Введение

Восприятие отчетливых категорий в переменной на континууме

Категорическое восприятие – это феномен восприятия дискретных категорий при постепенном изменении переменной вдоль континуума. Изначально он был обнаружен для слуховых стимулов, но в настоящее время применяется и к другим модальностям восприятия.

Моторная теория речевого восприятия

А как же сами строительные блоки языка, которые мы используем для обозначения категорий: врожденные или усвоенные наши речевые звуки — /ba/, /da/, /ga/? Первый вопрос, на который нам необходимо ответить, заключается в том, являются ли они вообще категорическими категориями или же просто произвольными точками вдоль континуума. Оказывается, если проанализировать звуковую спектрограмму, например, звуков /ba/ и /pa/, то можно обнаружить, что они лежат на одном акустическом континууме, называемом «временем начала голосообразования». С помощью метода, аналогичного используемому при непрерывном «морфинге» визуальных изображений друг в друга, можно постепенно «морфировать» /ba/ в /pa/ и далее, постепенно увеличивая параметр голосообразования. Элвин Либерман и его коллеги (хотя в той работе он не упоминал время начала голосообразования) сообщили, что когда люди слушают звуки, варьирующиеся вдоль континуума голосообразования, они слышат только /ba/ и /pa/, ничего промежуточного. Этот эффект, при котором воспринимаемое качество резко переходит от одной категории к другой в определенной точке континуума, а не меняется постепенно, он назвал «категорическим восприятием» (КП). Он предположил, что КП уникально для речи, что КП делает речь особенной, и в том, что впоследствии стало известно как «моторная теория восприятия речи», предположил, что объяснение КП кроется в анатомии речевого производства. Согласно (ныне отвергнутой) моторной теории восприятия речи, причина, по которой люди воспринимают резкое различие между /ba/ и /pa/, заключается в том, что на то, как мы слышим речевые звуки, влияет то, как люди их произносят. Что именно варьируется вдоль этого континуума — это время начала голосообразования: звук «b» в /ba/ озвученный, а звук «p» в /pa/ — нет. Но в отличие от синтетического «морфингового» устройства, естественный речевой аппарат человека не способен произнести ничего промежуточного между /ba/ и /pa/. Поэтому, когда человек слышит звук из континуума голосообразования, его мозг воспринимает его, пытаясь сопоставить с тем, что ему пришлось бы сделать, чтобы произнести этот звук. Поскольку произнести можно только /ba/ или /pa/, любой синтетический стимул вдоль континуума будет воспринят как /ba/ или /pa/, в зависимости от того, к какому из них он ближе. Аналогичный эффект КП наблюдается и для /ba/–/da/; они также лежат на акустическом континууме, но вокально /ba/ формируется при участии обеих губ, а /da/ — кончиком языка и альвеолярным гребнем, и наша анатомия не позволяет создавать промежуточные звуки. Моторная теория восприятия речи объясняла, чем особенна речь и почему речевые звуки воспринимаются категорически: сенсорное восприятие опосредовано моторным производством. Где производство категорично, там и восприятие категорично; где производство непрерывно, там и восприятие непрерывно. И действительно, категории гласных, такие как /a/–/u/, оказались гораздо менее категоричными, чем /ba/–/pa/ или /ba/–/da/.

Приобретенная отличительная способность

Если моторная продукция опосредует сенсорное восприятие, то можно предположить, что этот эффект CP является результатом обучения речи. Однако Эймас и др. (1971) обнаружили, что у младенцев речевая категоризация перцептивных признаков (CP) проявляется еще до начала речи. Возможно, это врожденный эффект, возникший в процессе эволюции для "подготовки" к обучению речи. Но Куль (1987) показал, что шиншиллы также демонстрируют "речевую CP", несмотря на то, что никогда не учатся говорить и, вероятно, не эволюционировали для этого. Лэйн (1965) далее продемонстрировал, что эффекты CP могут быть вызваны только обучением, используя чисто сенсорный (визуальный) континуум, в котором отсутствует разрыв в двигательной продукции, опосредующий перцептивный разрыв. Он заключил, что речевая CP не является чем-то уникальным, а лишь частным случаем классической демонстрации Лоуренса, согласно которой стимулы, к которым учатся давать разные ответы, становятся более различимыми, а стимулы, к которым учатся давать одинаковые ответы, – более похожими. Также стало ясно, что CP не является эффектом "все или ничего", как изначально полагал Либерман: не все звуки /pa/ неразличимы друг от друга, и не все звуки /ba/ неразличимы друг от друга. Мы можем слышать различия, так же как можем видеть различия между разными оттенками красного. Просто различия внутри категории (pa1/pa2 или red1/red2) воспринимаются/выглядят значительно меньше, чем различия между категориями (pa2/ba1 или red2/yellow1), даже если величина основных физических различий (голосообразование, длина волны) на самом деле одинакова.

