Зрительно-пространственные способности и склонность к возникновению иллюзии Поггендорфа

ЗРИТЕЛЬНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СПОСОБНОСТИ И СКЛОННОСТЬ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ИЛЛЮЗИИ ПОГГЕНДОРФА*

Е.С. Федорова, И.И. Шотина

Введение

Зрительно-пространственные способности базируются на двух основных составляющих. Первая связана с мысленным манипулированием фигурами в трехмерном пространстве, вторая определяет точность и скорость восприятия пространственных отношений, т. е. успешность в процессе распознавания фигур.

Давно известно, что восприятие размеров, формы, длины, положения отрезков некоторых геометрических фигур закономерно искажается, что проявляется в возникновении так называемых «зрительных иллюзий». По современным представлениям зрительные иллюзии являются систематическими и закономерно возникающими ошибками восприятия, включая разнообразные зрительные эффекты, искусственно создаваемые на основе определенных свойств зрения [Рожкова 2002]. Наиболее известны иллюзии Мюллера-Лайера, Эббингха-уза, Поггендорфа, Геринга, Понцо. Механизм зрительного искажения как составная часть высших психических функций в целом неизвестен. Поэтому среди огромного разнообразия фигур, воспринимаемых искаженно, особое место занимают относительно простые плоские изображения, поскольку они достаточно легко поддаются количественной оценке [Мильруд 1997; Бондарко, Данилова 2000; Рожкова, Токарева 2001; Бондарко, Семенов 2004].

Казалось бы бесспорным, что точность восприятия простых плоских геометрических фигур, вызывающих соответствующие зрительные иллюзии, должна быть прямо связана со зрительно-пространственными способностями. Однако соответствующие данные в литературе практически отсутствуют [Мильруд 1997]. Поэтому целью работы являлся поиск коррелятивных связей между зрительно-пространственными способностями и зрительным искажением.

Объект и методы исследования

Зрительно-пространственные способности оценивали по Айзенку и выражали в форме зрительно-пространственного коэффициента Щ [Айзенк 2002]. В качестве плоской геометрической фигуры, вызывающей зрительное искажение, использовали фигуру Поггендорфа в модификации Джастроу (рис. 1). Выбор данной фигуры обусловлен тем, что именно для нее разработана методика точной количественной оценки зрительного искажения, использованная нами в соответствии с описанной [Медведев, Шошина 2004]. В отличие от оригинальной ме-

* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта КГПУ им. В.П. Астафьева (проект № 13-07-1/НШ),

тодики изображение выводилось на монитор с жидкокристаллическим экраном 15". В экспериментах участвовали 96 студентов вузов в возрасте 20±2 лет (59 девушек) с остротой зрения не ниже 0,8.

У всех испытуемых определялась величина зрительного искажения для одного и того же фиксированного расстояния между вертикалями и отрезками В и С тестовой фигуры. При строго синхронном изменении угла наклона всех боковых отрезков А, В и С от горизонтального положения по часовой стрелке (рис. 1а) у испытуемого возникало ощущение смещения отрезка А относительно отрезка В в сторону отрезка С (рис. 16).

N

А в \

а б

Рис. 1. Фигура Поггендорфа в модификации Джастроу

Во всех экспериментах испытуемый должен был выбрать такой угол поворота, при котором, по его мнению, отрезок А располагался максимально близко к середине между В и С. Фиксируемая в данный момент величина искажения (иллюзии), количественно выражалась как отношение угла наклона боковых отрезков к расстоянию между отрезками В и С и выражалась в рх/рад.

Определение мануальной асимметрии осуществлялось опросным методом по степени использования рук в повседневной и трудовой деятельности. Ведущий глаз определяли по Розенбаху [Брагина, Доброхотова 1981]. Корреляционный анализ данных осуществляли с помощью пакета статистических программ Microsoft Excel.

Результаты исследований

Было установлено, что величина зрительно-пространственного коэффициента IQ у испытуемых изменялась в широком диапазоне от 92 до 146 баллов. Поэто-му характеристика зрительно-пространственных способностей по средним величинам IQ у представителей разного пола с разной зрительно-мануальной меж-полушарной асимметрией представлялась малоинформативной. Для увеличения информативности весь наблюдаемый диапазон IQ был разделен на 6 групп по 10 баллов в каждой. В результате было обнаружено, что распределение числа представителей разных полов по уровню зрительно-пространственных способностей отчетливо неодинаково. Это проявилось в том, что в диапазоне от 90 до 110 баллов было сосредоточено 42,6 % женщин, но всего 23 % мужчин. Тогда как в диапазоне, от 111 до 150 баллов число женщин составляло 57,4 %, а число мужчин было существенно больше и составляло 77 % (р<0,05).

