Cтраница 2
Инженерная психология неразрывно связана с развитием теории информации и кибернетики. Использование понятий кибернетики и теории информации в инженернбй психологии - результат стремления найти общий междисциплинарный подход к взаимосвязи человек - машина, и в частности человек - система управления. Именно вследствие этого в инженерной психологии стали употреблять такие понятия, как, например, ввод ( органы чувств), вывод ( моторное действие), обработка информации ( мыслительно-логический процесс), фильтрация поступающей или ответной информации ( выборочность восприятия моторной реакции) и др. Кибернетика определяется как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и их объединениях и как наука, являющаяся прежде. Информационный подход в инженерной психологии и применение знаний кибернетики дали возможность этой области исследования более точно качественно выделиться. С другой стороны, зачастую недостаточно ясен психологический смысл употребляемых кибернетических понятий. В связи с данной проблемой Б. Ф. Ломов отмечает: Вполне естественно, что использование аппарата, созданного техническими науками и кибернетикой, нам действенно помогает при анализе системы человек - машина. [16]
Другую гипотезу предложил Пью ( Pew, 1974), считавший, что анализ двигательных навыков должен вестись на нескольких уровнях. Его многоуровневый подход к навыкам предусматривает, что на низком уровне работают простые S-R паттерны активности - или элементарные сервомеханизмы типа обратной связи. Такая деятельность регулируется простыми рефлекторными реакциями. На более высоком уровне некоторые моторные реакции уже подвергаются определенному когнитивному контролю. На этом уровне существует своего рода преобразование признаков ( при ловле мяча, например, это будет его координата и скорость) в моторные команды, приводящие к реализации движений. На еще более высоком уровне в дело вступают очень сложные и предположительно абстрактные механизмы когнитивного контроля. [17]
Однако за человеком в современных человеко-машинных системах управления остается решение самых важных и сложных вопросов управления. При этом необходимо иметь в виду, что задача повышения эффективности ВТ предусматривает оптимизацию взаимодействия человека и машины. В последние годы исследованиям взаимосвязи человека и сложных технических систем уделяется большое внимание. Человек при этом рассматривается как кибернетическая система, на вход которой через органы чувств поступает информация, а выходами являются моторные реакции ( движения рук, ног), сигналы электроэнце-фалограмм с соответствующих участков мозга и другие сигналы, которые можно зарегистрировать как реакцию на информацию. [18]
Подтверждением моторной функции командного нейрона в отношении фокуса моторного поля в районе пнев-мостомы служит использование раствора с высоким содержанием магния и низким содержанием кальция, применяемого избирательно в отношении центральной нервной системы для блокады химических синапсов. Ранняя реакция пневмостомы при этом не угнетается. Однако более поздняя реакция пневмостомы, возникающая при усилении внутриклеточного раздражения, в этих усло-пиях блокируется. Это означает, что командный нейрон ППаЗ или ЛПаЗ, кроме прямого выхода на мышцу, включает центрально локализованные мотонейроны, которые вносят свой вклад в организацию двигательной активности при осуществлении оборонительного рефлекса в фазе его удержания. Описанные выше эффекты привыкания моторной реакции на ноге в условиях поддержания постоянного спайкового разряда можно объяснить привыканием на уровне связи командного нейрона с мотонейронами. [19]
Чтобы правильно ответить на вопрос, полицейскому нужны были обширные знания языка. Это подразумевает знание правильных названий для ориентиров и, что тоже важно, знание синтаксиса языка - т.е. правил расположения слов и связей между ними. Здесь важно признать, что приведенные словесные последовательности могут не удовлетворить педантичного профессора филологии, но вместе с тем они передают некоторое сообщение. Почти в каждом предложении присутствуют существенные грамматические правила. Кроме построения грамматически правильных предложений и подбора соответствующих слов из своего лексикона, полицейский должен был координировать сложные моторные реакции, необходимые для произнесения своего сообщения. [20]
Но является ли пластичность пейсмекерного механизма единственным локусом пластичности. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо удерживать число и плотность генерируемых нейроном спайков постоянными и в этих условиях изучить динамику реакций в разных точках моторного поля. Поддерживание реакции достигается усилением деполяризующего тока, что позволяет компенсировать развитие привыкания пейсмекерного механизма. В этих условиях оказывается, что разные участки моторного поля ведут себя различным образом. Реакции на ноге при устойчивом числе спайков в разряде нейрона постепенно угасают, указывая на то, что привыкание развивается где-то между командным нейроном и моторной реакцией. Что же касается участка вблизи пневмостомы, то при поддержании устойчивого числа спайков в разряде моторная реакция не обнаруживает привыкания. [21]
