Uniwersytet Jagielloński
Instytut Psychologii

„Psychologia poznawcza”

Wykład 5 i 6
Uwaga i świadomość

Kontrola procesów poznawczych

Jarosław Orzechowski

Selekcja informacji i uwaga - pytania

Jaka jest funkcja uwagi selektywnej?

Czy selekcja informacji
jest niezbędna?

Jak to jest możliwe, że pomimo bardzo ostrej selekcji informacji docierającej do naszego systemu poznawczego - zwykle - zachowujemy się adekwatnie do sytuacji? Ale czy zawsze…? (Irving Langmuir)

Czy selekcja informacji jest procesem świadomym?

Czy uwaga jest mechanizmem jednorodnym, czy też jest wiele rodzajów uwagi?

Uwaga - definicje

Uwaga to zjawisko, dzięki któremu aktywnie przetwarzamy ograniczona pulę informacji spośród olbrzymiej jej ilości, jaka jest nam dostępna za pośrednictwem zmysłów, z pamięci i innych procesów poznawczych.

R. Sternberg (1996)

Uwaga to system odpowiedzialny za selekcję informacji i zapobieganie negatywnym skutkom przeładowania systemu poznawczego przez nadmiar danych.

Nęcka, Orzechowski, Szymura (2006)

Uwaga - funkcje

• Selekcja informacji - selektywność uwagi

• Czujność, detekcja sygnałów

• Przeszukiwanie

• Podzielność uwagi, przerzutność uwagi

• Ukierunkowanie procesów eksploracji poznawczej

- ekstensywność/ intensywność uwagi

Selektywność uwagi

To podobno jest hodowla skorupiaków…

A to nie są koła wygryzione przez krowy, lecz radiolokatory.

Selektywność uwagi - metodologia badań

Paradygmat prezentacji dwuusznej (technika cieniowania, shadowing)

Cherry (1953)

• odtwarzanie treści komunikatu z kanału ignorowanego jest niemożliwe

• rejestracji podlegają fizyczne cechy informacji, a dokładnie ich zmiany np. zmiana słów na inne dźwięki, zmiana głosu z męskiego na żeński, zmiana języka

Chociaż:

• efekt „coctail party”

Broadbent (1958), teoria wczesnej selekcji
uwaga działa jak filtr/zwrotnica

• przepuszcza informację z kanału istotnego (informacja w kanale ignorowanym szybko zanika, pozostawiając po sobie wybrane właściwości fizyczne)

• może przełączać się z kanału na kanał (przerzutność)

• informacja z kanału ignorowanego może przedrzeć się przez filtr jeśli:

• wyraźnie odróżni się od tła informacyjnego

• posiada odpowiednie natężenie

• posiada właściwą lokalizację

Moray (1959)
efekt „coctail party” w laboratorium: badani reagowali na swoje imię prezentowane w kanale ignorowanym

Wniosek: filtr jest nieszczelny

Gray & Wadderburn (1960); Lackner & Garret (1972)

Treisman (1964), teoria „osłabiacza”

• filtr uwagi przepuszcza informację semantycznie zgodną z treścią bieżącego przetwarzania (bez względu na kanał, którym dociera)

• informacje znajdujące się w kanale „ignorowanym” nie są odrzucane, ale podlegają osłabieniu i w takiej postaci mogą zostać użyte w dalszych etapach przetwarzania

Johnston (1978), teoria elastycznego filtra uwagi

problem jednego czy wielu filtrów uwagi

• filtr uwagi zmienia zasadę selekcji zgodnie z wymaganiami, które stawia przed systemem poznawczym sytuacja

Deutch & Deutch (1963)

• nie ma przekonywujących dowodów na to, że selekcji podlegają bodźce

• z pewnością jednak selekcji podlegają reakcje; w przeciwnym razie nasze zachowanie byłoby niespójne

• celem selekcji jest uniknięcie chaosu efektorycznego (a nie receprotycznego, jak uważa się w koncepcjach selekcji bodźców)

Norman (1968)

• wszystkie bodźce docierające do systemu poznawczego podlegają automatycznemu przetworzeniu

• wszystkie bodźce są rozpoznawane

• kontrola poznawcza dotyczy odpowiedniości dla aktualnego przetwarzania

• selekcja odbywa się w fazie wyboru informacji, która wywoła świadomą reakcję

Czujność, detekcja sygnałów

Czujność - zdolność do reagowania na stymulację (sygnał) oraz ignorowania zakłóceń (szumu i dystraktorów) w długiej perspektywie czasowej.

