Раздел в разработке
Избирательный слух: почему мозг слышит то, что хочет
Вы когда-нибудь замечали, что в шумной комнате вдруг отчётливо слышите своё имя из чужого разговора, хотя не прислушивались? Или что после долгого совещания не помните ни слова из фоновых разговоров коллег? Это не случайность и не магия — это избирательный слух в действии. За последние 70 лет учёные собрали достаточно подтверждений того, как именно мозг решает, что слышать, а что игнорировать.
Авиадиспетчеры и шум в наушниках
В начале 1950-х годов британский учёный Колин Черри занялся странной проблемой: авиадиспетчеры на башнях управления принимали голосовые сообщения от пилотов через общие громкоговорители — все голоса звучали при этом одновременно. Разобрать что-либо было почти невозможно. Черри задался вопросом: как работает наша способность выделять один голос среди многих?
В 1953 году он опубликовал результаты исследования, ставшего классикой когнитивной психологии. Участникам надевали наушники и подавали в каждое ухо по отдельному аудиосообщению. Задача — повторять вслух то, что слышит одно ухо (техника называется «слежка», или shadowing), игнорируя второе.
Результат оказался поразительным. Участники хорошо справлялись с задачей слежки. Но когда их спрашивали о содержании проигнорированного сообщения — они не могли воспроизвести почти ничего осмысленного. Они замечали физические характеристики: пол говорящего, громкость, наличие или отсутствие звука вообще. Но смысл второго сообщения пропадал полностью.
Черри назвал это явление «проблемой коктейльной вечеринки» — по аналогии с шумной вечеринкой, где человек способен поддерживать один разговор, игнорируя десятки других.
В 1953 году он опубликовал результаты исследования, ставшего классикой когнитивной психологии. Участникам надевали наушники и подавали в каждое ухо по отдельному аудиосообщению. Задача — повторять вслух то, что слышит одно ухо (техника называется «слежка», или shadowing), игнорируя второе.
Результат оказался поразительным. Участники хорошо справлялись с задачей слежки. Но когда их спрашивали о содержании проигнорированного сообщения — они не могли воспроизвести почти ничего осмысленного. Они замечали физические характеристики: пол говорящего, громкость, наличие или отсутствие звука вообще. Но смысл второго сообщения пропадал полностью.
Черри назвал это явление «проблемой коктейльной вечеринки» — по аналогии с шумной вечеринкой, где человек способен поддерживать один разговор, игнорируя десятки других.
Тридцать пять раз
Один из самых показательных экспериментов провёл психолог Невилл Морэй в 1959 году. Он спрятал одно слово в игнорируемый аудиоканал и повторял его снова и снова. В результате эксперимента выяснилось, что слова из игнорируемого канала не запоминались, даже если каждое из них повторялось 35 раз подряд. Тридцать пять раз — ноль в памяти.
Это фундаментальное ограничение нашей когнитивной системы: мозг не просто «не замечает» неважный звук, он активно блокирует его обработку ещё до стадии запоминания.
Это фундаментальное ограничение нашей когнитивной системы: мозг не просто «не замечает» неважный звук, он активно блокирует его обработку ещё до стадии запоминания.
Два учёных, один спор: как работает фильтр?
Результаты Черри вдохновили целое поколение психологов на построение теорий. Главный вопрос: на каком этапе мозг отсеивает ненужную информацию? Здесь и разгорелась одна из самых продуктивных научных дискуссий XX века.
Бродбент: жёсткий фильтр на входе
В 1958 году Дональд Бродбент предложил теорию фильтра раннего отбора. Согласно ей, мозг как охранник на входе: он пропускает только один канал информации, отсекая всё остальное ещё до того, как начнётся анализ смысла.
Исследования Бродбента подтвердили: мы способны единовременно воспринимать только один канал информации. При этом отбор происходит ещё до семантического анализа — то есть мозг отсеивает лишнее, не успев понять его смысл. Это экономичная система: зачем тратить ресурсы на то, что уже отфильтровано? Модель хорошо объясняла данные Черри и Морэя. Но у неё был изъян: она не могла объяснить, почему иногда информация из игнорируемого канала всё же «пробивается» в сознание.
Исследования Бродбента подтвердили: мы способны единовременно воспринимать только один канал информации. При этом отбор происходит ещё до семантического анализа — то есть мозг отсеивает лишнее, не успев понять его смысл. Это экономичная система: зачем тратить ресурсы на то, что уже отфильтровано? Модель хорошо объясняла данные Черри и Морэя. Но у неё был изъян: она не могла объяснить, почему иногда информация из игнорируемого канала всё же «пробивается» в сознание.
