность движений обоих глаз и г. п.),
полисенсорности и многоуровневое ти организации процессов
Управления. Соответственно любые детерминанты движений
147
глаз оказываются опосредствованными состоянием функцио-
нальной системы фиксационного поворота в целом. При необ-
ходимости наблюдатель способен усилить эффект одной из де-
терминант, ослабляя действие остальных.
3.2 Механизм стабилизации взора
Целенаправленный поворот глаз завершается фиксацией
наблюдателем значимых элементов или отношений среды. Речь
идет о краткосрочной (200-400 мс) стабилизации зрительной
направленности (взора), которая проявляется в соответствующей
(а) направленности внимания, (б) ориентации оптических осей
глаз и (в) установке, или состоянии готовности наблюдателя.
Опосредованные установкой зрительно-аттенциональный и оку-
ломоторный компоненты взора оказываются относительно не-
зависимыми.
Стабилизация взора предполагает участие всех звеньев фун-
кциональной системы окуломоторного акта. На основании аф-
ферентного синтеза задаются предмет (область) фиксации и
критерии ее адекватности, складываются соответствующие ус-
тановка и программа окуломоторной активности наблюдателя,
наконец, актуализируются собственно двигательные средства:
дрейф и микросаккады, контролируемые обратными связями
(зрительной, вестибулярной, проприоцептивной). По существу,
фиксация предмета означает окуломоторное отслеживание его
зрительного направления.
При описании механизма стабилизации взора исследователи
нередко обращаются к ретинотопической модели следящей сис-
темы. Предполагается, что во время фиксации дрейф, отражаю-
щий нестабильность экстраокулярных мышц, уводит изображе-
ние неподвижного предмета от fovea centralis (оптическая ось
глаза уходит в сторону от центра фиксируемого объекта, в то
время как зрительное направление последнего остается неизмен-
ным); благодаря обратной связи позиционное рассогласование
регистрируется зрительной системой и инициирует коррекцион-
ную микросаккаду, возвращающую линию взора в центр пред-
мета восприятия (Глезер, 1959; Глезер, Леушина, 1975; Corn-
sweet, 1956; Nachmias, 1959; Воусе, 1967), Данная модель пост-
роена на допущении неуправляемости дрейфа (случайности его
направления) и опирается на ряд экспериментально установлен-
ных фактов: 1) зависимость вероятности появления микросаккаД
148
рассогласования направлений глаз и стимульного объекта (А) и относи-
тельной яркости стимула (Б) (Андреева, Вергилес, Ломов, 1975).
от амплитуды смещения ретинального изображения; 2) наличие
«зоны нечувствительности» сетчатки; 3) соответствие амплиту-
ды микросаккад диаметру «зоны нечувствительности» и др.
Накопленный массив экспериментальных данных показывает,
однако, что предлагаемое описание — лишь первое приближение
к действительности.
Фиксационный дрейф. Несмотря на то, что дрейф является
выражением собственных «шумов» ГДС, а также «люфта» взаи-
модействующих систем (окуломоторной и вестибулярной, правой
и левой образующих вергентной субсистемы и т. п.), он подвер-
жен влиянию различных переменных , а значит, управляем.
Скорость дрейфа, или скольжения глаза, увеличивается с
увеличением расстояния до зрительного стимула (до 6°), его
яркости и относительного контраста (Андреева, Вергилес, Ло-
мов, 1975)(Рис. 3.3). При ограничении поля зрения до ^зри-
тельные оценки, пересчет объектов, восприятие и опознание
контурных изображений осуществляются посредством плавных
Движений, а не саккад (Зинченко, Вергилес, 1969; Андреева,
1972; Андреева, Вергилес, Ломов, 1975). В условиях «ганц-
фельда» (равноосвещенного незаполненного пространства) и
стабилизации ретинального образа относительно сетчатки ско-
рость и амплитуда дрейфа возрастают примерно на порядок.
Во время наблюдения последовательных образов ускоренный
ЦреЙф направлен в сторону объекта фиксации и чувствителен
к его размеру (площади) и локализации в поле зрения. В оп-
ределенных ситуациях скользящие движения глаз могут при-
нимать вид периодических колебаний (Белопольский, 1989;
149
Doesschate, 1954). Рост скорости и амплитуды дрейфа наблю-
дается и с уменьшением коэффициента зрительной обратной
связи ГДС; чем дальше от объекта фиксации удалена оптичес-
кая ось глаза, тем выше значения параметров дрейфа (неред-
ко эта зависимость имеет вид экспоненты) (Белопольский,
Вергилес, 1979; Вергилес, Андреева, 1990).
Предъявление точечного объекта на фоне медленно движущих-
ся (десятки угл. сек./с) черно-белых полос допускает как сохра-
нение фиксационной направленности глаза, так и его дрейф в
сторону движения полос, но с гораздо меньшей скоростью. Возмож-
ность произвольного выбора той или иной стратегии окуломо-
торной активности сохраняется при сверхмедленной скорости
смещения полос—пять угл. сек./с (Murphy, Kowler, Steinman,
1975). Если объект фиксируется на фоне быстро движущихся (де-
сятки угл. град./с) черно-белых полос, дрейф получает соответству-
ющую направленность, «растягивается» (возрастают его скорость
и амплитуда) и становится плавным компонентом фиксационно-
го оптокинетического нистагма—ФОКН (Гнппенрейтер, Романов,
1970; Stark, 1971). Гальванический нистагм, возникающий при
фиксации объекта во время стимуляции вестибулярной системы
электрическим током, напротив, «свертывается» (скорость его мед-
ленной фазы уменьшается в 10-15 раз), превращаясь в гальвани-
ческий микронистагм—ГМН (Дормашев, Романов, 1983). Обе
разновидности фиксационного нистагма зависят от физических ха-
рактеристик объекта (яркости, размера и др.), степени сложнос-
ти задачи и напряженности зрительного внимания. В частности,
расширение площади настройки зрительного внимания на реаль-
ный или визуализированный предмет от 0,5 до 6°сопровождается
значительным увеличением амплитуды нистагма и увеличением
скорости его дрейфового компонента. Продолжительность отдель-
ных дрейфов ФОКН и ГМН совпадают с выполнением и произволь-
ным контролем микроэтапов текущего действия (Гнппенрейтер,
1978; Гнппенрейтер, Романов, 1990).
Требование зрительной фиксации неподвижного точечного
объекта сопровождается увеличением, а требование сохранения
взора в определенном положении—уменьшением частоты мик-
росаккад (Steinman, Haddad, Skavenski, Wyman, 1973). Число
микросаккад сокращается и во время активной интеллектуаль-
ной работы, в частности, при решении сложных арифметических
задач (Филин, Сидоров, 1972), и с увеличением углового разме-
ра фиксируемого объекта (Steinman, 1976). В последнем случае
150
амплитуда дрейфов также возрастает. Опытные испытуемые спо-
собны произвольно подавлять микросаккады, причем целевой
стимул может располагаться в стороне от центральной точки
фиксации (Филин, 1975; Steinman, 1976). В принципе, дрейф
оптических осей достаточен как для достижения точной фикса-
ции миниатюрного элемента среды, так и для дестабилизации
ретинального образа (Ярбус, 1965; Ditchburn, 1973), Стабильность
параметров дрейфа при нарушении проводимости глазодвигатель-
ного нерва (офтальмоплегии) демонстрирует его более тесную
связь с эфферентными влияниями, чем с изменением состояния
экстраокулярных мышц (Филин, 1975).
Дрейф не только отклоняет оптические оси глаз от центра
тяжести поверхности объекта, но и приближает к нему, реали-
зуя коррекционные функции. В свою очередь, микросаккады
способны не только возвращать ретинальный образ в fovea cen-
tralis, но и выводить его из этой области (Шахнович, 1974;
Nachmias, 1959, 1961). У разных испытуемых соотношение
направлений дрейфов и саккад широко варьирует, конституи-
руя тот или иной индивидуальный тип зрительной фиксации
(Шахнович, 1974).
Микросаккады. Объем коррекционных фазических движений
не превышает трети всех выполняемых микросаккад (Проску-
рякова, Шахнович, 1968; Воусе, 1967). Большая их часть обес-
печивает обследование (сканирование) поверхностей миниатюр-
ных объектов, особенно пограничных областей. В этой функции
микросаккады тождественны макросаккадам и, вероятно, явля-
ются их редуцированной формой. Подобные движения глаз
имеют место, например, при восприятии игольного ушка, в
которое пытаются вдеть нитку.
В пользу данного предположения говорят факты совпадения
средней частоты микросаккад во время фиксации отдельной
буквы и макросаккад при чтении текста (Cunitz, Steinman,
1969), постоянство отношения амплитудно-скоростных харак-
теристик саккад разных уровней (Zuber, Stark, Cook, 1965), а
также возможность последовательного уменьшения (?>свертыва-
йия») амплитуды саккад в процессе зрительного научения
(Steinman, Haddad, Skavenski, Wiman,1973), Существенно, что
Наблюдатели могут произвольно выполнять саккады амплиту-
дой в несколько угловых минут, в том числе и в направлении,
противоположном расположению предмета восприятия (это го-
ворит о том, что для выполнения фазических движений необ-
151
Рис. 3.4. Движения глаз при предъявлении пары точек и инструкции
«переводить взгляд с точки на точку» (Гиппеирейтер, 1978). А— рас-
стояние между точками 2'; В — расстояние между точками 5’; В — рас-
стояние между точками 8'. По обеим сторонам записей отметки испы-
туемого о переводе взора в соответствующую сторону.
ходим не столько сигнал рассогласования, сколько структури-
рование зрительного поля, которое задает соответствующий
масштаб оптической системы координат; если при выполнении
саккады предмет исчезает, амплитуда произвольных фазичес-
ких движений возрастает в 3-4 раза (Haddad, Steinman, 1973)),
осознают момент выполнения микросаккад и достаточно точно
отслеживают микроступеичатые стимулы (Рис. 3.4) (Гиппенрей-
тер, 1973, 1978; Haddad, Steinman, 1973). На «центральное»
происхождение фазических микродвижений указывает их на-
личие у слепых и зрячих в полной темноте (Проскурякова,
Шахнович, 1968; Филин, 1975).
В процессе фиксации сканирующие микросаккады (иногда их
называют фликами) организуются в более или менее сложные
структуры—«автономные фликовые комплексы» (Карпов, Кар-
пова, 1978). Как правило, первый либо второй скачек, входя-
щий в комплекс, уводит взор в сторону, а последующие—воз-
152
рращают его в центр фиксируемого объекта; на временной раз-
рертке эта разновидность микродвнженнн имеет выраженную
П-образную форму (Карпов, Карпова, Зеленкин, 1982; Feldon,
Langston, 1977; Herishanu, Sharpe, 1981). Момент появления и
направление фликов не зависят от направления предшествую-
щего дрейфа. Частоты микросаккад и сканирующих макродви-
дееиий глаз примерно совпадают и изменяются в сходных обсто-
ятельствах. Так, усиление познавательной активности (состоя-
ние напряженности, гиперактивация) ведет к увеличению, а ее
снижение (состояние релаксации, отрешенности)—к снижению
частоты саккад (Карпов, 1975; Карпов, Карпова, 1978). При
выполнении задачи воспроизведения материала, предъявленно-
го «на слух», фликовые комплексы соответствуют моментам
ошибочного или неуверенного воспроизведения (Дормашев,
Романов, 1989).
Несмотря на сходство параметров и условий появления, пол-
ное, или абсолютное тождество микро- и макросаккад отсутству-
ет. Микросаккады более независимы от характеристик стиму-
ляции (формы, цвета, размера фиксируемого элемента среды),
не подчиняются действию «центра тяжести» миниатюрного
контурного объекта и более «привязаны» к центральной точке
фиксации. Поэтому, например, цепочки однонаправленных сак-
кад, характерные для чтения текста или рассматривания изоб-
ражений, на микроуровне встречаются редко (Steinman, 1965;
Воусе, 1967; Ruttie, 1969; Murphy, Haddad, Steinman, 1974).
Зоны нечувствительности ГДС. ГДС отвечвает далеко не на
все оптические изменения среды. Область смещений стимула
(около нулевого значения), не влияющих на окуломоторную
активность, получила название «мертвого пространства» (Fen-
der, Nye, 1961) или «зоны нечувствительности» сетчатки (Гле-
зер, 1959). Согласно С. Rashbass (1961), саккадическая ветвь
ГДС не способна отвечать на смещение точечного источника
света меньше 25-50 угл.мин. Н.Bennet-Clark (1964) указывает
несколько меньшую величину—15-30 угл.мнн., добавляя, что
некоторые испытуемые реагируют на смещение цели менее 10
Угл.мин. Поданным В.Д.Глезера, зона нечувствительности со-
ответствует размеру рецептивного поля в центре fovea—око-
ло 5 угл.мин. (Глезер, 1959; Глезер, Леушина, 1975), но в прин-
ципе, может быть и менее 2 угл.мин. (Timberlake, Wyman,
Skavenski, Steinman, 1972). По крайней мере, в 65% случаев
Ступенчатое смещение стимула на 1,7 угл.мин. вызывает сак-
153
каду соответствующей амплитуды; данный эффект не зависит
от опыта и предварительной практики испытуемого (Wyman,
Steinman, 1973).
Широкий разброс значений казалось бы одного и того лее
явления позволяет предположить, что зона нечувствительнос-
ти носит функциональный характер и имеет переменный раз-
мер. Определяющими в данном случае становятся не столько
анатомо-физиологические свойства ГДС, сколько способ схема-
тизации пространства и установка наблюдателя, его готовность
отслеживать микросмещения стимула. В зависимости от постав-
ленной задачи и индивидуальных особенностей наблюдатель на-
страивается на определенный пространственно-временной масш-
таб восприятия элементов и отношений среды, пропуская измене-
ния стимула меньшие функционально необходимых. Чем крупнее
избираемый масштаб, тем шире зона нечувствительности. Данное
предположение объясняет возможность переноса структуры «мер-
твого пространства» на уровень макродвижений глаз.
Выражением нечувствительности ГДС к непроизвольному сме-
щению оптических осей является порог «позиционного чувства»
глаза, или зона блуждания взора во время фиксации (Cornsweet,
1956). Ее величина не выходит за пределы 1 угл.град., варьируя
в зависимости от стимульных условий, решаемой наблюдателем
задачи, его состояния и других обстоятельств. В частности, зона
блуждания взора расширяется с увеличением продолжительно-
сти фиксации, в условиях безориентирного поля зрения, при
стабилизации изображения фиксируемого объекта относительно
сетчатки, в результате поражения центрального и/или цветово-
го зрения (Ярбус, 1965; Шахнович, 1974; Ditchburn, 1973). Суще-
ственно, что непроизвольные микродвижения глаз могут не толь-
ко содействовать, но и противостоять выполнению произвольных
окуломоторных актов, т. е. выступают в роли «собственных шу-
мов» ГДС. При исключении или нарушении зрительной афферен-
тации их влияние на окуломоторную систему становится особенно
наглядным. Согласно данным Ю.Б.Гиппенрейтер (1964; 1978),
порог позиционного (мышечного) чувства глаз в условиях выпол-
нения зрительной задачи имеет величину около 40 угл.мин.
Безориентирное поле зрения и элиминация оптической сти-
муляции.При исчезновении стимула в безориентирном поле зре-
ния или при попытке фиксировать объект в темноте амплиту-
да и скорость дрейфа возрастают в 4-6 раз, а параметры незри-
тельных видов иистагма (калорического, гальванического и
154
др.)—более чем на порядок. Усиливается коррекционная за-
висимость между дрейфом и микросаккадами, причем частота
фазических движений и их корректирующие возможности
уменьшаются (Шахнович, 1974; Гиппеирейтер, 1978; Курашви-
ли, Бабияк, 1975; Matin, Matin, Pearce, 1970; Skavenski, Stein-
man, 1970; Ditchburn, 1973).
Б этих условиях натуральные функции дрейфа (стабилизация
взора, дезадаптация сетчатки) остаются нереализованными, а
саМ он выражает лишь «шум» окуломоторной системы (Skaven-
ski, Steinman, 1970). Ведущими афферентаторами ГДС становят-
ся органы равновесия. Дисбаланс сигналов, поступающих от
правого и левого отолитовых аппаратов, инициирует плавные
смещения глаз в каком-либо одном из направлений1. Именно в
темноте тонические микродвижения правого и левого глаза
становятся асимметричными (Skavenski, Steinman, 1970; Hadd-
ad, Winterson, 1975), а «зона нечувствительности» увеличива-
ется до 2-3 угл.град. (Becker, 1976).
Полученные экспериментальные данные указывают не толь-
ко на зависимость микродвижений глаз от зрительной аффереи-
тации, но и на определяющую роль задачи: требование сохранить
положение глаз в заданном направлении явно отлично от требо-
вания фиксации видимого элемента среды. В противоположность
решению зрительной задачи, сохрание позиции глаза в темноте
предполагает активное участие проприоцептивной и вестибуляр-
ной аффереитации, с одной стороны, и схемы окружающего ин-
дивида пространства, соотнесенной со схемой его тела,—с
другой. Сохранение направленности глаз в темноте—всегда уси-
лие (Matin, Matin, Pearce, 1970), нли волевое действие субъек-
та, в какой-то степени компенсирующее отсутствие тонкого зри-
тельного механизма стабилизации взора (Шахнович, 1974).
При попытке сохранить эксцентрическое направление взора
в темноте глаза дрейфуют в сторону позиции покоя. Общая за-
кономерность состоит в том, что чем больше отклонен взор, тем
выше скорость тонических движений. Максимальная скорость
Дрейфа, соответствующая эксцентриситету в 35°, достигает 10
Угл. град/с. Частично плавные смещения глаз компенсируют-
Ся возвратными, или коррекционными, саккадами, оформляясь
1 Дисбаланс вестибулярной аффереитации является, в частности, при-
чиной «спонтанного нистагма», хорошо известного отолярингологам
(Kornhuber, 1966), а также «физиологического нистагма».
155
в пилообразные периодические колебания—«нистагм конечной
позиции» (Blomberg, 1958). Появление коррекционных саккад
в темноте указывает на надмодальный (иезрительный) характер
репрезентации фиксируемого объекта и возможность использо-
вания экстраретинальиой обратной связи в регуляции движений
глаз. Большие (свыше 5°) отклонения глаз от заданного направ.
ления осознаются и корректируются произвольно (Becker, Fuch
1969; Becker, Klein, 1973; Barns, Gresty, 1973).
Движения закрытых глаз, сопровождающих целенаправлен-
ную деятельность человека, варьируют в диапазоне ±15° и со-
стоят из ускоренных однонаправленных макродрейфов и воз-
вратных саккад. Продолжительность дрейфа коррелирует с
продолжительностью усилия (умственной работой) испытуемо-
го. Во время измененных состояний сознания, которые снима-
ют направленную активность испытуемого, саккады подавляют-
ся, а доминирующей формой окуломоторной активности стано-
вятся плавные периодические и апериодические колебания
(вращения) глаз, в несколько раз превышающие амплитуду и
скорость обычного дрейфа (Вуякас, Михеев, Пономаренко, 1985;
Вуякас, Михеев, 1987).
Освещение демонстрируемых объектов стробоскопическим
светом оказывает влияние преимущественно на дрейфовый ком-
понент окуломоторной активности. Во время фиксации центра
кольца при инструкции подавления саккад зрительные оси
смещаются в сторону, совершая, одновременно синусоидальные
колебания, синхронизированные с частотой вспышек света (ла-
тентный период 130 мс). Амплитуда колебаний уменьшается с
увеличением частоты вспышек от 20 угл.мин. на частоте 0,5 Гц
до 6 угл.мин.—на частоте 5 Гц. На частотах свыше 10 Гц ко-
лебания исчезают, но некомпенсированный дрейф, амплитудой
в несколько угл.град., сохраняется (Haddad, Winterson, 1975).
Если задача подавления микросаккад не ставится, стробоскопи-
ческое освещение (0,5-2 Гц) может приводить к увеличению
фазических движений (West, Воусе, 1967). Стробоскопическая
демонстрация объекта создает, следовательно, промежуточные
условия организации движений на свету и в темноте, обнажая
рассогласование разнонаправленных (по способу влияния) детер-
минант—зрительной (ретинальной) и незрительной (экстрарб'
тинальной) природы.
Таким образом, ретннотопическая модель следящей снстемь1
в лучшем случае описывает наиболее общие принципы сохрЯ'
156
яения (стабилизации) направленности взора: 1) предваритель-
ная заданность определенной направленности глаз; 2) существо-
вание отрицательной обратной связи окуломоторной системы и
3) наличие порога смещения направленности глаз. Главный
постулат модели: предположение о неуправляемости дрейфа,
случайности его направления экспериментально не подтверж-
дается. Не подтверждается и представление о рассогласовании
между локализацией ретинального образа и fovea centralis как
стимуле, запускающем микросаккады в направлении объекта
фиксации. По-видимому, ни дрейф, ни микросаккады не несут
жестко специализированных функций, а их биомеханические
возможности реализуются в зависимости от конкретного соче-
тания внешних и внутренних условий (детерминант) окуломо-
торного акта.
Как мы убедились, параметры дрейфа (скорость, направле-
ние, амплитуда) тесно связаны с параметрами оптической сти-
муляции (яркостью и контрастностью объектов, их ориентаци-
ей, структурой, величиной, скоростью перемещения, способом
освещения, размером поля зрения), требованиями решаемой
задачи (типом—-Интел лектуальная/зрительная/окуломоторная,
содержанием, сложностью), характеристиками внимания (пло-
щадью настройки, устойчивостью, напряженностью), коэффи-
циентом зрительной обратной связи ГДС, влиянием интермо-
дальных взаимодействий, индивидуальными особенностями
наблюдателей и др. Поэтому дрейф не только отклоняет опти-
ческую ось глаз от заданной ориентации, но и содействует ее
сохранению. Сходные обстоятельства (детерминанты) определя-
ют характеристики микросаккад (их амплитуду, направление,
частоту), которые наряду с коррекцией направления оптичес-
кой оси глаз осуществляют сканирование миниатюрного объек-
та. Организуясь в самостоятельные структуры, микросаккады
и дрейф обеспечивают относительную стабилизацию взора на-
блюдателя и подчинены гибкой системе детерминант. В число
последних входят как зрительные, так и незрительные (экстра-
Ретинальные, интермодальные н др.) составляющие, действие
которых нередко носит альтернативный характер.
Зрительно-окуломоторные отношения, складывающиеся во
БРемя фиксации выступают как многоуровневые, многократно
опосредствованные и носят скорее функциональный, а не мор-
фологический характер. Совершенно необязательно, чтобы фик-
сируемый предмет проецировался именно в область fovea cent-
157
rails, как необязательно совпадение «зоны нечувствительности»
с величиной рецептивного поля в центре fovea или наличия
освещенного объекта вообще. Приемлемая освещенность зрд.
тельного поля, анизотропность сетчатки и минимальный размер
ее рецептивного поля создают необходимые, но недостаточные
условия сохранения направленности взора. Последние опреде.
ляются содержанием взаимосвязи субъекта восприятия с объек-
том, той задачей, которая выполняется наблюдателем. В зави-
симости от ее требований складывается готовность воспринимать
определенные пространственные и временные отношения среды
( как бы устанавливается масштаб восприятия предметов неко-
торого класса), которая формирует соответствующий ей окуло-
моторный «центр тяжести» и «зону нечувствительности»—про-
странство допустимых отклонений направления глаз во время
фиксаций. При этом особенно важен тип задачи: является ли
она собственно зрительной, окуломоторной или интеллектуаль-
ной, а также участие волевого компонента в процессе ее реше-
ния. Именно функциональность зрительно-окуломоторных от-
ношений объясняет тот факт, что при усложнении или затруд-
нении условий фиксации дрейф развивает скорость и амплитуду
диапазона прослеживающих движений (даже в отсутствие дви-
жущихся стимулов), а мнкроскачки «растягиваются» до пара-
метров обычных саккад.
3.3. Константность зрительного
направления
Несмотря на движения глаз и соответствующие им смещения
ретинального образа1 воспринимаемый нами мир остается
стабильным: не «прыгает» во время саккад и не «сплывает» во
время дрейфа. Относительное постоянство эгоцентрической
локализации объектов непосредственно до, во время и после за-
1 Согласно традиционной точке зрения возможны два способа вос-
приятия движения: а) регистрация перемещения проекции объекта от-
носительно неподвижной сетчатки (обеспечивается системой восприя
тия изображение/сетчатка) и б) регистрация перемещения глазного яб-
лока относительно неподвижной головы (обеспечивается системой
восприятия глаз/голова): в последнем случае, напрнмер, при точном про
слеживании объекта, его ретинальный образ может оставаться относи
тельно неподвижным (Грегори, 1970; Helmholtz, 1962; Wertheim, Wage
паг, Leibowitz, 1982).
158
рис. 3.5. Восприятие как результат взаимокомпенсации «эфферентной
копиии» и «зрительной реафферентации» (Holst, 1957).
вершения поворота глаз — это явление получило название
константности зрительного направления, или стабильности
видимого мира — характеризует один из основных каналов
включения окуломоторной активности в процесс зрительного
восприятия.
Существует несколько подходов к объяснению константнос-
ти зрительного направления.
Наибольшей популярностью пользуется «эфферентная» (outf-
low) теория, которая рассматривает стабильное восприятие как
результат взаимокомпенсации (вычитания, констелляции, эли-
минирован ия)сигналов, поступающих в гипотетический нервный
центр по каналам прямой (команда о повороте глаз на целевой
стимул) и обратной (смещение ретинального образа целевого сти-
мула, вызываемое поворотом глаз) связи ГДС (Мах, 1907; Мит-
тельштадт, 1960; Грегорн, 1970; Джемс, 1991; Sperry, 1943;
Holst, 1954; Teuber, 1960; Helmholtz, 1962; Mack, 1970; Festinger,
1970, 1971; Epstein, 1973; Holst, Mittelstaedt, 1973, Jung1, 1973;
Mackay, Mittelstaedt, 1974; Jeannerod, Kennedy, Magnin, 1979;
Stark, Bridgeman, 1983; Gruesser, 1986; Mittelstaedt, 1990). Со-
гласно теории, перед поворотом глаз в ЦНС формируется нега-
тивный информационный слепок предполагаемого движения—
«эфферентная копия» (шире: состояние готовности зрительной
системы—см. Mackay, Mittelstaedt, 1974), которая в ходе пово-
рота глаз элиминируется положительной информацией о смеще-
нии проекции объекта по сетчатке (Рис. 3.5). Соответствие эф-
Ферентацин и зрительной реафферентации порождает стабильное
восприятие действительности, несоответствие—восприятие ее
159
движения (Holst, Mittelstaedt, 1973). Тот или иной перцептив.
ный эффект и его характеристики (скорость, направление и ам-
плитуда переживаемого движения) являются результатом сложе-
ния векторов целенаправленного движения глаз и смещения
ретинального образа (Whipple, Wallach, 1978; Wallach, O’Leary
MacMahon, 1982; Mateeff, Yakimoff, Hornshbein, Ehrenstein,
1991). В несколько иных терминах данный процесс можно пред,
ставить как взаимное торможение альтернативных систем вос-
приятия: изображение/сетчатка и глаз/голова, когда последняя
активируется ие реальным поворотом глаз, а командой к движе-
нию (Грегори, 1970).
Константное восприятие зрительного направления требует
выполнения двух условий: 1) активного (целенаправленного)
перемещения глаз и 2) ретино-окуломоторного соответствия
(совпадение амплитуды, скорости и направления смещения
ретинального образа и вызывающего его движения глаз1). По-
этому при пассивном повороте глазного яблока (Мах, 1907) или
при стабилизации изображения объектов относительно сетчат-
ки (Mack, Bechant, 1969), когда хотя бы одно из условий
нарушается, наблюдатель воспринимает кажущееся движение
объектов. Напротив, во время саккадических движений глаз,
когда выполняются оба условия, объекты окружающей наблю-
дателя действительности воспринимаются неподвижными.
В зависимости от возможного использования информации об
амплитуде поворота глаз относительно головы перцептивная
стабильность может быть обеспечена двумя путями: а) непрерыв-
ным- в виде компенсации перемещения ретинального образа
относительно сетчатки и б) дискретным—в виде компенсаци-
и разности положений ретинального образа до и после поворо-
та глаз. Первый предполагает механизм детекции изменений
проксимальной стимуляции, второй—механизм измерения ам-
плитуды (угла) поворота глаз отностительно головы (Stoper-
,1967; 1973; Shebilske, 1977).
Точный эфферентный прогноз и оценка визуальной ситуации
касаются преимущественно саккадических движений; эфферен-
тная информация о плавных прослеживающих движениях но-
сит общий, не всегда адекватный характер, вызывая разно-
1 Параметры окуломоторики оцениваются в единицах поворота глаза
относительно головы, а смещение ретинального образа — в тож-
дественных им единицах зрительного угла.
160
образные иллюзии восприятия движения (Луук, Барабанщиков,
реЛопольский, 1977; Mack, Herman, 1972, 1973; Mack, Fendrich,
girigatti, 1973; Festinger, Easton, 1974; Coren, Bradly, Hoenig,
(jjrgus, 1975; Festinger, Sedwick, Holtzman, 1976; Bradly, 1977).
Возникающее рассогласование между относительно точным
направлением поворота глаз на целевой стимул и его ложной
локализацией (акоистантностью зрительного направления) по-
зволяет наряду с «эфферентной» дифференцировать «афферен-
тную копию»1 (Hershberger, 1976). Если первая контролирует
(monitoring) позицию глаз в орбите, то вторая—задает их же-
лаемую ориентацию, в терминах будущей оптической аффе-
рентации. Данное представление неплохо согласуется с извест-
ными моделями регуляции движений глаз (Андреева, Вергилес,
Ломов, 1975; Robinson, 1975). Как показывают исследования,
организация саккад предполагает наличие обеих копий, в то
время как психофизическая оценка зрительного направления
зависит только от «афферентной копии «(Hershberger, 1987).
В отличие от «эфферентной» «афферентная» (inflow) теория
полагает, что информация о движении/направленности глаз
обеспечивается проприоцепцией наружных мышц (Джемс, 1991;
Sherington, 1918; Ludwigh, 1952; Skavenski, 1972; Shebilske,
1978; Steinbach, 1987) (Рис. 3.6). Подобно скелетной мускула-
туре мышечный аппарат глаза снабжен рецепторами, которые
информируют соответствующие инстанции ЦНС о направленно-
сти или перемещении глазного яблока (Гранит, 1973; Whit-
teridge, 1960; Bach-Y-Rita, 1972). Проприоцептивная обратная
связь позволяет контролировать не только произвольные, но и
непроизвольные формы окуломоторной активности, как на свету
(при участии зрения), так и в темноте (при закрытых глазах) в
условиях различного положения головы, наклонов туловища
или ходьбе. Самим наблюдателем проприоцептивная афферен-
^адия может не осознаваться (Brindley, Merton, 1960; см. так-
же Skavenski, 1972, 1976).
Выделяют два относительно независимые источника инфор-
мации о состоянии экстраокулярных мышц: 1) изменение дли-
ны мышечных веретен (условия изотонии) и 2) изменение на-
пряжения мышц (условия изометрии); последнее опосредству-
ется '/-эфферентацией интрафузальных мышечных волокон и
представляет своего рода «гибридный механизм» (Matin, 1976)
1 Имеется ввиду прототип того, что должно быть сымитировано.
ft
161
1373
Сигналы,идущие к
глазным мышцам
Сигналы,идущие ат
глазных мышц
Централь-
ной ёмк
сравнения
сигналов
Сигналы о движении,идущие
ат сетчатки
АФФЕРЕНТНАЯ ТЕОРИЯ
Рис. 3,6. Различие способе в интеграции зрительного и окуломоторного
сигналов, допускаемых афферентной (А) и эфферентной (Б) теориями
стабильного видимого мира (Грегори, 1970).
константности зрительного направления. Благодаря двойствен-
ности проприоцептивной афферентации при парализации экст-
рафузальных волокон, интрафузальные сохраняют активность
и могут принять участие в образовании различных перцептив-
ных эффектов (Matin, 1976; Stevens, Emerson, Gerstein, Nenfeld,
Nichols, Rosengnist, 1976; Shebilske, 1977). Б обычных услови-
ях, по-видимому, напряжение мышц и их длина связаны инва-
риантными отношениями.
Для обозначения информации о позиции, перемещении и ин-
тенции к движению глаз, несводимой непосредственно к поло-
жению проекции целевого объекта на сетчатке, чаще всего ис-
пользуется понятие экстраретинального сигнала (Matin, Pola,
Pearce, 1968; Matin, 1972; Skavenski, Haddad, Steinman, 1972; cm-
также Matin, 1986; Mack, 1986; Bedell, Klopfenstein, Yuan, 1989)-
Оно допускает сосуществование «эфферентных» и «афферент-
ных» (проприоцептивных) источников, позволяя использовать
принцип реафферентации—исключение из целостного потока
зрительной афферентации той его части, которая связана с пе*
ремещеииями глаз наблюдателя—в наиболее общей форме.
162
Механизм соотнесения ретинального н экстраретиналъного
сигналов также представляется по-разному. Базовая модель
конселляции (взаимокомпенсации сигналов, поступающих из
различных нсточииков), предложенная Е.Хольстом н Г.Миттелъ-
штадтом (Миттельштадт, 1960; Holst, Mittelstaedt, 1974), имеет
по крайней мере два ограничения. Во-первых, в ией отсутству-
ют средства адаптации к кардинально новым условиям функци-
онирования ГДС. Например, прн изменении знака зрительной
обратной связи окуломоторной системы объяснить возможность
появления перцептивных приспособительных эффектов, в том
числе восстановление стабильного восприятия, довольно трудно.
Во-вторых, модель конселляцни предполагает высокую точность
совпадения сигналов. Как известно, зрительная система очень
чувствительна к малым смещениям и способна регистрировать
(без визуальной системы отсчета) изменения положения объек-
та в 20"(Basler, 1906; Henderson, 1971). Это означает, что команда
на перемещение глаз, амплитудой в 10° должна вызывать дви-
жение с ошибкой не более 0,06%. В действительности же саккада
на заданную цель может выполняться с ошибкой в 10% и более
(см. Раздел II). Правда, упрек в неточности непосредствеиио
касается теории компенсации положения и, частично, афферен-
тной теории (Ludwidh, 1952; Mackay, 1962; Wallach, Lewis, 1966;
Stoper, 1968, 1973).
Согласно P.Хелду (Хейн, Хелд, 1965; Held, 1961) приспособ-
ление к измененным условиям восприятия, а также развитие
зрительно-моторных координаций, предполагает не только вза-
имовычитаиие ретинального и экстраретинального сигналов, ио
и их хранение в памяти. Он вводит промежуточный блок опе-
раций— коррелятивный накопитель, в котором содержатся
следы предшествующих комбинаций эфферентных н реафферен-
тных сигналов. Каждый новый эфферентный сигнал (команда
о повороте глаз) актуализирует комбинацию, содержащую иден-
тичную с ним эфферентную часть, извлекая, тем самым, соот-
ветствующий след реафферентиого сигнала. Последний посыла-
ется в компаратор и сравнивается с текущим реафферентным
сигналом; исход сравнения определяет восприятие окружающе-
го как движущегося или неподвижного. В тех случаях, когда
возможна актуализация различных комбинаций сигналов, нх
выбор нз накопителя производится с разными весами в зависи-
мости от свежести следов. Если же актуализируются сразу не-
сколько разновероятных следов, в компаратор одновременно по-
ъ*
163
Воемя относительно начала саккады
Рис. 3.7. Эффективность обнаружения локальных вспышек света до-,
во время и после выполнения саккады (Volkmann, Schik, Riggs, 1968).
Отрезок прямой указывает среднюю продолжительность саккады.
ступает ряд возобновленных реафферентных сигналов, что ве-
дет к неопределенности и ненадежности перцептивного ре-
зультата. С этим связано, например, ухудшение координации
движений, вызываемое изменением привычной обстановки.