Задачи по выявлению и дискриминации

В исследовании категорического восприятия часто используются эксперименты, включающие задачи дискриминации и идентификации для классификации восприятия звуков испытуемыми. Время начала смычки (VOT) измеряется по континууму, а не бинарно. Английские билабиальные смычные /b/ и /p/ являются звонкими и глухими вариантами одного и того же места и способа артикуляции, однако носители языка различают эти звуки главным образом по их положению на континууме VOT. Испытуемые в этих экспериментах устанавливают четкие границы фонем на континууме; два звука с разным VOT будут восприниматься как одна и та же фонема, если они находятся по одну сторону границы. Испытуемым требуется больше времени для дискриминации двух звуков, попадающих в одну категорию VOT, чем для дискриминации двух звуков, находящихся по разные стороны границы фонемы, даже если разница в VOT между двумя звуками в одной категории больше.

Идентификация

В задаче категорической идентификации восприятия участники часто должны идентифицировать стимулы, такие как речевые звуки. Экспериментатор, исследующий восприятие границы VOT между /p/ и /b/, может воспроизводить несколько звуков, расположенных в разных частях континуума VOT, и спрашивать добровольцев, воспринимают ли они каждый звук как /p/ или /b/. В таких экспериментах звуки с одной стороны границы почти всегда воспринимаются как /p/, а с другой – как /b/. Стимулы на границе или вблизи неё требуют больше времени для идентификации и могут по-разному интерпретироваться разными добровольцами, но воспринимаются либо как /b/, либо как /p/, а не как звук, находящийся где-то посередине. Мы все воспринимаем оттенки синего как более похожие друг на друга, а оттенки зеленого – как более похожие, с размытой границей между ними, независимо от того, дали мы название этому различию или нет. Эта точка зрения была поставлена под сомнение в обзорной статье Regier и Kay (2009), в которой авторы проводят различие между вопросами: "1. Влияют ли названия цветов на восприятие цвета?" и "2. Определяются ли цветовые категории преимущественно произвольными лингвистическими соглашениями?". Они приводят данные, свидетельствующие о том, что лингвистические категории, хранящиеся в левом полушарии мозга у большинства людей, действительно влияют на категорическое восприятие, но в основном в правом зрительном поле, и что этот эффект исчезает при одновременном выполнении задания, требующего вербального вмешательства. Универсализм, в отличие от гипотезы Сепира-Уорфа, утверждает, что категории восприятия врожденные и не зависят от языка, на котором говорит человек.

Поддержка

Поддержка гипотезы Сепира-Уорфа описывает случаи, когда носители одного языка демонстрируют категорическое восприятие иначе, чем носители другого языка. Примеры таких свидетельств приведены ниже:

Regier и Kay (2009) сообщили о данных, свидетельствующих о том, что лингвистические категории влияют на категорическое восприятие преимущественно в правом зрительном поле. Правым зрительным полем управляет левое полушарие мозга, которое также контролирует языковые функции. Davidoff (2001) представил доказательства того, что в задачах на цветовое различение носители английского языка легче различали цветовые стимулы по обе стороны от определенной границы между синим и зеленым, чем внутри одной и той же области, но не проявляли категорического восприятия при выполнении той же задачи с использованием цветов Berinmo "nol" и "wor"; носители языка Berinmo действовали противоположным образом. Распространенная теория в современных исследованиях – это "слабый ворфианство", согласно которой, хотя восприятие имеет сильную универсальную составляющую, культурные различия все же оказывают влияние. Например, исследование 1998 года показало, что, несмотря на наличие универсального восприятия цвета у носителей языков сецвана и английского, между этими двумя языковыми группами наблюдались значительные различия.

Развитое категорическое восприятие

Подпись категорического восприятия (CP) проявляется в сжатии внутри категорий и/или в разделении между категориями. Величина эффекта CP – это лишь масштабный коэффициент; именно этот "эффект аккордеона" сжатия/разделения является отличительной особенностью CP. В этом отношении "слабый" эффект CP для гласных, чья моторная реализация непрерывна, а не категорична, но восприятие которых по этому критерию категорично, является таким же эффектом CP, как эффекты ba/pa и ba/da. Однако, как и в случае с цветами, похоже, что этот эффект врожденный: наши сенсорные детекторы категорий как для цветов, так и для речевых звуков изначально "смещены" в результате эволюции: наш воспринимаемый спектр цветов и речевых звуков уже "деформирован" этими сжатиями и разделениями.

