תפיסה וקוגניציה

מודל, סילבוס

מצגת

תפיסה היא איך מה שקורה בחוץ נקלט במה שקורה בפנים - בין שבפסיכולוגיה, פסיכופיזיקה או בעולם התפיסה.

ר' גם: תפיסה במבוא לפסיכולוגיה

תפיסה: כיצד העולם החושי מתורגם לייצוג פנימי בעל משמעות

בין השניים תמיד יהיה פער, והפער הזה הוא מושא מחקרה של התפיסה. תחת התפיסה נופלים תפקודים בסיסיים מאוד - כמו ראייה ושמיעה - וגם תפקודים מתקדמים יותר, כמו פרשנויות מודעות של המצב, מוזיקה וכדומה.

אנחנו לא תופסים רק את המידע הפיזי שנופל על החושים; אנחנו תופסים את מה שצריך להיות שם בחוץ. המוח משלים את המידע ש"חסר" בחוץ - לרוב השלמות מזעריות, אבל במצבי קיצון גם השלמות גדולות, כמו באשליות תפיסתיות¹.

תפיסה כתהליך עיבוד מידע

תהליך התפיסה נראה בערך ככה:

עולם חיצוני -> חישה -> תפיסה -> זיכרון -> פעולה

אולם, התהליך הזה לא תמיד בסדר הזה - בתהליכי ²Top-Down: תהליכים גבוהים "מפרשנים" את הרעש במציאות ומשפיעים על התהליכים הפשוטים יותר. לתפיסת Top-Down יש גם מחיר - אנחנו עלולים לטעות באשליות. זו מעין היוריסטיקה של תפיסה - אנחנו כמעט תמיד צודקים בה, אבל לא תמיד.

כיצד חוקרים תפיסה? ישנן שתי גישות עיקריות:

הגישה הפיזיולוגית

גישה זו מתבססת על הקלטת מידע פיזיולגי, בכמה שיטות:

הקלטת נוירונים בודדים

הקלטתם של נוירונים בודדים (Single cell recordings), ניתן באמצעות אלקטרוניקה רגישה למדוד את התדרים החשמליים בנוירון אחד, קבוצה של נוירונים או גיבוב גדול שלהם. ככל שהגירוי שאליו רגיש הנוירון³ מתגבר, תדר הירי שלו עולה- ואת הירייה הזו ניתן למדוד.

אם היינו יוכלים למדוד ככה את כל הנוירוני, היינו מבינים את כל הנוירונים. לרוע המזל, מדידת נוירונים מוגבלת למספר קטן של נוירונים, והיא תוך-גולגלתית, ולכן שמורה למקרים קיצוניים - כמו לפני ניתוחי מוח, או בבעלי חיים.

ERP

ERP (Event-related potential) היא הקלטה באמצעות מכשירים חיצוניים בלתי פולשניים (דוגמת EEG), שבניגוד להקלטת הנוירונים אינה פולשנית, יכולה להקליט אוכלוסיות גדולות של נוירונים ונותנת הפרדה (רזולוציה) גדולה בזמן. החסרון הוא שרזולוצית המיקום של ERP נמוכה בהרבה - יש הרבה "רעש" מאזורים מוחיים אחרים.

הדמייה מוחית

הפתרון הוא הfMRI, שמאפשר באמצעות השראה מגנטית גדולה לעקוב אחרי נוירונים מופעלים באמצעות מעקב אחרי חמצון מולקולות מים במוח. לfMRI יש רזולוציה מרחבית נהדרת - מילימטר או פחות - אבל רזולוציה גרועה בזמן - שנייה או יותר (נצח במושגי תפיסה).

באמצעות הfMRI ניתן לראות עוררות באזורים מסוימים בזמן אמת בהתאם לגירוי - מציגים לנבדקים גירוי ורואים אילו איזורים במוח "זוהרים" בfMRI (ר' מחקר במצגת).

פגיעות מוחיות

פגיעות מוחיות הן כלי יקר ערך להבנת מנגנוני המוח - ברגע שאלו כושלים בעקבות פגיעה כזו או אחרת.

דיסוציאציה

פגיעות מוחיות מובילות לעיתים לדיסוציאציה⁴ - פגיעה ביכולת מסוימת (א') אך לא ביכולת רלוונטית אחרת (ב'). למשל, עיוורון צבעים - הפוגע ביכולת לתפוס אורך גל מסוים אך לא אורך גל אחר, או במצב של פרוסופגנוזיה - פגיעה ביכולת זיהוי פרצופים אך לא בזיהוי שאר האובייקטים. דיסוציאציה כזו מכונה דיסוציאציה פשוטה.