Роль мнемических элементов, в частности, иконической
памяти, в образовании стабильности воспринимаемого мира
подчеркивается многими исследователями (Сперлинг, 1967;
Зинченко, 1968; Haber, 1969; Dick, 1974 и др.). Проблема сво-
дится к реконструкции стабильного и непрерывного восприятия
из стабильных же, но дискретно данных кусков зрительной (ре-
тинальной) информации—«икон», которые образуются за вре-
мя одной фиксации. В этом случае эфферентным сигналам (оку-
ломоторным командам) отводится роль средств, обеспечиваю-
щих транспозицию следов иконической памяти (Назаров,
Гордеева, Романюта, 1972; Гордеева, Назаров, Романюта, Яро-
винский, 1972). Данный контекст предполагает тесную связь
стабильности восприятия с феноменами саккадического и пара-
саккадического подавления (Рис. 3.7)—повышением порогов
зрения непосредственно до, во время и после скачка глаз (см.
Луук, Романюта, 1972; Volkman, 1962; Schick, Riggs, 1968;
Volkman, Schick, Riggs, 1968; Richards, 1969; Matin, 1974).
По мнению Д.Маккея (Mackay, 1962; 1972; 1973; Mackay,
Mittelstaedt, 1974) модель биологических процессов не должна
включать завышенных требований, таких, как сверхвысокая
точность сравнения ретинального и экстраретинального сигна-
164
поз. Вводимый им постулат предельно прост: мир всегда воспри-
нимается как стабильный до тех пор, пока не появляются ос-
нования, убеждающие в обратном (принцип информационной
инерции). Стабильность восприятия представляет собой «нуле-
вую гипотезу», которая «выдвигается» до получения новой ви-
зуальной информации и становится опорой в организации са-
мих фиксационных поворотов глаз. Поэтому роль компаратора
заключается не в конселляцни, а в оценке ретинального сигна-
ла. Произвольные движения глаз—своего рода вопросы о сос-
тоянии воспринимаемого мира, которые задаются зрительной
системой. В зависимости от формы вопроса (амплитуды, скоро-
сти, направления движений), ответы на них (смещения рети-
нального образа) будут меняться, сохраняя некий инвариант, на
котором основывается конечный перцептивный эффект. Для
того, чтобы интерпретировать тот или иной отдельный ответ,
надо знать, какому вопросу он соответствует. Иначе говоря, ин-
формация, представленная в форме ответа (зрительная реаффе-
рентация) должна быть сопоставлена с информацией, представ-
ленной в форме вопроса (окуломоторная эфферентация). Взаи-
модействие между ними является логической операцией,
которая легко может быть автоматизирована, но включает в себя
нечто большее, чем «вычитание» или «подавление».
Несмотря на, казалось бы, радикальный шаг, теория Д.Мак-
кея сохраняет парадигму Е.Хольста и Г.Миттельштадта. Так как
нн ретинальный, ни экстраретннальный сигналы сами по себе
не способны отвергнуть «нулевую гипотезу» стабильности,
единственным источником фальсификации оказывается их со-
отношение (линейная комбинация). Это означает, что и рети-
нальная, и экстраретинальная информация выступают в каче-
стве предельных детерминант внутренней репрезентации эгоцен-
трического направления, а существование «нулевой гипотезы»
не всегда оправдано.
Учитывая позицию Д.Маккея, модель Е.Хольста и Г.Мит-
тельштадта можно дополнить следующими положениями: (1)
стабильность восприятия нарушается лишь в том случае, если
Ретинальный и экстраретннальный (эфферентный) сигналы от-
личаются на некоторую пороговую величину; (2) величина по-
рога (шире: критерий соответствия сигналов) определяется во
время перемещения глаз. В модельной форме они реализуются
Через введение дополнительного ограничителя, контролируемого
эфферентным сигналом. Отметим, однако, что данное представ-
165
ление не приложимо к теории конселляцни положения (Stoper
1967). В отличие от базовой, данная модель наделяет компара.
тор функцией контроля за перемещением глаз: допускается, что
характеристики эфферентного сигнала, воздействующего на на.
ружные мышцы глаза, зависят от рассогласования актуального
н ожидаемого местоположений ретинального образа.
Из сказанного следует, что центральный блок модели Э.Холь.
ста и Г.Миттельштадта можно представить как относительно
самостоятельную систему регистрации, хранения, оценки и ис-
пользования информации, поступающей в ЦНС из самых
различных источников (см. Kolers, 1972). Это не только акцеп-
тор, но и интерпретатор зрительных данных, и регулятор
исследовательских (произвольных) движений глаз. Ои имеет
иерархическое строение, предполагает сложный узел интермо-
дальных взаимодействий и выполняет роль ключевого механиз-
ма перцептивного процесса в целом.
Рассмотренная группа теорий базируется на допущении, что
восприятие зрительного направления опосредствуется абсолют-
ной локализацией проекции фиксируемого объекта на сетчатке.
Только в этом случае становится необходимым экстраретиналь-
ный сигнал, учитывающий позицию глаз в орбитах. Другим до-
пущением модели является способность наблюдателя выполнять
«бессознательные умозаключения» (Helmholtz, 1962; Hochberg,
1974) о состоянии окружающей среды. Но возможен и альтерна-
тивный подход, в соответствии с которым зрительное направле-
ние того или иного элемента среды презентируется наблюдате-
лю через его отношение к направлениям других воспринимаемых
элементов. С этой точки зрения существенной оказывается струк-
тура проксимальной стимуляции (ретинального сигнала), а на-
блюдатель непосредственно вычленяет оптические переменные
«высшего порядка», которые при движении глаз остаются инва-
риантными (Бауэр, 1979; Гибсон, 1988; Linksz, 1952; Gibson,
1954; 1957; 1968; Gibson, Spelke, 1983). Здесь также можно вы-
делить несколько теорий, которые в отличие от предыдущих не
получили пока широкой экспериментальной проверки. Так-
Linksz (1952) высказал предположение, что константность зри-
тельного направления задается статической перспективой. По Ба-
уэру (1979) естественной системой отсчета, в координатах кото-
рой определяется локализация объекта, являются видимые час-
ти носа (Рнс. 3.8). И в том, и в другом случае зрительно?
направление оценивается безотносительно к абсолютной позиции
166
Рис. 3.8. Неизменность относительного положения непринимаемых
объектов и носа во время поворота глаз (Бауэр, 1979).
(направлению) глазного яблока, однако статическая перспектива
влияет не столько на перцептивный, сколько на когнитивный про-
цесс в целом, причем нередко оказывается неэффективной (Gibson,
1966); а нос выполняет функцию системы отсчета лишь тогда,
когда он находится в непосредственной близости от плоскости вос-
принимаемого предмета (эффект Пиннокио) (Shebilske, 1978).
Наиболее проработанной выглядит теория непосредственного-
восприятия, предложенная Дж.Гибсоном (Gibson, 1954; 1957;
1966; 1968; 1979). По его мнению, положение глаз определяется
относительно объемлющего наблюдателя оптического строя. Жи-
вотные «видят», куда направлены их глаза, а не «чувствуют» или
«знают» их направление по отношению к черепу или какой-ни-
будь другой поверхности организма. Любое изменение в направ-
лении глаз, головы или туловища вызывает трансформации опти-
ческого строя, инварианты которых несут информацию о состоя-
нии окружающей среды (принцип зрительных кинестезий). Так
как оптический строй воспроизводит характеристики объективно
стабильного мира, инварианты, специфицирующие его движение,
отсутствуют (Рис. 3.9). Поэтому с самого начала он воспринима-
ется неподвижным. Инвариантом перцептивной стабильности сре-
ды во время собственных движений наблюдателя является нали-
167
DIRECTION OF THE SUN
\ (направление V\GHT Лъ
Ххсолнечных лучей) *0^
Q Ъ.
(диффузный свет от неба)
Рис. 3.9. Объемлющий оптический строй, исходящий от волнистой по-
верхности земли в условиях солнечного освещения (Gibson, 1988). На
рисунке показано, что поверхность земли неровная, на ней есть склад-
ки или бугры, но она не заграждена. Пунктирные линии обозначают не
лучи, а образующие зрительных телесных углов. Контрасты на диаграм-
ме отражают разницу в освещенности бугров на поверхности земли. Это
оптический строй в одной фиксированной точке наблюдения. На рисунке
отображены основные инваринты естественной перспективы: разделе-
ние объемлющего строя на две полусферы у горизнта и возрастающая
до максимума плотность оптической текстуры. Они остаются инвари-
антными даже тогда когда строй течет при перемещении точки наблю-
дения.
чие текстурного фона, множественность и полнота элементов, воз-
действующих на рецепирующую поверхность сетчатки. В частно-
сти, чем больше телесный угол проксимальной стимуляции (чем
полнее заполнено зрительное поле), тем выше вероятность стабиль-
ного восприятия. Трансформация зрительного поля в целом создает
впечатление собственного движения наблюдателя нли его глаз,
причем вид этого движения зависит от вида трансформаций. На-
пример, резкий сдвиг зрительного поля служит информационным
коррелятом саккады; расширение или сжатие—коррелятом пе-
ремещения наблюдателя вперед или назад. Существенным в дан-
ном случае является тот факт, что эффективная точка наблюде-
ния («точка зрения*) не совпадает с центром вращения глаза (Na-
168
kayama, Loomis, 1974), В отличие от последнего она вынесена к
переднему полюсу глазного яблока и локализуется у входа в зра-
чек. С изменением точки фиксации меняется и точка зрения, вы-
зывая соответствующие преобразования оптического строя (Bing-
ham, 1993). Поэтому, например, то, что остается скрытым повер-
хностью иоса при фиксации объектов, расположенных прямо перед
наблюдателем, становится видимым при переводе взора влево нли
вправо (Марр, Oho, 1986), а моментальная скорость относительно
смещения объектов в ходе движения глаз оказывается функцией
не только их удаленности, но и текущей позиции наблюдения
(Koenderink, 1986). Внутренние изменения оптического строя, со-
провождающие окуломоторную активность (двигательный парал-
лакс, загораживание одних элементов среды другими), оказыва-
ются важными источниками информации о перцептивной стабиль-
ности или движении.
Утверждение относительности зрительного направления ис-
ключает или, по крайней мере, ограничивает использование
представлений об эфферентной копии, экстраретинальном сиг-
нале н других понятий парадигмы опосредствованного воспри-
ятия. Излишними оказываются н обращения к квазиинтеллек-
туальным процессам, таким как оценка, сравнение или бессоз-
нательный вывод (умозаключение). К сожалению, многие
положения теории непосредственного восприятия остаются на
уровне гипотез, ие всегда приложимых к решению проблемы
константности зрительного направления. Так, из-за высокой
скорости перемещения глаз во время саккады и сопровождаю-
щих ее эффектов подавления и смазывания, выделение перемен-
ных высокого порядка (оптических инвариантов) оказывается
практически невозможным (Brigemen, Hendry, Stark, 1975;
Swanston, Wade, 1988).
Наконец, целесообразно упомянуть теории, подчеркивающие
ведущую роль опыта в восприятии человеком стабильности или
движения окружающей среды (Митрани, 1973; Надирашвили,
1976; Рок, 1980; Найссер, 1981; Vernon, 1937; Piaget, 1969;
Teylor, 1962; Kolers, 1972; Rock, 1983). Согласно этим теори-
ям, переживаемое состояние среды определяется содержанием
когнитивных структур (перцептивной схемы, карты, сценария,
внутренней модели мира, программы, установки), актуализиру-
емых наблюдателем в данный момент времени. Если, допустим,
перцептивная схема, в которой презентирована система отноше-
ний наблюдателя и среды, исключает возможность перемеще-
169
ния элементов ситуации, их движение не воспринимается (Ve-
rnon, 1937). По мнению Дж.Тейлора (Taylor, 1962; см, также
Festinger, Burnham, Ono, Bamber, 1967; Festinger, 1971) воспри-
ятие той или иной информации всегда опосредствуется соответ-
ствующей программой, или готовностью к действию. В тех слу-
чаях, когда такая готовность отсутствует, восприятия не про-
исходит. Так, мы не переживаем смещения окружающих
объектов во время саккад потому, что ответ на подобный сти-
мул не несет содержательной нагрузки, а его программа не сфор-
мирована. Кажущееся же движение объектов при внешнем сме-
щении глазного яблока обусловлено новизной и необычностью
этого явления (Митрани, 1973). Данная группа теорий представ-
лена в литературе имплицитно и требует существенной эмпири-
ческой проработки. Как показывает анализ, «готовность к вос-
приятию», «программа действия» и подобные им образования
сравнительно легко могут быть описаны и в терминах эф-
ферентного сигнала (Festinger, Canon, 1966; Festinger, 1971),
Таким образом, констанстность зрительного направления пре-
дставляет собой достаточно сложное явление, которое охва-
тывает процессы, протекающие на разных уровнях организации
зрительной системы, предполагает активное взаимодействие
субъекта с окружающей его действительностью, требует привле-
чения полимодальной информации и прошлого опыта наблюда-
теля. Можно полагать, что каждая из рассмотренных концеп-
ций специфицирует отдельные стороны, или измерения едино-
го целого, и потому не столько конкурирует, сколько дополняет
другие. Но на какой основе могут быть объединены принципы
реафферентации, информационной инерции, зрительной кине-
стезии и др.? Как синтезировать экспериментальные парадиг-
мы, ведущие порой к разноречивым эмпирическим данным? На-
пример, теории «бессознательных умозаключений « («эфферен-
тная», «афферентная», «гибридная», «оценки») опираются
преимущественно на эффекты восприятия точечных источников
света в темноте, а теории «высших переменных»—на воспри-
ятие экологически валидных событий. Какая парадигма могла
бы учесть оба типа экспериментальных фактов? На сегодняш-
ний день эти вопросы остаются открытыми. Ведущая же роль
в разработке проблемы принадлежит эфферентным теориям, до-
пускающим в большей степени, чем другие, выдвижение стро-
гих эмпирически проверяемых гипотез.
За многомерностью феномена константности зрительного
170
^правления открывается многозначность возможных способов
бКЛЮчения движений глаз в процесс зрительного восприятия.
уаК или иначе в нем могут участвовать все узловые механизмы
функциональной организации окуломоторного акта: афферен-
тный синтез, принятие решения, программа, акцептор резуль-
татов, собственно выполнение движений, зрительная, вестибу-
лярная н проприоцептивная обратная афферентация.
3.4. Направление зрительной
обратной связи
Как мы могли убедиться, смещения ретинального образа
объекта во время движений глаз играют двоякую роль. С одной
стороны, они обеспечивают зрительную обратную связь ГДС
(реафферентацию окуломоторного акта), с другой—являются
условием константности зрительного направления. Меняя сло-
жившиеся ретино-окуломоторное соответствие исследователь по-
лучает возможность изучить особенности организации фикса-
ционных поворотов глаз и их функции в зрительном восприя-
тии.
Допустим, нам удалось создать условия, при которых с
отклонением глаз в направлении объекта фиксации А его про-
екция на сетчатке регулярно смещается в направлении А + у, где
0°< | у! <180°. Подобной ситуации соответствует функционирова-
ние ГДС с видоизмененным направлением зрительной обратной
связи; экстремальное значение |у| = 180° отвечает условию по-
ложительной обратной связи. Сохранится ли в этом случае воз-
можность стабилизации взора? Если да, то с помощью каких оку-
ломоторных структур? Будет ли выполняться фиксационный
поворот глаз? Если да, то как? Повлияют ли указанные преоб-
разования на константность зрительного направления? Если да,
то при каких заченияху? Изменится ли стратегия решения при-
вычных зрительных задач? Если да, то каким образом?
Априори ответы на эти вопросы могут быть получены с двух
крайних позиций.
Если исходить из функциональных представлений о приро-
де окуломоторной активности, допускающих гибкие изменения
ВнУтрисистемных отношений в зависимости от условий воспри-
ятия, то нетрудно предположить, что несоответствие зритель-
ной реаффереитацни акцептору результатов действия выльется
8 Цепь последовательных корректировок программы поворота
171
172
глаз, критериев ожидаемого результата, вектора готовности
окуломоторного аппарата, а также способа интеграции исход-
ных предпосылок движения, которые и обеспечат адекватное
выполнение фиксационного поворота. В этом случае и констан-
тность зрительного направления, и привычная стратегия реше-
ния зрительных задач сохранятся, за исключением, вероятно,
короткого переходного периода, отражающего момент реорга-
низации функциональной системы фиксационного акта. По-
видимому, продолжительность и экстенсивность окуломоторных
модификаций являются прямой функцией I у I.
Если же исходить из представлений о жесткой морфо-физио-
логической организации ГДС, полагая, в частности, что фик-
сационный поворот глаз иа целевой стимул однозначно опре-
деляется рассогласованием локализации ретинального образа с
fovea centralis1 то можно ожидать ряд устойчивых преобразова-
ний глазодвигательной активности, зависящих от значения | у I.
Согласно расчетам (Рис. 3.10) при ly I > 0 фиксационный пово-
рот будет состоять из цепочки прерываемых дрейфом разнонап-
равленных саккад, траектория которых напоминает скручиваю-
щуюся спираль; с увеличением I у I число саккад, витков спира-
ли, скорость дрейфа и продолжительность фиксационного
поворота будут увеличиваться. При некотором критическом зна-
чении | ук| (I yESl) = 60° для саккад и I ykd| = 90° для дрейфов) устой-
чивая фиксация окажется невозможной , а глаз станет переме-
щаться вокруг целевого стимула. Дальнейшее увеличение I у I
вызовет появление движений, траектория которых представля-
ет раскручивающуюся спираль, постепенно переходящую в дугу
(I у I > 135°); посредством возрастающих по амплитуде саккад и
ускоряющегося дрейфа глаз будет удаляться от целевого стиму-
ла и в итоге займет одно из предельных положений в орбите. На-
конец, при |у | = 180° глаза должны перемещаться в направле-
нии, диаметрально противоположном локализации ретинально-
го образа целевого стимула, причем с возрастающей скоростью;
предельная позиция достигается здесь наиболее быстро.
Согласно расчетным данным выполнение фиксационных по-
воротов посредством ускоренного дрейфа (если это вообще воз-
можно) превышает критическое значение !yKSl на 30°. Иначе го-
воря, в столь неординарных условиях дрейф в большей степени
1 Обоснование этого положения дано в других работах (Андреева, Вер-
гилес, Ломов, 1975; Robinson, 1971).
173
содействует выполнению двигательной задачи. Во время комби-
нированных поворотов, включающих и дрейфы, и саккады, |у |
должно, по-видимому, находиться между 60°-90°, а степень ис-
кажения траектории движений уменьшится. При I у| < 90° дрейф
будет усиливать приближение глаза к объекту фиксации, а при
|у| > 90°—ослаблять удаление. Достигнув рубежа, ограничива-
ющего естественные повороты, глаз либо остановится (вынужден-
ная внешняя фиксация), либо будет совершать малопрогнозиру.
емые плавные и саккадические движения в области морфологи-
ческой границы окуломоторного поля.
Нарушения констанстности зрительного направления наибо-
лее полно предсказываются эфферентными моделями. Соглас-
но этим моделям при монотонном увеличении I у | стабильность
видимого мира сохраняется до некоторого порогового значения
|у01. Как показали У.Уиппл и Т.Уаллах (Whippl, Wallach, 1978),
а также, частично, А.Мак (Маск, 1970), I у0| зависит от направ-
ления саккады и относительного напрвления смещения движу-
щегося объекта. Для горизонтальных и вертикальных саккад
|у01 = 9,2°-14,2°, для наклонных (45°,135°, 225°, 315°) саккад
и наклонных же перемещений объекта | у01 возрастает в два раза:
до 21°-26°. Примерно такое же значение)у01 может быть вычис-
лено на основе данных об ошибочной локализации тахистоско-
пически предъявляемого объекта непосредственно до, после и
во время целенаправленных саккад (Matin, 1972; Monahan.
1972; Hill, 1972; Morgan-Paap, 1974; Pola, 1976; см. также Лог-
виненко, 1981). При |у| > 1у01 монотонное увеличение |у| бу-
дет сопровождаться переживанием движения объективно непод-
вижной среды с монотонно возрастающей скоростью и направ-
лением ошибочной локализации. Общее правило, которому
подчиняется здесь кажущееся движение—сложение векторов,
один из которых соответствует «эфферентной копии» (или эк-
страретинальному сигналу), второй—смещению изображения
объектов по сетчатке. Для !у I = 180° воспринимаемая скорость
движения объектов окажется равной удвоенной скорости пере-
мещения глаз, а его направление—перпендикулярным векто-
ру окуломоторной активности. С точки зрения постулатов кон-
цепции непосредственного восприятия (Гибсон, 1988; Gibson,
1966, 1968) можно ожидать иной перцептивный исход: стабиль-
ное восприятие внешней среды во время саккад и впечатление
самодвижения наблюдателя во время плавных поворотов глаз-
По-видимому, чем выше скорость плавных движений, тем выше
174
будет скорость кажущегося эго-движения (вращения), причем
^правление последнего будет соответствовать направлению
смещения проекции окружающих объектов по сетчатке. В лю-
бом случае появление необычных окуломоторных структур и
переживаний движения должны отразиться иа стратегии и так-
тике решения зрительных задач; по крайней мере, в виде уве-
личения продолжительности выполнения тестовых заданий.
К сожалению, экспериментальных исследований ГДС с
трансформированным направлением зрительной обратной свя-
зи (0° < I у I < 180°) почти не проводилось. Исключение состав-
ляют работы А.Мак (Маск, 1970) и У.Уиппла и Т.Уаллаха
(Whipple, Wallach, 1978), в которых | у | изменялось от 0° до 26°.
Однако в их экспериментах одновременно с направлением ме-
нялась и величина зрительной обратной связи (0 < Кобр_ < 0,4),
что, безусловно, маскировало возможные преобразования
окуломоторной активности. Кроме того основной акцент этих
исследований делался не на способе организации движений
глаз , а на порогах восприятия движения.
Значительно лучше изучены особенности движений глаз при
изменении знака зрительной обратной связи (| у| = 180°). И.Дос-
сшат (Doesschate, 1954), был, по-видимому, первым, кто
зарегистрировал окуломоторную активность в столь необычных
условиях. Он нашел, что при фиксации элементов энтоптичес-
кого образа, вызванного удаленным источником света, на пути
которого устанавливается комбинация из двух положительных
линз (силой 40 диоптрий) имеет место непроизвольный маятни-
кообразный нистагм с амплитудой около 30° и частотой
0,42—0,77 Гц. «Нистагм центра вращения»—так И.Доссшат
назвал обнаруженную разновидность глазодвигательной актив-
ности—имеет эллиптическую форму, вытянутую у разных ис-
пытуемых либо по горизонтали, либо по вертикали, и сохраня-
ется в течение всего времени наблюдения энтоптического обра-
за. По мнения И.Доссшата, крупноамплитудные колебания глаз
связаны с разрушением тонкого и надежного в обычных усло-
виях фиксационного рефлекса и с высвобождением более при-
митивного механизма управления движениями, навязывающего
им собственный индивидуальный ритм.
Испытуемые Дж.М.Хедлуна и К.Т.Уайта (Hedlun, White,
1959) фиксировали роговичное отражение(блик) неподвижной
Лампочки, которое они воспринимали на поверхности сферичес-
175
I
I
Лучи, идущие из проектора
Зеркало, смонтированное
на контактной линзе
Рис. 3.11. Схема метода «оптических рычагов» (Riggs, Tulunay, 1959).
Сфокусированный луч проектора отражается от зеркальца, укреплен-
ного на глазу испытуемого и проецируется на экран, откуда с помощью
системы зеркал, изменяющих длину пути луча от экрана до глаза, по-
падает на сетчатку; относительная длина последнего определяет вели-
чину и знак зрительной обратной связи ГДС.
кого зеркала. В этих условиях величина и знак зрительной об-
ратной связи ГДС выступают как функция расстояния между
глазом и зеркалом. Согласно полученным данным при положи-
тельной зрительной обратной связи наблюдаются не только
крупноамлитудные синусоидальные колебания, ио и пилообраз-
ный нистагм с частотой 3-10 Гц. Амплитуда колебаний имеет
монотонно возрастающий характер: они начинаются с незначи-
тельных осцилляций, которые увеличиваются до тех пор, пока
роговичный блик не исчезает за пределами зеркала; возможно
совмещение обеих форм глазодвигательной активности, произ-
вольная остановка и инициация движений. Во всех случаях,
когда в зрительном поле появляются неподвижные объекты,
специфические окуломоторные структуры исчезают.
Л.Риггс и С.Тулуией (Riggs, Tulunay, 1959),используя метод
оптических рычагов (Рис. 3.11), подтвердили существование си-
нусоидальных колебаний глаз с относительно устойчивой высокой
амплитудой и низкой частотой (К,.бр- +1). Развернутое исследова-
ние на основе сходной методики выполнено Д.Фен дером и П.Найем
(Fender, Nye, 1961). Они показали, что нестабильность окуломо-
торной системы проявляется при коэффициенте усиления обрат-
ной связи (Кобр) ~+0,3, причем маятнообразный нистагм возникает
при попытке фиксировать световое пятно. Авторы отмечают, что
после соответствующей практики можно добиться стабилизаций
176
₽3ора, н0 только для кобр< +1. При (Ко5р> +1) амплитуда сину-
соидальных колебаний уменьшается, но их частота остается без
изменений (0,4-0,6 Гц).
В экспериментах А.Л.Ярбуса (1959, 1965) ретиио-окуломотор-
Ное соответствие нарушалось при помощи зеркальца, укрепленного
центральной присоске под углом 135° к фронтальной плоско-
сти. Благодаря данному устройству, объекты, расположенные сбо-
ку, воспринимаются инвертированными вдоль одной из осей оп-
тической системы координат и локализованными во фронтальной
плоскости. В этих условиях также наблюдаются крупноамплитуд-
ные плавные синусоидальные (эллиптические) колебания, которые
продолжаются в течение всего опыта. При предъявлении объек-
та, движущегося с постоянной скоростью, его прослеживание все-
гда происходит с ускорением, вплоть до выхода воспринимаемо-
го объекта за пределы поля зрения. В обеих ситуациях испытуе-
мые лишаются возможности произвольного управления
движениями глаз: выбора объекта фиксации, контроля скорости
н амплитуды их перемещения.
Согласно данным А.Р.Шахновича (1965), который также при-
менил методику с наклонным зеркальцем, после некоторой
тренировки фиксация неподвижной светящейся точки в темноте
оказывается возможной (Рис 3.12). Этот процесс занимает 1,5-2
минуты и проходит ряд стадий. Сначала возникают синусои-
дальные колебания с амплитудой около 30й и частотой 0,3-0,4
Гц; затем они начинают прерываться саккадами—появляется
нистагм (средняя амплитуда 8-10°, частота—4 Гц), амплиту-
да которого постепенно уменьшается; и, наконец, нистагм пе-
реходит в малоамплитудный дрейф, обеспечивающий стабили-
зацию взора. Характеристики зарегистрированных движений-
глаз в описанных условиях полностью соответствуют
параметрам синусоидальных и пилообразных колебаний, наблю-
даемых в исследованиях И.Доссшата, Дж.Хедлуна и К.Т.Уай-
та.
Неконтролируемые крупноамплитудные колебания глаз бы-
ли описаны Я.П.Ховардом при изучении вергентно-фузионно-
ГО механизма (Howard, 1969, 1970). Устанавливая на оба глаза
(с помощью контактных линз) призмы Дове (Рис. 3.13), инвер-
тирующие как ретинальные изображения, так и знак зритель-
ной обратной связи ГДС, он показал невозможность в этих ус-
ловиях фузии и стереопсиса. Лишь один из его испытуемых
после продолжительной тренировки оказался способным произ-
177
Рис. 3.12. Электроокулографическая запись движений глаз при фикса-
ции неподвижной точки через зеркальце, укрепленное на глазном яб-
локе (3, 4, 5, 6). Калибровка смещений глаза на угол 15° без зеркальца
(1, 2). Слева — схема присоски, дающей зеркальное изображение ок-
ружающих предметов на сетчатке. А — фиксационная точка; Aj— про-
екция фиксационной точки не сетчатке (Шахнович, 1974).
вольно контролировать колебания глаз и устойчиво фиксировать
хорошо освещенные объекты.
Анализ глазодвигательной активности в условиях положитель-
ной зрительной обратной связи ГДС выполнен В.А. Барабанщи-
ковым (Барабанщиков, 1978, 1979; Барабанщиков, Зубко, 1980;
Барабанщиков, Белопольский, 1984). Используя, каки Я.П.Хо-
вард, миниатюрные призмы Дове , он зарегистрировал несколь-
ко регулярно повторяющихся типов окуломоторных структур,
которые возникают при монокулярной инверсии зрительной об-
ратной связи ГДС (Рис. 3.14).
1. Инверсионный нистагм—периодическое последователь-
ное чередование плавного и саккадического компонентов оку-
178
Контактная линза
Призма Дове
Рис. 3.13. Инверсия зрительной обратной связи с помощью призмы Дове,
устанавливаемой на контактной линзе (Howard, 1970).
Внешний тубус
Внутренний тубус
ломоторной активности, направленные в противоположные сто-
роны. Амплитуда нистагма варьирует в диапазоне от 2° до 40°
(т - 6,6°; d - 2,8’). Скорость медленной фазы доходит до 60-70° /с.
Частота меняется от 0,25 до 6 Гц (т — 2,3 Гц).
В некоторых случаях строгий пилообразный характер движе-
ний нарушается, а циклы нистагма приобретают более сложную
структуру (паранистагм). Частота и амплитуда этих движений
находятся в диапазоне соответствующих параметров инверсион-
ного нистагма.
2. Плавное скольжение глаз двух типов: а) синусоидальные
колебания низкой частоты (0,25—0,8 Гц; m = 0,45 Гц) и боль-
шой амплитуды (до 50-60°; m = 39,2°; d = 2,9); б) медленные
(1-20°/с) апериодические повороты глаз продолжительностью
в иексколько секунд.
3. Отдельные саккады амплитудой до 20-25° на фоне ускорен-
ного дрейфа, сопровождающие, как правило, произвольный пе-
ревод взора из одной позиции в другую. По своим динамическим
характеристикам они напоминают обычные саккады, но не при-
Бодят к резкой остановке глаза, переходя в синусоидальные ко-
лебания или медленную фазу нистагмоидных движений (Рис.
3-15).
Перечисленные структуры ориентируются вдоль оси инверсии
(по существу в экспериментах А. Л.Ярбуса, А.Р.Шахновича, Я.П.
179
о в
о в
Рис. 3.14. Зависимость смещения проекции объекта по сетчатке от по-
ворота глаз: А - в обычных условиях, Б — при установке на глаз при-
змы Дове. О, В — объекты фиксации; О'В' — проекции объектов на
сетчатке до поворота глаза; О"В" проекции объектов на сетчатке пос-
ле поврота глаза; В'" — мнимое (воспринимаемое) положение объекта
в пространстве. Широкая стрелка указывает направление поворота глаза,
тонкая стрелка — направление смещения проекции объектов по сет-
чатке (Барабанщиков, 1978).
Ховарда и В.А.Барабанщикова изучалось влияние вырожденной,
или частичной, инверсии знака зрительной обратной связи), воз-
никают независимо от содержания тест-объекта и допускают
суперпозицию (Рис. 3.16). Условием появления той или иной оку-
ломоторной структуры является тип отношения наблюдателя к
визуальной ситуации и отвечающий ему способ восприятия.
Активное отношение, реализующее наиболее привычный спосоо
восприятия (вопреки непроизвольным смещениям зрительного
поля и невозможности стабилизировать взор) является условием
инверсионного нистагма и паранистагма; созерцательное (реше-
ние зрительной задачи без интенции изменить необычную ситу-
180
Рис. 3.15. Окуломоторные структуры, возникающие при инверсии зри-
тельной обратной связи ГДС. А — инверсионный нистагм, Б - пара-
нистагм, В — синусоидальные колебания, Г — медленые апериодичес-
кие повороты, Д — отдельные саккады и П-образные структуры. Стрел-
ки указывают позицию покоя глаза. (Барабанщиков, 1978).
1 1 I"1 титр । rrt । t-i ift.imi н{
А
Рис. 3.16. Суперпозиция синусоидальных и нистагмоидных колебаний
1А) и изменение направления инверсионного нистагма в противополож-
ных зонах поля зрения (Б).
181
ацию)—условием синусоидальных колебаний; индифферентное
(имеет место при решении иезрительных задач)—плавных апе-
риодических движений. Меняя либо сохраняя наличное отноше-
ние к воспринимаемому наблюдатель получает возможность кон-
тролировать тип и отдельные параметры окуломоторных струн-
тур.
Факт нарушения стабильности восприятия в условиях поло-
жительной зрительной обратной связи ГДС отмечается практи-
чески всеми исследователями. Наиболее отчетливо он выявля-
ется при использовании наклонных зеркал и призм Дове. В этом
случае любые неподвижные объекты, попадающие в поле зре-
ния наблюдателя, воспринимаются движущимися, причем тип
воспринимаемого движения непосредственно зависит от типа
окуломоторной активности.
Проведенный обзор исследований показывает не только
слабую изученность рассматриваемой предметной области, но
и рассогласование эмпирических данных с концептуальными
ожиданиями (по крайней мере для экстремального значения
| у | = 180°). В условиях положительной зрительной обратной
связи ГДС ни устойчивая фиксация (за небольшим исключе-
нием), ни целенаправленный поворот глаз не выполняются;
их заменяет набор необычных окуломоторных структур: ин-
версионный нистагм, паранистагм, синусоидальные — зату-
хающие, незатухающие, монотонно возрастающие по ампли-
туде—и апериодические колебания. Константность зритель-
ного направления действительно нарушается, но так, что
характеристики воспринимаемого движения соответствуют па-
раметрам движений глаз. Наконец, в континууме зрительных
задач затруднения возникают лишь там, где требуется развер-
нутое решение. Складывается впечатление, что ожидаемые ис-
кажения значительно смягчены, а организация окуломоторной
активности на основе положительной зрительной обратной свя-
зи больше соответствует расчетным значениям | у I <90°.
Для того, чтобы прояснить роль и степень влияния внутрен-
них детерминант фиксационного поворота глаз (в частности,
ретино-окуломоторного соответствия), обратимся к специально-
му исследованию, в котором направление зрительной обратной
связи ГДС выступает как основная независимая переменная.
182
3.5. Экспериментальная парадигма
и методика исследования
Методика проведенного исследования базируется на идее
модификации оптических свойств глаза путем использования-
ротатоскопа—оптического устройства, преобразующего ори-
ентацию изображения объекта. Принципиальная схема ротатос-
копа представлена на Рис. 3.17, Он состоит из двух призм До-
ре, последовательно преломляющих отраженные от объекта
лучи света (A-В), Каждая из призм инвертирует изображение
Рис. 3.17. Принципиальная схема ротатоскопа. А. Б — разноориеити-
роваиные призмы Дове, X0Y — система координат объекта; X'OY —
система координат изображения объекта, стрелке указывают направ-
ление лучей света.
вдоль оси, параллельной основному сечению; их совокупный
эффект — вращение (изменение ориентации) изображения
объекта относительно центральной оси. Монотонное вращение
призм относительно друг друга в диапазоне -90 е < р < 90° сопро-
вождается последовательным изменением ориентации изображе-
ния объекта (у) от —180° до 180°.
Устанавливая ротатоскоп непосредственно на глазное яблоко
Перед зрачком испытуемого исследователь получает возможность:
1) изменить естественную ориентацию проксимальной сти-
муляции (ретинального образа) по отношению к дистальной
Объекту) на угол -180°<у< 180°; при этом преобразованию
оптической системы координат сетчатки соответствует вращение
°ои полярной системы координат зрительного поля на такой же
УГОЛ (у);
183
Рис, 3,18. Соотношение эгоцентрической
(XOY), оптической (MON) и окуломо-
торной (V0Z) систем координат при у *0,
2) варьировать направ.
ление смещения ретииаль,
ного образа объекта отц0.
сительно направления
ворота глаз в диапазоне
-180° < у < 180°; в резуль-
тате подобной процедуру
изменяется направление
зрительной обратной свя-
зи ГДС и возникает рас-
согласование ориентаций
оптической, окуломотор-
ной и эгоцентрической1
систем координат (Рис,
3.18).
Структура проксималь-
ной стимуляции и, соот-
ветственно, структура
зрительного поля, при
данных трасформациях не
нарушаются.
Каждое из условий неоднократно использовалось в качестве
самостоятельного методического приема.