Трейсман: регулятор громкости, а не выключатель
В 1964 году ученица Бродбента Энн Трейсман предложила более изящное решение — теорию аттенюации (от лат. attenuare — ослаблять). Её идея заключалась в том, что мозг не блокирует ненужные сигналы полностью, а приглушает их, как регулятор громкости. Ослабленный сигнал продолжает двигаться по нейронным цепям, но его «громкости» обычно не хватает, чтобы пересечь порог сознания. Однако у каждого слова или понятия есть свой порог активации и он варьируется. Слова с высокой личной значимостью (ваше имя, имена близких, слово «опасность») имеют постоянно пониженный порог. Поэтому даже сильно приглушённый сигнал с ними способен прорваться в сознание. Это решало главную проблему версии Бродбента. Сегодня теория Трейсман считается наиболее обоснованной среди классических моделей избирательного внимания.
Если теория Бродбента заключалась в том, что мозг — это выключатель, то Трейсман говорила, что это регулятор громкости с умным автоматом на особые слова.
Если теория Бродбента заключалась в том, что мозг — это выключатель, то Трейсман говорила, что это регулятор громкости с умным автоматом на особые слова.
Фильтр с персональными исключениями
Самый узнаваемый пример работы избирательного слуха — это феномен собственного имени. Именно его не могла объяснить модель Бродбента, и объяснила Трейсман.
Первым его зафиксировал Морэй в 1959 году: он спрятал имена участников в игнорируемый аудиоканал. Только 33% испытуемых заметили своё имя.
Это число затем воспроизводилось в нескольких независимых исследованиях:
Первым его зафиксировал Морэй в 1959 году: он спрятал имена участников в игнорируемый аудиоканал. Только 33% испытуемых заметили своё имя.
Это число затем воспроизводилось в нескольких независимых исследованиях:
- Вуд и Коуэн (1995) — 34,6% участников заметили своё имя в игнорируемом канале;
- Конвей, Коуэн и Бантинг (2001) — получили в среднем около 33%, но с заметным разбросом — от 29% до 43% в зависимости от условий эксперимента: уровня шума, длины игнорируемого потока и степени загруженности участников основной задачей;
- У молодых взрослых 18−21 года показатель выше — около 50−58%.
Что показывают ЭЭГ и нейровизуализация
Современные нейронауки добавили к классическим экспериментам новое измерение: они позволили увидеть, что происходит в мозге в момент избирательного слушания.
ЭЭГ-исследования выявили несколько закономерностей. Когда человек сосредотачивается на целевом голосе в условиях «коктейльной вечеринки», в мозге усиливается активность в бета-диапазоне (13−30 Гц). Особенно сильно модулируется бета-активность от центральных фронтальных зон к правой моторной области. Это говорит о нисходящем (top-down) механизме: мозг не просто пассивно слышит нужный голос, он активно подавляет ненужные сигналы через цепи сверху вниз.
Важно и то, где именно работает фильтр. Избирательное внимание модулирует обработку звуков не только в слуховой коре головного мозга, но и на уровне ствола мозга, и даже периферически, на уровне улитки внутреннего уха. То есть «фильтрация» начинается ещё до того, как сигнал достиг коры.
Скорость переключения тоже удалось измерить. По данным нейронаучных исследований, человек способен переключить слуховое внимание с одного говорящего на другого примерно за 1 секунду. Именно поэтому следить за разговором нескольких человек, которые часто меняются, сложнее: мозгу нужно снова и снова тратить ресурсы на отцепление старого и захват нового потока.
Избирательный слух — это эволюционный отточенный механизм выживания: мозг с ограниченными вычислительными ресурсами никогда не обрабатывал всё подряд. Он всегда строил иерархию важности и пропускал только то, что имело значение. Три тысячи лет назад это помогало услышать хищника сквозь шум леса. Сегодня — выделить голос коллеги на шумной конференции.
В кино звукорежиссер руками делает то, что мозг делает автоматически. Микрофон, в отличие от уха, которое слышит избирательно, записывает всё.
И поэтому задача звукорежиссёра — вернуть записи то, что мозг даёт живому восприятию: иерархию, смысл, фокус. Алексей Симонов в предисловии к книге Якова Харона «Из жизни звукооператора: [Немое! Звуковое? Звукозрительное!!!]» сформулировал это очень точно:
«Вот я сижу за столом. Поскрипывает шариковая ручка о бумагу. В кухне неслышно (но слышно же!) ходит жена, стараясь не мешать моим занятиям. За окном свистят птицы. Где-то дальше, на улице, время от времени проезжает машина. Соседи сверху включили — не пойму — то ли радио, то ли телевизор. Ветрено. Это я знаю потому, что от сквозняка дергается входная дверь квартиры, когда кто-то входит в наш подъезд. И еще какой-то гул и говор под окнами, и щебет соседнего детсада — и все это только часть тех звуков, которые я слышу. Если мы просто поставим чувствительный микрофон, запишем все то, что я сейчас перечислил, и воспроизведем прямо тут и прямо сейчас — что это будет, как по вашему?
Ну, если нет времени на эксперимент, поверьте на слово — будет бессмысленная какофония неясных звуков.