ישנה גם דיסוציאציה כפולה - שבה שני חולים נפגעים פגיעות שונות הן תמונת מראה זו של זו - למשל, אם נמצא חולה שמזהה רק פרצופים, אך לא אובייקטים, הרי ששניהם יחד - החולה שמזהה רק פרצופים והחולה שמזהה כל חוץ מפרצופים - הם שניהם יחד מקרה של דיסוציאציה כפולה.

ר' גם: מקרה המטופלת DF במצגת - שנפגעה בתפיסת צורה, אבל לא בפעולה.

גרייה מוחית מסוימת

שיטה נוספת היא TMS, שיוצרת השראה מגנטית נמוכה שמעוררת אזורים מסוימים במוח. ההשראה מאפשרת "לנטרל" באופן זמני אזורים מסוימים במוח, וככה לדמות מצב של נזק. האפשרות הזו אינה כל-יכולה - ההשראה פחות מדויקת ככל שמתרחקים מהגולגולת - אבל היא מאפשרת מחקר נוסף ואפילו טיפולים מסוימים, דוגמת דיכאון. למשל, מחקר שהפריע באמצעות TMS לקיפולים מסוימים במוח (STS) הראה כי הפגיעה פוגמת בתפיסה ובזיהוי של פרצופים (Sliwinska & Pitcher, 2008).

הגישה הפסיכולוגית

הגישה הפסיכולוגית היא תחום הפסיכופיזיקה, שחוקרת תפיסה בארבעה שלבים:

• גילוי - יש כאן משהו בחדר
• הבחנה - יש כאן חתול בחדר
• סילום - יכול להיות שיש כאן יותר מחתול אחד בחדר? (כימות)
• זיהוי - הנה החתול שכאן בחדר

מה מנסה הגישה הפסיכולוגית לעשות? היא מנסה לכמת תחושה, על ידי יצירת חוק פסיכופיזי - כך ש -

גירוי -> תחושה

האם זה נכון באופן מושלם? לא. אבל זה מספיק נכון, ומכניס את הפסיכולוגיה לחיק המדעים האמפריים.

אז מי הפך את הפסיכולוגיה למדע אמפירי?

חוק וובר

ארנסט היינריך וובר הניח את היסודות לכימות התפיסה באמצעות חוק וובר, שקובע כי התפיסה היא לא דבר מוחלט, אלא דבר יחסי¹⁰. חשבו על מסך של טלפון שנדלק לפתע. באור יום בשעות הצהריים, ספק אם תשימו לב בכלל שהוא נדלק, גם אם זה קורה מול הפרצוף שלכם. אולם, אותו מסך בדיוק בחדר חשוך יהיה חזק מאוד - אין סיכוי לפספס את זה (מי מאיתנו לא התעוור כשבודקים מה השעה באמצע הלילה?).

וובר קבע את חוק וובר:

ΔS = K * S

סף ההבדל שווה לקבוע וובר¹¹ כפול עוצמת הגירוי

בכדי להבין מה אומר חוק וובר, עלינו לכסות את ארבעת שלבי התפיסה - גילוי (יש שם משהו?), הבחנה (משהו השתנה שם עכשיו?), הסילום והזיהוי.

גילוי

גילוי הוא עוצמת הגירוי המינימאלית הדרושה לאיתור⁵. הבעיה הגדולה בגילוי היא הפרדתו מהרעש, מה שמתבצע היום בגילוי אותות.

אולם הסף המינימלי הזה הוא לא דבר יציב, אלא ממוצע - של הרבה מדידות, של הרבה נבדקים, או שילוב של השניים. ישנם גם סיפים רגעיים⁶ - שיאים נקודתיים בתוך כל גירוי. לכן, גם הסף המוחלט הוא עניין סטטיסטי - אני תמיד עלול להיתקל בסף רגעי שיוביל לגילוי. אולם, ככל שהגירוי חזק יותר, אני תלוי פחות בסף רגעי כזה או אחר, ושיעורי הגילוי יגדלו - וכך נגיע לסף מוחלט סטטיסטי יציב יותר.

איך מודדים סף מוחלט?

שיטת ההתאמה

זוהי שיטה של פכנר - הנסיין מגביר או מחליש את עצמת הגירוי עד להגעה לסף הגילוי (למשל: מציגים בפני הנבדק קו, ומבקשים ממנו לאמוד עם הידיים מה אורך הקו).

