Több tudomány vizsgálja, hogy mégis miként érjük el az átélhető látványt, kezdve a retina képfeldolgozási szerepével, az agykéreg alatti struktúrák és az agykéreg sejtjei és sejtegyüttesei működésének elemzéséig. De ide tartoznak a modellezési módszerek, a pszichológia fogalomrendszerét és módszereit alkalmazó vizsgálatok és végül a megismerési folyamatokat idegtudományi módszerekkel végző kutatások. Az írás az utóbbi területen belül egy szűkebb témakörrel foglalkozik.

Gyerekkorunk óta ismert a feladvány, melyben két majdnem azonos képen kell észrevenni a különbségeket. Gyakran elég sokáig tart míg ezeket megtaláljuk. E feladvány kísérleti megfelelői a változási vakság vizsgálati eljárásai. Sorozatosan mutatnak be képeket, köztük rövid szünetekkel. Az egymást követő képek váltakozva valamilyen részletben eltérnek, és ezt az eltérést kell észrevenni. Számos bemutatási ciklusra van szükség, hogy ez sikerüljön (összefoglalásként lásd Jensen et al., 2011).1 A vizsgálatokból többféle következtetést lehet levonni. A legerősebb feltételezés szerint nem alakul ki olyan emlékezeti reprezentáció, mely a látvány egészét részletesen tartalmazná, részletes reprezentáció csak a figyelem fókuszában álló kisebb területről áll rendelkezésre. Hozzá lehet tenni, hogy a nagyobb és részletes reprezentációra a látásban talán nincs is szükség, hiszen mint „külső memória” a látvány folyamatosan rendelkezésre áll (O’Regan–Noë, 2001). Egy „enyhébb” teória szerint (Simons et al., 2002) kialakulnak ugyan részletes reprezentációk, azonban nincs olyan művelet, amely lehetővé tenné ezek összehasonlítását. Végül, a harmadik lehetőség szerint megtörténik az ilyen összehasonlítás, de ha a figyelem nem az adott területre irányul, a változás tudattalan marad. A hagyományos pszichológiai eljárások szempontjából ez a lehetőség azért problematikus, mert kísérletileg egykönnyen nem vizsgálható, hiszen nincs róla tudatosuló vagy a viselkedést szabályozó élményünk. Éppen ezen a ponton léphetnek be az idegtudományos módszerek, jelesül az agyi elektromos folyamatok elemzése.

A hangokra, képekre és más külső eseményekre létrejövő idegrendszeri reakciók a fejbőrre helyezett elektródákon mérhető feszültségváltozásokat eredményeznek. A változások mikrovolt nagyságrendűek, azaz nem nagyok, regisztrálásuk nehézségét azonban nem a változások nagysága jelenti, hanem az, hogy ezek az idegrendszer számos egyidejűleg aktív folyamatába és egyéb, nem idegrendszeri eredetű elektromos változásokba ágyazódnak. A kedvezőtlen jel-zaj arányt különböző módszerekkel, leggyakrabban az egymással (többé-kevésbé) azonos eseményekre adott reakciók átlagolásával lehet javítani. Az így létrejövő, egymást követő hullámokból álló együttest átlagolt eseményhez kötött potenciálnak nevezzük.2 Ha megvizsgáljuk, hogy az észrevétlenül maradó változások okoznak-e, vagy nem okoznak agyi elektromos változásokat, elvileg választ kapunk arra a kérdésre, regisztrálja-e az agy az ilyen változásokat. A hangok világában a kísérletek az 1970-es évek végétől folynak nagy sikerrel (Näätänen–Gaillard, 1978). Háttéringerként szóló azonos vagy azonos kategóriába tartozó hangok között időnként megjelenő eltérő hangok megbízhatóan váltanak ki egy agyi elektromos hullámot, melyet a semleges területekhez képest negatív polaritása miatt eltérési negativitásnak (mismatch negativity) neveznek3 (összefoglalásként lásd Fitzgerald–Todd, 2020). Az ilyen vizsgálatokban a résztvevők valamilyen látással kapcsolatos feladatot oldanak meg, érdekes könyvet olvasnak, vagy filmet (hang nélkül) néznek. A háttérben szóló hangokat egy idő múlva már észre sem vesszük (ahogy a mechanikus órák korában nem vettük észre a ketyegést). Az automatikus változásdetekció mechanizmusát sokáig specifikusan hallási jelenségnek tartották, amihez jelentős módon járult hozzá a fentebb bemutatott változási vakság jelensége és annak interpretációja. E nézet annyira hatékony volt, hogy például hiába regisztráltak a kilencvenes évek elején hasonló eredményeket a látásban (Alho et al., 1992; Czigler–Csibra, 1992), ezek magyarázatára más lehetőségeket kerestek. Az elméleti fenntartások mellett adódott egy módszertani nehézség. Szemben a hangokkal, a képekre nehezebb „nem figyelni”. Az első közlemény, amely címében vállalta a „visual mismatch negativity” kifejezést, 1999-ben jelent meg (Tales et al., 1999), azóta a Web of Science e területről mintegy 260 közleményt sorol fel. A vizsgálatok többsége a vizuális rendszer téri érzékenységét használja ki: a résztvevőknek a képernyő közepére kell nézniük, mivel ott van az a feladat, melyre figyelni kell (például egy véletlen mozgásirányú kört két gomb segítségével egy adott területen belül tartani). Ami viszont a kísérletezőt érdekli, azok az agyi elektromos potenciálváltozások, amelyek ingerei a képernyő más részein jelennek meg. A továbbiakban ezekről lesz szó.

