Теории и практики измерения осознания в экспериментальных когнитивных исследованиях

Введение

С проблемой измерения осознания в эксперименте сталкиваются исследователи из самых разных областей когнитивной психологии: осознал ли испытуемый предъявленную подсказку; понял ли правило, лежащее в основе последовательности; различается ли порог осознания при восприятии разных стимулов. Хотя любые измерения должны опираться на теорию изучаемого явления, в экспериментальных исследованиях сознания исследователи часто руководствуются исключительно здравым смыслом или опираются на сложившуюся в области практику при выборе исследовательских методик. Использование такого подхода привело к тому, что, начиная с 80-х годов XX века, основные выводы исследований, претендующие на демонстрацию неосознанной обработки информации, сталкиваются с критикой, как в адрес их обоснованности, так и в адрес методов измерения [3; 23; 35; 47]. Разногласия в интерпретации данных об осознании или не осознании стимулов в экспериментах могли бы разрешиться, если бы выбор методики измерения осознания вытекал из теоретических представлений исследователя о сознании. Однако современные теории сознания далеко не всегда предполагают применение конкретных измерительных методик. В силу самоочевидности осознаваемого опыта, выбор метода измерения осознания часто основывается на наивных представлениях о сознании и редко — на проработанной теории сознания. К такого рода «до-теоретическим» представлениям относится, например, представление о связи осознания с вербализацией, поэтому его сторонники рассматривают оценку способности к вербализации в качестве основного метода измерения осознания.

Цель настоящего исследования состояла в анализе такого рода исследовательских допущений и рассмотрении их связи с положениями современных теорий сознания. В работе также рассматриваются основания выбора метода измерения осознания через разделение их на четыре группы: отсутствие обоснования, обоснование практического характера, обоснование методического характера и обоснование теоретического характера.

В статье используются два термина: «сознание» и «осознание». Мы рассматриваем сознание как феномен, обладающий своими механизмами и функциям, тогда как осознание определяется нами как факт попадания или непопадания информации в содержание сознания. Таким образом, мы считаем, что в экспериментальных работах измеряется именно осознание, но выбор критериев оценки осознания воспринятой информации осуществляется на основании представлений о механизмах и функциях, приписываемых сознанию.

Меры осознания и лежащие в их основе допущения

Хотя сами исследователи редко эксплицируют теорию сознания, которой они придерживаются, выбор измерительных процедур они осуществляют на основе допущений о природе сознания, затрагивающих принципиально разные его аспекты. Мы предполагаем, что это может приводить к значительным расхождениям в интерпретации одних и тех же результатов разными исследователями и, как следствие, к неоднозначным выводам, вызывающим критику со стороны других представителей данной области психологии. Например, в работе Б. Батлер и Р. Кляйн [6], где изучался феномен слепоты по невниманию, в задачу испытуемых входил поиск повторяющихся стимулов при одновременном предъявлении картинок и слов. В одних случаях нужно было обращать внимание на слова, игнорируя картинки, а в других — наоборот. Критерием осознания предъявленных стимулов была успешность последующего узнавания слов. Другие же авторы [27], изучающие близкий феномен — слепоту к изменениям, использовали аналогичную процедуру, но уже для оценки вклада неосознаваемых процессов. В задачу испытуемых входило распознавание среди предъявляемых им фотографий лиц тех изображений, на которых выражения лиц медленно изменялись от нейтрального к эмоциональному. После эксперимента испытуемые должны были ответить на вопрос, заметили ли они что-то необычное; однако из опроса были исключены те испытуемые, которые ранее сообщили об обнаружении изменений. В первом примере авторы предполагали, что осознание связано с точностью узнавания. Во втором случае тест узнавания использовался при исследовании механизмов слепоты к изменениям. Таким образом, в одном исследовании факт узнавания был критерием осознания, а в другом — был связан с неосознанной обработкой информации.

Примеры разногласий можно найти и на методическом уровне. Так, З. Скора и коллеги [48] обсуждают критические замечания М. Мишеля по валидности шкалы перцептивного осознания (PAS) [31]. Мишель указывает на недостаток конструктной валидности PAS: по его мнению, шкала измеряет не осознание, а степень различимости зрительного образа, т. е. предмет, который остается за пределами рассмотрения психологии сознания. Скора и коллеги подвергают сомнению критические замечания М. Мишеля, отмечая, что его выводы являются не критикой валидности меры осознания, а критикой допущений, лежащих в основе принципов разработки данного метода.