אוספים את התשובות של הנבדק, ומייצרים עקומת פיזור שלהן. הפער בין הממוצע שמתקבל לגודל האמיתי של הגירוי היא הטעות הקבועה של הנבדק. למשל, אם הנבדק אומד בממוצע את הקו כ10.4 ס"מ, ואורכו של הקו הוא 10 ס"מ, הטעות הקבועה היא 0.4 ס"מ - לכל אורך קו שנציג לנבדק, הוא יוסיף 0.4 ס"מ)⁷. ערך זה נקרא גם PSE - Point of Subjective Equality - הנקודה שבה הנבדק תופס את הגירוי והאומדן שלו כזהים (מבחינת הנבדק, 10.4 ס"מ ו10 ס"מ הם זהים).

חולשתה של שיטה זו היא שהנבדק מודע לחלוטין לניסוי, מה שמשפיע על ההחלטה שלו - ויש ויכוחים על הדיוק שלה.

שיטת הגבולות

גירויים מוצגים בסדרות עולות או יורדות וברווחים קבועים מראש\משתנים. הסף המוחלט הוא ממוצע הסיפים של כל הסדרות. כלומר, מוצג לנבדק סף גבוה ההולך ויורד, או סף נמוך ההולך ועולה. הדבר מקשה על גיבוש אסטרטגיה קוגניטיבית אצל הנבדק (אם כי לא מונע אותה), מה שאמור לשפר את דיוק המדידה.

שיטת הגירויים הקבועים

גרסא קיצונית יותר של שיטת הגבולות שמחבלת לגמרי באסטרטגיה של הנבדק היא שיטת הגירויים הקבועים - שמציגה גירויים בסדר אקראי - פעם גירוי חלש מאוד, פעם חזק, פעם בין לבין, לגמרי באקראי.

החיסרון של השיטה הוא שהוא דורש ניתוח סטטיסטי מקיף יותר, שדורש ניסוי ארוך בהרבה.

הבחנה

הבחנה היא סף ההבדל - עצמת האנרגיה שיש להוסיף\להחסיר מגירוי בכדי שנזהה שינוי (JND - Just Noticeable Difference).

איך מודדים JND?

שיטת ההתאמה

הJND הוא סטיית התקן של ההתפלגות - ככל שההתפלגות יותר צרה, הJND קטן יותר - משמע הנבדק יותר רגיש; ככל שההתפלגות יותר רחבה, הJND גדול יותר - משמע הנבדק פחות רגיש.

האיזור שבין סטיית תקן אחת מעל לסטיית תקן אחת מתחת לממוצע נקרא איזור אי הודאות - ההנחה⁸ היא שבתוך האיזור הזה הנבדק לא מבחין בין הגירוי שהשתנה לגירוי הקבוע. אנחנו מניחים גם שהפיזור הוא המדד לטעות.

שיטת הגבולות

מציגים בפני הנבדק גירויים נוספים על פני הגירוי הקבוע, ושואלים אותו - קטן, גדול, או לא משתנה?

ככה מפיקים שני ערכים - סף ההבדל התחתון - המעבר משווה לקטן - וסף ההבדל העליון - המעבר משווה לגדול.

הJND הוא סף ההבדל העליון, פחות סף ההבדל התחתון, חלקי 2. הPSE הוא סף ההבדל העליון, ועוד סף ההבדל התחתון, חלקי 2.

JND = ( (T+) - (T-) ) / 2 PSE = ( (T+) + (T-) ) / 2

האיזור בין סף ההבדל העליון לתחתון הוא איזור אי הודאות.

שיטת הגירויים הקבועים

מציגים לנבדק גירוי קבוע, וגירוי משתנה - שאותו הנבדק מתבקש לאמוד כגדול, או קטן יותר⁹. נקודת ה50% בפרופורציה של תשובות הנבדק (הנקודה שמתחתיה הנבדק אומר קטן, ומעליה גדול) היא הPSE.

נקודת ה25% נחשבת שרירותית לסף ההבדל התחתון, ונקודת ה75% נחשבת שרירותית לסף ההבדל העליו.

סילום - חוק פכנר

חוק וובר אינו מספיק כחוק פסיכופיזי - לכמת תחושה. הוא אומר לנו מתי נרגיש בשינוי בתחושה - אבל לא מהי התחושה.

גוסטב פכנר לקח את חוק וובר ובנה על גביו את החוק הפסיכופיזי הראשון - חוק פכנר - שלא רק עומד על האם הנבדק תופס שינוי, אלא אומד את התפיסה של הנבדק ממש.

בתמצית, פכנר אומר שבכל פעם שאנחנו עוברים סף הבדל (JND), אנחנו עוברים תחושה. כמו חוק וובר, זוהי הנחה מסוימת - לא מדויקת באופן מושלם - אבל מספיק מדויקת.