Az elemi látási információ feldolgozása során specializált „készülékek” (modulok) működnek, amelyek a látvány különböző vonatkozásaira, mint szín, mozgásirány, kontraszt stb. érzékenyek. Az első vizsgálatok nem meglepő módon arra irányultak, hogy egy-egy ilyen sajátságon belül működik-e a változás automatikus detekciója. A válasz szinte valamennyi sajátság esetében pozitív volt. A látókéreghez közeli, a fej hátsó területei felett elhelyezett elektródákkal az ingersorozat gyakori ingereihez (a terminológia szerint a sztenderd ingerek) képest a ritka (a terminológia szerint a deviáns ingerek) kiváltanak egy olyan hullámot (komponenst), mely az ingerlést követően a 100–300 milliszekundum időablakban regisztrálható. A sajátságok közül ilyen komponenst mértek eltérő színekre, kontrasztra, az egyes elemek orientációjára a mozgásirányokra és így tovább. A pszichológus számára – azon túl, hogy az eredmények szerint a látás rendszerének a változás regisztrációjához nincs szüksége arra, hogy a figyelem mechanizmusait igénybe vegye – az ilyen kísérletek érdekesek ugyan, de nem meglepőek. A látás természetes működése során viszont tárgyakat azonosítunk, melyek sajátságok együtteseként állnak össze. Az alaklátás elméletei között dominálnak azok, melyek szerint az egyes sajátságok valósághű összekapcsolása figyelmi folyamatokat igényel (lásd erről Czigler, 2005, 65–70.). Ha ez nem figyelt objektumok esetében is megtörténik, az ellentmond ezeknek az elméleteknek.

Az első olyan vizsgálat (Winkler et al., 2005), amely bemutatta, hogy a nem tudatos szabályosságot/szabálytalanságot regisztráló rendszer képes az egyedi sajátságokon túlmutató, tárgyakon alapuló működésre, egyben azt is megmutatta, hogy ez a rendszer nem csak egyetlen gyakori objektum emlékezeti regisztrációjára képes. A vizsgálatban két színből és csíkos minták két irányából (függőleges és vízszintes) négy képtípust állítottak össze, ebből kettőt gyakran, a másik kettőt ritkán látták a résztvevők. Mindkét ritka együttes kiváltotta az eltérésre jellemző hullámot.

 

Továbblépést jelenthet a mindennapokban látott objektumok vizsgálata. Itt a kezdeti lépést kínai kutatók tették meg (Zhao–Li, 2006), és bár az első vizsgálatok módszertani szempontból nem voltak kifogástalanok, az utóbbi években mintegy huszonöt közlemény pozitív eredményt hozott. E kutatások arcokon mutatkozó érzelmek automatikus azonosítását mutatták ki: ha egy, a feladathoz tartozó eseményektől függetlenül, szándékos figyelmet nem igénylő módon valamilyen érzelmet (például ijedelem) mutató arcok sorozatában időnként megjelenik egy másik érzelem (például vidámság), az eltérést az automatikus rendszer detektálja, amint ez az eseményhez kötött agyi válaszokban láthatóvá válik. Később kiderült, hogy a szabályosságokat regisztráló és a változásokat jelző rendszer az arc egyéb tulajdonságaira, mint nő–férfi, idős–fiatal is érzékeny (Kecskés-Kovács et al., 2013b; Csizmadia et al., 2021). Az érzelmek területén pedig nemcsak az arckifejezés, hanem a testtartás (például fenyegető) is kiváltja a változásra érzékeny választ.