Хотя каждая команда исследователей может интерпретировать полученные результаты, исходя из собственных теоретических предположений, и в этом смысле права в своих интерпретациях, на уровне исследовательской области наблюдаются противоречия. Возникающие противоречия могут быть связаны с трудностью определения термина «сознание» [1] и приписыванием сознанию самых разных функций и характеристик, начиная от привычной всем способности к словесному описанию внутреннего опыта и заканчивая целенаправленным контролем поведения. Более того, в одних случаях осознание касается объективно существующих явлений, а в других может происходить в отсутствие какой-либо внешней стимуляции (например, во сне или при галлюцинациях). В данной работе мы сосредоточимся только на измерении осознания в задачах, связанных с внешними стимулами или событиями, например, в задачах восприятия (идентификация целей), в задачах обучения (усвоение искусственной грамматики), в задачах памяти (воспроизведение/узнавание стимулов). То есть речь пойдет о задачах, в которых в принципе может быть проверена точность содержания сознания относительно полученной субъектом информации.

Мы предполагаем, что первый шаг к разрешению обозначенных противоречий заключается именно в четком обозначении теоретических положений об исследуемом феномене. Далее будут приведены теоретические допущения о природе сознания, выделенные на основе анализа применяемых в современных исследованиях мер осознания, а также современных теорий сознания. Кроме того, на основании проведенного анализа методов была составлена их классификация (см. Приложение 1).

Сознание обеспечивает возможность вербализации

Начиная с ранних исследований сознания, психологи опирались на способность человека к вербализации своего сознательного опыта. Свободные вербальные отчеты могут собираться одновременно с выполнением задачи [16] или постэкспериментально с помощью открытых вопросов [41], или в формате инструкции [29], в виде структурированного интервью/опроса [25].

Критические замечания в адрес такого рода допущения заключаются в следующем.

Во-первых, язык недостаточно приспособлен для передачи качественной составляющей субъективного опыта, т. е. осознаваемой несемантической информации (метакогнитивные переживания; образы, хранящиеся в эпизодической памяти), которая может быть важна для принятия решений в задачах памяти и научения [38; 46]. Например, в задаче научения искусственной грамматике испытуемые могут использовать осознаваемое чувство уверенности или приятности стимула для отнесения его к классу грамматических [2]. Эти чувства вполне осознанны, однако такие чувства редко находят словесное описание, которое предполагает извлечение только эксплицитных, легко вербализуемых знаний.

Во-вторых, в ряде работ было продемонстрировано, что вербализация сама по себе может искажать процесс решения задачи и вносить коррективы в содержание сознания [32; 45].

В-третьих, вопросы экспериментаторов не всегда адресуются к релевантным знаниям участников [35].

В-четвертых, индивиды способны придумывать правдоподобные объяснения своим действиям, которые никак не связаны с фактическими действиями и переживаниями [36].

Все описанные ограничения не позволяют рассматривать вербальный отчет как ненадежный источник информации о содержании сознания.

Сознание позволяет категоризовать субъективный опыт

Это допущение предполагает существование нескольких качественно различающихся видов осознания, каждый из которых можно соотнести с определенной категорией эмоционально-когнитивного опыта. Например, Э. Тульвинг, применяя в своем исследовании методику «помню/знаю», направленную на оценку способности к узнаванию и припоминанию, предполагал, что ответы «помню» адресуются к эпизодической памяти, а ответы «знаю» связаны с семантической памятью, но не конкретным эпизодом приобретения воспоминания [53] (см. Приложение).

Главная проблема, связанная с применением таких методов, касается того, что необходимо тщательное инструктирование участников для избежания разночтений в интерпретации категорий. Особенно острой проблема становится при переводе вербальных категорий на другой язык.

Сознание позволяет оценить эффективность собственных

когнитивных процессов

Наличие метакогнитивного уровня сознания предполагает способность субъекта осознавать те когнитивные процессы и репрезентации, которые находятся в основе решения задачи. В отличие от предыдущего допущения, здесь предполагается, что субъект способен в количественном эквиваленте оценить уровень уверенности в правильности решения, чувство близости к решению, интенсивность восприятия и протекания мыслительных процессов и др.

