Объектов на фоне шума

уровень шума достигает р = 0,35, резко увеличиваются до 50 мс. В то же время, порог распознания объекта на фоне шума значительно возрастает даже при низком уровне шума. В этой группе пациентов низкий уровень шума р = 0,15 вызвал значительное увеличение порога распознания объектов до 5000 мс, хотя им по-прежнему не удавалось распознавать большую долю объектов — от 3 до 6 объектов из наших 12. При высоком уровне шумар = 0,35 было невозможно распознать уже от 6 до 9 объектов. У пациентов с иной локализацией поражений, особенно с нижнетеменной и верхнезадней височной, наблюдалось умеренное возрастание средних пороговых значений при усилении шума. В группе с премоторными фронтальными поражениями это возрастание было аналогично тому, которое наблюдалось в контрольной группе здоровых испытуемых. В отдельном исследовании пациентов, перенесших лобэктомию передненижней височной доли при эпилепсии, количество ошибок было выше при операции на правом полушарии, чем на левом, но в целом расстройства были умеренными и не превышали уровень нарушений в группе больных с поражениями верхнезадней височной области (Меерсон, 1986).

Отсроченное предъявление сигнала и зрительный шум.Расстройства выделения сигнала из шума также показаны в экспериментах с прямой и обратной маскировкой (Меерсон, 1986). В тестах с прямой маскировкой маскирующий сигнал предшествовал появлению образа объекта на экране тахистоскопа; он предъявлялся в течение 250 мс и представлял собой перекрывающиеся фигуры. При обратной маскировке использовалась та же фигура, предъявляемая в течение 250 мс после появления на экране изображения объекта.

У здоровых испытуемых средние пороговые значения распознания объекта при прямой маскировке возросли от 2 до 20 мс, а при обратной — до 60 мс Здесь процесс распознания начинался с определения примерной формы объекта, например «нечто круглое» или «нечто продолговатое», а затем, при увеличении времени экспозиции, следовала правильная классификация объекта как животного, посуды или домашней утвари. Распознание при обратной маскировке, возможно, требовало более длительной экспозиции объекта, потому что при прямой маскировке сигнал начинает угасать, когда предъявляется тестовый стимул, но при обратной маскировке сигнал накладывается в кратковременной памяти на угасающий образ объекта.

Эффект прямой маскировки вызвал значительное возрастание средних порогов распознания до 940 мс у пациентов с легкой зрительной агнозией объектов (группа 1) и до 1500 мс у пациентов с более выраженной зрительной агнозией объектов (группа 2). Обратная маскировка привела к еще более резкому возрастанию средних пороговых значений до 3800 мс у группы 1 и к невозможности распознать более 50% объектов даже при времени предъявления более 5000 мс у группы 2. Пациенты с затылочными поражениями в эксперименте с маскировкой использовали иную стратегию распознания, чем здоровые испытуемые. Пациенты полагались на реконструирование объектов по полному или почти полному перечню их деталей. Поэтому их трудности не сводятся только к нарушениям кратковременной памяти. В этих экспериментах явственно проявились нарушения

высших уровней процесса распознания у пациентов с поражениями затылочной доли. В то же время, пациенты с иной локализацией поражений продемонстрировали только легкое возрастание пороговых значений распознания объектов по сравнению со здоровыми испытуемыми. Средние пороговые значения при прямой маскировке составляли 20 мс для контрольной группы, 26 мс для пациентов с фронтальными премоторными поражениями, 45 мс для пациентов с левосторонними теменными поражениями и 55 мс для пациентов с поражениями левой верхнезадней височной области.

Нарушения восприятия объектов с накладывающимися контурами.Одним из типов изображений, восприятие которых затруднено, являются так называемые рисунки с накладывающимися контурами нескольких объектов. Впервые такие рисунки были предложены Поппельрейтером для исследования зрительной агнозии у пациентов, пострадавших в ходе Первой мировой войны (рис. 2.1.2) (Poppelreuter, 1917).