• Teoria detekcji sygnałów (Peterson, Birdsall & Foks, 1954)

• Wskaźniki efektywności detekcji:

• czas detekcji

• trafienia

• błędy: fałszywe alarmy (FA) i ominięcia (OM)

• beta = FA / FA+OM

• Przetarg pomiędzy szybkością a poprawnością

Testy czujności

• reagowanie na dowolnie zdefiniowany bodziec (np. test Krapelina w wersji papierowej; jeśli prezentowany bodziec pojawił się w poprzedniej ekspozycji w wersji komputerowej; samolot w wersji real-live, tj. kontrolera ruchu powietrznego na lotnisku)

• Mackworth (1958)
  po ok. 30 min. wykonywania testu czujności liczba FA wynosi aż 25%. Później właściwie się już nie zmienia.

Przeszukiwanie - aktywne przeglądanie (skaning) otoczenia w celu odnalezienia obiektów spełniających określone kryteria

• Poszukiwanie koniunkcji - problem integracji cech w obiekt

• W jaki sposób dokonuje się identyfikacja sygnałów prostych (jedna cecha) i złożonych (koniunkcja cech)?

• Jaka jest rola procesów uwagi w integracji cech w obiekt?

• Czy proces integracji zachodzi szeregowo czy równolegle?

Szeregowość vs równoległość przetwarzania informacji

Szeregowość przetwarzania informacji - właściwość systemu przetwarzania informacji/ procesu poznawczego polegająca na realizowaniu operacji poznawczych w określonej sekwencji; rozpoczęcie kolejnej operacji możliwe jest po zakończeniu wykonywania poprzedniej

Np. aby rozpoznać obiekt niezbędne jest jego uprzednie spostrzeżenie

Równoległość przetwarzania informacji - właściwość systemu przetwarzania informacji/ procesu poznawczego polegająca na jednoczesnym realizowaniu kilku operacji poznawczych

Np. możliwe jest jednoczesne słuchanie i oglądanie przekazu, możliwe jest jednoczesne oglądanie filmu i szydełkowanie, możliwe jest jednoczesne deklamowanie wiersza i granie na fortepianie

Szeregowość vs równoległość przetwarzania informacji

Dotyczy:

• procesów percepcyjnych

• Integracja cech w obiekt:

• W jakich warunkach możliwe jest równoległe przetwarzanie bodźców percepcyjnych (liczba obiektów, liczba cech definiujących obiekty, jakość cech definicyjnych?

• selekcji bodźców

• W jakich warunkach możliwe jest równoległe przetwarzania wielu (ilu? jakich?) bodźców docierających do systemu poznawczego?

• reagowania

• W jakich warunkach możliwa jest równoległa kontrola wielu (ilu? jakich?) czynności wykonywanych przez system poznawczy?

Treisman (1986), teoria szeregowej integracji cech w obiekt

• cechy bodźców, np. kolor, orientacja przestrzenna, kształt, ukierunkowanie, itd., kodowane są oddzielnie, w osobnych „mapach lokacyjnych”

• pojedyncze cechy - reprezentowane są natychmiastowo, przetwarzane symultanicznie i przeduwagowo

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

Treisman (1986), teoria szeregowej integracji cech w obiekt

• koniunkcje cech - potrzebny jest dodatkowy etap przetwarzania, polegający na integracji cech definiujących sygnał, etap ten przebiega szeregowo i wymaga zaangażowania uwagi

●□●●□●●●●●□□●●●□●●●●●●□●●□□●●□●●□●●●●●●●●□□□●●●□●●●●●●●□□●●●●●●□●□●●□●●●□●□●●●□□●●●●□●□●●●□●●●□●□●●●●●□●●□□●●●●□●□□●●●●●●●□●●□□○●●□●●●●●□●●●●□□●●●□●●●□●□●●□●●□●●●□●●●●□●●●●□●●●●●●□●●□●●●□□●

Odstępstwa od modelu szeregowej integracji cech:

• Nakayama (1990) przeszukiwanie koniunkcyjne obiektów zdefiniowanych przez kształt i kolor może przebiegać równolegle