Для принятия решения о наличии осознания З. Динес и Д. Берри предложили использовать два критерия [13]: в соответствии с «критерием нулевой корреляции» признаком осознания является положительная связь между точностью ответов и метакогнитивными оценками; в то время как «критерий угадывания», в свою очередь, позволяет сделать вывод об отсутствии осознания: если ответы с минимальной оценкой уверенности (например, когда субъект утверждает, что отвечает наугад) сопровождаются точностью выше случайной, то это свидетельствует о наличии неосознаваемых знаний.

Методы, основанные на этом допущении, сочетают в себе и объективный, и субъективный компоненты. С одной стороны, участники обращаются к своему субъективному опыту, чтобы оценить весь процесс решения задачи. С другой стороны, критерием осознания выступает не сам самоотчет, а его соответствие фактической успешности ответов. Однако предположение о связи осознания и способности оценить собственные когнитивные процессы имеет ограничения. В частности, результаты определенного числа исследований свидетельствуют в пользу того, что метакогнитивный мониторинг может осуществляться без участия сознания [7; 14].

Сознание позволяет контролировать поведение

Некоторые исследователи предполагают, что ключевая функция сознания состоит в контроле и гибком изменении поведения в соответствии с требованиями окружающей среды. В таком случае любое целенаправленное поведение (в противоположность автоматическому) будет свидетельствовать в пользу наличия осознания. Это предположение частично основано на идеях психодинамического подхода к бессознательному [см., например: 15; 18]. В современной когнитивной психологии это представление восходит к концепциям, которые определяют сознание как централизованную систему с ограниченными возможностями для контроля над психическими процессами.

На основании этого допущения Л. Якоби разработал метод оценки вклада автоматических и контролируемых процессов в задаче припоминания стимулов, названный «процедурой диссоциации процессов» [26]. Впоследствии метод был адаптирован для изучения особенностей имплицитного научения [12] и восприятия [10]. Метод предполагает, что выполнение задачи является результатом совместного вклада намеренных (сознательных) и автоматических (неосознаваемых) процессов; для их разграничения необходимо сравнить ситуации, в которых эти процессы задействованы в разной степени.

Другие группы методов предполагают, что сознательный доступ к репрезентациям обеспечивает успешность на уровне выше случайного в специальном поведенческом тесте [17] (например, правильное определение направления стрелки-прайма) или позволяет субъекту создавать стимулы, связанные с этими репрезентациями: рисовать их [33; 42] или генерировать моторные последовательности [21].

Критические замечания в отношении данного допущения состоят в отсутствии учета того важного факта, что некоторый уровень контроля над поведением может быть достигнут и без полного осознания предъявленной информации [22]. Другие исследования показывают, что контроль возможен без сознательного доступа к содержанию усвоенных знаний, но при наличии метакогнитивной чувствительности к ним [11; 44].

Предыдущие четыре допущения напрямую касались функций сознания. Однако анализ мер осознания показал, что основанием выделения целого ряда методов измерения являются отнюдь не функции сознания, а совершенно иные критерии, которые также можно объединить в единую группу.

Осознание сопровождается непроизвольными изменениями в поведении

Данное допущение, как и предыдущее, предполагает, что сознательный статус репре­зентаций проявляется в поведении. Отличие состоит в том, что осознание демонстрируется непреднамеренно — в автоматическом поведении или в физиологических изменениях. Выявление подобных коррелятов осознания позволяет разграничить осознаваемые и не­осознаваемые явления без обращения к устному отчету испытуемого. Например, в работе Х. Хайдер и М. Роуз [20] изучалось формирование эксплицитных знаний в задаче, основанной на времени реакции. Показав наличие взаимосвязи между значительным ускорением времени реакции и устным сообщением испытуемых о нахождении заложенной в задаче закономерности, авторы предположили, что такое изменение времени реакции может свидетельствовать об осознании.

Еще один пример процедуры оценки, не требующей отчета испытуемого, был описан в исследовании [19] особенностей непроизвольной глазодвигательной активности (опто­кинетический нистагм) в качестве маркера смены осознанной репрезентации в парадигме бинокулярной конкуренции. Как и в предыдущем примере, непроизвольная активность организма рассматривается как коррелят осознания.