Az arckifejezések és testtartások a társas viselkedés alapvető információforrásai. A jobb vagy bal kéz látványa viszont nem. Mégis, amikor sorban jobb (vagy bal) kezek követik egymást, a ritkán megjelenő bal (vagy jobb) kezek kiváltják az eltérési választ (Stefanics–Czigler, 2012). Érdekes, hogy ekkor az agyi aktivitás nem korlátozódott az agykéreg látási területeire, az aktivitás megjelent a mozgató kéreg közelében, tehát olyan területeken is, melyek belátható kapcsolatban állnak a kezekkel.

Az eddigiekben bemutatott eredmények a megismerési folyamatok szemléletes formáihoz kapcsolódtak. Kérdés, hogy a látás e rejtett intelligenciája kiterjed-e szimbolikus formákra, nevezetesen a szavak jelentésére. A kísérleti pszichológia sokat vizsgált és robusztus jelensége, hogy a gyakorlott felnőtt emberek nem képesek „nem elolvasni” egy figyelt betűsort, annak ellenére, hogy a betűkből összeálló szavakkal semmi dolguk sincs (például a feladat az, hogy gyorsan döntsék el, milyen színekkel nyomtatják a betűket) (a jelenség a Stroop-effektus4). Vizuális ingerek automatikus verbális átkódolásáról és a szójelentés hatásától a színészlelésre bemutatunk egy-egy vizsgálatot. A kínai írásban több jelhez azonos hangzók tartoznak. Xiao-Dong Wang és munkatársai (2013) kísérletében ilyen azonos hangzású (homofon) karakterek között az eltérő hangzásúak kiváltották az eltérési választ. „Örökzöld” téma, hogy a nyelv milyen mélységben avatkozik bele észlelési és más megismerési folyamatokba (nyelvi relativizmus). Panos Athanasopoulos és munkatársai (2010) a kék szín két árnyalatát mutatták be görög és angol anyanyelvű résztvevőknek. A két árnyalatra a görögben két szót használnak, az angol nyelvben viszont ugyanazt a szót. Az eltérő árnyalatra a görög anyanyelvűek lényegesen nagyobb eltérési választ mutattak.

Összefoglalva az eddigieket, nem figyelt vizuális eseményeket vizsgálva a sorozatokban megjelenő szabályosságokat (elemi vizuális sajátságok és ezek kapcsolata [objektumok], észlelési kategóriák, az arc és más testrészek sajátságai, fonológiai és egyéb nyelvi kategóriák) egy emlékezeti rendszer automatikusan regisztrálja és jelzi e szabályosságok megsértését. A kérdés: mire jó ez a rendszer?

A változásokra érzékeny, automatikus rendszer funkciójával kapcsolatos elgondolások a lényegesen többet kutatott hallási kutatásokból származnak, ahol kezdetben az automatikus változásdetekciót az orientációs reakcióval hozták kapcsolatba: a környezet jelentős változásai mozgósítják a figyelmi rendszert, és ez megnyilvánul az agyi aktivitás változásaiban, a mozgásos reakciókban (például a váratlanul megszólaló hang irányába nézünk) és a vegetatív idegrendszer változásaiban. Az automatikus változásdetekció az orientációs reakció egy kezdeti, szükséges, de nem elégséges feltétele lehet. Érvényét e megközelítés nem veszítette el, de az elméletképzés megváltozott, és a súlypont eltolódott az észlelés alapfolyamatai felé. A hallás területén az egyidejű ingeregyüttesek (hangfolyamok) elkülönítése az idegrendszer számára nehéz feladat, amelyhez fel kell használni az egymást követő hangokban rejlő idői szabályosságokat. A szabályosságok mértéke azonos hangforrások esetében nagyobb, mint különböző hangforrások esetében. Egy ilyen rendszerben a szabályos folytatás elvárása (predikciója) alapvető fontosságú lehet, mint ahogy ezt az észlelés elmélete Helmhotz óta sugallja. A kvantitatív teória (prediktív kódolás) kidolgozása Karl Friston nevéhez fűződik. A teória mind az automatikus hallási (összefoglalásként lásd Garrido et al., 2008), mind a látási (összefoglalásként lásd Stefanics et al., 2014) eltérési agyi válaszok magyarázatában uralkodó nézetté vált. A látás területén az elméletet, amely szerint a szabályosság regisztrációja egyben a szabályosság fennmaradásának elvárásával jár, néhány eredmény megerősíti. Ha az a szabály, hogy két azonos színű kép után két más színű következik, akkor egy harmadik azonos színű kiváltja az eltérési választ (Czigler–Pató, 2009). Ha egymás után szabályosan változó ferdeségű vonalakból áll a sorozat, akkor egy olyan irány, amely nem folytatja a szabályosságot, kiváltja az elérési választ (Kimura, 2018). Olyan ingerpárok esetén, amelyeknél a szín a pár tagjainál általában megegyezik, a pár második tagjának eltérő színe szintén eltérési választ vált ki (Stefanics et al., 2011).