С помощью корреляционного анализа средних показателей IQ и величины искажения фигуры Поггендорфа для всей совокупности экспериментальных данных без подразделения испытуемых по полу и типу межполушарной асим-

метрии было установлено, что увеличению коэффициента 1(3 соответствовало уменьшение величины искажения тестовой фигуры (г = —0?5; р<0,05). При этом практически весь вклад в эту обратную зависимость вносили женщины, поскольку у мужчин связь между коэффициентом 1<3 и величиной искажения тестовой фигуры фактически отсутствовала (р>0,2). В среднем точность зрительного восприятия у мужчин и у женщин была одинаковой, так как величина искажения у них составляла соответственно 24,1 и 25,6 рх/рад (р>0,2). Однако точность зрительного восприятия зависела от величины коэффициента Щ. Это выразилось в том, что у мужчин и женщин с наивысшими зрительно-простран-ственными способностями величина иллюзии была одинаковой, тогда как для лиц с меньшими значениями 1<3 имели место однозначные половые различия, но разной направленности (рис. 2).

45

• мужчины

95

105

116

Ю

126

137

143

Рис. 2. Влияние уровня зрительно-пространственных способностей на величину зрительного искажения фигуры Поггендорфа в модификации Джастроу. Здесь и на рис. 3 указаны средние значения, со статистическими ошибками

Установлено, что качественный характер зависимости между величиной искажения и зрительно-пространственными способностями для правшей и левшей (без подразделения по типу зрительной асимметрии) был одинаков (рис. 3). Для лиц с разным типом зрительной асимметрии без подразделения обследуемых по полу и типу мануальной асимметрии связи между зрительно-пространственными способностями и величиной искажения тестовой фигуры не обнаружено. При этом испытуемые с правополушарной латерализацией мануальной функции были более точны в оценке взаимного расположения элементов фигуры Поггендорфа, поскольку величина искажения у левшей была на 6.35 рх/рад меньше, чем у правшей (р<0,01).

- - о- - правши

Рис. 3. Влияние мануальной асимметрии на связь между уровнем зрительно-пространственных способностей и величиной зрительного искажения фигуры Поггендорфа в модификации Джастроу

Обсуждение

Существующие предположения о причинах возникновения геометрических иллюзий, включая иллюзию Поггендорфа, опираются на закономерности функционирования нейронов коры больших полушарий. К числу наиболее обоснованных относятся гипотезы о неадекватном функционировании механизма константности при рассматривании плоских геометрических объектов [Gregori 1999], о существовании нейронов коллинеарности [Ninio et al. 1999] и неадекватной пространственно-частотной обработке низких частот в точке пересечения наклонной и вертикальной линий [Morgan 1997]. Поэтому логично предположить, что величина зрительного искажения фигуры Поггендорфа в модификации Джастроу прямо связана со зрительно-пространственными способностями человека, а именно с точностью наглядно-образного отражения фигуры.

Хорошо известно, что мужчины .лучше женщин справляются с заданиями на

л <_ ___Л ___________ __ р _________ ______________ ___ ___

ЗрИТе. lbHO-upuC i/paHClJtseHHOe buCiipHnxnt:. ч-УЩеСиаулл раЗЛИЧНше иреДии. мОЖб-

ния о причинах данного феномена. Высказывается мнение о влиянии социально-культурных традиций [Levy 1980]. Оно основано на том, что в ходе эволюции мужчины исполняли роль охотников и руководителей разного рода миграций. Естественно, что мужчины, обладавшие лучшими зрительно-пространственными способностями, имели преимущество в ходе естественного отбора. Женщины, в отличие от мужчин, исполняли свои обязанности в основном в пределах пространства, ограниченного размерами жилища и его ближайших окрестностей, поэтому в большей степени могли испытывать давление отбора в отношении коммуникативных навыков. Наряду с этим высказано предположение, что половые различия в отношении зрительно-пространственного восприятия, в том числе фигуры Поггендорфа, определяются прежде всего выраженностью функциональной межполушарной асимметрии [Declerk. De Brabander 2002; Николаенко 1993; Шошииа и др. 2007].