Рис. 2.1.2.Накладывающиеся фигуры. В левом верхнем углу - фигура, впервые использованная для тестирования Поппельрейтером (Poppelreuter, 1917)

В дальнейшем серии различных типов накладывающихся фигур применялись разными авторами. Де Ренци и др. использовали задачу Гента с накладывающимися фигурами для исследования нарушений у пациентов с поражениями мозга (De Renzi et al., 1969). Эта проба была первоначально разработана для диагностики развития восприятия у детей. Некоторые пациенты в исследовании Де Ренци были не способны воспринимать большинство накладывающихся объектов, хотя узнавание не накладывающихся изображений тех же объектов оставалось сохранным.

Трудность рисунков Поппельрейтера заключается в том, что испытуемому нужно проследить контур каждого объекта, игнорируя отвлекающие линии, которые создают накладывающиеся контуры других объектов. В некотором смысле, нужно выделить и различить незавершенный контур объекта среди фонового шума, создаваемого другими контурами, путем концентрации внимания на контуре одного из объектов и перенесения внимания на другой контур после распознания предыдущего (см. главу 7 «Нарушения регуляторных систем»). Условия этой задачи близки к естественным, когда любой предмет выступает на фоне других объектов, как, например, вилка среди другой кухонной утвари в буфете.

Кратковременная экспозиция объекта и нарушения распознания формы целостного объекта и его частей.Можно обнаружить значительные нарушения распознания объекта, если сократить время предъявления объекта с помощью та-хистоскопа без использования предваряющего или отложенного маскирования. Согласно исследованию Меерсона, пороговые значения распознания изображений объектов у 10 здоровых испытуемых лежат в пределах 1,8-2,5 мс (миллисекунд) (Меерсон, 1986). Здоровые испытуемые способны уловить, что на экране изображено «нечто», при времени предъявления 0,4-0,5 мс, и приблизительно заметить общие очертания объекта при времени предъявления 0,7-1,0 мс, например «что-то круглое», если это чайник или глобус, или «нечто продолговатое», если это лопата или авторучка. Здоровые испытуемые определяют класс объекта, например «инструменты» для лопаты или «посуда» для горшка, при времени предъявления 1,3-1,5 мс Здоровые испытуемые правильно распознают большинство объектов при времени предъявления 1,8-2,5 мс. Аналогичные результаты были получены у 42 пациентов, перенесших одностороннюю экстирпацию передней височной доли. Минимальное время распознавания рисунков объектов не превышало 2-2,5 мс. В группах пациентов с поражениями левой верхнезадней височной и левой теменной областей порог распознавания объектов составлял 6-8 мс.

У пациентов с поражениями затылочной или затылочно-височной областей и легкой зрительной агнозией изображений объектов (12 человек) и не страдающих агнозией (11 человек) пороговые значения возросли до 85-120 мс. Пациенты с поражениями затылочной или затылочно-височной областей замечали, что на экране появляется «нечто», при времени предъявления 1,0 мс — чуть дольше, чем здоровые испытуемые. Но им не удавалось определить форму частей объекта и правильно их распознать, пока время предъявления не достигало 120-130 мс. Один из пациентов, стараясь узнать велосипед, сказал «что-то вижу» на 1-й мс, «колесо» — на 10-й мс, «седло» — на 18-й мс, «руль и фонарь» — на 20-й мс, «нет, здесь какой-то рулевой механизм, это не машина» — на 30-й мс, «два колеса, седло и руль, как у скутера» — на 50-й мс, «педаль, теперь я понял, два колеса, седло,

руль — это скутер» — на 70-й мс, «вижу в колесе спицы и где они соединяются, это велосипед» — на 90-й мс, «да, это мужской гоночный велосипед» — на 100-й мс.

Таким образом, как и в случаях зрительной агнозии формы объектов при неограниченном времени предъявления, распознание формы объекта при кратковременном предъявлении не опиралось на правильное понимание конкретного сложного свойства, которое заключало в себе фрагмент формы объекта, необходимый для его распознания. Сложное свойство распознавалось только в общих чертах, без конкретных важных для распознавания деталей, и ошибочно приписывалась неправильному объекту. В попытках обработать такие неопределенные изображения, пациенты улавливали в рисунке объекта на экране тахистоскопа одно простое свойство за другим. Пациенты, замечающие только единичные свойства, не в состоянии воспринимать их как части конкретного объекта. Когда время предъявления в конце концов достигло 70 мс, пациент ошибочно принял объект за скутер, а не за велосипед, и смог дать правильный ответ только при времени предъявления около 100 мс. Это становится возможным только тогда, когда учтены все или почти все единичные части объекта, что упрощает его структурное описание.