S = C log (I)

תחושה שווה לקבוע פכנר כפול לוגריתם של עוצמת הגירוי

סילום - חוק סטיבנס

סטנלי סמית' סטיבנס חלק על פכנר בתרגום של חוק וובר לתחושה - היכן שפכנר טוען שכל חציית JND היא תחושה, סטיבנס טוען שזה לא נכון - משום שככל שהגירוי גדל, גם התחושה גדלה.

סטיבנס מוסיף כי לא רק הרגישות לגירוי (K - חוק וובר) היא יחסית, אלא גם סף ההבדל (JND) - כלומר, הרגישות שלי להבדל תשתנה בהתאם לגירוי.

דמיינו שאתם אצל רופא השיניים, בטיפול שיננית. כשרק עוברים לכם על השיניים, זה לא ממש כואב - כל תנועה היא קצת כואבת. אחרי כמה זמן, כל תנועה קטנה היא כבר ממש כואבת - זו אותה תנועה, אבל הפרופורציה משתנה.

סטיבנס מתבסס על חוק אקמן -

ΔR = c * I

השינוי בתחושה היא מכפלה של קבוע אקמן בעוצמת הגירוי

והוגה חוק משלו - חוק סטיבנס -

R = mS^n^

n=c/k

השינוי בתחושה שווה לקבוע סטיבנס כפול הגירוי בחזקת מקדם החוש ** (n). מקדם החוש שווה ליחס בין קבוע אקמן לקבוע וובר**

היחס בין K לc הוא יחס חזקתי, שיוצר מימדים מנפחים או מימדים דוחסים. בתחושת כאב, למשל, היחס בין הגירוי הפיזיקלי - שמיוצג על ידי K - למימד הפסיכולוגי - שמיוצג על ידי c הוא גדול; c גדול יותר מK - מה שאומר שנרגיש כל שינוי פיזיקלי ביותר עוצמה - כמו אצל השיננית.

מנגד, במימדים דוחסים, המצב הוא הפוך - שינויים פיזיקליים גדולים ייתפסו כשינויים קטנים בתפיסה.

המשחק בין מימדים מנפחים לדוחסים הוא אבולוציוני - מימדים מנפחים נוכחים בכל מה שקשור להישרדות שלנו, כמו כאב, ומאפשרים לנו להיות מאוד מאוד רגישים לשינויים, במחיר של טווח תחושות כולל קטן. מנגד, מימדים דוחסים מאפשרים לנו להיות רגישים לטווח גדול יותר של שינויים, אבל רגישים פחות בתוך הטווח הזה.

כאשר היחס בין c לk פחות או יותר זהים, המימד הוא פרופורציונלי - שינוי פיזיקלי מביא לשינוי זהה בתפיסה.

שימו לב - מימד פרופורציונאלי הוא לא מקרה של חוק פכנר. גם במימד לינארי, ככל שהגירוי גדל והJND גדל, התחושה של אותו הJND גדלה (פכנר טוען שהיא קבועה).

תיאוריית גילוי אותות

תיאוריית גילוי האותות היא חידוד על הפסיכופיזיקה הקלאסית - היכן שהיא זורקת כל דבר שהוא לא גירוי חושי, תיאוריית גילוי האותות מתייחסת גם לרעש - גורמים כמו קבלת החלטות, היסטוריית למידה, רצון לתגמול, שמשפיעים על קבלת ההחלטות של הנבדק. במציאות, אין רק גירוי חושי - המציאות היא "רועשת", והמודל הנוכחי מתייחס לזה.

התיאוריה מחלקת את העולם לשני מצבים:

• רעש
• גילוי + רעש

תמיד יש רעש בעולם. אבל לפעמים, יש בתוכו גילוי לגיטימי, שישפיע על עקומת הרעש. הפער בין העקומות בשני מצבי העולם האלה הוא הרגישות שלי לשינוי. כנגד זה מוצב קריטריון (אמת-מידה) - הרף שמעבר לו הנבדק יזהה שינוי בוודאות, ומתחתיו - ידחה שינוי. הקריטריון מושפע מאוד מגורמים פסיכולוגיים והיוריסטיים - הוא בעצם סף על סף¹² (גם אם אני מזהה הבדל, אני צריך להחליט אם אני מכריז שהגירוי נמצא שם או לא).

תשובת הנבדק \ מצב העולם	הוצג	לא הוצג
הוצג ("כן")	Hit	FA
לא הוצג ("לא")	Miss	Correct Rejection

הקריטריון הוא כלי דינאמי - אם אני מחליט לפתע במצב נתון לא להסתכן, אני אציב קריטריון גבוה יותר; אם אני נחוש להצליח ומוכן לספוג פספוסים, אני אציב קריטריון נמוך יותר.