Поскольку осознание является субъективным феноменом и принципиально недоступно внешнему наблюдению, правомерность использования процедур без отчета также подвергается критике [52]. В частности, критика связана с тем, что данное допущение является чисто эмпирическим, поэтому основанные на нем методы оценки осознания воспринятой информации должны дополнительно валидизироваться другими методами. При этом методы, выбранные для валидизации, в свою очередь основаны на одном из описанных ранее допущений о функциях сознания, что еще более усложняет как процедуру оценки, так и процедуру интерпретации результатов. Таким образом, используя безотчетную меру осознания, исследователи должны принимать как данное допущение, так и допущение, лежащее в основе метода, использованного для валидизации.

Теоретическая обоснованность методов исследования сознания

При многообразии методов измерения осознания воспринятой информации существует всего несколько теорий сознания, пытающихся полноценно объяснить его функции и механизмы: теория глобального рабочего пространства (global workspace theory) [4], теория репрезентаций более высокого порядка (higher-order thought theory) [43] и теория интеграции информации (information integration theory) [51]. Теория глобального рабочего пространства предполагает, что когнитивная система состоит из множества подсистем, которые могут работать самостоятельно. Когда организму необходимо сделать репрезентацию, построенную одной из подсистем, стабильной и переносимой в другую подсистему (например, другую модальность), эта репрезентация попадает в глобальное рабочее пространство. Глобальная доступность субъективно воспринимается как осознание. Согласно теории репрезентаций более высокого порядка, для осознания репрезентации необходима другая репрезентация, объектом которой является репрезентация первого порядка. При этом репрезентации первого порядка проявляются поведенчески в различных когнитивных задачах, а репрезентации второго порядка — в метакогнитивной оценке своей деятельности, например, в уверенности или способности категоризировать свои субъективные состояния. Теория интеграции информации предполагает, что любая сложная система, способная нести информацию о своих прошлых и будущих состояниях, а также являющаяся интегрированной (т. е. разделение на части уменьшает суммарное количество информации), потенциально обладает сознанием.

Из трех основных теорий свой метод оценки степени осознания полученной информации предлагает только теория интеграции информации. Осознание в ней определяется как мера интегрированной в системе информации (обозначается ) [см., например: 28]. В то же время трудность измерения и необходимость использовать несколько физиологических инструментов делает данный метод неприменимым для оценки осознанности конкретного стимула в обычном когнитивном эксперименте. Оставшиеся две теории явным образом не предлагают методов измерения осознания полученной информации. В то же время остается возможность вычленить допущения о сознании, лежащие в основе этих теорий, и через допущения перейти к методам. Так, если глобальное рабочее пространство обеспечивает взаимодействие между когнитивными системами, то можно ожидать, что сознательная обработка проявится в произвольных или непроизвольных поведенческих изменениях, а также в способности к вербализации. Теория репрезентаций более высокого порядка очевидным образом предполагает использование метакогнитивных методов оценки осознания получаемой информации, опирающихся на способность субъекта категоризировать собственный опыт и оценивать эффективность протекания собственных познавательных процессов.

Нельзя обойти вниманием и ряд узких теоретических моделей о природе определенного сознательного опыта [например; 53; 26]. Обычно такие модели включают в себя также и метод измерения (парадигма «помню/знаю» в модели Тульвинга [53], процедура диссоциации процессов в модели Якоби [26]). С одной стороны, связь метода и теоретической модели облегчает исследовательский процесс. С другой стороны, такая жесткая взаимосвязь усложняет интерпретацию данных, полученных этими методами, без принятия соответствующей им теоретической концепции, а теоретическую концепцию трудно применить для интерпретации данных, полученных иными методами.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что существующие теории сознания не разработаны в достаточной мере для того, чтобы служить надежной опорой при выборе исследовательских методов и интерпретации полученных данных, а специализированные теоретические модели (например, Тульвинга и Якоби) применимы лишь в узком круге экспериментальных задач. В связи с этим мы предполагаем, что формулировка допущений о природе сознания является необходимым промежуточным этапом, связывающим теории и методы. Следующим шагом решения проблемы можно рассматривать разработку подходов/концепций, объединяющих как положения общих теорий, так и принципы построения специфических моделей на основе общих допущений. Так, теорию репрезентаций более высокого порядка можно связать с моделью Тульвинга, предлагающей в качестве критерия оценки осознания субъектом полученной информации уровень развития способности к категоризации опыта, а теорию глобального рабочего пространства — с моделью Якоби, предлагающей рассматривать в качестве такого критерия способность контролировать использование сознательных репрезентаций.