Обученное категорическое восприятие

Демонстрации Лэйн/Лоуренса, позднее воспроизведенные и расширенные Голдстоуном (1994), показали, что категорическое восприятие (CP) может быть индуцировано только обучением. Существует также бесчисленное множество категорий, каталогизированных в наших словарях, которые, согласно теории категорического восприятия, вряд ли являются врожденными. Нативистские теоретики, такие как Фодор [1983], порой казалось, предполагали, что все наши категории врожденные. Недавние исследования демонстрируют, что хотя первичные цветовые и речевые категории могут быть врожденными, их границы могут изменяться или даже стираться в результате обучения, а более слабые вторичные границы могут формироваться исключительно посредством обучения. В случае врожденного CP наши категорически предвзятые сенсорные детекторы гораздо легче и надежнее выделяют подготовленные цветовые и речевые категории, чем если бы наше восприятие было непрерывным. Обучение – это когнитивный процесс, приводящий к относительно устойчивым изменениям в поведении. Обучение способно влиять на перцептивные процессы. Обучение влияет на перцептивную обработку, изменяя способ, которым индивид воспринимает данный стимул, основываясь на предыдущем опыте или знаниях. Это означает, что восприятие чего-либо изменяется в зависимости от того, как это было ранее увидено, замечено или пережито. Эффекты обучения можно изучать в контексте категорического восприятия, анализируя вовлеченные процессы. Изученное категорическое восприятие можно разделить на различные процессы посредством сравнительного анализа. Эти процессы можно разделить на группы сравнений между категориями и внутри категорий. Сравнения между категориями сопоставляют два различных набора объектов. Сравнения внутри категорий сопоставляют объекты в пределах одного набора. Сравнения между испытуемыми приводят к эффекту категорической экспансии. Категорическая экспансия возникает, когда классификации и границы категории расширяются, охватывая больший набор объектов. Иными словами, категорическая экспансия – это расширение "границ" для определения категории. Сравнения внутри испытуемых приводят к эффекту категорической компрессии. Эффект категорической компрессии соответствует сужению границ категории, чтобы включить меньший набор объектов ("границы" сближаются). При изучении изученного категорического восприятия важную роль играют темы. Обучение категориям подвержено влиянию наличия тем. Темы повышают качество обучения, особенно когда существующие темы противоположны. Нейроны в целом связаны со всеми процессами в мозге и, следовательно, облегчают изученное категорическое восприятие, передавая сигналы между областями мозга и способствуя визуальной и лингвистической обработке категории. Префронтальная кора участвует в "формировании устойчивых категорических представлений". Эти исследования привели к многочисленным открытиям, фокусируясь в основном на изучении границ категорий – точек начала и окончания включения – и подтверждая гипотезу о том, что категорическое восприятие имеет изученный компонент.

Вычислительные и нейронные модели

Вычислительное моделирование (Tijsseling & Harnad 1997; Damper & Harnad 2000) показало, что многие типы механизмов обучения категориям (например, как обратное распространение ошибки, так и конкурентные сети) демонстрируют эффекты, подобные CP. В сетях обратного распространения ошибки паттерны активации скрытых нейронов, которые "представляют" входные данные, формируются в процессе сжатия категорий и разделения между ними по мере обучения; другие типы сетей демонстрируют схожие эффекты. CP представляется средством достижения цели: входные данные, различающиеся между собой, "сжимаются" в похожие внутренние представления, если все они должны генерировать один и тот же выход; и становятся более раздельными, если им необходимо генерировать разные выходы. "Смещение" сети определяет, как входные данные направляются в соответствующую выходную категорию. Сети достигают этого, выборочно обнаруживая (после множества проб и ошибок, направляемых обратной связью, корректирующей ошибки) инвариантные признаки, общие для элементов одной категории и надёжно отличающие их от элементов других категорий; сети учатся игнорировать все остальные вариации, считая их несущественными для категоризации.

Основа мозга

Нейронные данные предоставляют корреляты категорического восприятия и обучения. Различия между потенциалами, связанными с событиями, зарегистрированными с мозга, оказались связаны с различиями в воспринимаемой категории стимула, который видел испытуемый. Исследования нейровизуализации показали, что эти эффекты локализованы и даже латерализованы в определенных областях мозга у испытуемых, успешно освоивших категорию, и отсутствуют у тех, кто этого не сделал. Категорическое восприятие связано с левой префронтальной корой, демонстрируя такое восприятие для речевых единиц, в то время как в задних областях, задействованных на более ранних этапах обработки, например, в областях верхней височной извилины слева, этого не наблюдается.