גילוי אותות הוא עיקרון מוחי - גם באיזורים מוקדמים, כמו איזורי ראייה, העוררות המוחית מגיבה בתנאים של גילוי אותות - עוררות גבוה יותר בHIT, כשהרעש עובר את הסף, נמוכה בMISS, וגבוהה במיוחד בFA¹³. )

---

1. ר' אשליות במצגת - באשליה הראשונה, המוח מכהה את הריבוע העליון בציפייה שהאור מכה בו יותר חזק, והופך אותו לבהיר יותר מכפי שהוא באמת. המוח מנסה לקלוט את הצבע האמיתי, בלי השפעה של מאפיינים סביבתיים מקריים כמו תאורה, ולכן מכהה את אחד הריבועים. באשליה השנייה, הקו הימני, העמוק, נראה ארוך יותר מהקו השמאלי, למרות שאורך הקווים זהה. המוח מזהה שאורך שני הקווים זהה, אבל מבין מהרמזים שהוא רחוק יותר, ולכן "מגדיל" אותו - אם אובייקט רחוק נתפס באותו הגודל כמו אובייקט קרוב, הרי שהוא גדול בהרבה. ↩

2. ר' אשליה שלישית במצגת - בצד ימין במרכז יש כלב דלמטי רוכן קדימה. מרגע שנראה אותו בפעם הראשונה, נראה אותו בכל פעם שנסתכל בתמונה מיד - משום שאנחנו זוכרים שיש שם כלב; תהליך גבוה (זיכרון) משפיע על תהליך נמוך (תפיסה) ↩

3. הגירויים האלו ספציפיים להחריד - במצגת יש שקף של נוירון שיורה רק למראה הפרצוף של ג'ניפר אניסטון מחברים. ↩

4. דיסוציאציה קיימת במידה מסוימת גם בנבדקים בריאים - כמו אשליית אבינגהאוס ↩

5. אני אוהב חריף ברמה חולנית, ולכן זה הזכיר לי את סולם סקוויל - שנמדד בדילול חלקי פלפלים חריפים עד שלא מרגישים חריף יותר. המספר שמתקבל הוא היחס בין חלקיק חריף לחלקיקים לא חריפים, או משהו כזה. ↩

6. תחשבו למשל, על העייפות בבוקר שלפני הקפה. אתם לא רק חושבים גרוע יותר - אתם גם, פיזיולוגית, גרועים יותר. ↩

7. דוגמה נוספת לטעות קבועה היא משקלים אלקטרוניים - אם לא נכייל אותם, הם תמיד "יוסיפו" ערך אחר - את את אותו הערך. ↩

8. וההנחה הזו אינה נכונה באינסוף - אבל היא מספיק טובה בשבילנו. ↩

9. אפשר גם כשווה, אבל זה מסבך את החישוב ולרוב לא נדרש - אומרים לנבדק במפורש שלא יהיה גירוי שווה. ↩

10. וזה דבר טוב! אם חבר שלי החליף משקפיים, לא אכפת לי באיזה זווית הם מכים ברשתית שלי כשהוא עומד שם, בזווית הזו או בתאורה כזאת. אכפת לי שיש לו משהו אחר ביחס לכל שאר הפנים שלו, איפה שהוא לא יהיה ואיך שהוא לא נקלט אצלי! זיהוי יחסי מאפשר רגישות גבוהה בהרבה, שמתעלם ממצבים נקודתיים לא רלוונטיים. ↩

11. קבוע וובר הוא, בגדול, כמה רגישה כל אופנות חושית לשינוי. תוספת של 5% בגירוי כואב מספיקה בשביל שהוא יהיה כואב יותר, אבל אנחנו צריכים תוספת של לפחות 24% כדי לזהות שינוי בריח; לשניהם יש קבוע וובר שונה (k=0.005 לעומת k=0.24), משמע, אנחנו יותר רגישים לכאב מאשר לריח. קבוע וובר משתנה לא רק בין אופנות החושים, אלא לפי הגירוי ואיזור הגוף - למשל, אנחנו יותר רגישים למשקל בפנים כף היד מאשר בגב כף היד, ברגל או בכתף. ↩

12. הקריטריון רלוונטי רק במצבים עדינים - אם משאית תצפור לי באוזן, אני ממש לא צריך קריטריון (וואו, יכול להיות שמשאית צופרת לי באוזן? מממ....) ↩

13. Ress & Heeger (2003 ↩