В целом сокращение времени предъявления изображения объекта с предваряющим и отложенным маскированием и без него позволяет обнаружить у пациентов с поражениями затылочной доли нарушения двух стадий процесса распознания. Это нарушения на стадиях:

1) сохранения образа в кратковременной памяти;

2) реконструирования объектов по их незавершенному образу в кратковременной памяти.

Вероятно, что привычные способы, примеряемые испытуемыми для распознания неискаженных изображений объектов в конвенциональном виде по их неизменным свойствам, не могут использоваться для распознания незавершенных изображений объектов.

Распознание таких изображений требует ограничения выбора из числа объектов с учетом имеющийся информации о низкой частоте встречаемости определенных свойств объекта, а также путем реконструирования объекта с опорой на структурное описание его фрагментов, в том числе на их сегментацию и группировку. Такая переработка неконвенциональной информации более уязвима, менее надежна по сравнению с переработкой конвенциональной информации методом анализа неизменных свойств объекта. Нарушения процесса переработки неконвенциональной информации можно наблюдать в таких случаях, когда нарушения переработки конвенциональной информации очень незначительны или вовсе отсутствуют.

Агнозия изображений объектов с незавершенными деталями.Процесс переработки неконвенциональной информации задействуется, когда на изображениях объектов присутствуют специально незавершенные детали. При зрительной агнозии для тестирования используются два основных типа незавершенных фигур.

Первый тип представляет собой контуры объектов, нарушенные разрывами контурной линии. Это искажает как общий контур объекта, так и другие существенные свойства рисунка, что приравнивает незавершенные изображения к изображениям объектов на фоне шума, описанным в предыдущем разделе. Рисунки

из теста Стрита «Завершение гештальта» служат примером такого типа незавершенных фигур (Street, 1931). Голлинс использовал этот же тип незавершенных картинок в тесте, первоначально разработанном для детей (рис. 2.1.3) (Gollins, 1960). Испытуемому предъявляются все более и более законченные варианты изображения объекта, пока рисунок не будет распознан. Аналогичный тест с прогрессивно усложняющимися, все более фрагментированными изображениями одушевленных и неодушевленных объектов недавно использовался в исследовании нарушений распознания зрительных объектов у пациентов, страдающих шизофренией (Doniger et al., 2001.). Термин «перцептивное завершение» относится к заполнению пробелов в информации, поступающей в зрительную систему при восприятии незавершенного объекта; этот термин используется для описания способности распознавать объекты, опираясь на неполную информацию, представленную в тестовом материале (Sondgrass, Freenan, 1990; Doniger et al., 2001; Doniger et al, 2002).

На материале незавершенных фигур Голлинса, Уоррингтон в соавторстве с Джеймс (Warrington, James, 1967) и Тейлор (Warrington, Taylor, 1973) показали, что пациенты с заднеполушарными поражениями могут распознать только более завершенные картинки с минимальным количеством недостающих деталей. Здоровые испытуемые могли распознать изображения объектов с большим числом недостающих деталей.

Во втором типе тестов с незавершенными рисунками изображения объектов были искажены отсутствием некоторых важных деталей, но общая форма контура объекта сохранялась. Такие картинки использовал Хейлброннер в исследовании зрительной агнозии объектов (Heilbronner, 1910). Уменьшение числа недостающих важных деталей на этих картинках отражалось в уровнях перцептивной простоты от I до V (рис. 2.1.3). Эти незавершенные рисунки главным образом направлены на общий анализ отсутствия более или менее важных деталей, который играет важную роль при нарушениях распознания объекта, а рисунки Стрита—Голлинса в основном помогают выявить влияние нарушений формы контура объекта при зрительной агнозии формы.

Рис. 2.1.3.Верхний ряд - примеры незавершенных рисунков Голлинса (Gollins, 1960), нижний ряд -незавершенные рисунки с недостающими деталями Хейлброннера (Heilbronner, 1904)

Мы использовали незавершенные фигуры, аналогичные рисункам Хейлброннера (Меерсон, 1981; 1986; Tonkonogy, 1997). Основные черты объектов сохранялись, а менее важные детали отсутствовали (рис. 2.1.4). Это помогает выявить

влияние отсутствия второстепенных деталей при нарушениях распознания объекта. Рисунки предъявлялись на экране тахистоскопа в течение 1500 мс.

