Книги / Психология индивидуальности-материалы

Законы обработки информации человеком

^{Жевнеров В.А., Лебедев А.Н.}

^{Институт проблем управления РАН,}

^{Государственный университет - Высшая школа экономики, Москва}

^{Один из авторов настоящего сообщения, А.Н.Лебедев, выявил функциональную связь групп нейронных импульсов и медленных ритмов в диапазоне частот электроэнцефалограммы и разработал на этой основе теорию, обеспечивающую численный расчет множества психологических показателей обработки информации человеком с учетом индивидуальных значений параметров биоэлектрических колебаний, генерируемых структурами мозга. Второй автор, В.А. Жевнеров, разработал устройства, обеспечивающие бесконтактную регистрацию разнообразных электромагнитных излучений, порождаемых в процессе жизнедеятельности, и обнаружил зависимость характеристик таких излучений от ряда индивидуальных особенностей испытуемого и его состояния в момент регистрации.}

^Теория^{. Уравнения когнитивной психологии выведены нами аналитически из представления о регулярных волнах активности, генерируемых нейронными ансамблями}^c^{учетом всего двух нейронных констант, названных именами их первооткрывателей. Одна из них, константа Бергера, - частота}^F^{=10 Гц, - типична для электроэнцефалограммы человека. У каждого конкретного индивида она своя в диапазоне 8-13 Гц. Вторая,}^R^{=0.1, константа Ливанова, равна относительному значению разности периодов и фаз колебаний, не подверженных взаимному захвату. На этот феномен в ЭЭГ человека как на принципиально важный вслед за М.Н. Ливановым обратил внимание Н. Винер. Мы же предположили, развивая первоначальные идеи Д. Гартли, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского и М.Н. Ливанова, что образы памяти сформированы пакетами незатухающих нейронных волн, периоды и фазы которых различаются дискретно, с шагом, равным периоду относительной рефрактерности. Они-то и служат основой внутреннего мира человека.}

^{Размер алфавита нейронных «букв», т.е. мельчайших единиц информации,}^N^=1/^R^{-1. Каждая буква – это группа нейронных импульсов в пределах одного периода(1/}^F^{). Одна из волн выполняет функцию пробела между нейронными «словами», поэтому в предыдущей формуле вычитается единица. Объем долговременной памяти (}^C^{) человека равен константе (}^N^{), возведенной в ту же степень (}^N^{), поскольку число нейронных букв в нейронном слове, не обязательно разных, также равно константе (}^N^{). Объем (}^H^{) кратковременной памяти вычисляется по формуле}^H⁼^ln⁽^C^)/^ln⁽^kA^{), где}^A^{– размер алфавита стимулов, Коэффициент}^k^{, равный в среднем (}^H^{+1)/2, служит показателем концентрации внимания. Разумеется, образы памяти закодированы помимо доминирующей, типичной частоты}^F^{=10 Гц разными соседними частотами. Наибольший период биений соседних по величине ЭЭГ частот}^T^=1/(^FR^{) определяет время}^t⁽^M^{) реакции выбора из заданного числа (}^M^{) равновероятных стимулов по формуле}^t⁽^A⁾⁼^T^(1-(1-^R^)/^M⁾²^{/2. Обобщением служит формула, позволяющая рассчитать время}^t^{(К) зрительного, а также мнемического поиска по методике С. Стернберга}^t⁽^K^)=Т(1-^P^k^)(1-^P⁾^k^{/(К+1), где вероятность мгновенного опознания, вычисляемая по формуле}^P^=(1-^R^)/(^KM^{), а коэффициент (}^K^{) равен числу одновременно воспринимаемых стимулов. В частности, при}^K^{=1 значение предыдущей формулы, равное 5 мсек, приближается к экспериментально найденной константе Ганса Гайслера, равной 4.6 мсек. По Гайслеру(}^H^.-^G^.^Geissler^{,1990), это минимально возможный интервал, один из квантов времени, имеющий психологический смысл. В случае мнемического поиска}^{, по условиям опыта,}^K^<=^H^{, и с учетом найденного по предыдущей формуле максимального значения времени}^t^(K^{) при}^K^{=H, находим время}^t⁽^K^,^H^{), необходимое для сравнения всех элементов, хранимых в кратковременной памяти с каким либо заданным элементом (меткой),}^t⁽^K^,^H⁾⁼^KT^/^H^{/4. В частности, при}^K⁼^H^{это время, необходимое для сканирования всего содержимого кратковременной памяти, практически равно константе Кавеноха (}^J^.^P^.^Cavanaugh^{,1972), найденной опытным путем.}

^Опыт^{. Разделив значение}^T⁽^K^,^H^{) при}^K⁼^H^{на число элементов (}^K^{), получаем время сканирования одного элемента кратковременной памяти,}^S^{, мсек/элемент, по расчету,}^S⁼^t⁽^K^,^H^)/^K^{, и в опытах разных авторов, обобщенных Дж. Кавенохом. Так, опытное значение объема кратковременной памяти на слоги равно (}^H^{=3.4). При этом условии, по нашему расчету время сканирования одного элемента равно 73 мсек, а в опыте оно равно 72 мсек. Другой пример. Объем памяти на десятичные цифры, по данным многих авторов, равен, в среднем 7.7 элементам. При этом условии время сканирования одного элемента равно, по расчету, 32 мсек, а в опыте оно равно 33 мсек. Аналогичная высокая точность характеризует прогнозы скорости сканирования для многих других алфавитов (геометрических фигур, цветов, слов, букв)}

^{Из предыдущих формул чисто аналитически выводится уравнение, объясняющее фактическую частоту приятия человеком одного (мажоритарного,}^P^{>0.5)) решения при двух равновозможных альтернативах:}^p^{(>0.5)= 0.5+0.334/}^sqrt⁽^N^{), где}^N^=1/^R^{-1, что объясняет феномен так называемого «золотого сечения», известный в когнитивной психологии еще со времен Г. Фехнера. Следует добавить, что из этих же представлений вытекают закон Ципфа-Мандельброта и зависимость объема словаря (}^D^{) от объема текста (V), практически важная для решения задач в области квантитативной лингвистики:}^D⁼^RV^{+ (}^V^-^RV⁽^ln⁽^RV^{)+0.5772))/2, где по-прежнему, R - константа М.Н. Ливанова. Все формулы успешно проверены в собственных опытах и по литературным данным.}

Поиск. В психологических опытах В.А. Жевнерова с регистрацией высокочастотных излучений обнаружены модуляции амплитуды таких колебаний в диапазоне низких частот, включающем в себя, в частности, частоты ЭЭГ диапазона. Автор заметил, что характеристики излучений, регистрируемых бесконтактно, связаны с быстротой ответных реакций человека на стимулы. Это ярко проявляется в опытах, в которых испытуемому предлагается в случайном порядке отвечать правдиво или, напротив, намеренного лгать на вопросы типа “К кому из Ваших сотрудников Вы относитесь с уважением? Кого Вы ненавидите?” Задача в том, чтобы по характеру излучений научить нашу экспертную систему вычислять, намерен ли человек солгать, например, или сказать правду. Возможно, открытый В.А. Жевнеровым феномен модуляции как-то связан с найденными ранее нейрофизиологическими закономерностями обработки информации человеком. Ответ ищем в совместных экспериментах. Эта часть нашего исследования – поисковая. Работа поддержана грантом РГНФN04-06-00096а (2004-2006) «Оценка когнитивных и личностных характеристик человека по электрическим потенциалам головного мозга» и грантом ГУ ВШЭ «Личностные предикторы профессионального роста»,N06-04-0031 (2006-2007).

Содержание