Языковые

И врожденные, и усвоенные СК являются сенсомоторными эффектами: предвзятости в отношении сжатия/разделения – это сенсомоторные предвзятости, и, вероятно, имеют сенсомоторное происхождение, будь то в сенсомоторной истории жизни организма (в случае усвоенного СК), или в сенсомоторной истории жизни вида (в случае врожденного СК). Модели нейронных сетей ввода/вывода также согласуются с этим фактом: их предвзятости ввода/вывода обусловлены их историей ввода/вывода. Однако, если взглянуть на наш словарный запас категорий, маловероятно, что многие из них имели прямой сенсомоторный опыт в течение нашей жизни, и тем более – в жизни наших предков. Сколько из нас видели единорога в реальной жизни? Мы видели их изображения, но что видели те, кто впервые нарисовал эти изображения? А как насчет категорий, которые я не могу нарисовать или увидеть (или почувствовать на вкус или на ощупь)? Что насчет наиболее абстрактных категорий, таких как добро и истина? Некоторые из наших категорий должны происходить из источника, отличного от прямого сенсомоторного опыта, и здесь мы возвращаемся к языку и гипотезе Уорфа: могут ли категории и сопутствующие им СК приобретаться исключительно через язык? Снова же, существуют результаты моделирования нейронных сетей, которые показывают, что как только набор названий категорий был «заземлен» посредством прямого сенсомоторного опыта, они могут быть объединены в булевы комбинации (мужчина = мужчина & человек) и в комбинации еще более высокого порядка (холостяк = неженатый & мужчина), которые не только выделяют более абстрактные категории высшего порядка так же, как прямые сенсомоторные детекторы, но и наследуют их эффекты СК, а также генерируют собственные. Категория «холостяк» наследует предвзятости сжатия/разделения категорий «неженатый» и «мужчина» и добавляет свой собственный слой разделения/сжатия. Эти эффекты СК, индуцированные языком, еще предстоит непосредственно продемонстрировать на людях; до сих пор были продемонстрированы только усвоенные и врожденные сенсомоторные СК. Последнее демонстрирует силу именования и категоризации в искажении нашего восприятия мира. Этого достаточно, чтобы реабилитировать гипотезу Уорфа после ее очевидного провала в отношении цветовых терминов (и, возможно, также после ее очевидного провала в отношении терминов для снега у эскимосов), но чтобы показать, что это полноценный языковой эффект, а не просто словарный эффект, необходимо будет показать, что наше восприятие мира может быть искажено не только тем, как вещи называются, но и тем, что нам о них говорят.

Эмоции

Эмоции – важная характеристика человеческого вида. Эмоция – это абстрактное понятие, которое легче всего наблюдать по выражению лица. Эмоции и их связь с категорическим восприятием часто изучаются на основе мимики. Лица содержат большое количество ценной информации. Эмоции разделяются на категории, поскольку они дискретны друг от друга. Каждая эмоция подразумевает отдельный и отличный набор реакций, последствий и проявлений. Чувство и выражение эмоций – естественный процесс, причем для некоторых эмоций он является универсальным. Существует шесть основных эмоций, которые считаются универсальными для человеческого вида вне зависимости от возраста, пола, расы, страны и культуры и рассматриваются как категорически различные. Эти шесть основных эмоций: счастье, отвращение, печаль, удивление, гнев и страх. Согласно подходу дискретных эмоций, люди испытывают одну эмоцию, а не их смесь. Категорическое восприятие эмоциональных выражений лица не требует использования лексических категорий. Из этих шести эмоций счастье идентифицируется наиболее легко. Восприятие эмоций по выражению лица выявляет незначительные гендерные различия, основанные на определении и границах (фактически, на "границе", где одна эмоция заканчивается и начинается другая) категорий. Эмоция гнева воспринимается легче и быстрее, когда она проявляется мужчинами. Однако аналогичный эффект наблюдается и в отношении эмоции счастья, когда ее выражают женщины. Эти эффекты обусловлены тем, что категории этих двух эмоций (гнева и счастья) теснее связаны с другими особенностями, характерными для этих полов. Хотя эмоциям присваиваются словесные обозначения, для их категорического восприятия это не требуется. Младенцы способны различать эмоциональные реакции еще до овладения языком. Категорическое восприятие эмоций осуществляется посредством "встроенного механизма". Существуют дополнительные доказательства, показывающие, что в культурах, где для конкретной эмоции может отсутствовать словесное обозначение, люди все равно способны категорически воспринимать ее как самостоятельную, дискретную и обособленную эмоцию. Изучение категорического восприятия эмоций также проводилось с помощью отслеживания движений глаз, что выявило неявную реакцию, не требующую вербализации, поскольку для ответа движения глаз требовалось только само движение, без последующего словесного ответа. Категорическое восприятие эмоций иногда является результатом совместной обработки. В этом восприятии могут быть задействованы и другие факторы. Эмоциональное выражение и инвариантные признаки (признаки, которые остаются относительно постоянными) часто действуют совместно. Раса – один из инвариантных признаков, способствующих категорическому восприятию в сочетании с выражением. Расу также можно рассматривать как социальную категорию. Эмоциональное категорическое восприятие также можно рассматривать как сочетание категорического и дименсионального восприятия. Дименсиональное восприятие включает визуальные образы. Категорическое восприятие происходит даже при дименсиональной обработке информации.