Мы получаем как дар способность ходить, жестикулировать, танцевать, разговаривать, завязывать шнурки, играть в теннис, продевать нитку в иголку, кататься на лыжах, заниматься любовью, водить машину и т.п. - и все это есть результат работы запрограммированных схем, которые как полагают, соотносимы с нашей внутренней репрезентацией реальности. В этой главе мы встретились с несколькими примерами схем, позволяющих извлекать из конкретных экземпляров структуру, в которой при изменении формы выражения сохраняется целостность единой реальности. На примере зрительных фигур, шахматных задач, языка и музыки была продемонстрирована способность к формированию прототипа. Можно предположить, что моторное поведение также можно закодировать в виде некоторой схемы, или абстрактной внутренней репрезентации, или определенной программы движения, аналогичной семантическим абстракциям, так широко представленным в литературе по психологии и лингвистике. Существование таких схем объяснило бы то громадное моторное разнообразие, которое мы, люди, проявляем в пределах весьма ограниченных способностей нашей скромной нервной системы к хранению программ; оно также дало бы нам рациональное средство объяснения нашей способности к удивительно разнообразным трансформациям моторного поведения. Рассмотрим проблему хранения моторных реакций. [22]
Исследования Солсо и Рэйниса ( Solso and Raynis, 1979) показывают, что у испытуемых формируется прототип на основе предшествующих ему кинестетических реакций. В их эксперименте рукой испытуемых ( глаза которых были закрыты) водили по несложной траектории, соответствовавшей ребрам трехмерной геометрической фигуры. На 11.7 показан пример такого движения. Экземпляры этих движений были выведены из фигуры-прототипа, взятой за основу. Эти результаты соответствуют ранним идеям Бартлета, полагавшего, что информация, извлеченная из кинестетических ощущений, может храниться в виде схемы. Видимо, обширное количество моторных реакций, являющихся частью нашей жизни, абстрагируются и кодируются в памяти в виде некоторых абстракций, ана-логичных бстракциям лингвистической информации. [23]
Но является ли пластичность пейсмекерного механизма единственным локусом пластичности. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо удерживать число и плотность генерируемых нейроном спайков постоянными и в этих условиях изучить динамику реакций в разных точках моторного поля. Поддерживание реакции достигается усилением деполяризующего тока, что позволяет компенсировать развитие привыкания пейсмекерного механизма. В этих условиях оказывается, что разные участки моторного поля ведут себя различным образом. Реакции на ноге при устойчивом числе спайков в разряде нейрона постепенно угасают, указывая на то, что привыкание развивается где-то между командным нейроном и моторной реакцией. Что же касается участка вблизи пневмостомы, то при поддержании устойчивого числа спайков в разряде моторная реакция не обнаруживает привыкания. [24]
Мы получаем как дар способность ходить, жестикулировать, танцевать, разговаривать, завязывать шнурки, играть в теннис, продевать нитку в иголку, кататься на лыжах, заниматься любовью, водить машину и т.п. - и все это есть результат работы запрограммированных схем, которые как полагают, соотносимы с нашей внутренней репрезентацией реальности. В этой главе мы встретились с несколькими примерами схем, позволяющих извлекать из конкретных экземпляров структуру, в которой при изменении формы выражения сохраняется целостность единой реальности. На примере зрительных фигур, шахматных задач, языка и музыки была продемонстрирована способность к формированию прототипа. Можно предположить, что моторное поведение также можно закодировать в виде некоторой схемы, или абстрактной внутренней репрезентации, или определенной программы движения, аналогичной семантическим абстракциям, так широко представленным в литературе по психологии и лингвистике. Существование таких схем объяснило бы то громадное моторное разнообразие, которое мы, люди, проявляем в пределах весьма ограниченных способностей нашей скромной нервной системы к хранению программ; оно также дало бы нам рациональное средство объяснения нашей способности к удивительно разнообразным трансформациям моторного поведения. Рассмотрим проблему хранения моторных реакций. Что является основной единицей движения при завязывании шнурков на ботинках. Даже если мы останавливаем движение мастера Т ай Чи при помощи стробоскопической фотокамеры, как показано на 11.6., мы все равно можем уловить только малую часть из многих движений, составляющих последовательность действий и реакций. Даже если бы мы смогли определить основные единицы моторных реакций, то встает вопрос о механизме хранения, способном вместить все сложнейшие и разнообразные виды моторного поведения, и о когнитивной структуре, которая позволяет нам переносить умение с одной задачи на другую. [25]
Каким образом возбуждение детекторов приводит к возникновению определенной реакции. Для объяснения этого явления необходимо ввести понятие командного нейрона. Командным называют такой нейрон, возбуждение которого вызывает целостную реакцию или ее фрагмент. Реакция как целое определяется тем набором мотонейронов, с которыми связан данный командный нейрон. Если необходимо обеспечить набор разных реакций, то это достигается полем командных нейронов. Возбуждение одного командного нейрона приводит к генерации фиксированной реакции. Перемещение возбуждения по полю командных нейронов вызывает последовательность фиксированных реакций. Возбуждение командного нейрона определяется тем, какие детекторы на нем конвергируют. Совокупность детекторов, конвергирующих на командном нейроне, определяет его рецептивное поле, а тем самым и рецептивное поле связанной с ним реакции. Командные нейроны сами образуют целые поля. Примером поля командных нейронов могут служить нейроны глубоких слоев передних бугров четверохолмия. Каждый такой нейрон характеризуется определенной моторной реакцией, разряжаясь перед совершением саккадического движения глаз определенной величины и направления. [26]