Потому что перенесенный без отбора на пленку звуковой мир оторвался от своего реального двойника и, лишенный внутреннего единства, разделился на отдельные, никаким смыслом не объединенные звуки. А что же нужно сделать, чтобы на пленке сохранилось или возникло заново наше ощущение этого мира, каким мы его слышали въявь…
…Во-первых, нужно решить задачу, ну хоть самую простую: помогает мне этот мир звуков писать то, что я пишу, или мешает? Из решения этой задачи возникает цель — воспроизвести этот мир в ракурсе принятого решения, потом отбор, потом новое, уже осмысленное сложение — синтез. И мы с вами услышим мир, в котором каждый звук будет иметь свой смысл и адрес, а все вместе они будут отражать то или иное моё душевное состояние. И для того, чтобы все это проделать, нам с вами никак не обойтись без звукооператора. Ибо это и есть его профессия: создание звукового мира фильма в соответствии с поставленной задачей. Чего он и добивается, сначала разделяя мир реальных звуков на звуковые компоненты, а потом воссоздавая новый, подчиненный выработанной режиссером партитуре».
ЭЭГ-исследования выявили несколько закономерностей. Когда человек сосредотачивается на целевом голосе в условиях «коктейльной вечеринки», в мозге усиливается активность в бета-диапазоне (13−30 Гц). Особенно сильно модулируется бета-активность от центральных фронтальных зон к правой моторной области. Это говорит о нисходящем (top-down) механизме: мозг не просто пассивно слышит нужный голос, он активно подавляет ненужные сигналы через цепи сверху вниз.
Важно и то, где именно работает фильтр. Избирательное внимание модулирует обработку звуков не только в слуховой коре головного мозга, но и на уровне ствола мозга, и даже периферически, на уровне улитки внутреннего уха. То есть «фильтрация» начинается ещё до того, как сигнал достиг коры.
Скорость переключения тоже удалось измерить. По данным нейронаучных исследований, человек способен переключить слуховое внимание с одного говорящего на другого примерно за 1 секунду. Именно поэтому следить за разговором нескольких человек, которые часто меняются, сложнее: мозгу нужно снова и снова тратить ресурсы на отцепление старого и захват нового потока.
Избирательный слух — это эволюционный отточенный механизм выживания: мозг с ограниченными вычислительными ресурсами никогда не обрабатывал всё подряд. Он всегда строил иерархию важности и пропускал только то, что имело значение. Три тысячи лет назад это помогало услышать хищника сквозь шум леса. Сегодня — выделить голос коллеги на шумной конференции.
В кино звукорежиссер руками делает то, что мозг делает автоматически. Микрофон, в отличие от уха, которое слышит избирательно, записывает всё.
И поэтому задача звукорежиссёра — вернуть записи то, что мозг даёт живому восприятию: иерархию, смысл, фокус. Алексей Симонов в предисловии к книге Якова Харона «Из жизни звукооператора: [Немое! Звуковое? Звукозрительное!!!]» сформулировал это очень точно:
«Вот я сижу за столом. Поскрипывает шариковая ручка о бумагу. В кухне неслышно (но слышно же!) ходит жена, стараясь не мешать моим занятиям. За окном свистят птицы. Где-то дальше, на улице, время от времени проезжает машина. Соседи сверху включили — не пойму — то ли радио, то ли телевизор. Ветрено. Это я знаю потому, что от сквозняка дергается входная дверь квартиры, когда кто-то входит в наш подъезд. И еще какой-то гул и говор под окнами, и щебет соседнего детсада — и все это только часть тех звуков, которые я слышу. Если мы просто поставим чувствительный микрофон, запишем все то, что я сейчас перечислил, и воспроизведем прямо тут и прямо сейчас — что это будет, как по вашему?
Ну, если нет времени на эксперимент, поверьте на слово — будет бессмысленная какофония неясных звуков.
Потому что перенесенный без отбора на пленку звуковой мир оторвался от своего реального двойника и, лишенный внутреннего единства, разделился на отдельные, никаким смыслом не объединенные звуки. А что же нужно сделать, чтобы на пленке сохранилось или возникло заново наше ощущение этого мира, каким мы его слышали въявь…
…Во-первых, нужно решить задачу, ну хоть самую простую: помогает мне этот мир звуков писать то, что я пишу, или мешает? Из решения этой задачи возникает цель — воспроизвести этот мир в ракурсе принятого решения, потом отбор, потом новое, уже осмысленное сложение — синтез. И мы с вами услышим мир, в котором каждый звук будет иметь свой смысл и адрес, а все вместе они будут отражать то или иное моё душевное состояние. И для того, чтобы все это проделать, нам с вами никак не обойтись без звукооператора. Ибо это и есть его профессия: создание звукового мира фильма в соответствии с поставленной задачей. Чего он и добивается, сначала разделяя мир реальных звуков на звуковые компоненты, а потом воссоздавая новый, подчиненный выработанной режиссером партитуре».