• Cave & Wolfe (1990) przeszukiwanie koniunkcji koloru, kształtu i rozmiaru (dostarczającej wielu informacji dystynktywnych) może przebiegać równolegle

• McLeod, Driver (i in, 1991), ruch w połączeniu z inną cechą dystynktywną przyspiesza przeszukiwanie (hipoteza detektora ruchu; lokalizacja: środkowa kora skroniowa)

●□●●□●●●●●□□●●●□●●●●●●□●●□□●●□●●□●●●●●●●●□□□●●●□●●●●●●●□□●●●●●●□●□●●□●●●□●□●●●□□●●●●□●□●●●□●●●□●□●●●●●□●●□□●●●●□●□□●●●●●●●□●●□□○●●□●●●●●□○●●●□□●●●□●●●□●□●●□●●□●●●□●●●●□●●●●□●●●●●●□●●□●●●□□●

Podzielność uwagi

Podzielność jest funkcją uwagi odpowiedzialną za kontrolę wykonania dwóch lub większej liczby (czynności) procesów jednoczesnych

Podzielność uwagi - teoria modułów

Allport, Antonis i Reynolds (1972), teoria niezależnych modułów

• Uwaga jest systemem względnie niezależnych modułów (kanałów) przetwarzania informacji.

• Każdy moduł ma ograniczoną przepustowość

• Niezależność modułów oznacza możliwość równoległego przetwarzania bez negatywnych skutków interferencji

• Interferencja między procesami jednoczesnymi pojawia się, gdy kanały sensoryczne lub efektoryczne są sprzężone

technika zadań jednoczesnych:

• badania nad pianistami - jednoczesna gra na pianinie
  (moduł manualny) i powtarzanie fragmentu prozy
  (moduł werbalny)

technika cieniowania:

• warunek 1: słowa w kanale ważnym i ignorowanym
  prezentowane werbalnie

• warunek 2: słowa w kanale ważnym prezentowane
  werbalnie, a w ignorowanym - wizualnie

• warunek 3: słowa w kanale ważnym prezentowane
  werbalnie, a w ignorowanym - wizualnie,
  ale za pomocą obrazów

Summers & Kennedy (1992)

• Dwie grupy - doświadczonych pianistów i nie-muzyków - poproszono o wystukiwanie rytmów różnych dla ręki lewej i prawej. Ręka prawa miała stukać co 300 ms., a lewa co 500 ms. Pianiści robili to dobrze, a nie-muzycy nie byli w stanie.

• Wniosek: można osłabić bardzo silny wzajemny związek ruchów obu rąk.

• Doświadczenie: Siedząc, podnieś swoją prawą stopę nad podłogę i wykonuj nią okrężne ruchy zgodnie z ruchem zegara; po chwili, nie przerywając ruchów stopy, prawą dłonią narysuj w powietrzu cyfrę 6, zaczynając od góry.

• Twoja stopa prawdopodobnie zmieniła kierunek ruchu…

Deutch (1983)

Strategie radzenie sobie z zadaniami jednoczesnymi:

• 1. Przeorganizowanie zadania podwójnego, polegające na integracji dwóch zadań w jedno.

• 2. Rozłączenie silnego połączenia między rękoma, tak aby możliwe było ich rozłączne funkcjonowanie.

Kahneman (1973), teoria zasobów mentalnych

• Zasoby przetworzeniowe („paliwo mentalne”) przydzielane każdej nie w pełni zautomatyzowanej czynności wykonywanej przez system poznawczy są limitowane i niespecyficzne.

• Automatyzacja procesu prowadzi do zmniejszania ilości zasobów wymaganych do jego przebiegu.

• Interferencja pojawia się w sytuacji konkurencji procesów jednoczesnych o zasoby, prowadzącej do przeładowania informacyjnego.

Podzielność uwagi - metodologia badań

Paradygmat podwójnego zadania (dual task) - DIVA

Podzielność uwagi - teoria specyficznych zasobów

Hirst & Kalmar (1987), Navon & Gopher (1979)

• Zasoby przetworzeniowe przydzielane każdej czynności wykonywanej przez system poznawczy są limitowane i specyficzne dla określonej grupy procesów.

• Osobne „rezerwuary” zasobów są niezależne i jakościowo odrębne.

• Automatyzacja procesu polega na tworzeniu specyficznego rezerwuaru zasobów przeznaczonych do jego obsługi.