Felvethető akár az is, hogy az észlelésen belüli nagy kapacitású emlékezeti rendszer működése szinte nélkülözhetetlen. Az a számítási rendszer, amely biztosítja a környezet folyamatosan rendelkezésre álló (színes, háromdimenziós) élményét, mint a bevezetőben jeleztük, hatékonyságában egyelőre páratlan. Egy ilyen rendszer hiányában a számításokat minden pislogás után újra kell kezdeni. Sokat segíthet, ha legalább a számítások egy része a pislogást követően rendelkezésre áll (Czigler, 2010).

A prediktív kódolás elméletének van azonban egy specifikusabb, észlelésen belüli feltételezése az akusztikus és vizuális objektumok azonosításában. Ha a kezdeti bejövő ingeregyüttes nem egyezik az elvárttal, akkor az elvárás és a bejövő aktivitás egyeztetése több feldolgozási szakaszt indít el, és a feldolgozás addig tart, míg a belső modell módosulása meg nem egyezik a beérkező aktivitással (inputtal). Amikor megtörténik az egyezés, az észlelésben az egyezésnek megfelelő élmény jelenik meg (ahogy ezt az aktív észlelési elméletek évtizedek óta vallják). Nem zárható ki viszont az sem, hogy a várakozással nem egyező aktivitási mintázat (input) a percepción belül is és azon túl is kivált olyan neuronális aktivitást, mely a fejbőrről levezethető elektromos potenciálváltozásokhoz vezet. A pusztán percepción belüli illesztéses folyamatokkal ugyanis nehezen egyeztethető össze egy olyan kísérleti eredmény, melyben markáns eltéréses válasz jelent meg akkor, amikor egyszerű minták (ferde vonalak) sorozatában komplex vonalas rajzok bukkantak fel mint ritka ingerek (Kojouharova et al., 2019). Nehezen képzelhető el, hogy az eredeti össze nem illést követően a predikciós modell addig változna, míg a reprezentáció meg nem egyezne a bemutatott tárggyal. Így lényegében egy kétfaktoros modellhez közelítünk, megtörténik a változások automatikus regisztrációja az észlelésen belül és és azon túl is. Ez utóbbira akkor kerül sor, ha a predikciós folyamat nem vezet eredményre.

Összefoglalásunkban a vizuális eltérési válasz kutatásának arra a vonatkozására koncentráltunk, amely azt mutatta, hogy nem figyelt események olyan emlékezeti működést alakítanak ki, mely az emberi arcon megjelenő emóciókat és más bonyolultabb objektumokat is tárol, és ennek alapján érzékeny arra, ha a beérkező inger ezektől eltér. Kérdés, hogy ezek az eredmények nem állnak-e ellentétben a bevezetőben bemutatott változási vakság jelenségével, amely éppen azt mutatja, hogy változásokat csak akkor veszünk észre, ha ezekre téri figyelmi működés irányul. Az egyszerűbb válasz az lehet, hogy a nem tudatos szinten működő folyamatok csak akkor tudatosulnak, ha egy olyan folyamatsor is lezajlik, amelyet figyelemnek szoktunk nevezni. Ha ez így van, markáns eltérési válaszokat várhatnánk a változási vakság szokványos kísérleti elrendezésében akkor is, amikor a változásokat még nem vettük észre. Elvétve ugyan beszámol a szakirodalom ilyen eredményekről az agyi elektromos aktivitás és a képalkotási eljárások vizsgálatakor, de az eredmények zömmel negatívak (összefoglalásként lásd File et al., 2022, lektorálás alatt).

Térjünk vissza kiinduló kérdéseink közül ahhoz, hogy miként értelmezhető a figyelmi vakság kísérletekben mutatkozó alacsony érzékenység a változásokra, úgy a viselkedéses (észrevesszük-e az eltéréseket), mind az idegrendszeri mutatók terén, szemben az eltérési változásokban mutatkozó markáns idegrendszeri mutatókkal! File Domonkos és munkatársai (2022) a változási vakságot klasszikusan demonstráló ingeranyaggal (Rensink et al., 1997) végeztek kísérletet az automatikus változásdetekció területén tipikusnak mondható eljárásban: a képek egyik változata gyakran, a másik ritkán jelent meg. A hat képsorozatból háromnál jellegzetes eltérési válasz mutatkozott. Így nem abszurd az a magyarázat, mely szerint az automatikus változásdetekció feltétele az a lehetőség, hogy az egyik ingerváltozat – ismétlődéseinek révén – kialakítsa azt az emlékezeti rendszert, amelynek alapján várakozás alakulhat ki a soron következő eseményről. Más szóval, lehetőség legyen akár a percepción belüli, akár a percepciót követő predikcióra. E várakozás egyszerűbb mintázatok esetén könnyebben, bonyolultak esetén nehezebben alakulhat ki, bár erről a feltételezésről egyelőre nincsenek kísérleti adatok.