Результаты проведенного нами исследования позволяют предположить, что для мужчин в целом точность зрительного восприятия не связана с уровнем зрительно-пространственных способностей, тогда как для женщин этот фактор имеет значение. Чем выше зрительно-пространственные способности женщин, тем меньше величина искажения тестовой фигуры Поггендорфа, при которой у них возникает иллюзия смещения одиночного отрезка. Не исключено, что это обусловлено изначально различными, врожденными стратегиями, используемыми представителями разного пола при решении пространственных задач. Неодинаковость же этих стратегий, видимо, объясняется тем, что у мужчин более выражена межполушарная асимметрия [Николаенко 1993], а при выполнении зрительно-пространственной задачи доминирует правое полушарие. У женщин в оценке положения и ориентации объектов в поле зрения превалирует левое полушарие [Николаенко 1993]. Возможно, что снижение величины зрительного искажения у лиц с более высоким зрительно-пространственным интеллектом является результатом двух причин: доминирования правого полушария и усиления взаимодействия дистантно расположенных участков коры, что в совокупности ведет к снижению ошибок в когнитивной деятельности [Разумникова 2004]. Известно, что повышение интеллектуальных зрительно-пространственных способностей у мужчин сопровождается усилением межполушарного взаимодействия, тогда как у

женщин - ослаблением [Разумникова 2004]. Этот факт, по нашему мнению, объясняет отсутствие разницы в величине искажения у мужчин и женщин с высоким уровнем зрительно-пространственных способностей.

Библиографический список

1. Айзенк, Г. Природа интеллекта- битва за разум / Г. Айзенк, Л Кэмин. - М.: ЭКСМО-пресс, 2002. - 348 с.

2. Бондарко, В.М. Оценка размера круга в иллюзии Эббингхауза / В.М. Бондарко, М.В. Данилова II Сенсорные системы. - 2000. - Т. 14. - № 4. - С. 269-279.

3. Бондарко, В.М. Оценка размера в иллюзии Эббингхауза у взрослых и детей различного возраста / В.М. Бондарко, Л.А. Семенов // Физиология человека. -2004. - Т. 30. -№ 1.-С. 31-37.

4. Брагина, Н.Н. Функциональные асимметрии человека / Н.Н. Брагина, Т.А. Доброхотова. -М.; Медицина. 1981. - 240 с.

5. Медведев. Л.Н. Количественная оценка влияния пола и типа межполушарной асимметрии на искажение зрительного восприятия фигуры Поггендорфа в модификации Джастроу / Л.Н. Медведев, И.И. Шошина // Физиология человека. - 2004. - Т. 30. -№ 5.-С. 5-11.

6. Медведев, Л.Н. Влияние возраста на проявление зрительной иллюзии Поггендорфа / Л.Н. Медведев. И.И. Шошина // Сенсорные системы. - 2004. - Т. 18. - № 4. - С. 326-330.

7. Мильруд, Р.П. Экспериментальные исследования: «Зависимость зрительных иллюзий от уровня познавательного развития» // Вопросы психологии. - 1997. — № 1. — С. 114—120.

8. Николаенко. Н.Н. Зрительно-пространственные функции правого и левого полушария головного мозга: автореф. дис. ... докт. биол. наук / Н.Н. Николаенко. - СПб.: Наука, 1993.

9. Разумникова, О.М. Мышление и функциональная асимметрия мозга / О.М. Разумникова. - Новосибирск, 2004. — 272 с.

10. Рожкова, Г.И. Таблицы и тесты для оценки зрительных способностей / Г.И. Рожкова, B.C. Токарева. - М.: Владос, 2001. - 104 с.

11. Шошина, И.И. Возрастные особенности влияния пола и зрительной асимметрии на восприятие фигуры Поггендорфа / И.И. Шошина, Л.Н. Медведев // Сенсорные системы. - 2005. - Т. 19.-No 1.- С, 37-43.

12. Шошина, И.И. Склонность к возникновению зрительных иллюзий и зрительнопространственные способности / И.И. Шошина. Е.С. Федорова. Л.Н. Медведев // Вопросы интегративной физиологии. Вып. 2: материалы региональной научно-практической конференции. - Красноярск. 2007. - С. 108-113.

13. Declerck, С. Sex differences in susceptibility to the Poggendorff illusion I C. Declerck, De Brabander // Percept. Mot. Skills. - 2002. - V. 94. - № 1. - P. 3-8.

14. Gregori. R. L. Visual illusion classified // Trends in Cognitive Sciences. - 1997. - V. 1. -№ 5. - P. 190-194.

15. Levy, J. Cerebral asymmetry and the psychology of man // Brain Psychology. N. Y.-1980.-P. 183-191.

16. Morgan, M. J. The Poggendorff'illusion: a bias in the estimation of the orientation of virtual lines by second-stage filters //Vision Res. — 1999. — V. 39. — № 14. — P. 2361—2380.

17. Ninio, J. Characterisation of the misalignment and misangulation components in the Poggendorff and corner-Poggendorff illusions / Ninio J., O'Regan J. K. // Perception. -1999. - V. 28. -№ 8. - P. 949.