Так, «перевертывание» (полное или частичное) ретинально-
го образа объекта достаточно часто применяется в хронических
исследованиях перцептивного научения (Логвиненко, 1976,
1981; Kohler, 1964; Stratton, 1897). Необходимые трансформа-
ции обеспечиваются здесь специальными оптическими устрой-
ствами (линзами, зеркалами, призмами), укрепленными непод-
вижно относительно головы испытуемого (Рис. 3.19). Адапта-
ция к наклону зрительного поля изучается в ситуации, которая
предполагает восприятие объектов через окуляр ротатоскопа,
вмонтированного в каркас экспериментальной установки (ЕЬеп-
holtz, 1966; Over, 1966; Austin, Singer, Wallace, 1974) (Рис,
3.20). Ориентации сетчаточного изображения относительно
объекта может быть изменена и через канал видеосвязи, когда,
1 Эгоцентрическая система координат определяет положение зритель-
но воспринимаемого объекта относительно головы наблюдателя; точкой
отсчета выступает направление «прямо—перед головой», отличное (Б
общем случае) от направления центральной оптической оси.
184
Рис. 3.19. Перемещение инвертирующего оптического устройства (сис-
тема лииз) вместе с поворотм головы наблюдателя. Зрительно-окуломо-
торная связь остается неизменной (Рок, 1980).
например, перемещения
рук испытуемого снимают-
ся телевизионной камерой
^Ис. 3.20. Изучение зрительно-двига-
Тельиых координаций человека с помо-
щью ротатоскопа (Austin, Singer, Wal-
lace, 1974).
и экспонируются ему на эк-
ране дисплея под тем или
иным углом наклона (Sm-
ith, Smith, 1962; Hershberg,
Carpenter, 1972; Me Inture,
Pick, 1986). Однако во всех
этих исследованиях преобра-
зования ретинального обра-
за, хотя и нарушают зри-
тельно-моторную координа-
цию в целом, оказываются
относительно индифферент-
ными к выполнению фикса-
ционного поворота глаз: при-
вычный способ функциони-
рования ГДС сохраняется.
По сути дела реориентация
сетчаточного образа в опи-
санных условиях отражает
трансформацию свойств
внешней оптической среды,
или объемлющего наб люда-
185
теля «оптического строя» (Гибсои, 1988), а не самого глаза; ц,е
няет эгоцентрическое, но не окулоцеитрическое зрительное ца
правление (Shebilske, 1978); вызывав т иную геометрию дви^е
ния по сетчатке, по сравнению с тем случаем, когда инверти
рующее устройство крепится на самом глазу.
Как уже отмечалось, варьирование отношений между иапрая,
лением поворота глаз и направлением смещения ретинального
образа является одним из приемов исследования глазодвигатель-
ной системы. Чаще всего он реализуется путем разбалаиснро.
вания плеч»оптических рычагов» или электронного управления
позицией зрительного стимула, детерминированного позицией
глаз (Riggs, Tulunay, 1969; Fender, Nye, 1961; Mack, 1970; Vo-
ssious, 1972). Однако обе эти методики ограничены в возмож-
ности экспонировать сложные зрительные паттерны и предпо-
лагают реальное движение тест-объекта во время поворота глаз.
Поэтому вопросы, касающиеся особенностей решения зритель-
ных задач и проявлений константности зрительного направле-
ния, уходят здесь как бы на второй план.
Таким образом, метод, основанный на модификации (с помо-
щью ротатоскопа) оптических свойств глаза, синтезирует две
методические линии, которые исторически развивались незави-
симо друг от друга, причем довольно продуктивно. Первая де-
лает акцент на изучении закономерностей зрительного воспри-
ятия, вторая—на выявлении механизмов регуляции движений
глаз. Снимая ряд ограничений, свойственных прототипам, пред-
лагаемый метод 1) обеспечивает строгий контроль направления
зрительной обратной связи ГДС; 2) позволяет экспонировать ис-
пытуемым любые (в пределах поля зрения) тест-объекты; 3) мо-
жет быть использован при моно- и бииоколярном восприятии;
4) дает возможность вести независимую регистрацию движений
глаз и 5) допускает манипулятивную н поведенческую актив-
ность испытуемого.
Аппаратура. В наших экспериментах миниатюрный ротатос-
коп (с помощью центральной присоски) устанавливался на ана-
стезированное глазное яблоко испытуемого таким образом, что-
бы оптическая ось прибора совпадала с центральным окулоцен-
трическим зрительным направлением (Рис. 3.21). Каждая из
призм Дове крепилась в отдельном тубусе, вращение которого
позволяло изменять наклон плоскости главного сечения, и, со-
ответственно, задавать любое значение угла вращения оптичес-
кой системы координат (—180° <у< 180°). С внешней сторон*1
186
рис. 3.21. Схема метода изменения ориентации оптической системы ко-
ординат глаза человека: Г — глазное яблоко, О'В' — проекция пред-
мета на сетчатке; а — корпус присосоки, б — баллончик для отсоса
воздуха, в — внутренний тубус, д — внешний тубус, ж — внешняя
призма Дове, ОВ — предмет восприятия.
рабочие поверхности призм покрывались серебрянкой фольгой,
обеспечивающей высокий коэффициент отражения. Для форми-
рования максимально четкого изображения центральная при-
соска снабжалась диафрагмой. Искусственная оптическая сис-
тема позволяла воспринимать объекты в поле зрения около 30°.
Движения глаз—горизонтальная и вертикальная составля-
ющие—регистрировались электромагнитным способом на ус-
тановке, сконструированной Н.Ю.Вергилесом (Зинченко, Вер-
гилес, 1969; Андреева, Вергилес, Ломов, 1975; Барабанщиков,
Белопольский, Вергилес, 1978). Конструктивные и функцио-
нальные возможности данной установки рассмотрены выше (См.
1.6). Катушка-излучатель, создающая переменное электромаг-
нитное поле, крепилась к той же присоске, на которой устанав-
ливался ротатоскоп. Изменение напряжения в катушках, выз-
ванное движениями глаза, усиливалось, а затем подавалось на
вход восьмиканального полиграфа RM-85 (Япония) и четырех-
канального регистратора данных DTR-1204 (Япония). После-
дний позволял воспроизводить любой фрагмент окулограммы,
изменять ее пространственно-временной масштаб, а также про-
кодить запись траектории движений глаза на координатном
(X—-Y) самописце NE-230 (Венгрия). Схема эксперименталь-
ной установки приведена на Рис. 3.22.
Наряду с реориентацией ретинального образа и изменением
Направления зрительной обратной связи ГДС (абсолютные зна-
187
Рис, 3.22. Схема экспериментальной установки: 1—рамка приемни-
ка электрического сигнала, 2 — излучатель, установленный на глаз-
ной присоске, 3 — тест-объект, 4 — фоновый экран, 5 — усилители,
6 — полиграф, 7 — регистратор данных, 8 — двухкоординатный са-
мописец, 9 — экранированная экспериментальная камера.
чения у варьировались от 0° до 180° с шагом 15°) в состав неза-
висимых переменных (детерминант) входила задача, выполняе-
мая испытуемым (перевод взора с одного точечного объекта на
другой и его устойчивая фиксация, перцептивный анализ сюжет-
ных изображений и некоторые другие). Зависимые переменные:
1) двигательный состав и структура фиксационного поворота
глаз; 2) константность зрительного направления.
Процедура эксперимента. Эксперименты проводились в зву-
конепроницаемой экранированной камере. После анестезии пра-
вого глаза (2-3 капли 1%-го раствора дикаина) испытуемый
располагался перед демонстрационным экраном с калибровоч-
ной таблицей, а его голова фиксировалась в подбороднике. На
анастезированный глаз укреплялась присоска с ротатоскопом и
излучающей катушкой (общая масса устройства —1,9 г).
Необходимый угол вращения оптической системы координат (у)
предварительно устанавливался экспериментатором на основе
специально разработанной тестовой таблицы. Настройка прибо-
ра иа глазу испытуемого проводилась в условиях бинокулярного
восприятия при фиксации точечного объекта. Основная труД'
ность состояла в том, чтобы совместить центры реориентирован-
188
йОго и нормального изображений. Как показывает опыт, в дан-
ных условиях почти всегда имеет место постоянное смещение
реориентированного изображения, аналогичное тому, которое
вызывает клиновидная призма, но без цветовых, пространствен-
ных и конфнгуративных аберацнй (Логвиненко, 1981; Harns,
1965; Rock, 1966). Оно зависит от ряда условий: формы повер-
хности роговицы, точности установки призм относительно
центральной оптической оси и др. У разных наблюдателей
первоначальное смещение может достигать 20-22°, широко ва-
рьируя по направлению. В ходе настройки величина рассогла-
сования уменьшалась до нескольких градусов.
Процедура калибровки движений глаз—последовательная
фиксация испытуемым реперных точек внешней системы коор-
динат, во время которой устанавливается линейность и величина
усиления электрического сигнала—также проводилась в усло-
виях бинокулярного восприятия. Завершив настройку оптичес-
кого прибора и калибровку движений экспериментатор закры-
вал левый глаз испытуемого светонепроницаемой повязкой и за-
менял калибровочную таблицу стимульным материалом.
В качестве тест-объектов использовались: а) белый картон-
ный круг (диаметром 10°), внутри которого были нанесены две
черные точки (диаметром по 20'), удаленные друг от друга на
расстояние 5'; б) набор контрастных черно-белых н цветных
сюжетных изображений (10°х10° и 10°х15°). Тест-объекты ук-
реплялись на расстоянии 65 см от глаза испытуемого прямо-
перед-ним на фоне большого белого экрана, перекрывающего все
поле зрения. Сюжетные изображения всегда поворачивались на
угол, противоположный углу вращения оптической системы
координат (-у) и воспринимались правильно ориентированными.
Точечные объекты ориентировались таким образом, что воспри-
нимались либо вертикально, либо горизонтально. Тест-объекты
и фоновый экран освещались снизу направленным светом трех
электрических ламп (общая мощность—300 W); тень от тест-
объекта на фоновом экране отсутствовала.
В зависимости от содержания тест-объекта от испытуемого
требовалось: 1) попеременно переводить взор с одной точки на
другую или устойчиво фиксировать одну их точек, 2) раскры-
ть сюжет или найти заданный элемент (персонаж) сложного
изображения. Задания давались в псевдослучайном порядке.
^Ремя экспозиции тест-объектов не ограничивалось. В ходе
опыта испытуемые могли получать дополнительные задания,
189
инициирующие определенный способ восприятия или отноще
нне наблюдателя к выполнению задания (концентрацию иЛ1(
распределение внимание, сосредоточенность илн релаксацию
и т. п.).
После завершения опыта испытуемые давали отчет
особенностях зрительно воспринимаемых сцен (сохранялась лд
стабильность восприятия, как проявлялось восприятие движе-
ния и т. д.), характере решения перцептивных задач (степени
трудности, используемых стратегиях и т. п.) и переживаемых
во время эксперимента состояниях.
Первоначально установленное значение угла вращения (у)
сохранялось до конца опыта, продолжающегося 25-30 минут.
В некоторых контрольных случаях в одном и том же опыте
осуществлялось многократное вращение оптической системы
координат (до четырех значений у).
Испытуемые. В экспериментах приняли участие шестеро
мужчин с нормальным илн корректируемым до нормального
зрением в возрасте 26-40 лет. Двое их них, имевшие большую
практику ношения глазных присосок, тестировались при всех
варьируемых значениях.
Обработка данных. После эксперимента с помощью двухко-
ордннатного самописца воспроизводилась пространственная
запись траектории движений глаз, которая затем соотносилась
с действительной и воспринимаемой локализацией (перемеще-
нием) объекта. Скорость движения магнитной ленты регистра-
тора данных уменьшалась при этом в 10 раз. Выборочно оцени-
вались: среднее направление саккад и дрейфа, относительная
амплитуда саккад и продолжительность фиксационного поворо-
та глаз (0° <у < 120°), средняя скорость плавных перемещений
глаз и амплитудно-частотные характеристики сложных паттер-
нов окуломоторной активности (135° <у < 180°). Отчеты испыту-
емых о характере воспринимаемых сцен н особенностях реше-
ния задач для каждого у соотносились с соответствующим ти-
пом и параметрами движений глаз.
Для уточнения отдельных вопросов исследования, наряду с
базовым, проводились дополнительные эксперименты, в кото-
рых использовался несколько иной стимульный материал (в
частности, фигуры, вызывающие оптико-геометрические иллю-
зии; печатный текст; движущаяся по определенному закону
светящаяся точка и др.) и требования инструкции.
190
В отличие от экспериментов, изложенных в Разделе И, основ-
ной акцент данного цикла исследований перенесен на анализ
собственно окулограмм—временных, пространственных и кон-
фцгуративных характеристик глазодвигательной активности
человека, оказавшегося в крайне необычных условиях воспри-
ятия и действия.
3.6. Оптическая трансформация
фиксационных поворотов глаз
Рассмотрим полученные данные в порядке возрастания
абсолютного значения угла поворота оптической системы коор-
динат сетчатки (|у|).
|у| = 0°—условие обычного восприятия. Перевод взора с од-
ного точечного объекта на другой сопровождается сравнитель-
но точным скачком на цель и ее устойчивой фиксацией (Рис.
3.23, А). Скорость дрейфа редко достигает 1°/с, а его амплиту-
да не превышает 1°. Единственное, что отличает полученные
записи от обычных, — небольшие «пички» перед остановкой
глаза (0,3°-1,5° в зависимости от амплитуды саккады), кото-
рые указывают на «проскакивание» точечной цели и почти бе-
зостановочное возвращение к ней. Подобные движения извест-
ны в литературе как «динамический перескок». В его основе
лежит изменение инерционности глазного яблока, связанное с
относительно большим весом используемой оптической систе-
мы. При выполнении саккады, включающей «пичек», воспри-
нимается слабое подергивание объектов поля зрения, феноме-
нологически тождественное перцептивным эффектам, которые
возникают при моргании или постукивании по глазу пальцем.
Во время рассматривания сюжетных изображений имеют
место характерные для обычных условий цепочки саккад, пре-
рываемые малоамплитудным дрейфом (Рис. 3.23, В). Как пра-
вило, «пички» сопровождают саккады, амплитуда которых пре-
вышает 4-5°; причем на вертикальной составляющей они вы-
ражены слабее. К концу опыта величина и количество «пичков»
заметно уменьшаются, а подергивания тест-объектов замечают-
ся редко. В целом константность зрительного направления со-
храняется.
I у I = 45°. Перевод взора с одного точечного элемента на дру-
гой сопровождается серией из 3-4 различно ориентирнованных
191
T 11 । г 1 11
н ^JXTirJWrjUUTTJVb4n_r
V
H
< у
Рис. 3.23. Движение глаз при последовательной фиксации двух точек
(А) и рассматривании сюжетного изображения (Б) (у = 0°)
саккад (Рис. 3.24, А). Траектория фиксационного поворота глаз
по форме напоминает дугу (Рис. 3.24, Б). Дрейфовый компонент
достигает на отдельных непродолжительных (до 0,5 с) участках
скорости 4-6с/с, его амплитуда не превышает 3-5°. Субъективно
фиксация точечного объекта трудностей не вызывает н совер-
шается так же быстро, как и в обычных условиях. Лишь иног-
да в начале эксперимента отмечается впечатление «вязкости»
движений, исчезающее после некоторой практики. Инерцион-
ные «пички» встречаются на окулограммах только при относи-
тельно больших скачках (> 4-5°). Им соответствует кажущее-
ся подергивание зрительного поля.
Не вызывает затруднений и задача рассматривания изо-
бражений. Испытуемые быстро определяют содержание картины
и находят требуемые детали. Паттерны глазодвигательной актив-
ности близки к нормальным (Рис. 3.25). Исключение составля
192
рис. 3.24. Движение глаз при последовательной фиксации нижней и
верхней точки (у = 45°). А — временная развертка. Б — пространствен-
ная развертка, 1 -2-3-4— траектория поврота глаза с верхней точки
фиксации иа иижнюю, 4-5-6-7 — траектория поворота глаза с ниж-
ней точки фиксации на верхнюю. В — расчетная траектория поворота
глаза иа цель. О — верхняя точка, А — нижняя точка.
t -у—у—у—у—у-у-it—у—d—у—у—у—у--у—у
г
рис. 3.25. Движение глаз при последовательной фиксации двух точек
(А) и рассматривании сюжетного изображения (Б) (у = 45°). Стрелки ука-
зывают начало поворота глаз иа заданную точку фиксации.
7- 1373
193
Рис. 3.26. Движение глаз при переводе взора с верхней точки на нижнюю (у = 90°). А — пространственная траек-
тория, "В — вреглен-иая развертка. Цифры указывают последовательность движений.
t у—il--kl-U--P--U---1|-p--ll--P--У--V—Il--v—U----V--(j—
Рис. 3.27. Временная развертка фиксаци-
онного поврота глаз (у = 90°). А — первая
проба (перевод взора с ннжнен точки фик-
сации иа верхнюю); Б — пятая проба (пе-
ревод взора с верхней точки фиксации на
нижнюю).
ют инерционные «пинки» и большая выраженность плавного
(дрейфового) компонента. Дугообразные траектории, характерные
Для фиксационных поворотов глаз на точечеый стимул, практи-
чески отсутствуют. В целом объекты воспринимаются стабиль-
ными.
ly 1 = 90°. Задача перевода взора с одного точечного элемен-
та на другой выполняется посредством продолжительной серии
саккад, прерывающихся ускоренным дрейфом (Рис. 3.26). Чис-
ло саккад, входящих в фиксационный поворот, может доходить
До 40, причем диапазон их амплитуд существенно расширен,
временная развертка целостного окуломоторного акта представ-
ляет собой периодические колебания позиции (направления)
7*
195
Рис. 3.28. Последовательные фрагменты траектории целостного по
рота глаз при переводе взора с верхней точки на нижнюю (у = 90°). Ц1
ры указывают последовательность движений.
196
j4ia3 относительно позиции (зрительного направления) точечного
стимула. Количество колебаний, нх амплитуда н продолжитель-
ность варьируют н зависят, в частности, от упражнения и опы-
та испытуемого. Так, на Рис. 3.27 приведены первое (а) и пя-
тое (б) решения простейшей окуломоторной задачи. Однако,
еСли в первой пробе фиксационный поворот состоит из 7 коле-
баний, длится почти 18 секунд, а максимальное отклонение
глаза от цели составляет 16,8°, то в пятой пробе он включает
всего 2,5 колебания, длится около 8 секунд, а максимальное
отклонение глаза от цели составляет только 3,5°. Характер це-
лостного поворота глаз связан и с особенностями внимания ис-
пытуемого. Сосредоточенность (нередко она требует волевых
усилий) на объекте фиксации является условием оптимально-
го поворота—такого, который занимает наименьшее время и
состоит из монотонно затухающих колебаний. Ослабление илн
распределение внимания прерывает процесс затухания, приво-
дит к увеличению амплитуды и времени колебаний, и, в ито-
ге, не позволяет решить окуломоторную задачу. Если инструк-
ция (и самоинструкция) не требует от наблюдателя устойчивой
фиксации объекта, поворот глаза на цель содержит как возра-
стающие, так и затухающие по амплитуде колебания, которые
отражают изменения отношения испытуемого к выполняемому
заданию.
Скорость дрейфа повышается в среднем до 2-4°/с, достигая
на отдельных временных интервалах (0,2-0,5 с) 12-14°/с. Ам-
плитуда плавных движений не превышает 5-7°. Нередко устой-
чивой фиксации непосредственно предшествуют плавные низ-
коамплитудные (максимальная амплитуда 2-4с) затухающие
вращательные движения длительностью 1-3 с. Ускоренный
дрейф и скачок, идущие в разных направлениях, оформляют-
ся как нистагмоидные колебания глаза. Серии нистагмоидных
Движений достаточно хорошо различимы на окулограмме. Для
Рассматриваемых условий характерно появление и медленных
(v =1-2°/с.) непериодических колебаний глаз длительностью в
Несколько секунд. Пространственная траектория целена-
правленного поворота на точечный стимул имеет форму спира-
ли (Рис. 3.28).
В отличие от I у I =45° необычность фиксационного поворота
осознается испытуемыми. Отмечаются: 1) впечатление связно-
сти» движений; 2) постепенное увеличение четкости фик-
сируемого объекта; 3) восприятие плавных малоамплитудиых
197
Рис. 3.29. Движение глаз при рассматривании сюжетного изображения
(у = 90°).
перемещений неподвижных объектов поля зрения во время ус-
коренного дрейфа н восприятие изменения местоположения
объектов при осуществлении макросаккад. Стабильность пере-
живается только тогда, когда объект устойчиво фиксируется.
Последние обстоятельства указывают на падение константнос-
ти зрительного направления. Активность ГДС начинает как бы
«проецироваться» в зрительное поле, становится видимой. По
впечатлениям кажущегося перемещения объектов тренирован-
ный испытуемый способен легко н точно описать характер соб-
ственных движений, а также сопоставить их с особенностями
зрительного внимания.
Задача рассматривания изображений особых затруднений не
вызывает. Испытуемому достаточно нескольких секунд, чтобы
уверенно и точно описать содержание экспонируемых картин.
В отлнчие от | у | =0° в паттернах окуломоторной активности на-
чинает преобладать ускоренный дрейф и появляются нистагмо-
идные, седлообразные и спиралевидные структуры (Рис. 3.29).
Полные повороты глаза, характерные для фиксации точечных
элементов наблюдаются редко.
|у| =120°. По сравнению с 0° < [ у | <90° фиксации точечного
объекта и перемещения глаза из одной визуально заданной
позиции (направления) в другую выполняются лишь некоторы-
ми испытуемыми.
При экспозиции как точечных, так и сюжетных изобра®6'
ний имеет место сходная картина движений глаз (Рис. 3.30). На
198
Рис. 3.30. Движение глаз при попытке фиксировать точечный объект
= 120°). А — временная развертка, Б — протранственная траек-
тория. Цифры указывают порядок движений глаз.
199
окулограммах доминируют прерываемые саккадами продолжи,
тельные дрейфы. Их скорость в среднем составляет 3-6°/с, до,
стигая на отдельных участках 30-40°/с; амплитуда не правы,
шает 15°. Плавные повороты могут входить в состав нистагму,
идных колебаний, либо осуществляться самостоятельно в
течение нескольких секунд. Продолжительные плавные движе-
ния по форме напоминают гирлянду, составленную из седлооб-
разных полудуг и эллипсов, и связаны с ослаблением или рас-
пределением внимания (Рис. 3.31). Последнее имеет место при
инструкции, не требующей перцептивного выделения (фикса-
ции) конкретного элемента зрительного поля, а также прн за-
даче, запрещающей произвольные повороты глаз. Нистагмоид-
ные движения сопровождают сосредоточенность наблюдателя иа
деталях воспринимаемого объекта и попытки их устойчивой
фиксации. На окулограммах отчетливо просматривается парал-
лельность (цикличность) не только простых, но и составных по-
воротов глаз. Так, на Рис. 3.30, А параллельны повроты 1-2-3
и 3-4-5; 4-5-6-7-8 и 7-8-9-10-11-12; на Рис. 3.31—пово-
роты 3-4-5-6 и 6”7~8-9; 31-32-33 и 34-35-36 и др. Тест-
объкт, хотя и воспринимается перемещающимся, всегда оста-
ется в центральной части поля зрения. Необычные движения
глаз и аконстантное восприятие слабо влияют на перцептивный
анализ и синтез экспонируемых изображений. Испытуемые лег-
ко находят необходимую деталь или отношение тест-объекта, как
бы пробегая взором узловые элементы изображенной ситуации.
Отметим, что при несколько меньшем значении = 105° фик-
сационный поворот глаз у данной группы испытуемых еще со-
храняется, хотя и носит трансформированный характер (Рис.
3.32). Его пространственная траектория—скручивающаяся
спираль; на среднем и финальном участке траектории преобла-
дают малоамплитудные вращения с частотой 1,5-2,5 Гц.
Окулограмма испытуемого, способного перевести и зафикси-
ровать взор в заданном направлении, представлена на (Рис. 3.33,
А). Здесь отмечаются четко выраженный нистагм с частотой 2-4
Гц и затухающие синусоидальные колебания с частотой 1-2 Гц
и максимальной амплитудой 5-6°, непосредственно предшеству-
ющие кратковременной (0,5-2 с) фиксации точечного объекта-
Форма окуломоторной структуры напоминает закручивающуюся
спираль. Трудность выполнения задания связывается испыту-
емым с потерей стабильности восприятия: «объект постоянно
ускользает от глаз». При рассматривании сюжетных изображе-
200
Рис. 3.31. Движение глаз при рассматривании сюжетного изображения
(у — 120°). А — временная развертка (центральная часть: 9-20), Б —
пространственная траектория движения. Цифры указывают последо-
вательность движений глаз.
Рис. 3.32. Фиксационный поворот глаз (у = 105°).
201
Рис. 3.33. А. Движения глаз при выполнении задачи фиксации точечного объекта (у = 120°). Стрелки указывают
момент субъективного выполнения задания, Б. Пространственная и временная развертка движений глаз, пред-
шествующих устойчивой фиксации объекта.
м Рис. 3.34. Движение глаз при распределении внимания на объекте восприятия (у = 135°). А — временная, Б —
g пространственная развертка. Цифры указывают последовательность движений глаз.
Рис, 3.35. Движение глаз при попытке фиксировать точечный объект
(у = 135°). А — временная. Б—-пространственная развертка. Циф-
ры указывают последовательность движений глаз.
ний, картина движений глаз состоит в основном из циклов ни-
стагма и отдельных малоамплитудных затухающих колебаний
(Рис. 3.33, Б). Устойчивые фиксации отсутствуют.
I у I = 135°. На окулограммах дифференцируются преимуще-
ственно нистагмоидные движения с частотой 0,5-3 Гц; и плав-
ные колебания глаз с амплитудой до 20-25° и скоростью на от-
204
trrr| M I n M J I | м м > > I w p I t t M n I f M f I t I I И p t > I
16
рис. 3.36. Движение глаз при выполнении задачи фиксации точечного
объекта исп. К.М. (у = 135°).
дельных участках до 40-45°/с (Рис. 3.34). Нередко встречают-
ся циклические структуры, соответствующие паранистагму (Ба-
рабанщиков, 1978) (Рис. 3.35, А). Пространственная развертка
этих движений дана иа Рис. 3.35, Б. Обратим внимание на два
обстоятельства. Бо-первых, на сходство углов, образуемых
между двумя последовательными саккадами каждого цикла
(попарную параллельность саккад). Во-вторых, на тенденцию
плавных смещений глаз к некоторому общему пункту.
Как и в предыдущих случаях, нистагмоидные движения
возникают при попытках устойчивой фиксации объектов, име-
ющих малые угловые размеры. Распределение внимания, вос-
приятие широким функциональным полем зрения сопровожда-
ется плавными колебательными движениями большой ампли-
туды.
После длительных попыток лишь один испытуемый (К.М.)
смог зафиксировать положение глаз в заданном направлении.
Записи окуломоторной активности этого испытуемого приведе-
ны на Рис. 3.36. Здесь отчетливо прослеживаются медленные
затухающие периодические вращения с частотой 1-2 Гц и мак-
симальной амплитудой 5-6°. Пространственная развертка этих
колебаний—скручивающаяся спираль, периодически касаю-
щаяся цели.
Неподвижные объекты поля зрения всеми испытуемыми
воспринимаются плавно перемещающимися или меняющими
205
r t 1
A
2
«l
ft
t Г-Г1 i и < и j i i ммгм-мм) t M M M I I | f
ft
6
Рис. 3,37, Движение глаз во время попытки фиксации точечного объекта
(А) и распределения внимания на объекте восприятия (Б) (у = 150°),
свое положение в поле зрения. Перцептивный анализ сюжетных
изображений и произвольное управление взором вызывают труд-
ности.
I у I = 150°. Общая картина глазодвигательной активности
напоминает условия |у! =135°. Окуломоторные задачи, опира-
ющиеся на визуальную стимуляцию невыполнимы. Аконстан-
тно воспринимаемые объекты становятся более независимы от
желаний испытуемого и потребностей перцептивного анализа
(Рис. 3.37).
| у | = 165°. На окулограммах преобладают две формы глазод-
вигательной активности: нистагм с частотой 1-3 Гц и макси-
мальной амплитудой 25° и синусоидальные колебания с час-
тотой 0,7-1 Гц и амплитудой 20-30° (Рис. 3.38). Особенностью
206
t ~—.—'—.—t—;—,—.—-.-,—I---
al
/с Г г л
лл yJUi^ / ljl;! Mj/
Рис. 3.38. Движение глаз при восприятии сложного объекта (у “ 165°).
синусоидальных колебаний является регулярное появление
скачка в одной из вершин синусоиды, направленного к цент-
ральной точке траектории движения. Пространственно эти ко-
лебания имеют форму эллипсов, искаженных возвратными сак-
кадами. Циклы паранистагма встречаются значительно реже,
чем при I у I = 135°.
Тест-объект воспринимается в поле зрения лишь в том слу-
чае, если он так или иначе привлекает внимание испытуемого.
В противном случае, например, при релаксации, глаз под дей-
ствием веса присоски сплывает вниз (при этом тестовый объект
выходит из поля зрения), совершая плавные длительные зату-
хающие колебания с частотой 1-2 Гц и амплитудой 5-7° (Рис.
3.39). Как только новый элемент среды вызывает интерес и по-
требность более детального ознакомления, тонус экстраокуляр-
ных мышц поднимается и следует скачок (или серия скачков)
вверх, в результате которого глаз устанавливается в направле-
нии, перпендикулярном фронтально-параллельной плоскости,
а объект может выйти из поля зрения. Во время «пассивных»
поворотов наблюдатель может прочесть отдельные фразы тек-
ста, написанного крупным шрифтом и опознать сложные гра-
фические композиции. Это всегда сопровождается падением
Константности формы, например, круглые объекты, наклонен-
ные к оси взора, воспринимаются как эллипсы.
При концентрации внимания на точечных элементах среды
207
t —|J----v---II*-J----1/--b----Il-
Рис. 3.39- Движение глаз при ослаблении мышечного тонуса (у = 165°).
А — временная, Б — пространственная развертка.
периодические малоамплитудные колебания, характерные для
90° < I у 1 < 150°, исчезают. Ни одна из предлагаемых глазодви-
гательных задач ие выполняется. Перцептивный анализ сюжет-
ных изображений осуществляется с трудом: объект постояно
«ускользает» от наблюдателя, разрушая привычную схему пер-
цептивных действий. Значительно возрастает скорость и амп-
литуда воспринимаемых смещений объектов, в частности, уве-
личивается расстояние между предыдущим и последующим вос-
принимаемыми положениями объектов в поле зрения при
осуществлении саккады.
1у -- 180°. В данных условиях зарегистрировано несколько
паттернов активности: а) нистагм с частотой 0,5-4 Гц и ампли-
тудой 5-30° (Рис. 3.40); б) отдельные циклы паранистагма с
аналогичным диапазоном параметров; в) плавные колебатель-
ные (вращательные) движения с частотой 0,5-0,8 Гц и ампли-
тудой: по горизонтали 20-50°, по вертикали—10-30° (Рис.
3.41); г) медленные непериодические колебания со скоростью
ло 20°/с; д) отдельные саккады с амплитудой до 20-25°. Доми-
нирующие паттерны—нистагм и плавные вращательные дви-
208
Рис. 3.40. Движение глаз при
попытке фиксировать заданный
объект (у = 180°). А — времен-
ная, Б — пространственная раз-
вертка. Цифры указывают после-
довательность движений глаз.
Рис. 3.41. Движение глаз при рас-
пределении внимания иа объекте
(у = 180°). В - временная, Г —
пространственная развертка.
Цифры указывают последова-
тельность движений глаз.
209
жения глаз. Нистагмоидные движения появляются при попыт-
ках фиксировать точку или деталь экспонируемого изображе-
ния. Пространственная траектория медленной фазы нистагма
близка к прямой линии, направление которой широко варьиру.
ет. Особенность быстрой фазы нистагма состоит в том, что ха-
рактерное для обычных условий резкое торможение глаза час-
то отсутствует, а при снижении скорости саккады изменяется
и первоначальное направление поворота. На окулограммах от-
четливо видна параллельность осуществляемых движений. Так,
на Рис. 3.40 в отношениях, близких к параллельным, находятся
повороты 1-2-3-4-5 и 5-6-7^8. Плавные колебательные дви-
жения имеют место при распределении внимания или просле-
живании «уплывающего» объекта. Их траектория напоминает
эллипс, меняющий свои размеры и ориентацию в пространстве.
Саккады, прерывающие плавное движение, направлены либо в
центр, либо на соседние участки эллиптической траектории.
Выполнение движений происходит на фоне повышенного тонуса
экстраокулярных мышц. В отличие от | у | =165° нистагмоидные
движения приобретают резко выраженный характер. Релакса-
ция затруднена; сплывы глаз не обнаруживаются. Тестовый
объект все время находится в поле зрения, причем границы поля
обычно не замечаются. Появляется впечатление резкого смеще-
ния воспринимаемых объектов во время скачка. При выполне-
нии нистагмоидных движений перцептивный анализ и синтез
сюжетных изображений по-прежнему вызывает трудности.
Согласно результатам проведенного исследования с увели-
чением рассогласования между направлениями движений глаз
и смещения ретинального образа имеют место следующие тен-
денции.
1. Произвольный фиксационный поворот глаз на зрительный
стимул становится все более продолжительным (до 20-30 с) и
сложным. Его пространственная траектория, составленная из
возрастающего числа саккад и ускоренных дрейфов, приобре-
тает спиралевидный характер; чем выше значения | у 1, тем выше
амплитуда и больше витков «спирали». Начиная с |у| = 90й
устойчивой фиксации объекта предшествуют малоамплитудные
затухающие вращения глаз. При у > 120°-135° произвольный
поворот глаз на зрительно воспринимаемый объект полностью
разрушается, а устойчивая фиксация становится невозможной.
2. Увеличивается вес плавного компонента движений глаз
(дрейфа) в структуре глазодвигаетльной активности; его скорость
210
растет от 20-60 угл. мин./с до 60-80°/с, а амплитуда от 20 угл.-
цин. до 50°. Развитие плавного компонента ведет к возникнове-
нию специфических окуломоторный структур, которые в обычных
условиях отсутствуют: нистагма, паранистагма, малоамплитудных
затухающих вращений и крупноамплитудных незатухающих вра-
щений. Нистагмоидные движения обнаруживаются уже при | у |
* 90° и с увеличением | у | развиваются в основной паттерн гла-
зодвигательной активности. Элементы высокоамплитудных плав-
ных колебаний появляются при I у I = 135° и с увеличением |у|
оформляются в эллиптические движения большой амплитуды.
Возникнув при | у | = 90°, седлообразные качания и малоампли-
тудиые затухающие вращения, предшествующие устойчивой фик-
сации, достигают максимума развития (наибольшей амплитуды и
длительности) при |yi = 120-150°, а затем исчезают. Они появ-
ляются вновь лишь при | у | - 165°, но уже в иных условиях (во
время релаксации). Паранистагмоидные движения максимально
проявляются при | у | = 135°, однако циклы паранистагма имеют
место как при I у | = 120°, так и при | у I = 180°. Плавные непери-
одические движения глаз со скоростью до 20°/с, а также отдель-
ные саккады встречаются на всем диапазоне | у I •
3. Воспринимаемое пространство теряет привычную ста-
бильность и начинает регулярно смещаться вместе с поворотом
глаза для|у| > 45°. Видимые перемещения объектов связыва-
ются прежде всего с плавными движениями глаз; их скорость
и амплитуда растут с увеличением скорости и амплитуды плав-
ного компонента глазодвигательной активности. При осуществ-
лении саккад воспринимаемые объекты меняют свою позицию
в зрительном поле, причем с увеличением lyl воспринимаемое
расстояние между предыдущим и последующим положением
объекта в поле зрения увеличивается. При |у| = 180° возника-
ет впечатление резкого смещения объектов поля зрения во вре-
мя саккады.
Трудности и время решения сложных зрительных задач
ощутимо возрастают при |у| > 135°. При этом теряется управ-
ление собственным взором и возможность произвольного выде-
ления значимого элемента или отношения среды.
Таким образом, монотонное изменение направления зритель-
ной обратной связи ГДС, ведет непрерывным трансформациям
окуломоторной активности, стабильности зрительного воспри-
ятия и привычных способов решения перцептивных задач. Выс-
211
шей точки эти трансформации достигают при 1у1 = 180°—зца,
чении, соответствующем регуляции движений глаз на основе
положительной зрительной обратной связи.