Каждая серия теста состояла из изображений одних и тех же 12 объектов. В процессе распознания 12 картинок с сохранными важными чертами и отсутствующими второстепенными деталями было допущено значительное количество ошибок: пациенты с поражениями затылочной области неправильно распознавали до 4-5 объектов, а испытуемые контрольной группы — 0. Низкое количество ошибок, 0-1, было зафиксировано у пациентов с теменными поражениями. В группе пациентов с верхнезадними височными поражениями и пациентов с односторонней экстирпацией передненижней височной доли число нераспознанных объектов не превышало 0-1.

Рис. 2.1.4. Примеры незавершенных рисунков с сохранением важных деталей

Нарушения распознания объектов, представленных в неконвенциональном (необычном) виде. Нарушения приведения объекта в конвенциональное (обычное) положение.Распознание объектов, представленных в неконвенциональном виде, с помощью привычных способов анализа неизменных свойств объекта сопряжено с особыми трудностями. Согласно Ульману, такие неизменные свойства, как длина, периметр, протяженность, особенности формы, могут быть значительно искажены при изменении расположения точки, с которой рассматривается объект (Ulman, 1996). Чтобы компенсировать невозможность использования.инвари-антного описания объекта, здоровые испытуемые могут применить другие способы, в том числе структурное разложение и описание объекта по частям или приведение образа объекта в конвенциональное положение.

При распознании объекта в неконвенциональном ракурсе можно использовать несколько способов приведения его описания в соответствие с определенной моделью. При этом следует не забывать, что сам объект зависит от положения наблюдателя (см. Ulman, 1996). Эти способы включают в себя метод выравнивания, интерполяции различных точек зрения (Poggio, Edelman, 1990) и интерполяции различных, зрительно похожих представителей этого класса объектов (Lando, Edelman, 1995; Beymer, Poggio, 1996; Тагг, Bulthoff, 1999).

В нескольких исследованиях описаны нарушения использования стратегии выравнивания при распознании объектов в необычном ракурсе. Пациенты могут быть не в состоянии привести фотографии объектов в конвенциональный и неконвенциональный вид или назвать объекты, представленные в неконвенциональном виде (Warrington, Taylor, 1973; 1978). В то же время, пациенты узнают этот объект в конвенциональном виде. Уоррингтон и Джеймс обнаружили, что пациентам, чтобы распознать объект, требуется сильнее развернуть его из неконвенционального в конвенциональный ракурс, чем здоровым испытуемым (Warrington, James, 1986). Хамфрис и Риддок описали двух пациентов с серьезными нарушениями распознания объектов, сфотографированных с необычных ракурсов (Humphreys, Riddoch, 1984). По мнению Уоррингтона и Тейлора, в таких случаях основные поражения локализуются в нижнезадней теменной области правого полушария (Warrington, Taylor, 1973).

В качестве одного из методов решения таких задач можно предложить привязку объекта к осям координат. Марр подчеркнул роль главной и малой осей объекта в построении объект-центрированных осей координат (Магг, 1982). Форма объекта описывается при соотнесении с осью координат. Использование объект-центрированной системы отсчета позволяет сохранить константность формы при изменении ракурса объекта. Хамфрис и Риддок проверили эту гипотезу путем исследования распознания объекта с укороченной горизонтальной осью (Humphreys, Riddoch, 1984, 1985). Они показали, что пять пациентов с правополушар-ными поражениями продемонстрировали более значительные нарушения при распознании изображений объектов, укороченных по горизонтальной оси, чем при распознании объектов с недостающими деталями. Обратный паттерн нарушений обнаружился у лиц, страдающих ассоциативной агнозией вследствие билатеральных поражений обоих полушарий мозга. Ульман утверждает, что, помимо структурной привязки объекта к осям координат, можно использовать

выравнивание объекта по горизонтальной оси. «Очевидно, проблема заключается в общей способности компенсировать трансформации объекта, а не только в способности создавать его структурное описание, привязанное к оси координат» (U1-man, 1996, с. 185).