• Interferencja pojawia się w sytuacji konkurencji o specyficzne zasoby.

Podzielność uwagi - teoria procesów limitowanych

Norman & Bobrow (1975), procesy limitowane danymi i zasobami

• Jeśli zmiana poziomu zaangażowania zasobów mentalnych w dany proces nie prowadzi do zmiany poziomu wykonania, to proces limitowany jest danymi.

• Jeśli zmiana taka zachodzi - proces limitowany jest zasobami.

• Interferencja pojawia się wyłącznie w przypadku procesów limitowanych zasobami.

Intensywność vs. ekstensywność uwagi

Kolańczyk (1992), wymiar intensywności/ ekstensywności uwagi

• Uwaga intensywna obejmuje wąski zakres informacji, ale jej przetworzenie jest głębokie; jest związana z motywacją zadaniową

• Uwaga ekstensywna - obejmuje szeroki zakres informacji, ale jej przetworzenie jest płytkie, wiąże się z relaksem, swobodną eksploracją

Uwaga a świadomość
(Di Nuovo, 1993)

(Lehrl i Fisher, 1988)

Zjawisko poprzedzania (priming) polega na tym, że bodziec pojawiający się wcześniej wpływa na szybkość i łatwość przetwarzania bodźców pojawiających się później; efekt poprzedzania obserwuje się również wtedy, gdy bodziec poprzedzający eksponowany jest podprogowo

• Poprzedzanie pozytywne/ negatywne - jeśli efekt polega na przyspieszeniu/ spowolnieniu albo ułatwieniu/ utrudnieniu przetwarzania targetu

• Poprzedzanie semantyczne/ afektywne - jeśli efekt wywołany został znaczeniem/ ładunkiem afektywnym bodźca poprzedzającego

• Poprzedzanie subliminalne/ supraliminalne - jeśli efekt wywołany został bodźcem działającym poniżej/ powyżej progu świadomości

• Poprzedzanie repetytywne - jeśli efekt został wywołany zwielokrotnioną ekspozycją targetu

• Poprzedzanie peryferyczne - jeśli efekt został wywołany bodźcem (wystarczająco długo eksponowanym i odpowiednio intensywnym) działającym peryferycznie

Poprzedzanie semantyczne, pozytywne, Neely (1977)

• zadanie polega na decyzji, czy dane słowo (bodziec docelowy) należy do określonej kategorii

Poprzedzanie semantyczne, negatywne, Tipper (1985)

• zadanie polega na reagowaniu na drugą literę w parze, oraz ignorowaniu pierwszej

Poprzedzanie semantyczne, Marcel (1983)

• zadanie polega na decyzji, czy dane słowo (bodziec docelowy) należy do określonej kategorii; bodziec torujący miał charakter dwuznaczny

• Jeśli prezentacja bodźca poprzedzającego była krótka (prezentacja subliminalna), to następował efekt poprzedzania pozytywnego

• Jeśli prezentacja bodźca poprzedzającego była długa (prezentacja supraliminalna), to następował efekt poprzedzania negatywnego w jednym ze znaczeń słowa i pozytywnego w drugim

Kontrola poznawcza to zdolność systemu poznawczego do nadzorowania i regulowania własnych procesów poznawczych, a także do planowanego sterowania ich przebiegiem.

NOS (2006)

Kontrola poznawcza dotyczy monitoringu poprawności bieżącego przetwarzania informacji, korygowania jego błędów, doboru najefektywniejszych strategii wykonania i przydziału limitowanych zasobów przetworzeniowych (czyli wszystkiego tego o co podejrzewa się homonuculusa)

Metakomponenty (procesy kontrolne) są to procesy wykonawcze wyższego rzędu wykorzystywane w planowaniu, monitorowaniu i podejmowaniu decyzji w trakcie wykonywania zadania poznawczego.

R. Sternberg (1985)

Rodzaje kontroli poznawczej/ funkcje zarządcze:

• Monitorowanie

• Regulacja

• Sterowanie

Automatyzacja jest procesem, dzięki któremu czynność poznawcza lub motoryczna stopniowo uwalnia się spod kontroli poznawczej, przez co jest wykonywana szybko i bez wysiłku, ale schematycznie.