3. 7. Адаптивность
глазодвигательной системы
Наличие «гомологического ряда» окуломоторных структур
выражает последовательно возрастающую дискоординацию про-
цессов, реализующих фиксационный поворот глаз. Источник
описанных нарушений—изменение зрительной экс- н реаффе-
реитации (Holst, Mittelstaedt, 1973); их основание—рассогласо-
вание способов получения и использования зрительной афферен-
тации в организации окуломоторного акта, дивергенция его сен-
сорных (зрительных) и двигательных компонентов. В обычной
ситуации эти образования хорошо скоординированы и действу-
ют как бы в одном направлении. «Взаимосодействие» (П.К. Ано-
хин), или конвергенция, сенсорных и моторных компонентов
позволяет наблюдателю оперативно решать широкий спектр зри-
тельных, двигательных и поведенческих задач. При искусствен-
ном вращении оптической системы координат способ построения
окуломоторного акта (зрительно-окуломоторное соответствие) в
целом сохраняется, ио его результат оказывается неадекватным
эгоцентрическому направлению объекта восприятия. Фиксаци-
онная саккада на эксцентрично расположенный тест-объект не
приводит к достижению цели, а лишь меняет положение его
проекции относительно fovea centralis, что стимулирует появле-
ние новой саккады и ускоренного дрейфа. Фиксационный пово-
рот как бы развертывается в пространстве н времени, причем, чем
больше абсолютное значение у, тем продолжительнее н экстен-
сивнее оказывается глазодвигательная активность. При I у | = 180°
способы получения н использования зрительной афферентации
расходятся в диаметрально противоположных направлениях;
«взаимосодействие» сменяется противодействием, а целенаправ
ленный поворот глаз, завершающийся собственно фиксацией
объекта оказывается невозможным.
На первый взгляд, полученные данные демонстрируют устой-
чивость способа построения окуломоторного акта, или, н других
терминах, жесткость зрительно-окуломоторного отношения (по
крайней мере в течение тестируемого периода). Одиако эти ха-
рактеристики носят не абсолютный, а относительный характер’
212
Сопоставление расчетных траекторий движений глаз (см.
рис. 3.10) с действительными обнаруживает существенные раз-
личия. Так, при lyl = 45° (Рис. 3.24) лишь первая саккада со-
ответствует проекционным отношениям на сетчатке, т. е. ори-
ентирована под углом 45° в сторону от объекта фиксации, а по
амплитуде тождественна расстоянию до него. Вторая саккада
совершается под значительно меньшим углом и оказывается
короче, чем требуют расчеты, а третья—непосредственно дос-
тигает цели. Оперативность, экономность действительного пути
движения глаза в данном случае очевидна. Если, исходя из
ретинотопических отношений, построить годограф поворота
глаза на цель, допустив, что минимальное расстояние до цели
равно 5°, а диаметр зоны фиксационного дрейфа равен 1°, то
можно более определенно специфицировать различия между
расчетной н действительной траекториями. Как видно из Рис.
3.24, форма годографа напоминает скручивающуюся спираль,
состоящую из 5-6 саккад. Следовательно, действительный по-
ворот глаза на цель осуществляется в 1,5-2 раза быстрее н тре-
бует, соответственно, меньших энергетических затрат.
При |у I = 90° в реальной ситуации фиксация заданного
объекта возможна, хотя и требует от наблюдателя определенных
усилий (Рис. 3.28). Согласно же расчетам глазодвигательная
цель принципиально не достижима. На полученных окулограм-
мах параметры дрейфов и саккад (за исключением первой) ие
соответствуют ожидаемым. Фиксационный поворот реализует-
ся за счет тенденции уменьшения угла отклонения и последо-
вательного сокращения амплитуды саккад. Дрейфовый компо-
нент демонстрирует широкую вариабельность, но преимуще-
ственно ориентирован в сторону эгоцентрического направления
цели. Вместе с тем, однозначная связь направления плавных пе-
ремещений глаз и возможности устойчивой фиксации объекта
отсутствует: даже на расстоянии 40' глаз может как прибли-
жаться, так и плавно удаляться от цели. Таким образом, и в дан-
ных условиях организация фиксационного поворота глаз не под-
чиняется жесткой логике проекционных отношений на сетчатке.
При | у | = 135° цель регулирования достижима по крайней
Мере для некоторых испытуемых. Но и окуломоторная актив-
ность тех, кто не достигает устойчивой фиксации, также не
соответствует проксимальной стимуляции. В последнем случае
Имело бы место прогрессирующее (плавное илн саккадическое)
Удаление глаза, а траектория движения напоминала бы раскру-
213
чивающуюся спираль. Поскольку внешняя оптическая система
редуцирует поле зрения испытуемого, удаление от цели иници-
ировало бы перемещение воспринимаемого предмета за грани
цы поля. Одиако этого не происходит. Предмет длительно удер-
живается в поле зрения, а траектория движений глаз мало на-
поминает расчетную. Более того, плавные повороты глаз
испытуемого К.М. имеют форму не раскручивающейся, а скру.
чивающейся спирали.
Даже при I у I = 180°, когда привычное соотношение зритель-
ных и окуломоторных компонентов меняется на противополож-
ное, действительная траектория поворотов глаз остается гораз-
до богаче и многообразнее расчетной. Вместо ожидаемого плав-
ного или саккадического поступательного смещения глаза в
одну из предельных позиций имеют место нистагм (в его раз-
личных формах), вращательные (эллиптические) движения
большой амплитуды, отдельные саккады и плавные непериоди-
ческие колебания.
Таким образом, на всем диапазоне I у | (0° < | у | < 180°) обна-
руживается тенденция несоответствия поворотов глаз про-
странственным характеристикам проксимальной стимуля-
ции, своего рода окуломоторная «систематическая ошибка». Во-
первых, степень искажения глазодвигательной активности
оказывается существенно меньше расчетной, а ожидаемые
структуры движений для!у| >60-90° (Рис. 3.10) в действитель-
ности отсутствуют.Во-вторых, при одном и том же значении |yl
эта активность проявляется в нескольких альтернативных фор-
мах. Иначе говоря, способ построения окуломоторного акта ха-
рактеризуется не только устойчивостью (жесткостью зритель-
но-окуломоторного отношения), но и изменчивостью (гибкостью
зрительно-окуломоторного отношения). Это означает, что рас-
согласование между ретинальным образом предмета восприятия
и fovea centralis—необходимое, ио недостаточное условие орга-
низации целенаправленных движений глаз. Не менее важную
роль в этом процессе играют собственные свойства окуломотор*
ной системы, в частности, ее адаптивность—способность при-
спосабливаться к новым условиях функционирования, а также
способ решения зрительной задачи, который использует наблю-
датель.
Эксперимент показывает, что феноменология и продолжи-
тельность окуломоторной адаптации зависят от величины изме-
нений ориентации оптической системы координат. Можно вЫ-
214
делить три диапазона, которым соответствуют разные степени
дисфункции ГДС:
1) слабые, или допустимые, нарушения (0° < I у I <45-60°).
В этом диапазоне происходит незначительное изменение соста-
целенаправленных поворотов глаз (большее число саккад,
увеличенная скорость дрейфа), сохранены возможность устой-
чивой фиксации заданного элемента среды и стабильность вос-
приятия. Искажения глазодвигательной активности постепен-
но исчезают через 15-20 минут после начала эксперимента;
2) умеренные нарушения (45-60° < I у I < 135°). Диапазон ха-
рактеризуется выраженными изменениями состава целенаправ-
ленных поворотов глаз, появлением необычных окуломоторных
структур (нистагма, плавных затухающих колебаний) и прин-
ципиальной возможностью фиксации неподвижного объекта. В
ходе повторного выполнения зрительных и окуломоторных за-
дач объем движений глаз и время выполнения фиксационных
поворотов постепенно сокращаются;
3) сильные нарушения (135° < ! у ! < 180°). Данный диапазон
связан с устойчивостью специфических окуломоторных струк-
тур (инверсионного нистагма, крупноамплнтудных вращений)
и невозможностью фиксации воспринимаемого предмета. Выра-
женные компенсаторные процессы направлены либо на преодо-
ление наблюдателем навязанных движений, либо на их исполь-
зование для решения текущих зрительных задач; в последнем
случае наблюдатель намеренно прослеживает кажущееся пере-
мещение воспринимаемой сцены, поддерживая плавные коле-
бания глаз (феномен альбатроса).
Согласно полученным данным, окуломоторная адаптация
совершается в двух основных формах: оперативной н консерва-
тивной.
1. Оперативное перепрограммирование окуломоторного акта
выражается в корректировке параметров цели и критериев оцен-
ки результата, выполняемой почти одновременно (время задер-
жки—доли секунды) с изменением условий регуляции движе-
ний глаз. В результате подобных преобразований вектор коор-
динат окуломоторного поля1 как бы поворачивается на
_
1 Под окуломоторным полем понимается пространство всех допусти-
мых направлений глаз при фиксированном положении головы, В обыч-
ИЫх условиях его ориентация совпадает с ориентацией зрительного
Поля — пространством допустимых зрительных направлений.
215
некоторый угол в сторону, противоположную искусственному
вращению оптической системы координат. Этот процесс развер.
тыкается по принципу «воронки»: захватывает первоначально
всю совокупность параметров глазодвигательной активности
(амплитуду, направление, скорость, форму), постепенно отфиль-
тровывая направление движения—основной параметр, транс-
формируемый искусственной оптической системой, В ходе это-
го процесса фиксационный поворот глаз теряет избыточные зве-
нья, становится все более и более оптимальным. Однако
возможности дайной формы адаптации ограничены: при |у| >
135°, несмотря на вносимые коррекции, глазодвигательные
задачи ие выполняются.
Биологическая целесообразность оперативной перестройки
фиксационых поворотов глаз заключается в компенсации нео-
жиданных нарушений глазодвигательного аппарата. Если бы
она отсутствовала, ГДС была бы крайне уязвима всевозможны-
ми возмущениями, случайными по отношению к основной фун-
кции. Это затруднило бы восприятие (обнаружение и опознание)
объектов, сделало бы его более продолжительным, а значит, по-
низило бы шансы выживания.
Полученные данные позволяют выделить следующие сред-
ства оперативной адаптации окуломоторного акта (Рис, 3.42),
а) уменьшение относительной амплитуды саккад; чем больше
у, тем меньше средняя амплитуда: для у = 45° А = 94% , для у =
90° Аср = 85,6%, для у = 120° Аср = 52,7% расстояния до цели;
б) увеличение диапазона амплитуды саккад, который с рос-
том у смещается в сторону меньших амплитуд;
в) корректировка направления саккад в среднем на величи-
ну 12-18°; при увеличении у от 45° до 120° угол корректиров-
ки меняется от 17,8° до 12,4°;
г) увеличение и рост (с увеличением у) диапазона возможных
направлений саккад;
д) существенное расширение диапазона возможных направле-
ний дрейфа: при у - 45° 31° < D < 66°, при у = 90° 67° < D < 92°,
при у - 120° 68° <D < 134°;
е) тяготение среднего направления дрейфа к эгоцентричес-
кому направлению объекта (их рассогласование относительно
постоянно и составляет всего 20-30°);
ж) увеличение скорости, амплитуды и продолжительности
дрейфа;
216
Рис. 3.42, Динамика направления саккад и дрейфов и относительной
амплитуды саккад в зависимости от велчины у. R — эгоцентрическое
направление объекта, V — видимое направление, S — среднее направ-
ление саккад; D — среднее направление дрейфа, Аср — средняя от-
носительная амплитуда саккад; горизонтальная штриховка указывает
Диапазон направлений саккад, вертикальная штриховка — диапазон
направлений дрейфа.
з) значетельиое увеличение общего объема движений глаз,
Необходимого для выполнения текущего перцептивного акта.
Каждый окуломоторный акт в условиях у 0 реализует
компромисс между действительным (эгоцентрическим) и види-
217
мым направлениями объекта, результатом которого становц7
ся их постепенное сближение (45° < 1 у I < 135°). По-внднмому
возможность адаптивных преобразований ГДС данного типа ощ,
рается на вариативность проявлений глазодвигательной актив
ности, характерную для обычных условий (у = 0°). Фиксацией
ный поворот всегда имеет некоторый разброс направлений н ам
плитуд, причем их средние значения могут отклоняться от
действнтельной (—визуальной) позиции объекта (Рис. 3.42),
Нетрудно предположить, что при изменении зрительной обрат,
ной связи ГДС фиксационный «центр тяжести» воспринимав-
мого объекта переносится в одно из крайних положений опера-
тивной зоны фиксаций, компенсируя возникшие нарушения,
2. Консервативная форма адаптации предполагает относи-
тельно медленную (вероятно, в течение нескольких суток) пе-
рестройку всей системы обеспечения окуломоторного акта,
включая его нормы и эталоны. Она вызывается длительным по-
стоянным нарушением регуляции движений глаз и требует при-
влечения менее мобильных средств.
К сожалению, время нашего эксперимента было ограничено
продолжительностью ношения глазных присосок и недостаточно
для того, чтобы этот процесс развился и проявил себя как оп-
ределяющий фактор регуляции движений1. Тем не менее, пре-
емственность окуломоторных структур, сопровождающих моно-
тонное увеличение | у I позволяет указать общие черты карди-
нальных преобразований ГДС. Поскольку в их основе лежит
восстановление соответствия ^содействия») способов получения
и использования зрительной афферентацин, развитие адаптаци-
онного процесса вызовет появление промежуточных структур и
характеристик движений глаз, зарегистрированных при посте-
пенном возрастании I у! , но в обратной Последовательности-
Результаты эксперимента конкретизируют три гипотетические
стадии консервативной формы окуломоторной адаптации. На
первой стадии уменьшается амплитуда плавных синусоидаль-
ных вращений глаз и падает скорость медленной фазы нистаг-
ма; однако устойчивая фиксация еще не достигается. На второй
стадии разрушаются крупноамплитудные синусоидальные двИ-
1 Неизбежность консервативной формы адаптации ГДС вытекает из
общих закономерностей «работы» функциональных систем (Анохия,
1978; 1980) и принципов организации зрительного восприятия челове‘
ка (Howard, 1982; Rock, 1983).
218
^еиия, но появляются малоамплитудные затухающие вращения
ц серии разнонаправленных саккад, постепенно приводящие к
цели. На третьей стадии исчезают специфические структуры
глазодвигательной активности, последовательно сокращается
число разнонаправленных саккад, включенных в фиксационный
поворот; параметры движений глаз становятся адекватными
эгоцентрическим параметрам объекта фиксации. Общая тенден-
ция состоит в снижении «веса» плавного компонента глазодви-
гательной активности, уменьшении его скорости и амплитуды
до диапазона обычного дрейфа. В результате адаптации посте-
пенно восстанавливается стабильность восприятия (третья ста-
дия) и снимаются трудности решения перцептивных задач (вто-
рая стадия).
Формы окуломоторной адаптации взаимосвязаны и предпо-
лагают друг друга. Оперативные преобразования предшествуют
кардинальным и задают направление их развития; консерватив-
ные—закрепляют новую структуру зрительно-окуломоторно-
го соответствия и становятся гарантом ее устойчивости.
Конкретные механизмы, лежащие в основе приспособитель-
ных окуломоторных эффектов, невполне ясны. Можно полагать,
что оперативная форма адаптации связана преимущественно с
компенсаторным действием торзионных движений глаз (Бело-
польский, Вергилес, 1990; Crone, Evergard, 1975), окуломотор-
ной потенциации (Ebenholtz, 1973, 1974), сенсорной простран-
ственной адаптации к наклону, близкой к эффекту нормализа-
ции Дж.Гибсона (Gibson, Raber, 1937; Singer, Day, 1966) и
зрительного смещения (Asch, Witkin, 1948; Austin, Singer, Wal-
lace, 1974), консервативная—с модификацией стратегии реше-
ния зрительных и двигательных задач (Rock, 1966; Over, 1966;
Day, Singer, 1967), изменением виртуальной позиции наблюда-
теля (Логвиненко, 1981), интерсенсорной реинтеграции зритель-
ной, вестибулярной и проприоцептивной систем организма
(Over, 1966; Gonshor, Jones, 1976; Callan, Ebenholtz, 1982) и с
Другими подобными явлениями. В любом случае речь идет о
реконструкции функциональной системы целостного фиксаци-
онного поворота, которая включает формирование нового спо-
соба афферентного синтеза, модификацию базовых двигатель-
ных программ и видоизменение критериев ожидаемого ре-
зультата; центральную роль в этом процессе играет зрительная
обратная афферентация.
Как следует из полученных данных, существенным условием
219
окуломоторной адаптации является активное включение субъекта
в решение зрительной и/или двигательной задачи. Это предПо,
лагает сосредоточенность (концентрацию внимания) и усилие
направленное на выделение и контроль фиксируемого предмета
Если он «теряется* наблюдателем или контролируется «боковым
зрением», устойчивая фиксация становится невозможной. Пси-
хологически фиксационный поворот глаз в условиях измененной
зрительной обратной связи строится как волевое действие, дос-
тигающее заданного результата (перцептивного илн двигатель-
ного) путем преодоления внешне навязываемых движений.
Обратной стороной этого действия является процесс восста-
новления перцептивного (окуломоторного) навыка. Он прини-
мает форму приспособления субъекта к необычным условиям
восприятия, зависит от величины рассогласования зрительно-
го и эгоцентрического направлений и включает этапы: (1) ком-
пенсации рассогласования, (2) оптимизации двигательного со-
става фиксационного поворота глаз и (3) закрепления и стаби-
лизации навыка. Психологический механизм восстановления
окуломоторного навыка предполагает реорганизацию отношений
основных образующих процесса восприятия: перцептивной схе-
мы, плана, установки, операционального состава и т. д., в ре-
зультате которой складывается новый «функциональный орган»
(А.А.Ухтомский), способный обеспечить оптимальное взаимо-
действие субъекта восприятия с окружающим его миром.
Закономерности этого процесса требуют специальных иссле-
дований. По-видимому, многое может подсказать опыт хрони-
ческих экспериментов по адаптации человека к оптическим ис-
кажениям, в частности, к инверсии и реверсии зрительного
поля. Известно, что она продолжается в течение нескольких
суток и ведет к восстановлению системы предметных отноше-
ний, которые реализуются иа основе инвертированного (ревер-
сированного) чувственного содержания. Однако внутренняя
конфликтность перцептивного образа сохраняется и при необ-
ходимости может быть объективирована (Логвиненко, Столин,
1973; Логвиненко, 1981; Логвиненко, Жедунова, 1981; Stratton,
1897; Ewert, 1936; Kohler, 1964, 1974). Полезный эмпиричес-
кий материал получен в исследованиях перцептивной адапта-
ции к оптическим смещениям и наклону, В зависимости от
величины возмущения и числа проб адаптационный процесс
занимает время от нескольких секунд до нескольких часов,
протекает в разнообразных формых и имеет отчетливо выражен-
220
sOe последействие (Held, Freedman, 1963; Harris, 1965; Rock,
1966; Ebenholtz, 1966; Over, 1967; Howard, 1970; Austin, Singer,
VVallace, 1974 и др.). Отсутствие корреляций между адаптаци-
ей к оптическому смещению и адаптацией к оптическому на-
клону воспринимаемого объекта (Redding, 1973, 1975) указы-
вает на различие механизмов, лежащих в их основе. Вероятно,
в условиях оптической трансформации направления зрительной
обратной связи ГДС собственно зрительная (наклон и смещение
зрительного поля) и окуломоторная (фиксационный поворот глаз)
адаптации не просто сопровождают, но и взаимоподтягивают друг
друга (см. Валлах, 1985; Shebilske, 1978; Howard, 1982).
Проведенный анализ подводит к выводам, касающимся об-
щей природы адаптивности ГДС, ее самоорганизации. Она рас-
крывается в трех планах. Во-первых, как поиск адекватного
направления глаз, обеспечивающего эффективное решение те-
кущей зрительной задачи. Во-вторых, как оптимизация способа
достижения необходимого направления в ходе повторения. В-
третьих, как регулирование окуломоторного направления по
отклонению от заданного. Соответственно, сама ГДС выступает
как (1) поисковая, (2) обучающаяся и (3) следящая.
Полученный эмпирический материал показывает, что сопря-
жение окуломоторного и зрительного направлений предмета вос-
приятия далеко не всегда достигается автоматически. Относи-
тельно устойчивое направление глаз (фиксация предмета) не
столько дано, сколько задано наблюдателю, как задано и самое
зрительно-окуломоторное соответствие, или способ организации
функциональной системы. Подобно поиску того, что еще долж-
но быть воспринято, ищется динамическое равновесие глаз в
орбитах, обслуживающее перцептивный процесс. В обычных
условиях поиск окуломоторного направления проявляется в ус-
ложнении состава (возникают дополнительные саккады, возрас-
тают скорость и амплитуда дрейфа) и увеличении продолжитель-
ности целенаправленного поворота, а также, в варьировании
направлений микросаккад и дрейфов во время фиксаций. Наи-
более же отчетливо он обнаруживается при отсутствии или ис-
кажении зрительной обратной связи, когда ГДС не располагает
адекватной информацией о величине и/или знаке (направлении)
отклонения глаз от заданного направления. Эта информация
Добирается в самом акте восприятия посредством движений,
йключенных в решение текущей окуломоторной задачи. В зави-
симости от того, как меняется рассогласование между окуломо-
221
торным и зрительным направлениями предмета в ходе выполНе
ния дрейфов и саккад—сокращается (предмет воспринимается
эффективно) или увеличивается (восприятие предмета становится
менее эффективным), положение центральной оптической оси
более устойчиво или менее устойчиво—корректируется направ-
ление и амплитуда перемещения глаз. В процессе поиска уста-
навливается новое зрительно-окуломоторное соответствие, видо-
изменяется программа и критерии выполнения фиксационных
поворотов глаз.
Биологическая целесообразность поискового принципа управ-
ления очевидна (Фицнер, 1977). Опираясь на полифункциональ-
ность компонентов, входящих в состав ГДС, он обеспечивает
возможность переключения функций и взаимозаменяемость
подсистем; при этом каких-либо дополнительных органов кон-
троля за нормальной работой окуломоторной системы или ее
компонентов не требуется. Благодаря данному принципу ГДС
приобретает высокую надежность и помехозащищенность, пла-
той за которые является значительное увеличение времени оку-
ломоторной активности в процессе решения зрительных и дви-
гательных задач. Точность и быстродействие целенаправленных
движений глаз, характерные для обычных условий восприятия,
демонстрируют эффективность двух других принципов управ-
ления: обучения и регулирования.
Если поиск устанавливает общий путь достижения целесооб-
разного направления глаз, а, значит, и новую схему зрительно-
окуломоторных координаций, то научение закрепляет этот путь
(схему) и делает его оптимальным. Ойо совершается в ходе по-
вторных выполнений зрительных и глазодвигательных задач и
проявляется в двух формах: 1) снижении объема движений,
уменьшении скорости и амплитуды дрейфа и сокращении вре-
мени целенаправленного поворота глаз; 2) эффектах окуломо-
торного последействия (см. Барабанщиков, 1978; Белопольский.
Вергилес, 1979; Вергилес, Андреева, 1990).
Поощряются и отбираются лишь те движения, которые не-
посредственно содействуют решению задачи, а управление фиК'
сационным поворотом протекает с наименьшими затратами.
Содержанием процесса научения является специализация и
последовательная дифференциация компенсаторных изменении
зрительной и окуломотороной систем, развитие н закрепление
новых интер- и иитрасистемных связей и отношений, что, Б
свою очередь, оказывает положительное влияние на возможно-
222
стИ окуломоторного поиска: ои становится все более быстрым,
динамичным и «прямым».
В результате научения ГДС приобретает черты автоматичес-
кого регулятора, для которого вновь выработанное зрительно-
Окуломотороное соответствие является основой и нормой фун-
кционирования. Только прн этом условии ГДС имеет достаточ-
ную информацию об относительном направлении глаз и способно
оперативно нивелировать рассогласование окуломоторного и
зрительного направлений воспринимаемого предмета. Для сло-
жившейся ГДС процессы поиска и научения уходят как бы на
дальний план, снимаются. Они появляются вновь при измене-
нии нагрузок на глазное яблоко, преобразовании способа аффе-
рентации движений, «поломки» отдельных компонентов ГДС,
изменении системы ее внешних связей, т. е. тогда, когда воз-
никает необходимость в формировании новой или модификации
уже существующей схемы окуломоторного акта и ее последую-
щей «отработки». В реальном процессе управления поиск зри-
тельно-окуломоторного соответствия, научение и регулирование
направления глаз сочетаются по-разному и могут выполняться
как последовательно, так и параллельно.
Поскольку зрительно-окуломоторная интеграция содержит
подвижные и относительно устойчивые (жесткие) связи, и поиск,
н научение могут протекать в двух формах: оперативной и кон-
сервативной. Оперативная форма ограничивается возможностью
устойчивой фиксации воспринимаемого предела (0° < | у I < 135°).
В этом случае траектория трансформированного фиксационного
поворота отражает стратегию поиска заданного направления глаз
(новой схемы организации гибких зрительно-окуломоторных
связей), а ее «выравнивание» в ходе повторений—процесс на-
учения (оптимизацию структуры гибких зрительно-окуломотор-
ных связей). Главный индикатор оперативного поиска—нали-
чие опробываний, т. е. движений, которые содействуют фикса-
ции, но непосредственно к цели не приводят; с их помощью
определяется характер изменений относительного направления
глаз. Опробования проявляются в существенном расширении
границ совершаемых движений: резко возрастает диапазон ам-
плитуд и направлений саккад и дрейфов; в несколько раз увели-
чиваются средняя скорость и продолжительность плавных дви-
жений. Вероятно, в большей степени опробывание связано с ус-
коренным дрефом, который имеет не только более широкий
Диапазон амплитуд и направлений движения, но и более чувстви-
223
телен к эгоцентрическому направлению предмета восприятия
Поисковый характер перемещений глаз объясняет возможность
как их приближения к заданному направлению, так н удаление
от него. В процессе поиска рассогласование зрительного н оку.
ломоториого направлений эллиминируется как бы опосредство-
ванно, постепенно и не всегда монотонно. Чем выше I у|, тем слож-
нее и продолжительнее протекают поиск и научение, причем
изменение диапазона выполняемых движений совершается в
наиболее вероятных направлениях.
Оперативные средства ГДС в значительной степени компенси-
руют влияние на процесс регулирования жестких связей зритель-
но-окуломоторного отношения. Когда же устойчивая фиксация
предмета восприятия становится невозможной (| у I > 120- 135 )
или затруднительной (I у | > 90°), противоречие между структура-
ми гибких и жестких связей запускает поиск адекватной схемы
организации жестких зрительно-окуломоториых связей и соот-
ветствующее ему переучивание. В отличие от оперативного по-
иска и научения эти процессы протекают медленно и опирают-
ся на иной арсенал средств. Консервативный поиск проявляется
в специфических окуломоторных структурах, особенно в нистаг-
моидных движениях глаз, параметры которых широко варьиру-
ют. Несмотря на невозможность устойчивой фиксации, они по-
зволяют хоть как-то выполнять зрительные задачи и, в этом
смысле, целесообразны. Повторение одних и тех же перцептив-
ных ситуаций неминуемо ведет к ретрансформации движений,
восстановлению способности фиксации и оптимизации фиксаци-
онных поворотов глаз. В определенной мере тенденция структур-
ной перестройки зрительно-окуломоторного соответствия прояв-
ляется в изменении межсистемных связей ГДС. Мы нашли, в
частности, что для |у | =180° сразу же после выключения опти-
ческой стимуляции и инверсионный нистагм, н крупноамплнтуд-
ные колебания сменяются пилообразным постнистагмом, свиде-
тельствующим о преобразовании вестибуло-окуломоторных отно-
шении (Барабанщиков, 1978).
Фундаментальным следствием процедуры изменения у явля-
ется раздвоение единого (в обычных условиях) основания ор'а
низации окуломоторной активности. Гибкая (вновь создавае-
мая) и жесткая (сложившаяся ранее) структура зрительно-оку-
ломоторного отношения порождают различно ориентированные
процессы, результирующая которых находит выражение в
трансформациях фиксационного поворота глаз.
224
3.8. Условия окуломоторной
адаптации
Прежде, чем перейти к анализу механизмов специфических
окуломоторных структур, целесообразно рассмотреть данные,
которые, казалось бы, выходят за рамки изложенных представ-
лений. Речь пойдет о случаях оперативной адаптации ГДС с
положительной зрительной обратной связью (I у I = 180°).
Согласно А.Р.Шахновичу (1974), устойчивая фиксация све-
тящейся точки в темноте возможна через 1,5-2 минуты после
ее появления. В течение этого времени происходит смена оку-
ломоторных структур, специфичных для условий положитель-
ной зрительной обратной связи: сначала возникают крупноам-
плитудиые синусоидальные колебания, затем—нистагм, и, на-
конец,—малоамплитудный дрейф (Рис. 3.12). Этот порядок
может быть интерпретирован как последовательная смена ста-
дий оперативных преобразований ГДС.
О способности одного из своих испытуемых устойчиво
фиксировать предмет в условиях бинокулярной инверсии
зрительной обратной связи сообщил Я.П.Ховард (Howard,
1970). Правда, эта возможность открывается лишь через не-
сколько получасовых опытов. Обнаружено, также, что стро-
боскопическое освещение тестовых объектов устраняет вос-
приятие кажущегося движение, причем этот эффект не за-
висит от времени ношения инвертирующих устройств. К
сожалению, Я.П.Ховард не дал подробного описания своих
экспериментов. Остается неизвестным, например, использо-
ванный диапазон частот стробоскопического освещения, не-
ясны особенности движений глаз в этих условиях и приро-
да адаптационного процесса.
Возможность оперативных преобразований ГДС сохраняется
и в условиях, которые допускают одновременное изменение
знака и величины или же сопредставленность разных видов
зрительной обратной связи.
Так, Д.Фендер и П.Най (Fender, Nye, 1961) сообщили, что при
Y в 180° наблюдатель может научиться фиксировать световое
пятно в темноте при условии, если коэффициент зрительной об-
ратной связи (Ко6р ) < +1. Однако, ни способ, ни продолжитель-
ность научения указаны не были. Косвенно это наблюдение под-
тверждается тем, что при низком значении коэффициента поло-
жительной зрительной обратной связи (0 < Кобр < +0,4) оценка
1373 225
воспринимаемого смещения светового пятна во время саккади
ческих движений глаз трудностей не вызывает (Маск, 1970
Whipple, Wallach, 1978).
Результаты пилотажных экспериментов Н.Ю.Вергилеса л
Е.А.Андреевой (1990) показали, что при +0,2 < Кобр < +0,5 фик
сационный процесс занимает 1-1,5 минуты, в течение которых
нистагмоидные движения переходят в плавные затухающие
колебания глаз. Как правило этот процесс сопровождается по-
степенным восстановлением точности целенаправленных пово-
ротов руки, выполняемых под контролем зрения (Андреева,
Васыбекова, 1984; Басыбекова, 1987).
В условиях одновременно представленной и положительной
(фигура), и отрицательной (фои) зрительной обратной связи
целенаправленный поворот глаз выполняется без затруднений,
а пороговые значения восприятия смещения предметов для у =
0° и у = ±180° практически совпадают (Wipple, Wallach. 1978).
В тех же случаях, когда положительная обратная связь соотно-
сится с фоном, а отрицательная—с фигурой, отмечаются на
рушения константности зрительного направления, сопровожда-
ющие, обычно, появление специфических окуломоторных струк-
тур (Ярбус, 1965).
Так как в ряде исследований ГДС с положительной зритель-
ной обратной связью эффекты оперативной адаптации все же
не наблюдались (Ярбус, 1965; Барабанщиков, 1978; Doesscha
te, 1954; Hedlun, White, 1959), можно утверждать, что, во-пер-
вых, существуют условия, которые содействуют (или, наобо-
рот, мешают) восстановлению основных функций ГДС; во-вто
рых, скорость окуломоторной адаптации индивидуально
варьирует; в-третьих, конечный приспособительный эффект
зависит от особенностей метода изменения знака зрительной
обратной связи.
Попытаемся выяснить характер н основные тенденции
окуломоторной активности в условиях, которые, как можно по-
лагать, содействуют восстановлению нарушенных функций ГДС-
Согласно литературным данным, таких условий по крайней мере
три1: 1) сужение зоны оптической афферентации; 2) временная
1 Так как в основной серии экспериментов значение коэффициента
зрительной обратной связи оставалось неизменным (Ко6р = +1), еще одн?
возможное условие оперативной адаптации ГДС: 0 < Ко5р< 1, рассмат
риваться не будет.
226
дискретность оптической аффереитации; 3) активный контакт
индивида со средой. Последнее принадлежит к числу общих
условий адаптации сенсомоторных систем (Smith, Smith, 1962;
Howard, 1982),
Для решения поставленных задач использовался метод частич-
ной инверсии зрительной обратной связи ГДС. Он состоит в том,
что трансформациям подвергается только одна из оптических
осей координат, другая—остается без изменений. В этом слу-
чае специфические окуломоторные структуры приобретают вы-
рожденный характер: крупноамплитудные вращения преобразу-
ются в синусоидальные колебания, а траектория нистагмоидных
движений стягивается к отрезку прямой, расположенному парал-
лельно инвертируемой оси. Сохраняя феноменологию окуломо-
торной и перцептивной активности, данный метод существенно
упрощает процедуру исследования и открывает дополнительные
возможности изучения предельного случая трансформации зри-
тельной обратной связи ГДС (Барабанщиков, 1978).
С помощью центральной присоски на глазное яблоко уста-
навливалась только одна призма Дове, которая обеспечивала
инверсию сетчаточного изображения вдоль горизонтальной
оси. Свободный глаз закрывался светонепроницаемой повяз-
кой, голова испытуемого фиксировалась в подбороднике. Оку-
ломоторная активность регистрировалась электромагнитным
способом.
Сужение зоны оптической афферентации. В темной комнате
на белый экран, расположенный на расстоянии 65 см от глаз
прямо перед испытуемым, проецировалось маленькое (15') яр-
кое пятно. От наблюдателя требовалось устойчиво фиксировать
тест-объект, отмечая этот момент нажатием на кнопку пульта.
В экспериментах участвовали испытуемые, имевшие большой
опыт работы с глазными присосками. Время опыта—25 мин.
Каждый испытуемый принимал участие в трех опытах, которые
Проводились в разные дни.
В описанных условиях зарегистрированы основные окуломо-
торные структуры, характерные для ГДС с положительной зри-
тельной обратной связью (см. Рис. 3.15). В общей картине гла-
зодвигательной активности превалирует инверсионный нистагм.
Полные циклы синусоидальных колебаний встречаются редко.
Паттернам движений глаз соответствуют подобные формы вос-
приятия движения светового пятна. В связи с потерей коистан-
8*
227
Рис. 3.43. Плавные непериодические повороты (А) и малоамплитудные
движения (Б) при фиксационной установке глаз на точечный источник
света в темноте (горизонтальные составляющие).
тности зрительного направления требование устойчииой фикса-
ции преобразовывалось в задачу остановки воспринимаемого
движения тест-объекта.
Отличительной особенностью результатов эксперимента яв-
ляется наличие продолжительных (до 20 с) псевдофиксаций—
медленных плавных непериодических поворотов глаз и мало-
амплитудных нистагмоидных движений, с помощью которых
испытуемый «удерживает» пятно в зоне 2-7° (Рис. 3.43). Эти
движения сопровождаются чувством «приближающегося овла-
дения объектом»: испытуемому кажется, что пятно вот-вот бу-
дет остановлено. Однако, ни субъективно (по отчетам испыту-
емых), ни объективно (по записям движений глаз и отсутствию
нажатий на кнопку) поставленная задача не выполняется. По-
скольку сохранение направления глаз в указанной зоне требует
продолжительной концентрации внимания, а значит, большого
напряжения, испытуемые быстро устают и временно отказы-
ваются от решения задачи. В этом случае медленные непери-
одические колебания глаз сменяются синусоидальными коле-
баниями либо крупиоамплитудным нистагмом. Время между
двумя последовательными псевдофиксациямн варьирует от
нескольких секунд до 10 и более минут н зависит от общего
состояния испытумого, степени его заинтересованности в ре-
шении задачи, опыта решения подобных задач и других фак-
торов.
Произвольное управление окуломоторными структурами и их
отдельными параметрами значительно упрощается. Испытуемые
быстро осознают связь наблюдаемого движения пятна с движе*
228
днями собственных глаз, способны произвольно снижать ско-
рость воспринимаемого смещения или плавко «подводить» пят-
но к некоторой заранее заданной позиции. Без произвольных
установок, или самоинструкций, тенденция к устойчивой
фиксации объекта не проявляется.