Обоснованность применения методов измерения осознания
на примере реальных исследований

Далее представлены результаты анализа методов оценки осознания получаемой субъектом информации, которые использовались в различных экспериментальных исследованиях, а также основания выбора данных методов. Был проведен обзор целого ряда экспериментальных работ.

Формирование выборки экспериментальных исследований

Использовались англоязычные научные статьи из базы «Web of Science Core Collection», опубликованные с 2000 по 2009 г., по запросу «consciousness OR awareness» из тематической категории «Экспериментальная психология». Было найдено 1859 статей, из которых наибольшее количество экспериментальных когнитивных исследований было опубликовано в журнале «Consciousness and Cognition», поэтому в анализ были включены все статьи данного журнала за указанный период (рис. 1). Решение выбрать для анализа статьи, опубликованные в одном журнале, основывается на критерии однородности выборки: журнал предъявляет одинаковые требования к публикациям.

Анализ экспериментальных работ

Два автора данной статьи независимо друг от друга проанализировали каждую работу из выборки. Были выделены: область исследования, экспериментальная парадигма/задача, примененный метод измерения осознания (см. Приложение), а также тип обоснования использованного метода.

В первую категорию вошли экспериментальные исследования, в которых основанием выбранного метода оценки уровня осознания являлась конкретная теория сознания. Во вторую категорию вошли исследования, в которых выбор метод оценки основывался на каком-либо теоретическом допущении. В третью категорию вошли исследования, авторы которых при выборе метода оценки исходили из соображений методического или практического характера. В четвертую категорию вошли исследования, в которых метод оценки не имел обоснования. В случае если использование метода не было никак обосновано, обоснование распределялась в последнюю категорию. В статьях, где использовались сразу несколько методов для измерения осознания, обоснование оценивалось для каждого метода по отдельности.

Результаты

На первом этапе из 179 проанализированных работ были отсеяны статьи (n = 90), которые оказались нерелевантными целям текущего исследования: (1) исследования исключительно субъективного опыта (например, «чувство контроля», сновидения; n = 69); (2) исследования сознания у животных (n = 1); (3) неэкспериментальные исследования или обзорные, аналитические работы (n = 20). Таким образом, для окончательной оценки аргументированности использования того или иного метода были отобраны 129 методов из 89 статей.

Анализ областей исследования показал, что 88 методов из 129 были связаны с областью восприятия, 20 — с областью научения, 18 — памяти, еще 3 — с другими областями.

Распределение результатов оценки обоснованности мер представлено на рис. 2. Выбор половины использованных методов измерения осознания получаемой информации (64 из 129) не сопровождался обоснованием. В 22% случаев выбор метода исследования был связан с практическими соображениями в виде простоты применения и частоты использования в аналогичных научных работах. В 15% случаев выбор метода основывался на теоретических допущениях авторов о природе сознания и особенностях осознания субъектом получаемой информации. И только выбор 12% методов являлся теоретически и методически обоснованным.

Заключение

Важной задачей многих экспериментальных когнитивных исследований является выбор адекватной меры измерения осознания. В то же время интерпретации одних и тех же измерений разными исследователями продолжают противоречить друг другу. Решением этой проблемы может стать экспликация допущений о сознании, лежащих в основе различных методов. В ходе исследования были рассмотрены наиболее популярные меры осознания и предложена их классификация, основанная на до-теоретических допущениях. Данная классификация, с одной стороны, учитывает содержание самих методов, т. е. те данные, которыми оперируют исследователи в том или ином случае, а с другой стороны, связана с наиболее популярными теориями сознания. В эмпирической части мы рассмотрели практику применения и обоснования мер осознания на выборке из 179 экспериментальных статей, посвященных проблеме сознания. Продемонстрировано, что наибольшей популярностью пользуются методы, предполагающие, что осознание позволяет гибко контролировать поведение, но при этом всего в четверти случаев выбор меры осознания эксплицитно обосновывался авторами на уровне теорий или хотя бы до-теоретических допущений. Полученные результаты подчеркивают проблему недостаточного теоретического осмысления экспериментальных исследований осознания. Прогресс в экспериментальном изучении сознания требует разработки теорий среднего уровня, соединяющих общие теории сознания с проявлениями сознания в конкретных экспериментальных задачах, и как следствие — с конкретными измерительными процедурами.

Дополнительные материалы

Результаты анализа статей и описание критериев оценки: https://osf.io/e3hqs/.

Приложение

Меры измерения осознания в задачах научения и восприятия