NOS (2006)

Procesy kontrolowane i automatyczne

Teoria kontinuum (Shiffrin i Schneider, 1977)

• Przetwarzanie automatyczne jest aktywacją wyuczonej - zakodowanej w LTM - sekwencji operacji, inicjowaną przez odpowiednie wejście, a następnie przebiegającą „samoczynnie”.

• Przetwarzanie kontrolowane jest aktywacją sekwencji operacji o charakterze temporalnym. Operacje te mogą być zestawiane szybko i łatwo, ale wymagają kontroli świadomej - są limitowane zasobami, korzystają z zasilanych z puli centralnej procesów uwagowych.

Procesy kontrolowane:

• wymagają intencjonalnego wysiłku

• wymagają kontroli świadomości

• pochłaniają niespecyficzne zasoby mentalne, czyli rodzaj paliwa umysłowego

• są relatywnie wolne

• są elastyczne

Procesy automatyczne:

• wymagają niewielkiego intencjonalnego wysiłku

• nie wymagają kontroli świadomości

• pochłaniają niewiele zasobów mentalnych (ew. pochłaniają zasoby specyficzne)

• są szybkie

• są trudne do zatrzymania, wytłumienia, zignorowania czy modyfikacji

Procesy kontrolowane:

• mają charakter tymczasowy, tworzone są ad hock w STM

• wykonywane są sekwencyjnie

• podatne na interferencję z innymi procesami

• charakteryzują się wysoką dawka nowości, adekwatne w nowych sytuacjach

Procesy automatyczne:

• mają postać schematów zakodowanych w strukturach LTM

• mogą być wykonywane równolegle z innymi procesami

• odporne na interferencję z innymi procesami

• charakteryzują się niską dawka nowości (dobrze wyuczone), adekwatne w znanych sytuacjach

Koszty automatyzacji

• Trudność w zakresie deproceduralizacji

• Sztywność poznawcza

• Transfer negatywny

Zjawisko interferencji

Zjawisko interferencji polega na tym, że jedna czynność zakłóca wykonanie innej czynności.

• Zakłócenie to dotyczy zarówno czynności wykonywanych jednocześnie, jak i czynności wykonywanych w krótkim odstępie czasu

• Interferencja jest wynikiem nieefektywnej kontroli (głównie hamowania) w selekcjonowaniu informacji objętych przetwarzaniem

Hamowanie

Hamowanie jest mechanizmem uwagowym, którego funkcją jest utrudnienie dostępu do informacji nieistotnych* lub powstrzymaniu niepożądanej* reakcji.

* w stosunku do aktualnie wykonywanej aktywności poznawczej

Stroop (1935)

Stroop (1935), wnioski

• efekt Stroopa - różnica pomiędzy czasem czytania pierwszej listy a czasem nazywania kolorów na trzeciej liście

• czynność automatyczna (czytanie) zakłóca czynność kontrolowaną, ale czynność kontrolowana nie jest zakłócana przez czynność automatyczną

• przetwarzanie wymiaru istotnego jest zakłócane przez przetwarzanie wymiaru nieistotnego

Tzelgov & Henik (1995), procedura

• użyto dwie listy: kolorowych X-ów i kolorowych słów

• badano pięć grup osób: uczniowie klasy pierwszej, trzeciej, piątej i ósmej oraz studentów (różnica stopnia automatyzacji czynności czytania)

Tzelgov & Henik (1995), wnioski

• Stopień interferencji zmniejsza się wraz ze wzrostem poziomu wprawy w zakresie czynności automatyzowanej (czytania)

• Autonomiczne przetwarzanie automatyczne podlega kontroli, ale mimowolne przetwarzanie automatyczne jest niekontrolowane.

Zjawisko interferencji

Interferencja ma miejsce gdy:

• brakuje zasobów na obsługę procesów jednoczesnych

• w trakcie realizacji jednego procesu pojawiają się rezultaty przetwarzania sprzeczne z rezultatami przetwarzania w drugim procesie

• przy braku właściwej kontroli dwóch przebiegających procesów

Zmniejszenie interferencji może się odbyć poprzez:

• izolowanie procesu niezgodnego z warunkami zadania (restrukturyzacja problemu poprzez niedopuszczenie do przetwarzania zbędnych informacji, np. zmrużenie oczu w zadaniu Stroopa)

zautomatyzowanie czynności kontrolowanej

1

---