Итак, при инверсии зрительной обратной связи ГДС в усло-
виях редукции оптической афферентации до точечного пятиа в
течение 25 минут устойчивая фиксация объекта не обнаружи-
вается. Периодически возникает тенденция к фиксации (псев-
дофнксация), тесно связанная с произвольным управлением дви-
жениями глаз.
На первый взгляд, этот результат противоречит данным
А.Р.Шахновнча (1974), который не только констатировал про-
цесс адаптивных изменений ГДС, но н указал порядок и про-
должительность его протекания. Однако сравнительный анализ
методических особенностей обоих экспериментов показывает,
что это противоречие не носит принципиального характера, а
различие результатов может быть объяснено различием крите-
риев устойчивой фиксации.
Так как субъективная оценка выполнения задания основы-
вается на восприятии неподвижности светящегося пятна, то не
исключено, что в экспериментах А.Р.Шахновича испытуемый
имел высокий порог восприятия движения и отождествлял мо-
мент перцептивной стабильности с чувством «приближающегося
овладения объектом». По-видимому, это соответствовало и
объективной оценке наличия фиксации: применявшийся метод
электроокулографии не позволял выделять нистагм и плавные
колебания с амплитудой менее 2-4°, а их проявления на оку-
лограмме в контексте ярко выраженных окуломоторных струк-
тур—высокоамплнтудного нистагма и синусоидальных коле-
баний - могли интерпретироваться экспериментатором как вы-
ражение устойчивой фиксации. Различиями в организации
экспериментальной процедуры могут быть объяснены и разли-
чия в продолжительности фиксационной установки глаз. В на-
ших опытах испытуемый был поставлен в такие условия, кото-
рые обеспечивали ему свободу действий н не регламентирова-
ли повторное обращение к основной задаче. Поэтому интервал
между двумя последовательными псевдофиксациями мог быть
как значительно больше, так и меньше 1,5-2 мин. По аналогич-
ным причинам варьировал и порядок следования окуломотор-
ных структур в ходе фиксационной установки глаз.
229
Полученные данные позволяют утверждать, что в рассмот
ренных условиях происходит ие столько быстрая перестройка
зрительно-окуломоторного отношения, сколько неустойчива^
произвольная компенсация искажений функционирования ГДС
опирающаяся на аконстантное восприятие зрительного иаправ
ления.
Прн инверсии зрительной обратной связи ГДС возникает но-
вый коитур регулирования движений, нивелирующий рассогла-
сование между произвольно заданным и действительным на-
правлениями (либо скоростью движения) воспринимаемого
предмета. Он как бы надстраивается иад существующим, ис-
пользуя необычные особенности его функционирования. Содей-
ствуя или препятствуя необычным смещениям глаз, варьируя
способ восприятия, степень напряжения экстраокуляриых
мышц или направление глаза относительно объекта можно из-
менить форму и параметры глазодвигательной активности. Так,
отслеживание кажущегося перемещения объекта, т. е. содей-
ствие непроизвольному повороту глаз, является одним из усло-
вий возникновения синусоидальных колебаний. Стремление
закрепить воспринимаемый объект в некоторой позиции про-
тивостоит навязанному смещению глаза, вызывая иистагм. Чем
сильнее сопротивление воспринимаемому перемещению объек-
та, тем больше установочное напряжение экстаокулярных
мышц, тем меньше амплитуда и, в некоторых случаях, скорость
вынужденных поворотов глаз. В предельном случае пилообраз-
ная форма инверсионного иистагма сменяется медленными не-
периодическими колебаниями, прерываемыми малоамплитуд-
ными саккадами.
Отсюда следует, что описанная А.Р.Шахновичем динамика
окуломоторных структур: синусоидальные колебания ^-нистагм
-> падение амплитуды нистагма -> сохранение направленности
глаз (псевдофиксацня)—отражает монотонное усиление произ
вольного контроля в совокупном механизме управления движе-
ниями. Как мы убедились, этот способ активности не является
единственным.
Время, необходимое для выполнения фиксационной установ-
ки глаза, также определяется особенностями произвольного
контроля и может быть различным. Это объясняет появление
случаев как относительно быстрой (в течение нескольких се-
кунд), так н относительно медленной (несколько минут) компен-
230
саций колебаний глаз в условиях положительной зрительной
Обратной связи ГДС.
В условиях «богатой» оптической стимуляции медленные
непериодические колебания глаз проявляются редко и длятся,
как правило, 1-3 с. Обычно они возникают при выполнении
незрительных задач и определяются особенностями автономно-
го проприоцептивного контроля (Барабанщиков, 1978). Резуль-
таты эксперимента позволяют выделить еще один источник плав-
ных непериодических движений—произвольную компенсацию
искаженного функционирования ГДС. Сходство и различие оку-
ломоторных активностей при решении зрительных и незритель-
ных задач, требуют специального исследования. Сейчас лишь
можно утверждать, что появление непериодических колебаний
глаз в условиях положительной зрительной обратной связи ГДС
отражает крайности его произвольного контроля: последний либо
отсутствует вообще, либо максимально выражен.
Завершая обсуждение, отметим, что, несмотря на отсутствие
явного эффекта оперативных преобразований ГДС, сразу же с
изменением у расширяются средства произвольного контроля
движений глаз и задается общее направление окуломоторной
адаптации. Частичная компенсация искажений, вносимых ин-
версией канала зрительной обратной связи, содействует (пусть
даже в малой степени) решению стоящих перед наблюдателем
задач и, следовательно, не может не закрепиться и не получить
развития. Однако, этот процесс требует более продолжительного
времени.
Дискретность оптической афферентации, Неподвижные
черно-белые сюжетные изображения (10° х 15°), расположенные
на расстоянии 65 см от глаза испытуемого, освещались лампой
электрофотостимулятора ФС-02 с частотой 1~10 Гц (шаг 1 Гц) и
10-50 Гц (шаг 5 Гц). Лампа устанавливалась в 80 см от тест-
объекта слева от испытуемого. Энергия вспышки 0,3 ± 0,075 Дж.
Присоска с призмой и антенной-излучателем укреплялась иа пра-
вый глаз; левый—закрывался светонепроницаемой повязкой.-
Продолжительность освещения объекта вспышками одной и той
Же частоты—20-30 с. Продолжительность отдельной вспыш-
ки—не более 20 мс. Частота вспышек варьировалась псевдослу-
чайным образом. От испытуемого требовалось рассматривать
изображения с целью последующего воспроизведения их содер-
жания и иажатнем на кнопку указывать наличие нли отсутствие
231
движения воспринимаемых объектов. В эксперименте приняли
участие трое испытуемых с нормальным зрением.
Можно выделить два диапазона частот стробоскопического
освещения объекта, которым соответствуют различные особен-
ности зрительного восприятия и движения глаз.
При частоте выше 8-10 Гц имеют место все окуломоторные
структуры, характерные для ГДС с положительной зрительной
обратной связью в условиях субъективно непрерывного осве-
щения объекта (f = 50 Гц). Константность зрительного направ-
ления отсутствует. Произвольное управления взором затрудне-
но. Средн особенностей восприятия отметим наблюдаемую мно-
жественность тест-объекта — эффект мультипликации:
перекрывающие друг друга изоморфные изображения образу-
ют как бы одно целое, приходящее в движение вместе с пово-
ротом глаз. Ясность и четкость восприятия изображений замет
но снижены.
При частоте стробоскопического освещения объекта 1-6 Гц
зарегистрированы два вида окуломоторных структур.
1. Нерегулярные П-образные движения, составленные нз раз-
нонаправленных саккад (2-10°) на фоне продолжительного
дрейфа, скорость которого не превышает 2-3°/с (Рис. 3.44, А).
Во время этих движений испытуемые уверенно сообщают о ста-
бильности (неподвижности), а на частотах 3-6 Гц -и о непре-
рывности рассматриваемого изображения. В последнем случае
отмечается флуктуация яркости объекта. При частоте вспышек
1-3 Гц изображение воспринимается как дискретно предъявля-
емое в одной н той же позиции поля зрения. Управление взо-
ром трудностей не вызывает. После выполнения произвольных
высокоамплитудных саккад (более 10-15°) объект воспринима-
ется в иной пространственной позиции. Однако в ходе рассмат-
ривания изображения изменений его локализации не происхо-
дит.
2. Нистагмоидные движения глаз с низкой частотой (0,2-0,6
Гц) и амплитудой 15—20°; скорость плавного компонента не
превышает 4-5°/с (Рис. 3.44, В). Во время их осуществления
неподвижный объект воспринимается как дискретно меняющий
свою позицию в поле зрения соответственно направлению пово-
рота глаз. Вместе с тем, трудности произвольного управления
взором отсутствуют, а эффект мультипликации не возникает. С
увеличением частоты стробоскопического освещения до 8-10 ГД
232
Г"Г“1 II I 1 I I I I г
Рис. 3.44. Движение глаз: А — во время стабильного восприятия объек-
та (частота стробоскопического освещения 4 Гц); Б — при восприятии
перемещения неподвижного объекта (частота стробоскопического осве-
щения 3 Гц).
нистагмоидные движения принимают все более строгую пило-
образную форму, увеличивается скорость их медленной фазы и
средняя частота.
Согласно полученным данным, стробоскопическое освещение
объекта не имеет прямого отношения к оперативным преобра-
зованиям ГДС- Во-первых, стабильность восприятия—один из
главных признаков адаптации—сохраняется лишь в узком ди-
апазоне частот (1-6 Гц), причем далеко не всегда (по-вндимо-
му, Я.П.Ховард использовал частоты именно этого диапазона).
Во-вторых, искажения функционирования ГДС, характерные
для положительной зрительной обратной связи, начинаются на
частоте свыше 8-10 Гц и всегда сопровождаются потерей кон-
стантности зрительного направления.
Связь окуломоторных структур с константностью зрительного
направления носит здесь несколько иной характер. Как прави-
ло, предъявляемое изображение воспринимается стабильным,
если скорость плавного компонента движений глаз соизмерима
со скоростью обычного дрейфа (не превышает 2-3°/с), а ампли-
туда разнонаправленных саккад находится в пределах 10°. Во
Всех остальных случаях на любой частоте стробоскопического
освещения объекты воспринимаются перемещающимися (непре-
рывно или дискретно) в направлении, совпадающем с направ-
лением поворота глаз.
При стабильном восприятии участие положительной обратной
связи в организации движений глаз как бы снимается. ГДС
Функционирует безотносительно к инверсии направления сме-
шения ретинального образа. По-видимому, этот факт объясня-
233
ется не столько адаптацией ГДС, сколько перманентным разры
вом зрительной обратной связи.
В условиях стробоскопического восприятия процесс окуломо-
торного регулирования может быть представлен следующим
образом. С освещением объекта возникает интенция установки
глаз в позицию, обеспечивающую наилучшие условия решения
поставленной наблюдателю задачи. Так как через 15-20 мс
оптическая стимуляция прерывается, поворот глаза или сохра-
нение его прежней направленности осуществляются на основе
следовой и командной информации (цели поворота глаза) с уча-
стием проприоцептивного и вестибулярного контуров регулиро-
вания. Следующее освещение объекта происходит не ранее
100-120 мс, т. е. тогда, когда предшествующий акт либо подго-
товлен, либо завершен, либо находится в процессе выполнения.
Поскольку новая «порция» оптической афферентации связана с
предшествующей внешним образом (порядком следования), цикл
регулирования начинается сначала. Понятно, что при отсутствии
причин, навязывающих ГДС особый режим работы, трудности
произвольного управления взором не возникают.
По существу в описанной ситуации регуляция движений глаз
осуществляется на основе дискретной зрительной обратной свя-
зи. При этом обратная связь включается в процесс управления
лишь тогда, когда степень дискретности оптической стимуля-
ции превосходит некоторую пороговую величину. Так, в усло-
виях проведенного эксперимента ГДС функционирует в режи-
ме положительной зрительной обратной связи в том случае, если
временной интервал между двумя последовательными предъяв-
лениями тестового объекта не превышает 100-120 мс (F> 8-10
Гц). В какой-то степени этот результат представляется неожи-
данным, поскольку непрерывная оценка информации о состоя-
нии окружающей среды, а значит, и непрерывность зрительной
обратной связи, полагаются как необходимые условия плавных
направленных движений глаз (Шахнович, 1974; Rashbass, 1961;
Jung, 1973).
По-видимому, величина порога дискретности зрительной
обратной связи ГДС не является постоянной и варьирует в за-
висимости от различных условий экспозиции объекта, индиви-
дуальных особенностей наблюдателя и других факторов. «Чис-
тое запаздывание», или «задержка» ГДС—время, необходимое
для проведения информации по контуру регулирования и ис-
пользования ее в процессе управления,—величина переменная.
234
Этот вывод вытекает из факта сосуществования двух видов оку-
ломоторных структур (нистагма и П-образных движений) при
днзкой (1-6 Гц ) частоте стробоскопического освещения объек-
та. Момент включения зрительной обратной связи в процесс ре-
гулирования получает здесь операциональное выражение, в ни-
стагмоидных движениях глаз и аконстантности зрительного на-
правления.
Таким образом, проведенное исследование показывает не
только возможность регуляции плавных поворотов глаз на ос-
нове дискретной зрительной обратной связи, но и ее функцио-
нальную подвижность, изменчивость. Однако эта изменчивость
имеет иную природу, чем процесс окуломоторной адаптации. Со-
четание дискретного предъявления оптической стимуляции с
инверсией зрительной обратной связи ГДС выступает как метод
исследования динамики окуломоторных структур восприятия.
Активный контакт индивида со средой. В данном экспери-
менте снимались ограничения, вызванные необходимостью ре-
гистрации движений глаз; относительное постоянство позы
наблюдателя, фиксация его головы и дистантные отношения с
предметом восприятия. После установки призмы Дове (левый
глаз закрывался светонепроницаемой повязкой) испытуемый
был свободен в выборе поведения: он мог перемещаться по ком-
нате, сидеть за столом, принимать удобную для себя позу, тро-
гать руками окружающие вещи и т. п. В ходе опыта давались
отдельные инструкции следующего типа; «укажите расположе-
ние предметов в комнате», «возьмите с полки книгу», «поздо-
ровайтесь за руку с экспериментатором», «нарисуйте цветок»,
«напишите на бумаге любое слово и распишитесь», «пройдите
в соседнее помещение» и др. Особенности их выполнения слу-
жили показателями нарушений перцептивного процесса и спо-
собов его компенсации. Характер движений глаз оценивался на
основании визуальных наблюдений экспериментатора за переме-
щениями присоски с призмой и отчетов испытуемых об особен-
ностях воспринимаемых сцен. В эксперименте приняли участие
трое испытуемых. Длительность каждого опыта 15-20 мни. В
разное время инвертировались горизонтальная н вертикальная
оси оптической системы координат.
Необычность ситуации, в которой оказался испытуемый,
обнаруживается нм сразу же после установки инвертирующей
призмы. Достаточно лишь отойти от исходной позиции (кресло,
в котором находится испытуемый во время анестезирования глаз-
235
ного яблока и укрепления присоски с призмой), чтобы оказать
ся полностью дезориентированным в окружающей среде. Пред,
меты, расположенные вдоль оси инверсии, локализуются в диа-
метрально противоположных направлениях. Все, что попадает в
поле зрения, воспринимается движущимся. Разноудаленные
предметы кажутся приближенными друг к другу нли лежащими
в одной плоскости («эффект картины»). Нарушается произволь-
ное управление взором. Основная окуломоторная структура—
нистагм с частотой около 2 Гц; как периодические, так и непе-
риодические плавные колебания почти не наблюдаются. Задача
прослеживания перемещающихся предметов вызывает появление
неустойчивых (один-два цикла) синусоидальных движений.
Нистагм, особенно во время пермещений, сопровождается при-
знаками кинетоза (головокружение, тошнота). При вертикальной
инверсии испытуемым кажется, что пол проваливается или «вот-
вот уйдет из-под ног», при горизонтальной—создается впечат-
ление вращения окружения вокруг испытуемого; в отдельных
случаях наблюдатели переживают иллюзию собственного враще-
ния. Поиск требуемого элемента ситуации крайне затруднен.
Реакции испытуемых на зрительно воспринимаемые события
неадекватны. Оканчиваются неудачей попытки схватить (кос-
нуться) увиденный предмет. Части собственного тела и конечно-
сти, попадающие в поле зрения, воспринимаются как чужие. Раз-
рушаются навыки письма н рисования, выполняемые под конт-
ролем зрения.
Чтобы избежать падения или столкновения с предметами,
испытуемые прекращают передвижение по комнате, находят на
ощупь устойчивый ориентир (стойка стеллажа, угол шкафа, стол
и др.) и пытаются определить собственное местонахождение и
относительное расположение предметов в комнате. Выдвигаемые
гипотезы проверяются посредством осторожных ощупывающих
движений рук и ног. Внешне описываемая ситуация очень на-
поминает поведение человека с закрытыми глазами, хотя ее внут-
ренним содержанием является активное использование искажен-
ной зрительной информации для решения текущих задач. Спра-
виться с необычными условиями деятельности, научиться
выполнять задания несмотря на сложность ориентировки и воп-
реки ей—вот цели, которые прямо или косвенно ставятся ис-
пытуемыми.
Реализуются они по-разному. Например, проговаривается
общая схема окружающего пространства, и делается попытка
236
соотнести ее с получаемой зрительной информацией. Повороты
глаз, головы, рук нлн корпуса тела нередко строятся как
самостоятельные действия. Перед поворотом испытуемый оце-
нивает собственное положение и позицию глаз (головы) относи-
тельно окружения, рассматривая себя как бы со стороны. Если
в результате поворота ожидаемый результат не достигается, ис-
ходная схема корректируется, а целенаправленное движение
выполняется заново. В качестве средств поиска необходимого
предмета и ориентировки испытуемого в ситуации используются
произвольные н непроизвольные повороты головы, совпадающие
по направлению с плавным перемещением глаз. Увеличивая
длительность медленной фазы нистагма, они обеспечивают более
продолжительное восприятие текущего фрагмента ситуации.
Этого, оказывается, вполне достаточно для перцептивного вы-
деления совокупностей окружающих наблюдателя предметов,
оценки их пространственных отношений н эгоцентрической
локализации.
Через 10-15 минут ношения призмы, несмотря на то, что
предметы по-прежнему воспринимаются инвертированными,
непрерывно перемещающимися и уплощенными, испытуемый
не выглядит столь беспомощным, как в начале эксперимента.
Он может переходить из комнаты в комнату, правда, нетвердо,
страхуя себя руками от неожиданной встречи с препятствием.
Он знает (умозаключает), где в действительности расположен тот
или иной видимый предмет. Если маршрут движения известен,
достаточно нескольких циклов нистагма, чтобы выделить полез-
ный ориентир и, либо убедиться в правильности поведенческих
актов, либо внести соответствующие коррективы. Более или
менее освоенный «перевод» воспринимаемого на «язык
объективных отношений» ведет к появлению адекватных дей-
ствий; хотя их точность остается низкой, общее направление
выдерживается.
Очевидно, что трансформация оптической системы коорди-
нат не могла не сказаться на характере взаимодействия испы-
туемого с окружающим его миром. Инверсия проекционных от-
ношений на сетчатке уже сама по себе ведет к серьезным нару-
шениям зрительной ориентировки и регуляции деятельности
(Логвиненко, 1974, 1981; Stratton, 1897; Kohler, 1964). В усло-
виях проведенного эксперимента добавляются новые деструкту-
Рнрующие факторы: непроизвольные ритмические колебания
Поля зрения, провоцирующие нежелательные вестибулярные
237
эффекты, и трудности произвольного управления взором.
Поэтому и неадекватность действий испытуемых, и скованность
их движений вполне понятны. Интересно другое: уже через 1Q
мин. после начала эксперимента испытуемые способны более
или менее адекватно отвечать на воспринимаемые события и
свободнее перемещаться в среде. Это означает, что адаптация к
искажениям начинаются практически сразу после установки
призмы, носит генерализованный характер и протекает доволь-
но интенсивно.
Согласно экспериментальным данным, на ранних этапах про-
цесс адаптации совершается в форме компенсаторных изменений
стратегии и тактики поведения испытуемого, что обеспечивает-
ся усиленной ориентировкой и произвольным контролем движе-
ний глаз, головы, корпуса тела и конечностей. С самого начала
окуломоторная адаптация включена в более широкий контекст
приспособительной активности и, по-видимому, им же и направ-
ляется. Содействие выполнению поведенческих задач выступа-
ет в качестве основного критерия перестройки ретино-окуломо-
торных отношений в зрительной системе.
Поскольку приспособление к среде является интегративным
процессом, охватывающим функционирование всех систем ори-
ентировки и движений, адаптация ГДС предполагает нормали-
зацию ее экстрасистемиых связей. Можно ожидать, что в ходе
взаимной подстройки систем, участвующих в реализации пове-
денческих актов, направление ретино-окуломоторных преобра-
зований все более специфицируется, а сами преобразования по-
лучают дополнительный импульс. Чем шире, многообразнее и
напряженнее организовано взаимодействие индивида со средой,
тем экстенсивнее и, возможно, быстрее, осуществляется процесс
окуломоторной адаптации (см. Berthoz, Melvill-Jons, 1985; Во-
uwhuis, Bridgeman, Owens, Shebilske, Wolff, 1987). Поэтому
активный контакт co средой оказывается более благоприятным
условием для реорганизации ГДС, чем неподвижность позы и
созерцательное отношение испытуемого к среде.
Во время регистрации движений глаз (голова и поза наблю-
дателя фиксированы) пилообразные и синусоидальные колеба-
ния возникают сразу после установки призмы и предстают как
явления одного порядка. Так как за каждым из них стоят раз-
личные способы восприятия —активный и созерцательный-—
можно полагать, что адаптация ГДС «замкнута» преимуще-
ственно на нистагмоидные движения глаз. Это подтверждается
238
фактом доминирования пилообразных колебаний в условиях не-
посредственного контакта испытуемого со средой и свободы его
перемещения. В ситуации, допускающей падение или столкно-
вение с предметами, индивид использует наиболее привычные
способы восприятия, уменьшающие возможность негативных
поведенческих последствий. Не случайно задача прослеживания
кажущегося перемещения предметов, которая при ограничении
движений вызывает синусоидальные колебания глаз, здесь ока-
зывается малоэффективной: она противоречит требованиям ак-
тивного отношения индивида к среде, его предметной направ-
ленности.
Итак, действительными условиями, содействующими преоб-
разованиям ГДС с положительной зрительной обратной связью,
являются сужение площади оптической афферентации и актив-
ное отношение индивида к среде, субъекта восприятия—к
объекту. В течение первых 20-30 минут признаки развитого
адаптационного процесса, например, восстановление легкости
управления взором, появление устойчивых фиксаций, редукция
специфических окуломоторных структур и др., не наблюдают-
ся. Проведенные эксперименты ухватывают лишь начало это-
го процесса: обнаружение постоянного рассогласования действи-
тельного и требуемого окуломоторных направлений и попытки
его компенсации.
3.9. Природа специфических
окуломоторных структур
Для того, чтобы прояснить состав и динамику внутренних
детерминант фиксационного поворота глаз, обратимся к анализу
причин, обусловливающих возникновение необычных окуломо-
торных структур при I у| > 90°. Впрочем, эта необычность доволь-
но условна и относительна.
С точки зрения механики управляемое звено ГДС представ-
ляет собой однозвенный физический маятник, раскачиваю-
щийся в инерционном поле. Поэтому перемещение глаз по
эллиптическим траекториям и регулярная структура движений
вполне закономерны. Подобными кинематическими свойства-
ми обладает тремор, диагональные саккады, дрейф закрытых
глаз человека в состоянии медитации, торзионные движения
и др. Наиболее типичной формой колебательных процессов яв-
ляется нистагм. Он имеет две основные разновидности: маят-
239
нико- н пилообразную, обнаруживается уже на ранних стади-
ях онтогенеза ГДС (Гатев, 1973; Митькин, 1988; Сергиенко
1992) и вызывается зрительной (Die, Collewijn, 1982), вести-
булярной (Курашвили, Бабияк, 1975), акустической (Lackner
1977), гаптико-кинестетической (Bbchele, Arnold, Brandt, 1978)
стимуляцией, а также произвольно, по представлению движу-
щейся регулярной структуры (Zikmund, 1985). Нистагм —
обычная реакция на нарушения ГДС и ее межсистемных свя-
зей (Благовещенская, 1968; Шахнович, 1974; Bender, 1955;
Lawrence, Lightfoot, 1975). Яркой иллюстрацией вынужденных
колебательных процессов в ГДС в связи с неполадками управ-
ления плавными движениями глаз может служить врожден-
ный нистагм, имеющий большое разнообразие видов и переход-
ных форм (DeirOsso, Flin, Daroff, 1974; Dell’Osso, Daroff,
1975).
Возможность колебательных движений образует основу, или
общий фон, на котором строятся любые фиксационные поворо-
ты глаз. И целенаправленные саккады, и плавное прослежива-
ние объектов, выделяемые в качестве традиционных предметов
исследования,—лишь «фигуры?-, отражающие решение специ-
альных задач управления движениями. Но даже в случае целе-
направленного изменения фиксационной позиции глаз зритель-
ная ось описывает эллиптическую траекторию, параметры ко-
торой зависят от начальных условий выполнения саккады
(Батуев, Таиров, 1978; Блужене, 1990; Bahill, Stark, 1979). С
этой точки зрения, появление и синусоидальных вращений, и
пилообразного нистагма при изменении направления зритель-
ной обратной связи ГДС не столь уж неожиданно: в условиях,
исключающих нли существенно затрудняющих устойчивую
фиксацию, а, значит, и построение необходимых окуломотор-
ных структур, фоновые компоненты окуломоторной активнос-
ти становятся доминирующими.
Главным следствием монотонного вращения вектора зри-
тельной обратной связи является постепенное снижение устой-
чивости ГДС. Безусловно, необходимое направление взора
обеспечивается совокупностью механизмов, интегрированных
в установке (состоянии готовности) наблюдателя на восприя-
тие предмета, расположенного в определенном месте простран-
ства в определенное время, но именно зрительная обратная
связь делает ее выполнение наиболее точным, быстрым и не-
прерывным. С увеличением I у! единый окуломоторный процесс
240
теряет согласованность, а его функциональные механизмы дей-
ствуют в разных направлениях. Так, по-прежнему выполняется
афферентный синтез, принимается решение о перемещении
глаз в сторону выделяемого предмета, формируется програм-
ма фиксационного поворота н акцептор результатов выполня-
емого действия, наконец, совершается самое действие. Одна-
ко. в силу ложной локализации воспринимаемого предмета и
изменения направления смещения ретинального образа во
время движений глаз, зрительная реафферентация (зрительная
обратная связь, информирующая о текущем положении глаз
относительно предмета восприятия) оказывается отличной от
ожидаемой (не соответствует критериям адекватности данного
окуломоторного акта), вызывая повторные движения, а при их
неуспехе—коррекцию параметров фиксационного поворота
глаз: видоизменяются программа, вектор готовности наблюда-
теля и критерии результата действия. Как уже отмечалось, эти
процессы составляют содержание оперативных преобразований
окуломоторной активности.
Другим следствием изменения направления зрительной об-
ратной связи ГДС является диссоциация движений, реализу-
ющих фиксационный поворот глаз. Постепенное снижение ус-
тойчивости ГДС находит отражение в увеличении числа «тран-
зитных» саккад и дрейфов и последовательном изменении их
параметров (возрастает скорость и амплитуда дрейфа, снижа-
ется амплитуда саккад и др.), благодаря которым меняется
общая структура окуломоторной активности. Существенно, что
способы корректировки направлений дрейфов и саккад прен-
ципиально различны. Если с увеличением |у| от 45° до 120°
направление саккады, входящей в состав фиксационного по-
ворота, компенсируется иа относительно постоянную величи-
ну (17,8°-12,4°), то степень компенсации дрейфа возрастает
монотонно. При этом выполнение саккады связывается пре-
имущественно с видимым, а выполнение дрейфа—с эгоцент-
рическим направлением предмета. С ростом I у | угол рассогла-
сования средних направлений дрейфа и саккад также возрас-
тает. Достигнув некоторой критической величины (I у | = 90°),
Разнонаправленные (А = 42,6°) дрейф и саккада оформляют-
ся в нистагмоидные движения, которые, начиная с I у I > 120°
(А > 90°) принимают все более выраженный, доминантный ха-
рактер, разрушая и замещая собой фиксационный поворот.
Общий механизм появления инверсионного нистагма пред-
241
ставляется следующим образом. Для того, чтобы адекватно вос-
принять миниатюрный предмет, наблюдателю необходимо в
течение 200-400 мс сохранить положение глаз в оперативной
зоне фиксаций. Из-за высокой скорости дрейфа сделать это цра
I у| > 120° почти невозможно; глаза сплывают в сторону эгоцен-
трического направления предмета, вызывая (вследствие потери
константности зрительного направления) восприятие его движе-
ния. В какой-то момент времени возрастающее рассогласование
между зрительным направлением предмета и текущим направ-
лением глаз инициирует коррекционный скачек, который воз-
вращает глаз (и зрительную сцену) в область начального дви-
жения. Процесс повторяется вновь и совершается до тех пор,
пока не будет выделен новый предмет восприятия. Как показы-
вают исследования, ГДС учитывает чередование разнонаправ-
ленных плавных и саккадических движений, прогнозируя их
появление, оформляя и упорядочивая их ритм. Инверсионный
нистагм приобретает новое качество—непроизвольность (Бара-
банщиков, 1978).
В несколько иных терминах, нистагмоидные движения глаз
выступают как форма диссонанса «плавной» и «саккадической»
подсистем ГДС. В обычной ситуации саккады и дрейфы подчи-
нены выполнению единой задачи, взаимодополияя и взаимо-
опосредствуя друг друга; это разные проявления одного и того
же окуломоторного акта, обеспечивающего восприятие требуе-
мого элемента или отношения среды. С изменением направле-
ния зрительной обратной связи ГДС ее подсистемы вступают в
противоречие друг с другом, обнажая подчиненность различным
принципам регулирования.
Согласно полученным данным, и саккадические, и плавные
движения глаз определяются как зрительными, так и незри-
тельными детерминантами, но степень их участия в построении
разных видов движений оказывается различной. Если саккады
более согласуются со зрительно воспринимаемым направлени-
ем предмета, то ускоренные дрейфы—с его эгоцентрическим
направлением. В результате образуются два фиксационных
«центра тяжести» предмета, определяющие характер окуломо-
торной активности дляу^О. Чем больше у, тем больше в поляр-
ной системе координат разнесены эти центры. Основной и наи-
более типичной окуломоторной структурой, разрешающей дан-
ное противоречие, становится инверсионный нистагм. Однако*
возможен и другой исход. В диапазоне 90° < I у I < 135° возника-
242
ют малоамплитудные эллиптические затухающие вращения,
которые непосредственно предшествуют устойчивой фиксации.
Это означает, что в ограниченной области окуломоторного поля
(3-6°) (1) зрительно выделяемый предмет способен иницииро-
вать не только саккадические, но и плавные перемещения глаз;
(2) эгоцентрическое направление предмета оказывает более силь-
ное тоническое действие, чем Зрительное.
Высказанное представление подтверждается тем фактом,
что затухающие эллиптические вращения совершаются между
«центрами тяжести», постепенно приближаясь к эгоцентри-
ческому направлению предмета. Сходные явления наблюда-
лись Л. Дель'Оссо на материале врожденного малоамплнтудного
(до 6°) эллиптического нистагма (Dell’Osso, 1973; Dell’Osso,
Daroff, 1975); его исследования показали, что подобная стате-
гия фовеализации является более эффективной, чем вращение
глаз вокруг фиксируемого предмета. В пользу изложенного
представления говорит и увеличение максимальной амплитуды,
числа и времени затухания эллиптических вращений с увели-
чением I у I до их исчезновения (| у | =135°).
Спиралевидные вращения, которые наблюдаются при боль-
ших I у | , в частности при I у I =165°, имеют другую природу. Они
предшествуют не произвольной фиксации предмета, а останов-
ке глаза, вызванной его оплыванием вниз под влиянием веса
присоски с оптической системой, при ослаблении тонуса экст-
раокулярных мышц. Последнее благоприятствует расположе-
нию глаз в позиции покоя, или зоне равновесия сил, действу-
ющих на глазное яблоко. По-видимому, и эта разновидность
затухающих колебаний имеет ограничения; во всяком случае
она никогда не наблюдается при 1 у 1 =180°. Главное же состоит
в том, что вращательные движения глаз возникают при обра-
зовании альтернативных «центров тяжести».
Необходимым условием появления нистагма и спиралевид-
ных вращений является использование наблюдателем привыч-
ной стратегии восприятия: сканирование объекта, выделение его
деталей, концентрация зрительного внимания на локальных
Участках зрительного поля и, как следствие, наличие сравни-
тельно узкой зоны оперативных фиксаций. В условиях у 0 это
связано с определенными усилиями наблюдателя, а в некоторых
случаях и с умением удерживать внимание иа воспринимаемом
предмете. По существу, речь идет о волевом акте, который вклю-
243
чает и осознанную цель, и «борьбу» с навязанными движения-
ми глаз ради ее выполнения.
А что случается, когда эти усилия ослабевают, наблюдатель
занимает созерцательную позицию, а стратегия восприятия
опирается на одновременный «охват» предмета, имеющего боль-
шие угловые размеры? Все зависит от величины I у I.
В диапазоне 90° < | у | < 135° преобладает ускоренный дрейфf
принимающий с ростом I у I седлообразный (направление глаз
приближается, а затем удаляется от эгоцентрического направ-
ления предмета) характер; его радиус не превышает, как пра-
вило, нескольких угловых градусов. Постепенно седлообразные
раскачивания становятся регулярными, перемежаясь отдельны-
ми саккадами либо циклами нистагма. При рассматривании
изображений (I у I = 105-120°) траектория окуломоторной актив-
ности представлена цепочкой сменяющих друг друга седлооб-
разных дрейфов (Рис. 3.21). По продолжительности они могут
занимать несколько десятков секунд, имея общую амплитуду
10-15°. С увеличением скорости плавных движений «седло»
может переходить в «эллипс» или «спираль». Появление подоб-
ных траектория представляется естественным: согласно расчет-
ным данным, зрительно контролируемые плавные перемещения
глаз для у 0 должны совершаться по дугообразной кривой. В
сконструированных условиях они инициируются не только (и
не столько) зрительным, но и эгоцентрическим направлением
предмета, причем соответствующие им оперативные зоны фик-
саций в значительной степени пересекаются. В силу рассеянно-
сти фронтов альтернативное действие «центров тяжести», про-
являющееся в эллиптических и спиралевидных траекториях
плавных движений, возникает сравнительно редко. Вероятно,
некоторую стабилизирующую роль играет и позиция (вернее,
зона) покоя глаз, проецируемая в центральную область тест-
объекта. Смена задачи (установки, стратегии восприятия), по-
пытка выделить отдельные элементы или детали изображения
практически сразу же вызывает саккадические движения, на-
правление которых больше соответствует зрительному направ-
лению предмета.
Начиная с 1у|> 135°, радиус дугообразной траектории и
скорость дрейфа существенно увеличиваются; возникают вра-
щательные движения большой амплитуды (15-20°) которые
перманентно прерываются саккадами и носят как бы незавер-
244
ценный характер. При|у | = 150° появляются отдельные цик-
лы крупноамплитудных (до 30-40°) эллиптических враще-
ний, которые оформляются в регулярную окуломоторную
структуру (lyl = 180°), длящуюся десятки секунд. Плавные пе-
ремещения глаз совершаются вокруг предмета восприятия и
отличаются предельно высокой скоростью и амплитудой. За-
метим, что даже прн максимальных значениях |у| глаза не
останавливаются и не дрейфуют в области морфологической
границы окуломоторного поля (около 50° ОТ ПОЗИЦИИ покоя по
горизонтальному меридиану). Скорость эллиптических враще-
ний меняется синусоидально, достигая наибольшего значения
в центральной зоне, а наименьшее—при смене направления
движения; общая амплитуда вращения не превышает 60° (± 30°
от позиции покоя по горизонтальному меридиану), Очевидно,
что в построении описанных движений участвует механизм,
ограничивающий развитие ускоренного дрейфа н имеющий
более сильное, чем зрительная обратная связь, тоническое
действие. Роль такого механизма выполняет «система центра-
ции» взора (Bender, 1955), которая стремится удержать глаза
в позиции покоя, или равновесия действующих сил (глаза ори-
ентированы в направлении «прямо—перед головой»).