E rövid írásban csak az automatikus változásdetekciót vizsgáló kísérletek egyik vonulatát mutattuk be, az automatikusan működő „primitív intelligencia” kapacitását. A bevezetőben említett mintegy 250 vizsgálat többsége más kérdésekkel foglalkozik. Az egyik látszólag technikai. Az eseményhez kötött potenciálokkal illusztrálható automatikus eltérési válasz a ritka és gyakori eseményekkel kiváltott válaszok különbségeként mutatható be. A különbséget okozhatja az aktivitási többlet, melyet a ritka (deviáns) inger vált ki, de okozhatja az aktivitás folyamatos csökkenése gyakori (sztenderd) inger ismétlődésével, esetleg mindkettő. A hallásban regisztrált eltérési válasz vizsgálatainak kezdetén a sztenderd ingerre mutatkozó (vagy vélt) aktivitási csökkenést zavaró tényezőnek tekintették, és olyan módszereket alakítottak ki, melyek ezt kiiktatták. A gondolatmenetet és módszert átvették a vizuális kutatások is. Az idegtudományok más területein viszont az ismétlődéssel mutatkozó aktivitáscsökkenést az emlékezeti reprezentáció kialakulásaként tekintették. Így nem véletlen, hogy a prediktív modellekben, amelyek aktív szerepet tulajdonítanak az emlékezeti működéseknek, szerepet kapott a ritka ingerre kialakult többletaktivitás (a „genuin” eltérési válasz) csakúgy, mint a gyakori ingerre bekövetkező aktivációcsökkenés (ingerspecifikus adaptáció).

Egy következő kérdés az automatikus eltérést jelző aktivitás agyi eredete. Az eseményhez kötött potenciálok módszere e vonatkozásban bizonytalan. A változások általában a fej hátulsó részén elhelyezett elektródáknál a legnagyobbak, ami feltétlenül a látókéreg aktivitását jelzi. A módszerek megbízhatóságának határain belül a legtöbb adat a hierarchikus felépítésű látórendszer második emeletének szerepére utal, bár egyedi sajátságok esetében az elsődleges látókéreg szerepe sem kizárt. Mozgásirányok vizsgálata esetén pedig éppen azoknak a kérgi területeknek a működése valószínűsíthető, melyek erre a sajátságra érzékenyek. Korábban bemutattuk, hogy a jobb és bal kéz vizsgálata esetén a mozgató kéreg közelében lévő területek is aktívak. A fentiek fényében nem abszurd a feltételezés, hogy az agyi aktivitás azokban a látási „modulokban” jön létre, amelyek specifikusan az adott eltérésre érzékenyek. Számos kísérlet mutatja viszont azt is, hogy (a hasonló funkciójú hallási jelenségekhez hasonlóan) az elülső (homloklebenyi) területeken is megjelenik eltérési válasz, ami a viselkedést kontrolláló rendszerek bevonódását jelentheti.

Az utóbbi időben egyre több kutatás témája, hogy miként alakul az eltérési aktivitás speciális populációkban, legyenek ezek betegcsoportok (összefoglalásként lásd Kremláček et al., 2016), az aktivitás változása különleges helyzetekben vagy az automatikus változásdetekcióra vélhetően speciálisan érzékeny személyeknél (összefoglalásként lásd Czigler és Kajouharova, 2022).

Befejezésként: mára közhely, hogy az észlelés mechanizmusai az alkalmazható viselkedés szolgálatában alakultak ki, azaz nem azért jöttek létre, hogy csak úgy önmagáért legyen valamiféle élményünk a környezetről. Viselkedésünket nem jelentéktelen módon automatizmusok irányítják, azonban az automatikus irányítást legalább (vagy majdnem) olyan gyakorisággal veszi át az a mechanizmus, melyet a pszichológia a ’figyelem’ szóval jelöl. A rövid írás fő tanulsága, hogy az emlékezeti rendszerre, melynek meglétét olyan esetek kapcsán azonosíthatjuk, amikor a beérkező aktivitási minta tartalma nem felel meg a várható ingeregyüttesnek (eltérési agyi válaszok), mindenképpen szükségünk van.