Эффект центральной установки глаз закреплен в поняти-
ях «рефлекс ориентации осей» (Brown, 1922), «средняя по-
зиция глаза» (Weinstein, Bender, 1948), «реакция пробуж-
дения» (Smith, 1949) н др. В реальной жизненной ситуации
центрация глаз относительно головы является составным ком-
понентом их общей активности. Фиксационный поворот в на-
правлении латерально расположенного предмета инициирует
поворот головы в том же направлении, а произвольное или не-
произвольное перемещение головы компенсируется соответ-
ствующими движениями глаз (Bizzi, 1974). Исследование за-
висимостей поворотов головы от смещения предмета в зритель-
ном поле показывает, что существует линейное отношение
**ежду (а) амплитудой смещения предмета и амплитудой по-
ворота головы, (б) амплитудой и скоростью поворота головы
(Bizzi, Kalil, Morasso, Togliasco, 1972). Более того, движения
глаз способны с точностью до нескольких угловых минут ском-
пенсировать малоамплитудные повороты головы (Steinman,
1976; Winterson, Steinman, Skavenski, Hansen, Robinson, 1975).
^естибуло-окулярные движения обладают исключительно низ-
шим латентным периодом (около 10 мс), а целенаправленный
245
поворот головы начинается спустя 20-40 мс после начала це-
ленаправленной саккады (Bizzi, Karil, Togliasco, 1972). Это
значит, что глаз достигает и удерживает зрительное направле-
ние предмета во время движения головы; причем точная зри-
тельная фиксация обеспечивается компенсаторным поворотом
глаз в обратном направлении с той же скоростью (в диапазо-
не скоростей плавных движений). Можно предположить, что
координированные повороты глаз и головы не только опира-
ются на информацию об их относительном положении, но и
предполагают единый процесс формирования двигательных
команд; обратная связь в данном случае обеспечивается пре-
имущественно вестибулярным контуром регулирования.
При ограничении движений головы—традиционном условии
окулографии—центрация также сохраняется: положение голо-
вы скрыто присутствует и влияет на перемещения глаз (Bizzi,
Karil, Morasso, Togliasco, 1972). В условиях измененного направ-
ления зрительной обратной связи это находит выражение в
стремлении ускоренно дрейфующего глаза к позиции покоя.
Если первоначальное движение направлено в сторону централь-
ной позиции, то, благодаря этой тенденции, оно получает допол-
нительное ускорение; после же того, как центральная позиция
оказывается пройденной, дальнейшее скольжение глаза тормо-
зится и, в конечном счете, меняет направление движения. По
существу, центрирующая система ограничивает возможности
смещения взора, устанавливая функциональную границу окуло-
моторной активности.
Крупноамплитудиые эллиптические вращения появляются в
результате двух разнонаправленных процессов: (1) тоническо-
го смещения глаз, не ограниченного жесткой привязкой к кон-
кретному направлению, и (2) тенденции занять центральное по-
ложение в орбитах. Так же, как и инверсионный нистагм, этот
тип активности представляет собой форму диссонанса, но уже
внутри «плавной» подсистемы ГДС: между вестибуло-окуляр-
ным, зрительным и проприоцептивным контурами регулирова-
ния. Условием их возникновения является такая стратегия вос-
приятия, которая позволяет сканировать предметы без измене-
ния направления глаз. Это тот случай, когда наблюдателя
просят фиксировать какой-либо предмет и одновременно оцени-
вать события, протекающие на периферии поля зрения. При
данном способе восприятия конфликт между зрительным и оку-
ломоторным направлениями предмета отсутствует либо выражен
246
в минимальной степени, а наблюдатель принимает режим про-
слеживания видимых перемещений объективно неподвижной
среды. Так же, как и инвенрсионный нистагм, крупноамплитуд-
йые вращения могут носить произвольный и непроизвольный
характер, но в любом случае разрушаются через 200-300 мс
после исчезновения оптической стимуляции (Барабанщиков,
1978), Аргументом в пользу прогнозирования эллиптических
вращений может служить тот факт, что свыше 85% прерываю-
щих их саккад ориентированы по ходу движения в сторону
позиции покоя (см. Dell’Osso, Daroff, 1975; 1976). Во время
суперпозиций специфических окуломоторных структур быстрая
фаза инверсионного нистагма может быть направлена как в
сторону центра, так и от него.
Итак, изменение направления зрительной обратной связи
ГДС как бы расщепляет единый процесс окуломоторной актив-
ности на отдельные образующие, действие которых ориентиро-
вано в разных направлениях. Диссоциация «плавной» и «сак-
кадической» субсистем ГДС становится основанием инверсион-
ного нистагма и малоамплитудных вращений глаз, диссоциация
вестибуло-окулярного и зрительно-проприоцептивного контуров
регулирования—крупноамплитудных эллиптических враще-
ний. Надо, конечно, иметь в виду, что это лишь главные след-
ствия искусственной трансформации зрительной обратной свя-
зи ГДС. Они могут модифицироваться под влиянием разнообраз-
ных обстоятельств, в частности, функциональной асимметрии
ГДС, предпочтения наблюдателем той или иной стратегии вос-
приятия, навыков произвольного контроля движений глаз, чув-
ствительности вестибулярной системы, смещения центра ком-
бинированной оптической системы глаз и др.
Завершая обсуждение механизмов управления движениями
глаз в искусственных условиях изменения у выскажем ряд за-
мечаний общего характера.
1. Как бы сильно ни искажалось отношение сенсорных и оку-
ломоторных компонентов зрительной системы человека, глазод-
вигательная активность не становится рефлекторно-случайной
или неуправляемой. Подчиненность внешним и внутренним
Детерминантам движений глаз сохраняется, хотя и в преобра-
зованном виде. С изменением у изменяется способ организации
окуломоторной системы, сонастроенность ее функциональных
«узлов» и механизмов, принципы же самих «узлов» и механиз-
мов остаются неизменными. Вступают в противоречие гибкие
247
и жесткие звенья управления движениями, «плавная» и «сак-
кадическая» ветви ГДС, вестибуло-окулярный, зрительный н
проприоцептивный контуры регулирования, совокупное дей-
ствие которых и определяет появление необычных, на первый
взгляд, окуломоторных структур.
С увеличением |у| ГДС действительно теряет привычную ус-
тойчивость, ио не за счет абсолютного разрушения движений (их
хаоса), а путем перехода на иной уровень устойчивости. Не-
смотря на невозможность фиксации (в принятом понимании)
взора, глазодвигательная активность развертывается в ограни-
ченной области окуломоторного поля, имеет регулярный харак-
тер и позволяет (пусть и не эффективно) решать достаточно
широкий круг зрительных задач. Налицо необходимые предпо-
сылки консервативной адаптации, снимающей противоречия
ретино-окуломоторного отношения.
По сути дела, при трансформации направления зрительной
обратной связи ГДС возникает «эффект увеличения* микродвн-
жений глаз, реализующих устойчивую фиксацию предмета. Если
в обычных условиях фиксация обеспечивается малоамплитудным
дрейфом и микросаккадами, то при | у I > 90° область фиксации
занимает все более значительную часть окуломоторного поля и
обеспечивается крупиоамплитудным дрейфом и макросаккадами.
При этом влияние основных детерминант микродвижений глаз
(задачи, площади настройки зрительного внимания и др.—см.
3.2) и закономерности их проявления (типология структур, на-
личие «зоны нечувствительности», различие в способах управле-
ния дрейфом и саккадами и др.) сохраняются. Раскрываемая
параллель указывает иа внутреннее единство окуломоторных
микро- и макроструктур и целесообразность переноса результа-
тов исследования с одного уровня организации движений глаз иа
другой.
2. Преимущественная зависимость плавных движений глаз
от эгоцентрического направления предмета, а также коррек-
ция саккад в сторону уменьшения рассогласования зрительного
и эгоцентрического направлений, показывают, что изменения
ориентации зрительного поля наблюдателя так или иначе учи-
тывается при программировании н контроле движений глаз.
Иными словами, пространственная организация среды дается
наблюдателю не только в виде ее чувственного (зрительного)
образа, но ив организации самой окуломоторной активности.
Относительная независимоть зрительной и окуломоторной
248
форм отражения действительности является залогом адаптив-
ных преобразований ГДС и, очевидно, зрительной системы в
целом.
В обычных условиях обе формы тесно переплетаются, реали-
зуя отношения субординации: зрительная данность среды позво-
ляет наблюдателю ориентироваться и действовать в ней, окуло-
моторная репрезентация является основой построения адекват-
ных движений глаз,обслуживающих зрительный процесс.
Достаточно наглядно полиморфизм отражения выражается в
эффектах иллюзорного восприятия, сопровождающих точную
фиксацию предмета (Андреева, Вергилес, Ломов, 1975; Луук,
Барабанщиков, Белопольский, 1977; Барабанщиков, 1978; Ma-
tin, 1972; Miller, 1980; Herchberger, 1987). Природа зрительно-
окуломоторного соответствия будет рассмотрена в 3.10.
3. Полученный эмпирический материал позволяет уточнить
структуру и свойства окуломоторного поля человека, представ-
ляющего совокупность всех возможных направлений глаз при
неизменной позиции головы.
Во-первых, окуломоторное поле имеет не только морфологи-
ческую, но и функциональную границу, которая «очерчивает»
область оптимальных поворотов глаз относительно головы и
предохраняет ГДС от малоэффективной работы в предельных
режимах (зона морфологической границы). В наших экспери-
ментах существование фиксационной границы проявилось в
факте устойчивых (по амплитуде и частоте) крупноамплитудных
вращений н в характеристике предельных отклонений глаз во
время нистагма. Согласно полученным данным, функциональ-
ная граница устанавливается на расстоянии не более 25-30° (по
горизонтальному меридиану) от «позиции покоя».
Во-вторых, окуломоторное поле неоднородно. Чем эксцент-
ричнее расположен предмет восприятия, тем продолжительнее
фиксационный поворот глаз, большее число саккад входит в его
состав (Гуревич, 1971; Митрани, 1973), выше скорости дрейфо-
вого компонента (см. также: Белопольский, Вергилес, 1979;
Белопольский, 1985; Becker, Klin, 1973; Barns, Gresty, 1973) и
выраженнее влияние «центрирующей системы взора» (Bender,
1955). Оптимальные саккадические повороты глаз, как прави-
ло, не превышают 15° (Bahill, Adler, Stark, 1975). К проявле-
нию неоднородности окуломоторного поля относятся разнообраз-
ные феномены, имеющие место в парацентральной (до 6°) обла-
249
Рис. 3.45. Схематическое изображение структуры окуломоторного поля.
1 —центральная область, 2 — парацентральная область, 3 — зона он-
тимальных поворотов, 4 — функциональная граница, 5 — морфоло-
гическая граница.
сти, например, прямо пропорциональное увеличение скорости
скольжения глаз с увеличением расстояния до воспринимаемого
предмета (Андреева, Вергилес, Ломов, 1975) или возникновение
малоамплитудных затухающих движений глаз на узком участ-
ке у (90° < |у! < 135°), а также внутрипороговые эффекты сме-
щения глаз (Гнппенрейтер, 1978; Глезер, 1985; Ditchburn, 1973;
Steinman, Haddad, Skavenski, Wyman, 1973). Этн особенности
позволяют наметить несколько функционально различных зон
окуломоторного поля (Рис. 3.45): а) центральную область, вклю-
чающую зону нечувствительности (от нескольких угловых ми-
нут до 1-1,5°); б) парацентральную область (до 3-6°), в) зону
оптимальных поворотов (до 12-15°), г) область, прилегающую
к функциональной границе окуломоторного поля (до 25-30°) и
д) зону морфологической границы (до 45-50°),
В-третьих, окуломоторное поле асимметрично. Обычно «по-
зиция покоя» смещена к нозальной части, инверсионный нис-
тагм имеет преимущественное направление, а подготовка про-
извольного поворота глаз в зависимости от направления требу-
ет разного времени. Выражением данного свойства является л
асимметрия действия различных типов детерминант на ампли-
туду первой саккады (см. Раздел 2). Асимметрия затрагивает не
только отношение «право-лево», но и «вертикаль-горизонталь»
окуломоторного поля. Горизонтальная составляющая имеет
250
большую размерность, чем вертикальная, что находит выраже-
ние, например, в «вытянутости» эллиптических крупноампли-
тудных вращений глаз вдоль горизонтальной оси или меньшей
средней амплитуде вертикальных саккад.
В-четвертых, окуломоторное поле динамично. Имеется в виду
не только широкая вариативность параметров движений глаз,
определяющая подвижность выделенных выше зон, но и их спо-
собность перестраиваться в ходе выполнения окуломоторного акта.
Нетрудно заметить, что функциональные структуры окуломо-
торного и зрительного полей во многом сходны. Как и окуломо-
торное, зрительное поле неоднородно, асимметрично и очень
динамично (Рыбалко, 1969; Барабанщиков, 1990; Edwards, Gool-
kasian, 1974). Подобно отношению «зрительное поле—взор (фун-
кциональное поле зрения)» в двигательной сфере складывается
отношение «окуломоторное поле—оперативная зона фиксаций».
Единство зрительных и окуломоторных компонентов перцептив-
ного процесса находит здесь еще одно выражение.
4. В организацию фиксационного поворота глаз включены
основные уровни взаимодействия наблюдателя со средой (Бара-
банщиков, 1990; 1995). Мегауровеиь несет исходные схемы (эта-
лоны, матрицы, константы) организации целенаправленного оку-
ломоторного акта и задает способ нх выполнения; это выраже-
ние совокупного окуломоторного опыта предшествующих
взаимодействий наблюдателя с окружающим его миром. Макро-
уровень реализует типичные способы восприятия и соответству-
ющие им структуры окуломоторной активности; за ним стоит ло-
кальный опыт решения наблюдателем определенных зрительных
задач. На микроуровне организация целенаправленных движе-
ний выполняется с учетом неповторимых условий восприятия,
складывающихся «здесь и сейчас»; построение окуломоторной ак-
тивности по существу совпадает с порождением актуального зри-
тельного образа.
Окуломоторный феномен любого уровня реализуется на ни-
жележащих и контролируется вышележащими уровнями. Чем
выше уровень, тем более генерализованными и устойчивыми
оказываются регуляторные образования. Благодаря описанной
иерархии индивид принципиально готов к решению любых оку-
ломоторных задач, а целенаправленный глазодвигательный акт
всегда представляет процесс доопределения функциональной
системы в текущих обстоятельствах.
251
Выделенные уровни конституируют три контура регулирова-
ния движений глаз.
I. Исходный: включает механизмы целеполагания и испол-
нения; обеспечивает реализацию фиксационного поворота.
II. Вторичный: включает механизмы коррекции цели н кри-
териев ее достижения, учитывает вариативность параметров
сопряженных систем; обеспечивает оперативность окуломотор-
ной адаптации.
III. Третичный: включает механизмы преобразования жес-
ткой схемы зрительно-окуломоторного отношения; обеспечивает
кардинальные преобразования окуломоторной активности.
Соответственно зрительная обратная связь оказывается мно
гомерной', она по-разному используется иа разных уровнях орга-
низации движений глаз и оказывает на этот процесс различное
влияние.
3.10. Окуломоторные структуры
и стабильность воспринимаемого мира
Условия проведенного исследования в некоторых существенных
отношениях (у = ±180°) воспроизводят условия экспериментов
Е.Хольста и Г.Миттельштадта (Holst, 1954; Holst, Mittelstaedt,
1973), а также Р.Сперри (Sperry, 1943; 1950), которые показали,
что различные преобразования канала зрительной обратной связи
оптомоторной системы низших животных ведут к нарушению при-
вычных форм поведения. Например, если голову насекомого повер-
нуть на 180° вокруг продольной оси тела и зафиксировать относи-
тельно грудной клетки, то при спонтанной локомоции в гетероген-
ной среде, начав движение, оно будет кружиться иа месте до
истощения. Сходные эффекты наблюдаются у рыб и амфибий, глаза
которых поворачиваются на 180° вокруг оптической оси. На осно-
вании полученных данных, исследователи пришли к заключению,
что двигательные акты управляются посредством зрительной обрат-
ной связи, а конкретный поведенческий акт строится как процесс
взаимокомпенсации, или согласования двигательной (эфферентной)
и оптической (реафферентной) информации. Иллюстрируя уни-
версальность теоретической модели, авторы распространили ее на
объяснение феиомеиов стабильности воспринимаемого мира, хотя
специальных экспернмеитов в этой области не проводили. Именно
в работах Е.Хольста, Г.Миттельштадта и Р.Сперри принцип обрат-
ной связи (реаффереитации) выступил в двух «ипостасях»: как
252
механизм управления окуломоторной активностью и как механизм
константности зрительного направления.
Необходимо отметить, что сама по себе идея согласования
ретинальной и экстаретинальной (эфферентной) информации
«внутри* зрительной системы не является оригинальной (Мах,
1907; Helmholtz, 1962). Заслуга Е.Холъста и Г.Миттелынтадта
заключается в предположении более определенного характера
ретино-окуломоторного взаимодействия и, что самое главное, в
попытке распространить общебиологические закономерности на
сенсомоторные отношения зрительной системы. Тем самым идея
согласования приобретала известную всеобщность, которая
отсутствовала в классических концепциях Э.Маха и Г.Гельм-
гольца. Вместе с тем, сами экспериментальные данные Е.Холь-
ста и Г.Миттелынтадта до сих пор остаются лишь базой для
удобных аналогий между поведением низших животных и осо-
бенностями зрительного восприятия человека.
Нетрудно заметить, что характер глазодвигательной ак-
тивности человека в условиях положительной зрительной обрат-
ной связи ГДС лишь отдаленно напоминает преобразованное по-
ведение насекомых или земноводных. Если у последних инвер-
сия зрительной обратной связи вызывает безостановочное
кружение на месте, то полное вращение глаза человека вокруг
своей вертикальной оси принципиально невозможно. Трансфор-
мация зрительной обратной связи ГДС человека вызывает ряд
специфических окуломоторных структур, возможность их пере-
ключения и широкое варьирование параметров движений, кото-
рые отсутствуют у животных с преформированными оптомотор-
ными связями. «Кружение на месте* более или менее прямо со-
поставимо лишь с крупноамплитудными эллиптическими
вращениями глаз: обе формы активности выражают процесс
автоколебаний. Очевидно, что зрительная система человека об-
ладает не только большей гибкостью, но и имеет иной по срав-
нению с поведением низших животных способ организации дви-
жений. Поэтому теория, претендующая на адекватное объясне-
ние стабильности воспринимаемого мира, должна учитывать как
общебиологические (кибернетические) закономерности, так и
специфические механизмы управления моторикой глаз.
Существует и другая сторона проблемы. Верификация и раз-
витие концептуальных представлений Е.Хольста, Г.Миттелып-
'гадта и Р.Сперри как правило выполняются на эксперименталь-
ных моделях, редуцирующих зрительную стимуляцию до от-
253
дельного точечного источника (см. Coren, Bradley, Hoenig, Gt
rgus, 1975; Bradley, 1977; Festinger, Easton, 1974; Festinger,
Sedgwick, Holtzman, 1976; Hershberger, 1976; 1987; Mack, Fen-
drich, Sirigatti, 1973; Mack, Herman, 1972; 1973; Matin, 1972;
Morrison, 1984; Pola, 1976; Shebilske, 1976; Skavenski, 1972,
1976; Stark, Bridgeman, 1983). Это ставит исследователей перед
проблемой релевантности, или экологической валидности по-
лучаемых результатов (Гибсон 1988; Brunswik, 1956; Gibson
1966). Сохранятся ли обнаруживаемые ретино-окуломоторные
отношения в условиях обычной жизненной ситуации, когда
наблюдатель воспринимает и действует в оптически струк-
турированной предметно оформленной среде? Не случайно кон-
цепция непосредственного восприятия, базирующаяся на прин-
ципе экологической валидности, полностью игнорирует любые
теории «принятия в учет» (см. Гибсон, 1988; Gibson, 1986).
С точки зрения Дж.Гибсона, для объяснения феномена
стабильности иет необходимости обращаться к ретинальному
и экстраретинальному источникам информации и допускать
особые процессы сравнения, конселляции или оценки. Мир ста-
билен сам по себе и информация об этом содержится в объем-
лющем наблюдателя оптическом строе. Вопрос лишь в том, как
представлена подобная информация и как она извлекается на-
блюдателем. По Гибсону это—инварианты трансформаций оп-
тического строя, вызываемые перемещениями наблюдателя и
его органов чувств (зрительная кинестезия). Повороты глаз и
головы сопровождаются соответствующим «скольжением» и
«кручением» поля зрения—своеобразной выборкой объемлю-
щего строя, во время которых меняется содержание оптичес-
кой структуры: какие-то элементы заслоняются, какие-то—
становятся видимыми, что-то воспринимается более ясно и от-
четливо, что-то оказывается неразличимым, определенным
образом меняются их скорость и ускорение. Окуломоторная ак-
тивность реализует особый тип поведения, который не запус-
кается внешними стимулами или внутренними командами, а
управляется : направляется и удерживается, в определенных
границах соответствующей информацией. «Зрительная кине-
стезия», следовательно, имеет два плана; один касается ста-
бильности/движения окружающей среды, другой — останов-
ки/перемещения наблюдателя либо активности его органов
чувств. Движение среды предполагает локальные, перемеще-
ния наблюдателя (его глаз, головы)—глобальные изменения
254
структуры объемлющего оптического строя. В отличие от зри-
тельной обратной связи зрительная кинестезия сопровождает
не только активные, но и пассивные движения наблюдателя
(его органов чувств).
Несмотря на то, что гипотеза коистаитиости зрительного
направления была сформулирована Дж.Гнбсоиом еще в пятиде-
сятые годы (Gibson, 1950; 1954), специальных экспериментов,
направленных на ее прямую верификацию, проводилось мало.
Эмпирические исследования зрительной кинестезии касаются
в основном активного либо навязанного передвижения наблю-
дателя, вращения и наклона его тела и головы (Gibson, Mowrer,
1938; Gibson, 1950; Gibson, 1957; Lishman, Lee, 1973; Lee, 1974).
Лишь в последние годы появились работы, непосредственно рас-
сматривающие влияние движений глаз, вернее перемены точ-
ки фиксации, иа преобразования оптического строя (Rieger, Toet,
1985; Cutting, 1986; Koenderink, 1986; Warren, Hannon, 1990;
Wertheim, 1990; Waren, Mestre, Blackwell, Moris, 1991; Bing-
ham, 1993). Такое положение дел вполне соответствует общему
подходу основателя экологической оптики, согласно которому
необходимо анализировать не движения глаз как таковые, а ту
перцептивную систему, в которую они включены, в частности,
систему «глаз—голова». Между тем очевидно, что движения
глаз имеют особый пространственно-временной режим и уни-
кальные формы проявления, а, значит, способны инициировать
специфические трансформации объемлющего оптического строя.
Как они выглядят и действительно ли извлекаются наблюдате-
лем— остается невыясненным.
Таким образом, процедура оптической трансформации на-
правления зрительной обратной связи, использованная в нашем
исследовании, несет двойную нагрузку. С одной стороны, она ре-
ализует экспериментальную парадигму Е.Хольста, Г.Миттельш-
тадта и Р.Сперри применительно к анализу зрительной системы
человека, с другой—является средством проверки гипотезы
Дж.Гибсона применительно к условиям окуломоторной активно-
сти. Принцип реафферентации и принцип зрительной кинесте-
зии, задающие альтернативные подходы к механизмам ста-
бильности воспринимаемого мира и управления движениями
глаз, оказываются здесь в одном и том же экспериментальном
пространстве и могут быть сопоставлены иа одном и том же
эмпирическом материале. Для того, чтобы убедиться, который из
них соответствует действительности и в какой степени, обратимся
255
к анализу результатов нашего эксперимента, касающихся
константности зрительного направления.
1. При монотонном увеличении I у I восприятие кажущегося
движения (аконстантность зрительного направления) обнаружи-
вается начиная с 45° < I у I < 90°. До этого значения, несмотря
на сложный состав фиксационного поворота глаз, необычность
пространственно-временного паттерна движений и высокую (в
2-4 раза выше обычной) скорость плавного компонента, тесто-
вые объекты переживаются как неподвижные.
Критическое значение 1у51, зарегистрированное в наших
экспериментах, почти на порядок превышает пороговое i у01, из-
меренное для вертикальных и горизонтальных саккад в других
исследованиях (Маск, 1970; Matin, 1972; Whipple, Wallach, 1978).
Данный факт отражает действие структурных (оптических) фак-
торов, или, в терминах Дж.Гибсона, переменных «высшего по-
рядка», влияние которых в указанных исследованиях нивелиро-
валось. Между тем, искажения восприятия точечных источников
света довольно редко проявляются в условиях хорошо структу-
рированного фона. Например, согласно данным, полученным в
лаборатории Л.Матина, освещенное зрительное поле маскирует
даже иллюзорное смещение объектов, возникающее при попыт-
ке двигать частично или полностью парализованным глазом
(Matin, Picoult, Stevens, Edwards, Young, McArthur, 1982, cm.
также Stark, Bridgeman, 1983). Феномен «зрительного плена» -
доминирование зрительной модальности над кинестезией имеет,
по-видимому, глубокие основание в самой природе сенсорно-пер-
цептивиой организации человека (Ананьев, 1982; Бавро, 1993;
Harris, 1974; Welch, 1978).
Как следует из наших данных, переменные «высшего поряд-
ка» вносят больший вклад в поддержание константности зри-
тельного направления, чем простое ретино-окуломоторное соот-
ветствие (см. Epstein, 1973; Shebilske, 1978). Вместе с тем, их
действие небеспредельно: начиная с I у81 = 90° влияние перемен-
ных «высшего порядка» снимается. Значительное нарушение
ретиио-окуломоторного соответствия оказывается более сильным
фактором восприятия.
Следовательно, в экспериментально сконструированной ситу-
ации могут реализовываться как принцип реафферентации, так
и принцип зрительной кинестезии, но роль каждого из них бу-
дет различной. Первый стимулирует разрушение стабильности
256
(через трансформацию зрительной обратной связи), второй—ее
сохранение (путем включения в процесс структурных и, возмож-
но, динамических эффектов зрительного поля).
Учитывая, что перцептивная стабильность сохраняется на
участке, занимающем половину значений у, в рассмотренных
условиях вряд ли целесообразно говорить о пороговых величи-
нах константности зрительного направления. Фактически мы
имеем дело с диапазоном стабильного восприятия, внутри ко-
торого допустимы любые соотношения параметров окуломотори
ки и сопровождающих ее смещений проекции объектов по сет-
чатке. Это—естественная мера соответствия направлений дви-
жений глаз и смещения ретинального образа в экологически
валидной ситуации.
Зонная природа стабильности восприятия представляет со-
бой как бы обратную сторону адаптивности окуломоторного
акта. Если фиксационный поворот глаз способен оперативно
приспосабливаться к новым условиях регулирования, то зри-
тельная система как целое должна учитывать эту возможность.
В противном случае пластичные изменения ГДС проявились бы
в нарушении стабильности и были бы малополезны. Наоборот,
если параметры движений глаз и соответствующего им смеще-
ния ретинального образа относительно независимы, и в рам-
ках определенного диапазона их рассогласование не влияет на
константность зрительного направления, создаются внутренние
(перцептивные) предпосылки для адаптивных преобразований
ГДС.
2. Стабильность зрительного восприятия нарушается до то-
го, как исчезает способность к устойчивой фиксации объекта
(Ду а 30-45°); эффект аконстантного восприятия растет с увели-
чением абсолютного значения у.
Этот факт раскрывает биологическое значение нестабильно-
го восприятия: сигнализацию о более или менее серьезных на-
рушениях зрительной системы. Можно предположить, что ад-
ресованная к организму как целому, эта сигнализации ведет к
мобилизации более широких ресурсов и средств адаптации по
сравнению с теми, которыми располагает ГДС. Если в диапазо-
не стабильного восприятия (-90° <у < 90°) искажение зритель-
ной обратной связи компенсируется увеличением объема дви-
жений и оперативной перестройкой ретино-окуломоторной связи
ГДС, то за ее пределами данные средства становятся все менее
9 - 1373
257
и менее эффективными. Действительно, при |у| = 90° фикса
ция заданного объекта может продолжаться десятки секунд, что
в сотни раз превышает длительность обычного фиксационного
поворота и, следовательно, биологически нецелесообразна. Ддя
того, чтобы справиться с возникшей ситуацией, необходимо
усилить компенсаторные процессы и генерализовать процесс
адаптации. Это предполагает наряду с преобразованием ГДс
изменение ее межсистемых связей, а также способов ориента-
ции и поведения индивида в окружающей среде (см. 3.9.). Чем
больше искажена зрительная обратная связь, чем более трудным
или даже невозможным становится достижение глазодвигатель-
ной цели, тем ярче проявления нестабильности восприятия и
сильнее потребность в компенсациях. С этой точки зрения ста-
бильное восприятие является критерием не только адекватно-
го отражения действительности, но и нормального функциони-
рования зрительной системы человека в целом.
3. Начиная с 1у1 == 90° нарушение стабильности восприятия
сопровождает любые1 макродвижеиия глаз безотносительно к
структуре окуломоторной активности. Исключение составляют
продолжительные моменты устойчивой фиксации, которые с
увеличением |у| сокращаются; скорость дрейфа при этом не
выходит за пределы 3°/с.
Это означает, что содержание эфферентаций как в случае эле-
ментарных движений (активных или пассивных), так и в слу-
чае сложноорганизованных глазодвигательных актов (реализу-
ющих многоуровневые отношения наблюдателя со средой) не
влияет иа сохранение коистантиости зрительного направления.
Переживание движения видимого мира индифферентно к эффе
рентному сигналу илн его когнитивным аналогам (схемам, про-
граммам) и определяется только значением у. Данный резуль-
тат противоречит как положениям теорий, базирующихся на
принципе реафферентации, так и когнитивно ориентированным
концепциям стабильности. Сравнительно просто его можно было
бы проинтерпретировать с позиции принципа «зрительной ки-
нестезии»: перемещения глаз вызывают эквивалентные преоб-
разования оптического строя, которые и становятся информа-
ционной основой иллюзорного восприятия. Но если это так, то
почему один и тот же принцип «работает» и на сохранение кон-
1 Вергентные и торзионные движения глаз в данном исследовании
не изучались.
258
стантностн зрительного направления, и на выделение кажуще-
гося движения? Почему, когда устойчивая фиксация достига-
ется (90° <! у I < 135°), предмет на короткое время вновь кажется
неподвижным? Другое объяснение состоит в том, что при вы-
ходе за рамки диапазона стабильности усиливаются и домини-
руют афферентные потоки, несущие информацию о состоянии
экстраокулярных мышц (Shebilske, 1977; Rolund, 1978; Hersh-
berger, 1984). В этом случае проблема упирается в конкретное
соотношение (направлений и скорости) смещений ретинально-
го образа и поворота глаз, анализ которого будет проведен
ниже.
Складывается впечатление, что необходимым условием акон-
стантного восприятия являются не определенные значения у
сами по себе, а определенные значения скорости и амплитуды
относительного смещения ретинального образа. Подобные отно-
шения имеют место и в условиях частичной инверсии зритель-
ной обратной связи ГДС при освещении объекта стробоскопи-
ческим светом (см. 3.9.).
4. Характер кажущегося движения объектов во время саккад
и плавных поворотов глаз неодинаков. Восприятие непрерывного
движения сопровождает только плавные повороты глаз. Прн
саккадах воспринимаемые элементы среды дискретно меняют
свою ориентацию и положение в поле зрения. Резкое, смазанное
смещение как таковое воспринимается только прн специальной
инструкции, требующей от испытуемого констатировать факт
непрерывного движения объектов во время скачка, преимуще-
ственно прн I у I = 180°.
Следовательно, существуют две формы аконетантного воспри-
ятия'. (1) восприятие движения и (2) восприятие изменения
местоположения объективно неподвижных элементов среды,
причем выполнение саккады допускает наличие обеих форм.
Последнее обстоятельство представляется особенно важным.
Нередко в самом факте неподвижности воспринимаемого мира во
время скачка глаз усматривается естественное доказательство
либо окуломоторной компенсации непрерывного движения рети-
нального образа, либо явления зрительной кинестезии (инвари-
антов высшего порядка). Как мы убедились, в условиях хорошо
структурированного зрительного поля непрерывное движение не
воспринимается ни при значительном рассогласовании направ-
лений смещения ретинального образа и саккады (90° < |у | <
180°), ни при резком смещении всего зрительного поля. Суще-
259
ственным фактором в данном случае оказывается установка на-
блюдателя на восприятие сверхбыстрого движения, которая при
благоприятных условиях дает положительный эффект. По-види-
мому, в обычной ситуации возможность восприятия движения во
время скачка остается либо нереализованной, либо снимается на
более высоких уровнях организации перцептивного процесса1.
Таким образом, прямые основания для постулирования
механизмов компенсации движения или зрительной кинесте-
зии в рассмотренной экспериментальной ситуации отсутству-
ют. Не решает проблемы и обращение к механизму компенса-
ции положения (Hering, 1879; Matin, 1972; Hershberger, 1987)
или к принципу информационной инерции, согласно которо-
му стабильность воспринимаемого мира верифицируется либо
фальсифицируется посредством изменения локализации рети-
нального образа (Mackay, 1972; 1973). Анализ ограничений
обеих концепций содержится в работах А.Луука, В.Барабан-
щикова, В.Белопольского (1977), A.Stoper (1967), W.Shebilske
(1977) и др., слабость их методологических оснований показана
А.И.Миракяном (1990, 1992) и В.И.Пановым (1993, 1995).
Добавим, что сами по себе указанные механизмы не способны
обеспечить восприятия непрерывного движения среды, пере-
живаемого при I у ! = 180°.
5. С увеличением |у | (|у | > 90° ) закономерно изменяются
параметры (скорость, амплитуда, форма) воспринимаемого дви-
жения объектов.
Данный результат позволяет непосредственно обратиться к
анализу причин, определяющих аконстантность зрительного
направления. Как уже отмечалось (3.4) при инверсии зритель-
ной обратной связи ГДС (I у I = 180°) векторная скорость кажу-
щегося движения и перемещения глаз совпадают. С позиции
принципа реафферентации этот феномен может быть объяснен
двумя альтернативными причинами: либо некомпенсируемым
действием экстраретинального сигнала, либо некомпенсируемым
смещением ретинального образа. Первая возможность означает,
что перемещение объектов по сетчатке не оказывает влияния на
их восприятие, т. е. имеют место те же отношения, которые скла-
дываются и при восприятии объектов, стабилизированных отно-
1 В определенной степени этому содействуют явления саккадического
подавления (Луук, Романюта, 1972; Matin, 1974) и маскировки (MacKay,
1970; 1973).
260
сительно сетчатки (Зинченко, Вергилес, 1969; Ярбус, 1965; Di-
chtburn, 1973). Вторая возможность отрицает идею экстрарети-
нальиого сигнала (в любой ее форме), а в качестве причины вос-
приятия движения указывает на неконтролируемые (выходящие
за рамки сложившейся зрительио-окуломоторной интеграции)
перемещения ретинального образа, вызванного движениями глаз
(Герииг, 1887; Shebilske, 1978). Последнее с определенными
оговорками может быть описано и в терминах экологической оп-
тики (Гибсои, 1988; Gibson, 1966).
Для разрешения этой дилемм были проведены дополнитель-
ные эксперименты, в которых оценивались частота, скорость, ам-
плитуда н направление воспринимаемого движения объектов при
|у| = 90°. Они включали две серин опытов. В первой испытуемые
по команде экспериментатора совершали произвольные повороты
глаз по горизонтали вправо и влево и указывали направление
первого смещения воспринимаемого объекта. Предполагалось,
что, если кажущееся движение обусловлено действием экстраре-
тинального сигнала, то направление воспринимаемого смещения
будет соответствовать направлению первой саккады; если его при-
чиной является зрительная реафферентация сама по себе, то на-
правление воспринимаемого смещения будет соответствовать на-
правлению движения ретинального образа (под углом 90° отно-
сительно направления саккады); если же в данном процессе
участвуют оба фактора одновременно, то вектор переживаемого
движения займет некоторую промежуточную ориентацию (напри-
мер, при равенстве величин ретинального и экстраретинального
сигналов кажущееся движение будет восприниматься под углом
45° к направлению перемещения глаз). Во второй серии испыту-
емые располагались перед зеркалом иа расстоянии 25-30 см и
воспринимали собственное изображение как вооруженным, так
и невооруженным глазом. Благодаря анизойконии и бинокуляр-
ному соревнованию, создавалась возможность наблюдения отра-
женных в зеркале двигательных эволюций присоски с призмой
и перемещения изображения собственного лица, повернутого на
90е . Это позволило испытуемым непосредственно оценить степень
соответствия угловой амплитуды, частоты и траектории специ-
фических движений глаз параметрам кажущегося движения
объекта (изображения лица).
Согласно полученным результатам (^воспринимаемые объек-
ты перемещаются под углом 90° к направлению движения глаз,
а (2) амплитуда, частота и траектория воспринимаемого смеще-
261
ния объектов тождественны соответствующим параметрам оку,
ломоторной активности (испытуемые воспринимают синхронные
колебания глаз и объекта в ортогональных направлениях).
Альтернатива между действием экстраретинального и ретиналь-
ного сигналов как причины восприятия движения разрешает-
ся в пользу последнего.
Воспользовавшись относительной простотой методики с
зеркалом, мы протестировали соответствие параметров кажуще-
гося движения и движений глаз на широком диапазоне у (90° <
I у I < 180°). Дополнительные данные отличаются от предшеству-
ющих лишь направлением иллюзорного смещения объектов от-
носительно направления движений глаз, которое всегда совпа-
дало с величиной у. Для любого у (90° < I у I < 180°) объекты зри-
тельного поля воспринимаются перемещающимися под углом у
к направлению движений глаз, а воспринимаемые частота, ам-
плитуда, траектория смещения объектов тождественны соответ-
ствующим параметрам окуломоторной активности. Отсюда не-
трудно сделать вывод об общей причине аконстантного воспри-
ятия в условиях трансформированного направления зрительной
обратной связи ГДС. Это—неконтролируемое смещение изоб-
ражения объектов по сетчатке, вызванное поворотом глаз.
Итак, за пределами зоны стабильного восприятия идея эффе-
рентного сигнала не получает экспериментального подтверждения.
Остается предположить, что возможные рассогласования направ-
лений движений глаз и ретинального образа учитываются зритель-
ной системой внутри диапазона стабильного восприятия. Однако,
и здесь механизм «принятия в учет» (Epstein, 1973) не может быть
описан средствами модели Е.Хольста и Г.Миттелынтадта, соглас-
но которой, изменение направления зрительной обратной связи
ГДС должно было бы вести к потере стабильности и монотонному
увеличению скорости иллюзорного движения. Таким образом, эк-
страретииальная, в том числе эфферентная, информация о поло-
жении или перемещении глаз, необходимая для организации их
контроля, непосредственно с явлением константности зрительно-
го направления не связана.
Приступая к анализу стабильности воспринимаемого мира,
исследователи чаще всего ограничивают себя рамками зритель-
но-окуломоторного взаимодействия, пытаясь в соотношении дви-
жений глаз и перемещений ретинального образа найти меха-
низм порождения данного феномена. Однако при более глубо-
ком рассмотрении проблемы и ее экспериментальной проработке
262
такой подход оказывается неадекватным. Он не учитывает нн
зонной природы стабильности, ни адаптивной способности фик-
сационного поворота глаз, ни различия форм потери стабильно-
сти, ни устойчивого соответствия параметров кажущегося дви-
жения и движений глаз за пределами диапазона константнос-
ти зрительного направления.
Стабильность видимого мира действительно опирается на устой-
чивую зрительно-окуломоторную интеграцию , но это вовсе ие
означает, что она может быть сведена к простому взаимодействию
сигналов прямой и обратной связи ГДС. Напротив, именно благо-
даря своей интегративности она оказывается информационно бо-
гаче, «объемнее» тривиальных соотношений между взаимодопол-
няющими информационными каналами. Серьезные трудности
вызывает и попытка рассматривать экспериментальные данные с
позиции принципа «зрительной кинестезии». Требуют объяснения,
в частности, факт зависимости параметров кажущегося движения
от окуломоторной активности 90° < I у I <180°, отсутствие пережи-
вания эго-движения во время плавных колебаний глаз, возмож-
ность различных форм аконстаитного восприятия, сопровождаю-
щих саккады. Организация оптического строя окружающей на-
блюдателя среды, несомненно, является существенным фактором
перцептивного процесса, но что используется в нем в качестве ин-
формационных инвариантов стабильности восприятия, как и при
каких условиях, остается пока неясным. Очевидно, что механи-
ческое объединение обоих подходов не столько снимает, сколько
накапливает обнаруженные противоречия.
Неизменность воспринимаемой позиции предметов во время
поворота глаз или головы—биологически полезное свойство,
выработанное в процессе эволюции и закрепленное в онтогене-
зе. Это необходимое условие ориентации индивида в окружаю-
щей среде, норма восприятия^ которая ие образуется заново в
ходе каждого окуломоторного акта, а выступает в качестве его
обязательной предпосылки и им же подтверждается. «Инфор-
мационная инертность» (Mackay, 1962; 1972), «устойчивость оп-
тического строя» (Гибсон, 1988; Gibson, 1966), «априорность»
и относительная жесткость перцептивных схем, карт и моделей
воспринимаемого мира (Найссер, 1981; Sheppard, 1985; Strelov,
1985)—суть разные стороны нормативности константности
зрительного направления.
Стабильность системна; она пронизывает все уровни ор-
ганизации перцептивного процесса и может быть описана в
263
различных измерениях. Опыт, знания, установки, ожидания ин-
дивида играют здесь не меньшую роль, чем структура оптической
стимуляции или координация зрительных, вестибулярных, про-
приоцептивных и других сигналов. Основу константности зритель-
ного направления образует устойчивая интеграция относительно
независимых компонентов (факторов, механизмов) восприятия
соотношение которых может широко варьировать. Именно на это
и указывает факт существования диапазона стабильного воспри-
ятия. Поэтому проблема узкого экспериментального исследования
состоит не в том, как порождается зрительная стабильность в от-
дельном окуломоторном акте, а в том, 1) почему при нарушении
(затруднении) этого акта она не исчезает, и 2) если исчезает, то
почему параметры кажущегося движения соответствуют характе-
ристикам движений глаз. Ключ к ее решению дает анализ функ-
ций окуломоторной активности в зрительном восприятии.
В обычной ситуации макродвиження глаз обеспечивают наи-
более благоприятные условия зрительного восприятия. Речь
идет о фовеалнзацни предмета, представляющего для наблюда-
теля определенный интерес, т. е. об образовании его четкого
изображения в центральной области сетчатки. При искусствен-
ном рассогласовании направлений движений глаз и ретиналь-
ного образа ситуация меняется. Движения глаз начинают одно-
временно нести две противоположные функции: фовеализацню
и дефовеализацню. С одной стороны, они реализуют естествен-
ную тенденцию фиксировать предмет, помещая его изображе-
ние в область fouea centralis, с другой—с каждым поворотом
глаза (плавным или саккадическим) ретинальный образ пред-
мета не только не попадает в fovea, но и может удаляться от
него. В последнем случае движения глаз выступают в качестве
возмущающего фактора, причем, чем больше | у| , тем сильнее
его влияние. Доминирование положительного (фовеализация)
либо отрицательного (дефовеализация) действия окуломоторной
активности н определяет модус восприятия среды как стабиль-
ной или движущейся.
Оказавшись вне контроля сложившейся зрительно-окуломо-
торной интеграции необычные смещения ретинального образа
становятся источником кажущегося движения. Представляет-
ся, что здесь имеет место явление, принципиально сходное с
восприятием движения неподвижных объектов при легком по-
стукивании пальцем по глазному яблоку, когда роль внешней
причины берут на себя сами же движения глаз.
264
Рис. 3.46. Зоны константности зрительного направления, '/ — ориен-
тация оптической системы координат, Vd — скорость плавных движе-
ний, Vv— воспринимаемая скорость движения объектов.
Хотелось бы подчеркнуть, что «расщепление» естествеииой
функции движений глаз и противопоставление фовеалнзации
дефовеализации объясняет не явление стабильности восприни-
маемого мнра как таковое, а одни нз механизмов его наруше-
ния. Вероятно, ои встречается гораздо чаще, чем кажется на
первый взгляд. По крайней мере его можно обнаружить в тех
случаях, в которых параметры движений глаз и воспринимае-
мого движения объектов совпадают. Например, при стабилиза-
ции изображения объектов относительно сетчатки (Маск, Ве-
chant, 1969), постнистагме (Bedell, Klopfenstein, Yuan, 1989),
прослеживании движущегося объекта (Mack, Herman, 1978),
компенсаторных смещений глаз и головы (Ebenholtz, Shebilske,
1975) и др.
Главный вывод, вытекающий из проведенного анализа состо-
ит в том, что константность зрительного направления являет-
ся интегративным феноменом, который имеет зональное стро-
ение. По степени выраженности кажущегося движения объек-
тов во время движений глаз можно выделить три относительно
самостоятельных диапазона (Рис. 3.46):
1) абслютной константности (-45° < у < 45°), в пределах ко-
торого объекты, несмотря иа рассогласование направлений дви-
жений глаз и ретинального образа, восспрниимаются как ста-
бильные;
265
2) относительной константности (-135° < у < 45°; 45° <. у <
135°), внутри которого неподвижные объекты могут воспринимать-
ся и как стабильные, и как смещающиеся во время окуломотор
ной активности; это своего рода буфер—область перехода к аль-
тернативному перцептивному качеству.
3) аконстантного восприятия (-180° < у <-135°; 135° <у< 180°),
в котором неподвижные объекты воспринимаются пермешаю-
щимися; скалярная скорость кажущегося движения соответству-
ет скорости смещения ретинального образа (v > 3-4°/с).
Зональное строение константности зрительного направления
выражает относительную независимость перцептивного процесса
от движений глаз и, одновременно, возможность перцептивной
организации самой окуломоторной активности. Неслучайно
подчиненность движений глаз характеристикам процесса вос-
приятия сохраняется и в условиях положительной зрительной
обратной связи ГДС (|у| = 180°).
В более широком ключе результаты выполненного исследо-
вания могут быть представлены в терминах толерантности
зрительного восприятия к рассогласованию направлений пово-
рота глаз и соответствующего ему смещения ретинального об-
раза (у). В обычных условиях днапозон толерантности достаточ-
но высок, а сам фактор постоянен. Монотонное изменение у1
позволяет раскрыть пределы толерантности (минимальные и
максимальные значения, при которых стабильность еще сохра-
няется) и рассмотреть у в качестве «лимитирующего фактора»
(Liebig, 1847) восприятия. Подобно любой биологической систе-
ме, испытывающей действие средовых детерминант, функцио-
нирование зрительной системы имеет оптимум (абсолютная
константность), область стресса (относительная константность)
и запредельное состояние (аконстантность восприятия). Также
как и у других биологических систем диапозон толерантности
оказывается здесь уже возможного диапозона активности
(Одум,1986). Пределы перцептивной толерантности варьируют
от испытуемого к испытуемому и, вероятно, от фактора к фак-
тору. Все это позволяет утверждать, что выявленное строение
константности зрительного направления отражает общебиоло-
гические закономерности, которые, по-видимому, играют в орга-
1 Данная процедура подобна условиям «стрессового эксперимента»
в экологии.
266
ннзацнн восприятия не меньшую роль, чем принцип обратной
связи (реафферентацнн).
3.11. Окуломоторное копирование
как феномен зрительного восприятия
Полученный экспериментальный материал затрагивает еще
один аспект зрительного восприятия, который получил назва-
ние «копирование» (copying) или, в русскоязычной литературе,
«уподобление».
Перцептивно-окуломоторное соответствие. Понятие окуло-
моторного копирования опирается на группу фактов, демонстри-
рующих сходство (подобие) 1) пространственно-временных харак-
теристик среды, 2) паттернов движений или направлений глаз
(окуломоторных структур) и 3) содержания зрительного образа.
Так, чем точнее прослеживается движущийся объект, тем точ-
нее оценивается его направление и скорость; их рассогласование
становится причиной иллюзий восприятия движения (Согеп,
Bradly, Hoenig, Girgus, 1975; Festinger, Easton, 1974), Совокуп-
ная траектория перемещений глаз повторяет контуры и распо-
ложение существенных деталей сложного изображения (Рис.
3.47), что является условием его адекватного восприятия (Ярбус,
1965). В зависимости от расположения стрел фигуры Мюллера-
Лайера точки фиксации распределяются либо внутри фигуры,
Рис 3.47. Движения глаз при рассматривании фотографии головы Не-
фертити (Ярбус, 1969).
267
либо с ее внешней стороны, чему соответствует недооценка либо
переоценка центрального отрезка (Coren, 1986) и т. п. В психо-
логии восприятия это понятие занимает одно из ключевых мест
(хотя и не всегда формулируется), направляя исследовательскую
мысль на поиск двигательных механизмов «превращения» окру-
жающей наблюдателя действительности в факт его чувственно-
го (зрительного) опыта.
Представление о непосредственном участии движений глаз
в зрительном восприятии человека зародилось в философии и
науке Нового Времени именно в связи с наблюдаемым по-
вторением в формах окуломоторной активности пространствен-
но-временных свойств и отношений среды (Декарт, 1953; Локк,
1960). В процессе восприятия глаза останавливаются на инфор-
мативных участках предмета, прослеживают его движение, со-
измеряются с его очертаниями, локализацией в поле зрения,
размером. В той или иной степени величина, контур, вектор-
ная скорость движения, местоположение, удаленность предме-
тов «копируются» направлениями либо перемещениями глаз,
а, соответственно, траектория, масштаб, амплитуда движений
глаз «уподобляются» параметрам физического пространства и
времени. Учитывая факт управляемости окуломоторной актив-
ности и ослепляющую аналогию зрения с процессом осязания,
трудно удержаться от искушения рассматривать движения глаз
в качестве самостоятельного источника сведений об окружаю-
щей наблюдателя среде. С этой позиции оптические оси глаз
играют роль зондов (»щупал»), которые, скользя по поверхно-
сти предметов, постоянно «упираются» в ее неоднородность
либо границы (контуры), упорядочивая зрительные впечатле-
ния в пространстве н времени. Существенно, что в ходе дан-
ного процесса воспринимаются не направления и перемещения
глаз сами по себе, а особенности поверхностей среды, которой
«касается» зонд. В зависимости от разновидности предметов,
их расположения относительно наблюдателя и решаемой зада-
чи, «оптический зонд» может укорачиваться или удлиннять-
ся, становиться более подвижным или, наоборот, инертным, но
во всех случаях рисунок его движений сохраняет сходство с
пространственно-временными свойствами и отношениями
внешней действительности. Если по каким-либо причинам оно
нарушается, то нарушается (искажается, затрудняется, стано-
вится невозможным) и зрительное восприятие предмета.
Идея непосредственного включения движений глаз в процесс
268
зрительного восприятия активно разрабатывалась А.Беном (Bain,
1855), Г.Гельмгольцем (Helmholtz, 1962), В.Вундтом (1880), И.М.
Сеченовым (1952) и на рубеже XIX-XX веков получила широкое
признание. Ее дальнейшее развитие осуществлялось в русле по-
веденческой тематики, затрагивающей вопросы организации и
функционирования глазодвигательной системы человека и жи-
вотных в процессе пространственной ориентации (Согеп, 1986;
Hebb, 1949; Taylor, 1962; Skinner, 1974), а также праксеологи-
ческого подхода в психологии (Запорожец, Бенгер, Зинченко,
Рузская, 1967; Зинченко, Вергилес, 1969; Леонтьев, 1959; Piaget,
1963). Достаточно полно и глубоко представление о копировании
выражено известной гипотезой А.Н. Леонтьева, согласно которой
чувственный образ строится путем «уподобления динамики про-
цессов в рецепнрующен системе свойствам внешнего воздей-
ствия» (Леонтьев, 1959; с.32). Несмотря на предельно общую
формулировку, конкретное содержание гипотезы тесно связыва-
ется с двигательными компонентами восприятия, а в случае зри-
тельного процесса—с работой ГДС.
В зависимости от предполагаемого механизма включения
движений глаз в процесс зрительного восприятия, дифференци-
руются два вида окуломоторного копирования.
Первый — создание проприоцептивного «слепка» выпол-
няемых движений, который рассматривается в качестве не-
зрительной основы восприятия пространства и времени (Сече-
нов, 1952; Skavenski, 1972; Shebilske, 1978; Steinbach, 1987). Ис-
точниками информации о движении (направлении) глаз
полагают либо изменение длины мышечных веретен, либо из-
менение напряжения окуломоторных мышц, либо их различные
сочетания. Поэтому даже если экстрафузальные волокна наруж-
ных мышц глаза оказываются нарушенными (например, в ре-
зультате действия кураре), активность ннтрафузальных волокон
сохраняет возможность участия движения глаз в процессе зри-
тельного восприятия (Stevens, Emerton, Gerstein, Nefeld, Nec-
hols, Rosenquist, 1976). Вероятность использования проприоцеп-
тивной обратной связи ГДС при построении зрительного обра-
за повышается в случае внешне выраженных движений глаз, в
Том числе при стабилизации изображений предметов на сетчатке
(Зинченко, Вергилес, 1969; Ditchburn, 1973) и сверхкоротких
предъявлениях зрительной стимуляции (Crovitz, Davies, 1962).
Правда, экспликация окуломоторной активности необходима
лишь на ранних этапах перцептогенеза (Запорожец, Венгер,
269
Зинченко, Рузская, 1967; Skinner, 1974). В ходе научения,
формирования системы эталонов и укрупнения оперативных
единиц восприятия окуломоторика «свертывается» (уменьшает-
ся объем, амплитуда движений глаз и их пространственно-вре-
менная «привязка» к предмету—степень подобия), а процесс
построения зрительного образа замещается процессом опозна-
ния. В итоге восприятие реализуется посредством викарных
перцептивных действий, использующих особый «моторный ал-
фавит» (Зинченко, Вергилес, 1969).
Назовем рассмотренный вид копирования афферентным, а
проприоцептивный слепок окуломоторной активности, склады-
вающийся при восприятии предмета— «афферентной (пропри
оцептивной) копией1».
Другой—эфферентный—вид копирования непосредственно
связан не с воспроизведением пространственных и временных
свойств предмета, а с дублированием программы выполняемого
поворота глаз, в которой эти свойства представлены имплицит-
но. Предполагается, что непосредственно перед поворотом глаз
наряду с программой движений формируется ее «эфферентная
копия» (Holst, 1954; Holst, Mittelstaedt, 1973), которая в ходе
поворота сопоставляется с информацией (положением или пере-
мещением проекции воспринимаемого предмета на сетчатке) о
действительном перемещении глаз—зрительной обратной свя-
зью ГДС. Их соответствие порождает адекватное, несоответ-
ствие—неадекватное восприятие действительности. Последнее
рассматривается в качестве основания, например, иллюзии Мюл-
лера-Дайера, трансформации воспринимаемой траектории движе-
ния светящихся объектов в темноте, кажущегося смещения
неподвижного мира при параличе экстраокулярных мышц и др.
Тот или иной перцептивный эффект и его характеристики (вос-
принимаемая скорость, направление движения, величина пред-
мета и т. п.) интерпретируются как результат сложения векто-
ров целенаправленного движения глаз н смещения (изменения
местоположения) ретинального образа, сопровождающего это дви-
жение (Whipple, Wallach,1978; Wallach, O’Leary, MacMahon,
1982). С рассматриваемой точки зрения собственно движения
могут и не выполняться; достаточно интенции, прогноза, готов-
ности осуществить окуломоторный акт (Festinger, 1971). Благо-
1 У.Хершбергер использует данный термин в значении модели буду
щей оптической афферентации (Hershberger, 1976; 1987).
270
даря эфферентным регуляциям открывается возможность после-
довательного включения каналов зрительной системы (безотно-
сительно к действительному направлению глаз), которое пе-
реживается наблюдателем как смещения внимания с одного эле-
мента ситуации иа другой (Зинченко, Вергилес, 1969; Назаров,
Гордеева, Романюта, 1972).
Рассмотренные виды окуломоторного копирования выража-
ют возможные пути влияния ГДС на зрительный перцептивный
процесс и характер связи окуломоторной активности с воспри-
нимаемой действительностью. В случае афферентного копи-
рования движения глаз «развертывают* пространственные
характеристики среды и входят в содержание зрительного об-
раза в виде отношений (порядка) его элементов. В случае эффе-
рентного копирования складывается образец будущего движе-
ния, посредством которого оценивается информация, посту-
пающая с сетчатки; в зависимости от результатов оценки
(компарации) движения глаз могут нивелироваться либо вклю-
чаться в содержание зрительного образа как переживаемое
состояние среды (движение, изменение местоположения,
величины ее элементов, расстояния между ними и т. п.).
Представляя разные звенья организации фиксационного по-
ворота глаз выделенные виды копирования тесно связаны и
дополняют друг друга. В принципе перцептивный процесс мо-
жет опираться как на зрительную, так и иа проприоцептивную
обратную связь, а включение в этот процесс может быть как пря-
мым, так и опосредствованным процедурой сравнения с эффе-
рентной копией.
Сосуществование разных видов копирования получило
отражение в ряде концепций восприятия (Matin, 1976; Shebils-
ke, 1978). Наличие не только афферентного (что обычно акцен-
тируется), но и эфферентного копирования предполагает и «ги-
потеза уподобления». Выявление механизма «компарирующе-
го анализа» (аналог эфферентного копирования) звуков по
высоте является одним из главных итогов исследований слухо-
вого восприятия, проведенного А.Н.Леонтьевым совместно с
Ю.Б.Гнппенрейтер и О.В.Овчинниковой (Леонтьев, 1959). Не-
случайно, еще в 1959 году А.Н.Леонтьев солидаризировался с
идеями известного кибернетика Д.М.Маккейя, который наря-
ду с общими принципами управления разрабатывал концепцию
окуломоторной оценки зрительной информации (MacKay, 1962),
Общность позиций Д.М.Маккейя и Г.Миттелынтадта—одного
271
из авторов понятия «эфферентная копия», отмечена в их совме-
стной работе (MacKay, Mittelstaedt, 1974). Вместе с тем, при ин-
терпретации зрительного перцептивного процесса А.Н. Леонтьев
не проводил различий в видах окуломоторного уподобления и
следуя традиции И.М.Сеченова, отдавал предпочтение «аффе.
рентным копиям».
Различаясь в деталях, оба представления о копировании
опираются на одну и ту же формулу процесса построения зри-
тельного образа: предмет -> перцептивное действие, включа-
ющее окуломоторный акт в качестве материальной основы,
зрительный образ. Предмет исходно афферентирует действие
наблюдателя, которое, в свою очередь, «вылепливает» образ,
адекватный свойствам предмета. Средний элемент формулы
рассматривается как наиболее гибкий, пластичный и универ-
сальный. В специальных терминах данная формула означает,
что функционирование ГДС подчиняется пространственно-вре-
менным характеристикам предмета и посредством проприоцеп-
тивной и/или зрительной обратной связей включается в содер-
жание его зрительного образа.
Несмотря на продуктивность идеи окуломоторного копи-
рования (с ней связаны, в частности, гипотеза сменности «мо-
торного алфавита» восприятия, представление о «функциональ-
ном фовеа», проблематика эфферентных регуляций сенсорных
следов в памяти, эфферентные теории константности зритель-
ного направления, величины, удаленности, восприятия движе-
ния н др.), а также большое число экспериментальных работ,
ее ключевые вопросы до сих пор остаются открытыми. Неясно
главное. Какие характеристики предмета воспроизводятся в
формах окуломоторной активности? Посредством каких движе-
ний? Какие свойства зрительного восприятия «чувствительны»
к перемещениям или позиции глаз? Наконец, какова природа
перцептивно-окуломоторного соответствия?
Не претендуя на полноту, попробуем раскрыть эти вопросы
иа материале исследований, описанных выше.
Трудность экспериментального изучения процессов, обозна-
чаемых термином «копирование», обусловлена тесной взаимос-
вязью окуломоторных и зрительных (сенсорных) компонентов
восприятия и их зависимостью от одних и тех же особенностей
среды и воспринимающего субъекта. Поэтому любое перцептив-
но-окуломоторное соответствие, обнаруживаемое в эксперимен-
272
в равной степени может быть объяснимо как «конструктив-
ной» работой ГДС, так и регуляторной функцией самого зри-
тельного образа. В последнем случае окуломоторная структура
(актуальная либо потенциальная) оказывается уже не предпо-
сылкой, а следствием перцептивного процесса.
Варьируя значения у, мы попытались ослабить природную
связь зрительных и окуломоторных компонентов восприятия,
преобразовать «моторный алфавит» движений глаз и изучить
характер их отношений с 1) предметом восприятия и 2) зритель-
ным образом предмета.
Очевидно, что если окуломоторное копирование действительно
имеет место и является механизмом построения зрительного
образа, то изменения «алфавита движений» не могут не отразить-
ся на восприятии пространственно-временных отношений дей-
ствительности. Естественно ожидать искажений восприятия ве-
личины, формы, нарушений константности зрительного направ-
ления, неразличимость движений среды и собственных движений
наблюдателя, т. е. тех эффектов, которые неоднократно описы-
вались в близких экспериментальных ситуациях (Логвиненко,
1974; Stratton, 1897; Kohler, 1964).
Согласно экспериментальным данным, картина окуломотор-
ной активности, особенности зрительного восприятия и связь
движений глаз с предметной действительностью в условиях вра-
щения у носят более сложный и, в каком-то смысле, неожидан-
ный характер.
Преобразованные структуры окуломоторной активности.
Возрастание I у I действительно сопровождается последовательным
преобразованием фиксационных поворотов глаз и появлением
устойчивых окуломоторных структур, которые в нормальных
условиях отсутствуют: инверсионного нистагма, затухающих и
незатухающих вращений, продолжительного дрейфа и др. (см.
3.6). Складывается новая «окуломоторная ткаиь», достигающая
своего предельного развития (прегнаитности) при |у| = 180°.
Зарегистрированные структуры столь необычны и самостоя-
тельны, что возникает впечатление их полной независимости
как от предмета восприятия, так и от наблюдателя (субъектив-
но они представляются испытуемым как навязанные извне). Но
Уже факт последовательных преобразований окуломоторной
активности с увеличением у указывает на то, что сложивший-
ся механизм управления движениями, включая эфферентную
273
копию и проприоцепцию экстраокулярных мышц, сохраняют
свое действие. Более того, на всем диапазоне значений у степень
искажений глазодвигательной активности оказывается меньше
расчетной, а при одних и тех же у возможны различные
окуломоторные структуры (в том числе и такие, которые апри-
ори не ожидались). Следовательно, так или иначе движения глаз
и продолжают афферентироваться предметом восприятия, и за-
висимы от наблюдателя. Это оказывается возможным благода-
ря двум обстоятельствам: адаптации ГДС к новым условиям
функционирования и многозначности способов включения
субъекта в организацию преобразованных движений.
Существование оперативной формы адаптации (см. 3.7) под-
тверждает высокую пластичность окуломоторной активности
человека, ее способность менять свои характеристики в зави-
симости от объективных условий восприятия, и, в этом смыс-
ле, копировать действительность. Правда, вклад, который
вносят в этот процесс разные виды движений, далеко не рав-
ноценен.
Анализ характеристик саккад и дрейфов, входящих в фикса-
ционный поворот, показывает (Рис. 3.48), что с увеличением I у|:
1) среднее направление саккад тяготеет к зрительному (види-
мому) направлению предмета; их рассогласование относительно
постоянно—10-20°;
2) среднее направление дрейфов (плавных движений) тяготеет
к действительному (эгоцентрическому) направлению предмета; их
рассогласование — 20-30°.
Обе тенденции реализуются на фоне существенного расширения
диапазона возможных направлений саккад и дрейфов, а также
снижения средней амплитуды саккад, возрастания амплитуды и
продолжительности дрейфов.
Данный результат обнаруживает важное свойство ГДС чело-
века, которое мы называем константность окуломоторного
направления. Оно характерзует способность наблюдателя выдер-
живать реальные (эгоцентрические) ориентиры движения
независимо от условий выполнения окуломоторного акта, в
частности, независимо от способа аффереитации движений.
Подобно константности восприятия формы и величины (Смир-
нов, 1935; Волков, 1950;Миракяв, 1992) предметов окуломотор-
ная константность может быть выражена количественно:
кет=(в-м/ н-кдюо%,
274
Рис. 3.48 (лево). Зависимость среднего направления плавных и сакка-
дических движений глаз от ориентации оптнчесеской системы коорди-
нат (у). Пунктирная линия с темными кружочками — действительное
(окулоцентрическое) направление объекта; пунктирная линия со свет-
лыми кружочками — видимое (зрительное) направление объекта;
сплошная линия с темными кружочками — направления новых дви-
жений глаз; сплошная линия со светлыми кружочками — направле-
ние саккад.
Рис. 3.49 (право). Изменение коэффициента константности (Кем) окуло-
моторного направления в зависимлсти от ориентации оптической систе-
мы координат (у) и вида движений глаз — саккад (s) и дрейфов (d).
Сплошная линия с темными кружочками — плавных движения (дрейф);
сплошная линия со светлыми кружочками — саккады; пунктирная
линия с крестиками — усредненный коэффициент константности.
где К,.;,—коэффициент константности окуломоторного направ-
ления, V —видимое (проекционное) направление предмета,
R- эгоцентрическое направление предмета, М—направление
перемещения глаз.
Здесь также возможны феномены аконстантности (соответ-
ствие поворота глаз проекционным отношениям на сетчатке;
обычно это—первая саккада фиксационного поворота сразу
же после изменения |у|), сверхконстаитности (смещение глаз
в сторону эгоцентрического направления предмета на больший
угол, чем необходимо; преимущественно это достигается за
счет ускоренного дрейфа); сверхаконстантности (смещение глаз
в сторону зрительного направления предмета на угол, больший,
чем требуют проекционные отношения на сетчатке; в основном
это достигается за счет саккад). Коэффициент константности
окуломоторного направления зависит от вида движений глаз,
их места в структуре фиксационного поворота, продолжитель-
ности окуломоторной адаптации, способа восприятия н инди-
Нйдуальиых особенностей наблюдателя, т. е. является величи-
275
ной переменной даже в рамках одного и того же окуломо
торного акта.
Особый интерес вызывает тот факт, что с ростом1у| коэффи
циенты константности окуломоторного направления плавных и
саккадических движений изменяются диаметрально противопо-
ложным образом (Рис. 3.49): первые монотонно возрастают
стремясь к 100% , вторые—монотонно уменьшаются, стремясь
к 0%; усредненные значения Ке1П сохраняются примерно на од
ном н том же уровне (42-47%). Данная закономерность вырд.
жает кардинальные различия способов организации саккад д
дрейфов. Если резкие смещения глаз больше соответствуют
реорнентированной системе оптических координат, то плавные
движения склоняются к эгоцентрическому (т. е. действитель-
ному) направлению предмета вопреки проекционным отноше
ниям на сетчатке. Последнее нельзя объяснить только компен
сацией илн коррекцией программы (а значит, и эфферентной
копии) движений, которые характеризуют адаптивный процесс
вообще. Недостаточна н непрерывность зрительного контроля
(согласно расчетам приу^О дрейф в большей степени содейству-
ет выполнению двигательной задачи). Необходим дополннтелъ
ный механизм, чувствительный к эгоцентрическому направле-
нию объекта и обеспечивающий его поиск в условиях преобра-
зованной зрительной обратной связи. Работа этого механизма и
может быть интерпретирована в терминах уподобления окуломо-
торной активности эгоцентрическому направлению предмета.
Нетрудно заметить, что возможности моторного воспроизве-
дения пространственных свойств предмета узко ограничены
Во-первых, в основном они касаются направления дрейфа
Менее выражено уподобление направления саккад, тождествен
ное по существу эффекту адаптации. Ни амплитуда, ни траек-
тория, ни скорость или ускорение не обнаруживают прямой
зависимости от параметров предмета. Напротив, с увеличени-
ем | у | их пространственно-временная «привязка» к действи-
тельности все более и более ослабевает (при восприятии одно-
го н того же предмета уменьшается амплитуда саккад, увели-
чивается скорость и амплитуда дрейфа, усложняется состав и,
наконец, появляются специфические окуломоторные структу-
ры). Во-вторых, движения глаз воспроизводят только эгоцен-
трическое направление предмета. Его форма, величина, рас-
стояние между предметами непосредственно не копируются-
В-третьих, относительное направление перемещения глаз под-
276
чиняется ряду внутренних условий восприятия, что делает
Процесс уподобления очень вариативным (см. Раздел П). К их
числу относится и способ восприятия, или форма, в которой
протекает зрительный процесс.
Полученные результаты позволяют говорить о двух полярных
способах восприятия: «сканирующем» и «охватывающем».
Первый предполагает активное отношение субъекта восприятия
к объекту, интенцию сканирования окружающего, второй —
пассивное (созерцательное) отношение к объекту, интенцию со-
хранения направленности глаз. Для «сканирующего» способа
характерны выделение предметов или их свойств, имеющих не-
большие угловые размеры (до 10°), концентрация зрительного
внимания и связанные с этим усилия наблюдателя; для «охва-
тывающего» способа — симультанное восприятие предметов,
имещих относительно большие угловые размеры, распределение
зрительного внимания и релаксацию наблюдателя (Барабанщи-
ков, 1990).
Использование того или иного способа восприятия диктует
появление различных окуломоторных структур. При 135° < I у I <
180° «сканирующий» способ восприятия сопровождается нистаг-
мом, «охватывающий»—крупноамплитудными вращениями
глаз. При 0° < I у | < 135° устойчивая фиксация становится воз-
можной лишь в том случае, если испытуемый активно стремится
к достижению цели. Если же предмет восприятия «теряется» на-
блюдателем или контролируется боковым зрением, ни целенаправ-
ленный окуломоторный акт, ни адаптивные преобразования ГДС
не выполняются. Меняя усилие (концентрируя или ослабляя вни-
мание, сужая или расширяя локус контроля) наблюдатель спосо-
бен изменить относительное направление движений глаз, их ам-
плитуду, а также окуломоторную структуру в целом. Приложение
усилия необходимо вплоть до финальной стадии решения двига-
тельной (окуломоторной) задачи: само по себе сближение эгоцен-
трического и окуломоторного направлений до 0,5-0,7° еще не га-
рантирует устойчивой фиксации предмета. Психологически выпол-
нение задания в рассматриваемых условиях строится как волевое
Действие, достигающее заданного результата (перцептивного или
Окуломоторного) путем преодоления навязываемых движений.
Нетрудно допустить, что на уровне организации окуломоторной
активности разным способам восприятия соответствуют разные
Программы движений глаз и разные эфферентные копии.
Следовательно, параметры окуломоторной активности, в
277
частности, направление ускоренного дрейфа, не только копиру,
ют действительность, но и выражают (скопируют», если здесь
применим этот термин) внутренние формы активности субъек-
та, которые задают «форватер» организации движений глаз, в
пользу этого говорит и факт подчинения саккад зрительно вос-
принимаемому, а не действительному (эгоцентрическому) на,
правлению предмета.
Итак, несмотря на существенные преобразования системы
оптических координат и соответствующее искажение зрительного
образа, предмет способен афферентировать окуломоторную
активность человека, подстраивать ее под свои характеристики.
Основной детерминантой выступает эгоцентрическое направление
предмета, а чувствительным параметром движений—их направ-
ленность. Учитывая ограничения, отмеченные выше, можно ут-
верждать, что направление движений глаз уподобляется и эго-
центрическому, и зрительному направлению предмета.
Но включается ли окуломоторное копирование в процесс по-
строения зрительного образа? Если да, то как? Для того, чтобы
ответить на эти вопросы, рассмотрим особенности перцептивных
трансформаций, которые сопровождают изменение |у] .
Перцептивные трансформации. В сконструированных усло-
виях имеют место как специфические, так и неспецнфические
перцептивные трансформации. Первые характеризуются поте-
рей константности зрительного направления и управляемости
взором, вторые—изменением видимого направления и/или
ориентации предметов в поле зрения (они соответствуют значе-
нию у) и уплощением зрительного поля (нарушается констант-
ность формы и величины). Специфические трансформации не-
посредственно связаны с особенностями функционирования оку-
ломоторной системы; неспецнфические—с преобразованием
оптического строя (вращением ретинального образа относитель-
но предмета) н ограничением поля зрения (Логвиненко, 1981)-
В дальнейшем нас будут интересовать только специфические
перцептивные трансформации, закономерно меняющиеся с из-
менением 1 у I.
Как уже отмечалось (см. 3.10), прн нарушении константности
зрительного направления (| у | > 45° движения глаз как бы про-
ецируются в зрительное поле, передавая ему свои динамические
характеристики (амплитуду, скорость, частоту). Хотя направление
видимого движения и направление перемещения глаз различаются
278
реличиной у, феномен перцептивно-окуломоторного соответствия
налицо.
В отличие от восприятия оптического строя в целом во-
сприятие его виутреиией структуры с изменением у не наруша-
ется. Без искажений отражается форма и величина предметов;
сохранены оптико-геометрические иллюзии. Испытумые легко
узнают простые или знакомые изображения. Трудности возника-
ет лишь тогда, когда решение зрительных задач требует развер-
нутой стратегии и выделения небольших по величине элементов,
например, при рассматривании абстрактных картин, поиске за-
данной цифры или буквы в зашумленном поле, пересчете персо-
нажей сюжетного изображения и др., начиная с |у |> 90°. По
сравнению с обычными условиями, время решения подобных
задач существенно возрастает. При максимальном значении |у|
чтение простейшего текста оказывается для испытуемого сверх-
задачей; он выделяет отдельные слова либо словосочетания, спо-
собен «схватить» изображение текста, ио прочитать его целиком
не в состоянии. Согласно отчетам, выделяемые элементы ситуа-
ции постоянно «убегают» от наблюдателя, «сплывают» или ока-
зываются вдруг в неожиданном месте; требуются немалые уси-
лия, чтобы воспрепятствовать этому движению и «удержать»
значимый предмет. Взор, или направленность наблюдателя, об-
легчающая восприятие одних элементов относительно других,
подчиняется теперь не только воле или внешним параметрам
предмета, но и необычной динамике окуломоторной активности;
он становится плохо управляемым, «чужим».
Степень управляемости взором зависит от величины | у | . Если
при I у | = 45° перевод взора с одной точки на другую переживает-
ся как «мгновенный» и неотличим от условий у = 0 (несмотря на
более сложное строение и возросшую продолжительность фикса-
ционного поворота глаз), то при |у| = 90° отмечается «вязкость»
взора, «замедленность» восприятия и как бы постепенное прояс-
нение выделяемого предмета. Для того, чтобы удержать его в
Желаемом направлении, с ростом 1у| необходимо прилагать все
большие и большие усилия. Когда же это становится неэффектив-
ным (| у I = 120-135°), испытуемые отказываются от привычного
НМ «сканирующего» способа восприятия, пытаясь решать перцеп-
тивные задачи не меняя окуломоторного направления. «Охваты-
вающий» способ восприятия позволяет проводить зрительный
анализ быстрее н проще. Тем не менее, вплоть до |у| = 180° при
Решении различных перцептивных задач используются оба спо-
279
соба восприятия. Выделенные зоны управления взором в целом
совпадают с зонами константности/аконстантности зрительного на-
правления.
Таким образом, феномен перцептивно-окуломоторного соот-
ветствия имеет место и на операциональном уровне организации
процесса восприятия. Но означает ли это, что информация о
направлении перемещения глаз используется в построении зри-
тельного образа?
Механизм перцептивно-окуломоторного соответствия. Пер-
вое, что замечается при сопоставлении перцептивных и окуло-
моторных трансформаций в условиях варьирования у, это—бед-
ность зрительных феноменов на фоне разнообразия параметров
н форм глазодвигательной активности. Новая «окуломоторная
ткань? в значительной степени индифферентна переживаемому
образу.
Полученный экспериментальный материал ие дает оснований
рассматривать изменение либо сохранение направления движе-
ний глаз в качестве источника или средства получения инфор-
мации о величине, форме и взаиморасположении предметов.
Если бы это было так, то при выполнении преобразованных
движений пространственные свойства среды воспринимались бы
искаженными; нарушалась видимая форма, изменялась види-
мая величина, сужалось и расширялось видимое расстояние
между предметами и т. п.
С направлением движений глаз связаны лишь «векторные?
характеристики чувственного восприятия—константность зри-
тельного направления и направленность взора наблюдателя. Как
мы убедились, при у > 45° восприятие кажущегося движения
объектов воспроизводит существенные параметры движений
глаз, а взор подчиняется специфике окуломоторных структур-
Именно эти феномены указывают на включение глазодвигатель-
ной активности в процесс построения зрительного образа. Но
как конкретно это происходит? Что лежит в основе соответствий
описанного типа? Проприоцептивная информация, поступаю-
щая от экстаокулярных мышц (афферентная копия)? Рассогла-
сование программы движений (эфферентной копии) и результа-
тов ее выполнения? Гибридный механизм, учитывающий н то,
н другое? По-видимому, ни то, ни другое, ни третье.
Высказанные гипотезы строятся на допущении непосред-
ственного участия ГДС в построении зрительного образа и ураБ'
280
йиванни статуса зрительных н незрительных источников инфор-
мации. Предполагается, что последние конституируют простран-
ственно-временной каркас перцептивного образа, который «об-
вивается» зрительным материалом. Между тем, полученные дан-
jibie говорят об обратном. Во-первых, окуломоторные и
зрительно-перцептивные процессы подчиняются разным принци-
пам организации и относительно независимы. Во-вторых, окуло-
моторная активность связана с перцептивным процессом опосред-
ствованно: а) через вращение оптической системы координат
(зрительного поля в целом) н б) путем обеспечения собственно
перцептивных операций (выделения значимых элементов среды,
цх сравнение, объединение, упорядочивание н т. п.).
Если бы информация о кажущемся движении объектов
поставлялась рецепторами экстраокулярных мышц, то наши
испытуемые воспринимали бы движение в том же направлении,
в котором выполняется поворот глаз. В действительности
направление кажущегося движения и движений глаз различа-
ются углом у. Если бы источником информации о воспринима-
емом движении служило рассогласование между эфферентной
копией и ретинальной информацией о действительном переме-
щении глаз, то с ростом | у | скорость кажущегося движения
относительно скорости перемещения глаз монотонно увеличи-
валась. Но этого не происходит, равенство скоростей сохраня-
ется на всем диапазоне I у | > 60°. Наконец, если бы направление
взора задавалось эфферентной (окуломоторной) информацией,
то свобода его перемещения во время крупноамплитудных вра-
щательных движений глаз (I у | = 180°) или, напротив, постоян-
ство во время развернутых фиксационных поворотов (| у | — 90°),
были бы невозможны.
Более простое объяснение (см. 3.9) состоит в том, что при
изменении у наряду с биологически заданной функцией (фове-
ализация предмета), движения глаз играют роль внешнего «ли-
митирующего фактора» (дефовеалнзация предмета), влияние
которого возрастает с увеличением | у |. Пока фовеалнзация п-
реобладает над дефовеализацией (|у| < 60°) константность зри-
тельного направления сохраняется; в противном случае смеще-
ние ретинального образа становится источником кажущегося
Движения.
Противостоянием фовеализации дефовеалнзацин объясняют-
ся и трудности произвольного управления взором (у >90°). Ви-
зуальная направленность иа предмет определяется тремя
281
характеристиками: 1) положением локуса зрительного контродя
среды, 2) направленностью оптических осей глаз и 3) ориента
цией центра зрительного поля наблюдателя. При устойчивой
фиксации предмета все три «вектора» как бы наложены друг
на друга. Появление или выбор нового предмета восприятие
инициирует возникновение нового локуса зрительного контро.
ля (функционального поля зрения), который, в свою очередь
стимулирует фиксационный поворот глаз. В ходе этого поворо-
та снимается рассогласование между визуальной направленно-
стью наблюдателя и позицией его глаз, а проекция нового пред,
мета на сетчатке стремится к fovea. Наконец, изменение опти-
ко-физиологических условий восприятия обусловливает
смещение (в сторону нового предмета) центра зрительного поля.
Процесс «перевода взора» занимает несколько сот миллисекунд
и переживается субъектом как мгновенный, автоматизирован-
ный акт (Барабанщиков, 1990). Более подробно динамика зри-
тельного процесса будет рассмотрена в Разделе IV.
Вращение оптической системы координат, использованное
в наших экспериментах, приводит к дискоординацни направ-
лений локуса контроля, глаз и зрительного поля наблюдате-
ля, которая с увеличением 1 у! становится все больше и боль-
ше. Как обычно, значимый элемент ситуации перцептивно вы-
деляется наблюдателем, но в ходе движений глаз его проекция
на сетчатке отклоняется от fovea, а центр зрительного поля с-
мещается в направлении а + у , где а—зрительное направле-
ние предмета, а у — угол вращения оптической системы коор-
динат. Следствием растущей дискоординацни становятся, с од-
ной стороны, возрастание времени фиксационного поворота
глаз и продолжительности перевода взора в целом (субъективно
это переживается как «вязкость» взора), с другой—увеличе-
ние диспаратности ориентаций локуса контроля и зрительно-
го поля (субъективно это переживается как «систематическая
ошибка» взора), с третьей — все большее подчинение локуса
контроля преобразованным формам окуломоторной активнос-
ти (субъективно это переживается как «ограничение степеней
свободы» взора). При I у I > 135° значимые элементы выделя-
ются, но не фовеализуются, а оптимальные оптико-физиоло-
гические условия восприятия так и не складываются. В этом
случае решение зрительных задач опирается на возможность
пролонгированной функциональной раздвоенности взора и от-
носительную свободу перемещения локуса контроля в преде-
282
дах зрительного поля. Сходная ситуация возникает, например,
ири восприятии объектов, стабилизированных относительно
сетчатки, когда движения глаз теряют свою целесообразность
(pitchburn, 1973). Но если там преобразованная окуломоторнка
скорее индифферентна к перцептивному процессу, то при |у|
2 60s она оказывает на него отрицательное влияние. Очевид-
но, что в сконструированной ситуации необходимость в допол-
нительной окуломоторной информации, затрудняющей перевод
взора, отсутствует.
Можно предположить, что окуломоторные копнн использу-
ются не за пределами, а внутри диапазона константности зри-
тельного направления, когда произвольность управления взором
еще не нарушена. Однако перцептивная гомогенность данного
диапазона говорит об обратном: в пределах -60° < у < 60° допу-
стимы любые соотношения направлений взора, движений глаз
и сопровождающих смещений проекций предметов на сетчатке;
их совпадение—один из возможных исходов, эволюционно зак-
репленный оптической организацией зрительной системы. Сле-
довательно, и здесь нн проприоцептивная, ни эфферентная ин-
формация о направлении движений глаз с явлениями констан-
тности зрительного направления н произвольного управления
взором непосредственно не связаны.
Таким образом, в основе перцептивно-окуломоторного соот-
ветствия (подобия), зарегистрированного в условиях вращения
у, действительно лежит механизм автохронного воздействия:
неконтролируемое смещение проекции предмета по сетчатке,
вызванное функционально неадекватными движениями глаз.
Ни афферентное, нн эфферентное копирование эгоцентрического
направления не затрагивают существенных моментов построе-
ния зрительного образа.
Природа перцептивно-окуломоторных отношений. Сделан-
ный вывод вполне закономерен, если полагать, что построение
зрительного образа н организация окуломоторной активности—
разные проявления субъекта восприятия, реализующие разные
формы его взаимодействия со средой.
Процесс построения зрительного образа воплощает диа-
лектику информационного содержания восприятия и способов
его организации. Он включает чувственный анализ н синтез ок-
ружающей среды, развертывание н модификацию перцептивной
схемы, выдвижение соответствующих гипотез и нх вери-
283
фикацию; здесь всегда присутствует не только репродуктивный
(«изобразительный»), но и творческий момент, причем опера,
тивность соседствует с информационной избыточностью. Дан-
ный процесс направляется потребностью наблюдателя в той или
иной визуальной информации, осуществляется на основе пер.
цептнвной установки и контролируется базовыми структурами
индивидуального опыта—системой норм и конструктов аде-
кватного отражения действительности. Соответственно и сам
зрительный образ оказывается сложноорганизованным, много-
мерным, полифункцнональным, имеющим вертикальное стро-
ение, способным к преобразованиям и развитию (Барабанщиков,
1990; 1995). С этой позиции и константность зрительного на-
правления, н возможность произвольного управления взором
пронизывают все уровни организации перцептивного процесса.
Любое включение в процесс построения и/или функционирова-
ния зрительного образа вынуждено преломляться через систе-
му механизмов, компонентов, детерминант, соотношение и дей-
ствие которых широко варьирует.
Принципам системной организации подчиняется и окуломо-
торная активность наблюдателя, обслуживающая зрительный
процесс. Как уже отмечалось, в архитектонику фиксационно-
го поворота глаз входят синтез исходных предпосылок движе-
ния (потребность в визуальном выделении элемента или отно-
шения среды, опыт выполения окуломоторных актов, афферен-
тацня, информирующая об актуальном состоянии организма и
среды), цель и программа поворота глаз, акцептор результатов
действия (допускающий включение как «эфферентной», так и
«афферентной» копни), собственно перемещения глаз и меха-
низм обратной связи (зрительной, проприоцептивной, вестибу-
лярной и др.) (см. 3.1). При этом ни саккады, ни дрейф не не-
сут жестко специализированных функций, а их биомеханичес-
кие возможности реализуются в зависимости от конкретного
сочетания условий выполнения фиксационного поворота глаз
(см. 3.2). И здесь, следовательно, возникает устойчивая кон-
стелляция отношений и детерминант, которая необходимо
опосредствует любое включение в окуломоторику и служит ес-
тественным основанием константности окуломоторного направ-
ления.
Вертикальное (иерархическое) строение зрительного образа
позволяет наблюдателю одновременно реализовывать разные
типы отношений со средой. Если ориентация в среде и контроль
284
доведения (деятельности, общения) осуществляются верхним,
доминантным уровнем зрительного образа, контроль позиции и
перемещения глаз—генетически более ранними образования-
ми субдоминаитиого уровня, то регуляция функционального со-
стояния наблюдателя и его органов чувств обеспечиваются про-
дуктами исходных фаз становления образа. Каждый уровень
восприятия настроен на определенную систему отношений и
функционально адекватен наличной ситуации; осознается толь-
ко основной результат доминантного уровня: чувственная дан-
ность требуемого элемента, свойства либо отношения среды. Сле-
довательно, с изменением геометрии перемещений глаз меня-
ется не только их двигательная организация (программа,
критерии оценки результата и др.), но и содержание субдоми-
нантных образований зрительного восприятия. Можно ожидать,
что со временем, если рассогласование оптической и окуломо-
торной систем координат сохранится, возникшие ретраисфор-
мации образа перейдут и на доминантный уровень. В этом смыс-
ле движения глаз, уподобляющиеся эгоцентрическому направле-
нию предмета, действительно конституируют зрительный образ,
инициируя его изменения как бы изнутри, но с самого начала они
носят приспособительный, а не гностический характер.
Поскольку каждый из рассмотренных процессов обладает
относительной самостоятельностью, феномены зрительного
восприятия в широком диапазоне значений у оказываются
независимыми от параметров движений глаз, а окуломоторная
активность—от характеристик зрительного образа. Соответ-
ственно стабильность зрительного восприятия допускает дисфун-
кцию глазодвигательного аппарата, а константность окуломо-
торного направления сохраняется вопреки потере стабильности.
Веер рассогласований направлений глаз и зрительного направ-
ления предмета, относительно независимый от содержания пер-
цептивного процесса, с одной стороны, и построения движений
глаз—с другой, обнажает «функциональный зазор», между вос-
приятием (становлением и развитием зрительного образа) и дей-
ствием (организацией окуломоторной активности). Речь идет о
внутреннем моменте взаимосвязи сложных образований, кото-
рый выражает автономность их функционирования и необходим
Для обеспечения гибкой ориентировки и поведения индивида в
среде. «Функциональный зазор»—мера относительной незави-
симости зрительного образа от движений глаз и, одновременно,
пространство их оперативных преобразований.
285
На уровне феноменов окуломоторной активности непосред.
ствениым проявлением «функционального зазора» выступает
пространство возможных направлений (фиксационных позиций)
глаз, обеспечивающих решение той или иной перцептивной
задачи—оперативная зона фиксаций. Благодаря ее динамике
(преимущественно расширению) при рассматривании сюжетных
изображений (45° < | у| < 135°) развернутые спиралевидные тра-
ектории фиксационных поворотов почти не возникают, а вре-
мя решения перцептивной задачи значительно меньше време-
ни выполнения поворота глаз на точечную цель. Внутреннее
строение оперативной зоны фиксации подробно рассмотрено в
Разделе П.
Существование «функционального зазора» предполагает
возможность взаимной настройки систем, реализующих взаи-
модействие наблюдателя со средой. Мы показали, что при из-
менении у ГДС способна функционировать в автономном режи-
ме, сохраняя связь с эгоцентрическим направлением предмета.
Уподобляясь этому направлению, движения глаз создают бла-
гоприятные условия осуществления зрительного процесса, что
не может не вызвать обратный позитивный эффект. Автоном-
ность зрительного восприятия, в свою очередь, находит выра-
жение в способах перцептивной организации глазодвигательной
активности, которые так нлн иначе влияют на векторную ско-
рость плавных движений, частоту и амплитуду нистагма, тип
окуломоторной структуры, двигательный состав фиксационных
поворотов глаз. Круговорот перцептивно-окуломоторных взаи-
модействий в итоге ведет к тонкой координации параметров
зрительного восприятия (константности зрительного направле-
ния, автоматизма управления взором) и окуломоторной актив-
ности (оптимальное направление перемещения глаз), характер-
ной для обычных условий жизнедеятельности. То, что откры-
вается исследователю как соответствие (подобие) параметров
движений глаз пространственно-временным характеристикам
среды, есть проявление согласованности зрительного и окуло-
моторного направлений предмета восприятия.
Наличие «функционального зазора» допускает относитель-
ность соответствия контура предмета и траектории движении
глаз, снижение степени их подобия в ходе перцептивного обу-
чения и развития, возможность использования в процессе вос-
приятия разных «моторных алфавитов», «систематическую
неточность» установки глаз относительно воспринимаемого
286
предмета, широкое варьирование параметров выполняемых дви-
жений глаз и разнообразие индивидуальных стратегий обследо-
вания одного и того же предмета, зрительное восприятие без
макродвиженнй глаз, а также в условиях различной патологии
оКудЛмоторного аппарата (Андреева, Вергилес, Ломов, 1975; Бе-
лопольский, 1989; Гуревич, 1971; Луук, Барабанщиков, Бело-
польский, 1977; Ярбус, 1965; Ebenholtz, Shebilske, 1975; Mack-
worth, Morandi, 1967; Steinman, 1976; Weber, Daroff, 1971). До
тех пор, пока рассогласование зрительной н окуломоторной
направленности совершается внутри «функционального зазора»,
оно не оказывает серьезного влияния ни на ход восприятия, ни
на характер движений глаз. Лишь выйдя за его рамкн, тот или
иной компонент (параметр) зрительного процесса приобретает
статус внешнего, возмущающего данный процесс ^лимитиру-
ющего»), фактора. Как мы убедились, рассмотренные феноме-
ны зрительно-окуломоторного соответствия (подобия) вызыва-
ются не необычными движениями глаз как таковыми и не нео-
бычным способом их регулирования, а необычной ролью,
которую они играют в процессе зрительного восприятия. Авто-
хронные воздействия могут служить основанием иллюзий вос-
приятия скорости и траектории движения (Festinger, Easton,
1974; Mack, Fendrich, Sirigatti, 1973), сенсорно-тоннческнх эф-
фектов (Werner, Wapner, 1952), особенностей зрительного
восприятия при компенсаторных движениях глаз и головы
(Ebenholtz, Shebilske, 1975), нарушений константности зритель-
ного направления во время постнистагма (Bedell, Klopfenstein,
Yuan, 1989) и др.
По-вндимому, в разное время и в разных условиях величи-
на «зазора» оказывается различной. При восприятии точечных
элементов среды в безориентириом пространстве она уменьша-
ется; влияние окуломоторикн на содержание зрительного образа
выражено максимально (Луук, Барабанщиков, Белопольский,
1977); при восприятии хорошо структурированного неограни-
ченного зрительного поля—увеличивается: включенность дви-
жений глаз в процесс построения зрительного образа почти не
проявляется (Гибсон, 1988). Искусственно усиливая либо, на-
оборот, ослабляя то или иное условие, исследователь преобра-
зует внутрисистемные связи восприятия, меняет величину «за-
зора» и в случае выхода за его границы инициирует феномены
Перцептивно-окуломоторного соответствия. В силу разнообразия
Условий выполнения зрительного процесса, конкретные меха-
287
низмы, лежащие в основе «глазодвигательных» эффектов вос-
приятия, могут широко варьировать.
Возвращаясь к концептуальным началам идеи окуломоторного
копирования, заметим, что с точки зрения полученных резуль-
татов формула: предмет- —> перцептивное действие (окуломо-
торный акт) -> зрительный образ действительно имеет место,
но только по отношению к эгоцентрическому направлению пред-
мета и выражает не механизм построения образа, а тенденцию
его модификации под влиянием новых обстоятельств. Копиро-
вание (уподобление) выступает здесь как акт приспособления
индивида к среде, смысл которого состоит в согласовании дви-
гательных и собственно зрительных компонентов восприятия.
Их сонас троенное ть, а не воспроизведение «геометрии предме-
та» в «геометрии движений (позиций) глаз» само по себе, яв-
ляется главным условием оптимального отражения действитель-
ности. Отношения движений глаз и зрительного образа опосред-
ствованы «функциональным зазором», свойства которого
определяют возможность и характер включения окуломотори-
кн в содержание чувственного восприятия наблюдателя.
Проведенные исследования показывают, что наряду с данным
всегда совершается другой процесс, описываемый альтер-
нативной формулой: зрительный образ -> перцептивное дей-
ствие (окуломоторной акт) -> предмет. Это иная сторона того
же самого взаимодействия субъекта восприятия с объектом. В
контексте целого движения глаз оказываются и активными, и
страдательными, и причиной, и следствием зрительно пережи-
ваемых событий. Окуломоторные образования копируют (с ука-
занными ограничениями) пространственно-временные свойства
предметов, но не в меньшей степени они «копируют» актуаль-
ные состояния наблюдателя, способ его восприятия. Результа-
том встречных процессов оказывается постоянное нарушение
перцептивно-окуломоторного соответствия, уход от подобия
параметров движений глаз пространственно-временным харак-
теристикам среды. Исследователю, пытающемуся использовать
окуломоторную активность для изучения познания и действия
человека, эта особенность представляется исключительно важ-
ной и наиболее интересной.
288
3.12. Движения глаз и зрительное восприятие
в условиях трансформированной
зрительной обратной связи
В данном разделе были рассмотрены внутренние условия
выполнения целенаправленных поворотов глаз, преломляющие
действие внешних детерминант. Искусственно меняя свойства
канала зрительной обратной связи ГДС, мы попытались вывес-
ти ее из стационарного состояния, для того, чтобы выявить (1)
основные феномены и механизмы работы ГДС в необычных
обстоятельствах, (2) условия реализации и восстановления це-
ленаправленной окуломоторной активности, а также (3) послед-
ствия дискоординацни движений глаз для организации зритель-
ного перцептивного процесса. Итоги проведенных исследований
можно суммировать следующим образом.
С изменением направления зрительной обратной связи (у ф 0)
фиксационный поворот глаз в сторону предмета восприятия «рас-
тягивается» в пространстве и времени. Его траектория, составлен-
ная из возрастающего числа саккад и ускоренных дрейфов, приоб-
ретает спиралевидный характер; чем больше | у |, тем выше ампли-
туда и больше витков «спирали». Начиная с I у I = 90° устойчивой
фиксации предмета предшествуют малоамплитудные (3-6°) затуха-
ющие вращения глаз. При I у I > 120-135° зрительно контролируе-
мый произвольный поворот глаз полностью разрушается, а устой-
чивая фиксация становится невозможной.
Трансформация фиксационного поворота сопровождается воз-
растанием роли плавного компонента движений глаз (дрейфа) в
структуре окуломоторной активности. С увеличением | у | его ско-
рость увеличивается до 60-80°/с, а амплитуда—до 50°. Разви-
тие плавного компонента ведет к порождению специфических
окуломоторных структур: (1) пилообразного нистагма и его про-
изводных (параннстагма), (2) малоамплитудных затухающих и
(3) незатухающих (седлообразных) колебаний, а также (4) круп-
ноамплитудных эллиптических вращений глаз. Нистагмоидные
движения формируются при ly I = 90° и постепенно становятся
основной окуломоторной структурой. Элементы высокоамплитуд-
ных плавных колебаний появляются вместо седлообразных дрей-
фов при I у I = 135° и с увеличением I у I оформляются в эллипти-
ческие вращения глаз. Возникнув при |уГ = 90°, затухающие
колебания, предшествующие устойчивой фиксации, достигают
максимума развития (наибольшей амплитуды и длительности)
при|у| = 120-135°, а затем исчезают. Начиная с|у| = 120-135°,
'0 - 1373
289
целенаправленные повороты н фиксации глаз полностью замену,
ются специфическими окуломоторными структурами.
Выявленное несоответствие поворотов глаз пространственным
характеристикам проксимальной стимуляции (окуломоторная
«систематическая ошибка**) позволяет дифференцировать две
формы окуломоторной адаптации: оперативную н консерватив-
ную. Первая выражается в корректировке параметров выполня-
емого поворота и осуществляется практически сразу же с изме-
нением условий регуляции движений глаз. Однако ее возмож-
ности довольно ограничены. Вторая форма предполагает
перестройку всей организации окуломоторного акта, требует
иных средств и более продолжительного времени. Оперативные
преобразования опережают консервативные н задают направле-
ние их развертывания, консервативные — закрепляют новую
организацию зрительно-окуломоторных отношений и становятся
гарантом ее устойчивости.
Феноменология и продолжительность адаптации ГДС зависят
от величины угла вращения оптической системы координат (у):
чем больше | у |, тем тяжелее и продолжительнее протекает адап-
тационный процесс.
Адаптивная природа ГДС проявляется в трех планах:(1)
поиске адекватного направления глаз, обеспечивающего эффек-
тивное решение зрительной задачи, (2) в оптимизации способа
достижения необходимого направления в ходе повторного обра-
щения к задаче н (3) в регулировании окуломоторного направ-
ления по отклонению от зрительно заданного. Это определяет
многомерность ГДС, которая одновременно выступает как по-
исковая, обучающаяся н следящая система. Если в процессе
поиска устанавливается новая схема зрительно-окуломоторных
координаций, видоизменяется программа и критерии выполне-
ния целенаправленных поворотов глаз, то научение закрепля-
ет и оптимизирует найденное решение, а регуляция опирается
на него как на основу и норму функционирования. Поскольку
окуломоторная система содержит подвижные и относительно
устойчивые связи, и поиск, н научение могут протекать в опе-
ративной и консервативной формах.
Взятый по отношению к наблюдателю фиксационный пово-
рот глаз выступает как окуломоторный навык—умение выпол-
нить зрительную задачу с требуемой точностью и скоростью. Его
восстановление включает следующие этапы:
I Компенсация обнаруженного рассогласования (за счет: уве-
личения общего объема движений, снижения амплитуды и кор-
ректировки направления саккад, увеличения амплитуды и ско
290
рости дрейфа, тенденции плавного перемещения глаз в сторо-
ну эгоцентрического направления предмета и др.).
II Оптимизация двигательного состава фиксационного пово-
рота глаз (через сокращение в ходе повторений объема движе-
ний и большую адекватность окуломоторного и эгоцентричес-
кого направлений).
III Закрепление н стабилизация навыка (проявляется в воз-
можности переноса целенаправленных движений на широкий
круг ситуаций и в эффектах последействия).
Существуют, по крайней мере, два условия, содействующие
окуломоторной адаптации: 1) сужение площади оптической
афферентации и 2) активный контакт индивида со средой. Пер-
вое облегчает произвольный контроль движений глаз и позво-
ляет частично скомпенсировать искажения канала зрительной
обратной связи. Второе—включает окуломоторные преобразо-
вания в широкий контекст приспособительного поведения ин-
дивида и обеспечивает общую направленность адаптации ГДС.
Еще одно возможное условие—дискретность оптической аффе-
рентацин не имеет прямого отношения к окуломоторным пре-
образованиям. Отмечаемая здесь константность зрительного
направления связана не с адаптацией, а с прерыванием зритель-
ной обратной связи ГДС на частоте 1-6 Гц. Появление специ-
фических окуломоторных структур при частоте стимуляции
3-10 Гц указывает на возможность регуляции движений глаз—
не только саккадических, но и плавных—на основе дискрет-
ной зрительной обратной связи.
Данные, полученные в исследовании, указывают на относитель-
ную независимость движений глаз от условий их выполнения—
константность окуломоторного направления. Количественно ее
можно выразить посредством специального коэффициента, значе-
ния которого для разных видов движений неодинаковы. С ростом
I у | коэффициенты константности направлений дрейфов монотон-
но возрастают, а направлений саккад—монотонно уменьшаются.
Постепенное снижение устойчивости ГДС с увеличением ! у I
обусловлено диссоциацией движений, реализующих целенаправ-
ленный поворот глаз. Поскольку дрейфы согласуются преиму-
щественно с эгоцентрическим, а саккады—со зрительным на-
правлением предмета, образуются два пространственно разне-
сенных «центра тяжести», одновременно определяющие поворот
глаз при | у I 7=0. С ростом I у I пространственная разнесенность
центров увеличивается, а обычные окуломоторные структуры
(дрейф — саккада—дрейф) преобразуются в нистагмоидные
движения. В ограниченной области (3-6°) зрительно выделяе-
291
мый предмет способен инициировать не только саккадические
ио и плавные перемещения глаз, причем эгоцентрическое на-
правление оказывает более сильное тоническое действие, чем
зрительное. Эти обстоятельства образуют основание малоампли-
тудиых затухающих вращений, предваряющих устойчивую
фиксацию предмета. Условием возникновения нистагма и зату-
хающих вращений является стратегия активного восприятия:
направленное выделение наблюдателем предметов или их
свойств, имеющих небольшие угловые размеры, концентрация
зрительного внимания и, как следствие, наличие узкой зоны
оперативных фиксаций. Крупиоамплитудиые эллиптические
вращения, а до них — незатухающие седлообразные колебания,
являются результатом двух разнонаправленных процессов: (1)
тонического смещения глаз, не ограниченного жесткой привяз-
кой к определенному направлению и (2) центрации глаз отно-
сительно головы. Они возникают при использовании стратегии
созерцательного восприятия: симультанного «охвата» предме-
тов, имеющих большие угловые размеры, распределении зри-
тельного внимания и/или релаксации наблюдателя.
С изменением ! yl разрушается координация функциональных
узлов и механизмов ГДС. Вступают в противоречие ее гибкие
и жесткие звенья, «плавная» и «саккадическая» ветвн, вести-
було-окулярный, зрительный и проприоцептивный контуры ре-
гулирования. При этом принципы их собственной работы оста-
ются неизменными. ГДС оказывается на более низком уровне
организации н устойчивости, который тем не менее сохраняет
возможность выполнения наблюдателем (пусть н неэффектив-
но на первых порах) зрительных и двигательных задач. Зало-
гом адаптивных преобразований ГДС является относительная
независимость зрительной и окуломоторной форм отражения
действительности.
Общий механизм фиксационных поворотов глаз включает
исходный, вторичный и третичный контуры регулирования.
Первый обеспечивает реализацию движений, второй—опера-
тивность окуломоторной адаптации, третий—кардинальные
преобразования зрительно-окуломоторных отношений. Соответ-
ственно, зрительная обратная связь является многомерной, по
разному используется на различных уровнях организации дви-
жений и оказывает на этот процесс не только прямое, но и кос-
венное (опосредствованное) влияние.
Полученный материал позволяет конкретизировать представ-
ления об окуломоторном поле наблюдателя. Оно имеет не толь-
ко морфологическую, но и функциональную границу, неоднород-
292
но, асимметрично, динамично. Топография окуломоторного поля
включает пять функционально различных зон: 1) центральную
область (до 1-1,5°), 2) парацентральную область (до 3-6°), 3) зону
оптимальных поворотов (до 12-15°), 4) область, прилегающую к
функциональной границе (до 25-30°) и 5) зону морфологической
границы (до 45-50°). Свойства и функциональное строение оку-
ломоторного и зрительного полей подобны.
Изменение направления зрительной обратной связи оказывает
влияние и иа перцептивный процесс. Воспринимаемое простран-
ство теряет привычную стабильность и начинает регулярно сме-
щаться вместе с поворотом глаз (I у | > 45°). Постепенно теряется
произвольное управление взором. Трудности и время решения
сложных зрительных задач ощутимо возрастают (|у| >135°).
Феномен стабильности восприятия, или константности зри-
тельного направления, имеет сложное строение, которое не учи-
тывается узвестными теориями. По степени выраженности ка-
жущегося движения объектов во время движений глаз можно
выделить три относительно самостоятельные диапазона: (1) аб-
солютной константности (-45° < у < 45°), в пределах которого
предметы, несмотря на рассогласование зрительного и окуломо-
торного направлений, воспринимаются как неподвижные; (2)
относительной константности (-135° <у< -45°; 45° <у< 135°),
внутри которого предметы могут восприниматься и как стабиль-
ные, и как смещающиеся во время окуломоторной активности;
(3) аконстантного восприятия (-180°<у<-135°; 135° < у < 180°),
в котором неподвижные объекты воспринимаются перемещаю-
щимися; скалярная скорость кажущегося движения соответ-
ствует скорости смещения ретинального образа.
Константность зрительного направления выступает в качестве
оборотной стороны адаптивности окуломоторного акта. Ее нару-
шения сигнализируют о серьезных нарушениях зрительной си-
стемы и/или ее экстрасистемных связей. Возможны две формы
аконстантного восприятия: а) восприятие движения и б) воспри-
ятие местоположения объективно неподвижных элементов сре-
ды, причем выполнение саккады допускает наличие обеих форм.
Предполагая координацию зрительных и окуломоторных
компонентов, стабильность видимого мира не сводится к про-
стому элиминированию сигналов прямой и обратной связи ГДС,
зрительной кинестезии или организации когнитивных структур.
Она выражает необходимое условие ориентации индивида в
окружающей среде, норму восприятия, которая выступает в
качестве предпосылки любого окуломоторного акта и им же
подтверждается. Это системное эволюционно заданное качество,
293
которое пронизывает все уровни организации перцептивного
процесса н может быть представлено в различных измерениях.
«Информационная инертность» (Маккей), «устойчивость опти-
ческого строя» (Гибсон), «априорность» и относительная жест-
кость перцептивных схем, карт и моделей воспринимаемого мнра
(Найссер, Шепард, Стрелоу), ригидность зрительно-окуломотор-
ных отношений—суть разные стороны константности зритель-
ного направления. Его основу образует единство различных по
своей природе компонентов восприятия (опыт, установки, ожи-
дания индивида, структура оптической стимуляции, координа-
ция зрительных, проприоцептивных, вестибулярных сигналов и
др.) соотношение которых варьирует в широких пределах.
Изменение у ведет к «расщеплению» не только самой окуло-
моторной активности, но и ее функций в процесс зрительного
восприятия. Наряду с фовеализацней, движения глаз начина-
ют выполнять несвойственную им функцию дефовеализацин
предмета восприятия, т, е. одновременно выступают и как по-
лезный (внутренний, контролируемый), и как возмущающий
перцептивный процесс (внешний, неконтролируемый) фактор.
Доминирование того или другого и определяет модус восприя-
тия среды как стабильной либо движущейся. В последнем слу-
чае смещение ретинального образа оказывается за рамками
зрительно-окуломоторной интеграции и переживается как эк-
вивалентное смещение окружающего мира. Константность зри-
тельного направления выражает толерантность зрительного
волсприятия к возмущающему действия собственных компонен-
тов зрительно-окуломоторной интеграции.
Механизм автохронного воздействия лежит в основе наруше-
ний произвольного управления взором наблюдателя. Вращение
оптической системы координат приводит к дискоординацин его
образующих; направлений локуса контроля (функционального
поля зрения), глаз и зрительного поля наблюдателя. Следстви-
ем растущей дискоординацни становятся: (1) возрастание време-
ни фиксационного поворота глаз и продолжительности перевода
взора в целом (субъективно переживается как «вязкость» взора),
(2) увеличение диспаратности ориентаций локуса контроля и
зрительного поля (субъективно переживается как «систематичес-
кая ошибка»