Как знание усилия влияет на визуальную память о телесных позах

Введение в восприятие и память о телесных позах

Наше внутреннее представление о визуальной среде не является прямым копированием внешнего мира, а формируется нашими знаниями, опытом и ожиданиями (de Lange et al., 2018; Kaiser et al., 2019; Peterson, 2019; von Helmholtz, 1867). Согласно байесовским теориям восприятия, восприятие возникает из интеграции визуального входа и предшествующих знаний (Geisler & Kersten, 2002; Lee & Mumford, 2003). Эта байесовская рамка использовалась для объяснения различных перцептивных и мемориальных искажений в обработке объектов, включая наблюдение, что знакомые объекты кажутся острее, чем незнакомые (Perez et al., 2020), и что размеры обычных объектов (неправильно) запоминаются как ближе к их прототипическим размерам (Hemmer & Steyvers, 2009).

Одной из категорий объектов, о которых у людей есть обширные знания, является человеческое тело. Тела обнаруживаются легче, чем другие объекты (Gandolfo & Peelen, 2025; Stein et al., 2012), и их восприятие поддерживается специализированными областями мозга в зрительной коре (Peelen & Downing, 2007), эффекты, которые, вероятно, отражают наш обширный визуальный опыт с телами (Chan et al., 2010; Stein et al., 2016). Кроме того, действуя своим телом, мы также получаем опыт о человеческом теле, что может формировать то, как тела визуально представлены (Reed et al., 2004). Предыдущие исследования показали, что знание биомеханики тела может искажать восприятие и память о движениях тела. Например, неловкий поворот руки занимает больше времени для воображения, чем легкий поворот (Parsons, 1987). Кроме того, при видении неоднозначных кажущихся движений тела наблюдатели склонны видеть анатомически возможный путь движения вместо кратчайшего пути движения (Shiffrar & Freyd, 1990, 1993). Наконец, визуальная память о конечной точке пути движения обычно искажается вдоль предполагаемого направления движения (эффект, называемый репрезентационным моментом; Freyd & Finke, 1984; Hubbard, 2005), но это искажение уменьшается, когда движение достигает анатомических ограничений (Vandenberghe & Vannuscorps, 2023; Wilson et al., 2010).

Недавно мы показали, что знание о теле также влияет на визуальную память о статических позах человеческого тела (Han et al., 2024): поднятая рука запоминалась ниже своего фактического положения, предположительно отражая знание о гравитации. Кроме того, это нисходящее искажение уменьшалось, когда рука была поднята за плечом, предположительно отражая знание биомеханических ограничений. Эти результаты надежно наблюдались в экспериментах и задачах, но их интерпретация остается неясной. Здесь мы рассмотрели два правдоподобных объяснения.

Два объяснения искажений памяти о телесных позах

Во-первых, согласно объяснению нормализации, искажения позы тела могут отражать статистическое распределение поз тела, визуально воспринимаемых в прошлом; руки чаще находятся в нижнем положении, чем в высоком в повседневной жизни, включая стояние, ходьбу и сидение, что также должно отражаться в предшествующем распределении поз наблюдателей. Следовательно, если визуальная память о руке притягивается к наиболее частым положениям руки, это проявится как нисходящее искажение для поднятых рук, что соответствует предыдущим результатам. В аналогичном ключе показано, что предшествующая статистика визуальной информации способствует восприятию, объясняя различные перцептивные и мемориальные искажения и иллюзии (Geisler & Kersten, 2002; Gregory, 1997). Эти искажения чаще всего проявляются автоматически, независимо от внимания, как притяжение к среднему или медиане предшествующего распределения. Например, переоценка размера маленьких объектов и недооценка больших объектов (Hollingworth, 1910), иллюзии движения, вызванные предшествующей низкой скоростью (Weiss et al., 2002), и притяжение к недавнему восприятию (Cicchini et al., 2024; Fischer & Whitney, 2014). Подобный механизм притяжения к среднему мог бы потенциально объяснить нисходящее искажение без необходимости предполагать знание о гравитации.

Во-вторых, согласно когнитивному объяснению, нисходящее искажение может отражать более гибкое когнитивное влияние, зависящее от концептуального понимания гравитации. Мы знаем, что удержание руки вверху требует активной мышечной силы и, следовательно, усилий. В отсутствие такой силы рука, скорее всего, будет опущена гравитацией. Основываясь на этом знании, участники могли предсказать будущее состояние наблюдаемой фигуры, что привело к искажению памяти. Доказательства высокоуровневых эффектов на искажения памяти приходят из исследования, показывающего, что знание о типичном движении объекта (например, знание, что ракета может двигаться) модулирует силу репрезентационного момента (Reed & Vinson, 1996; Vinson & Reed, 2002). В области восприятия действий исследования также показали, что восприятие действий других смещено вперед, и этот эффект включает знание о намерении актера (Hudson et al., 2016a, 2018).

Эксперименты для разделения объяснений

Текущая серия экспериментов была разработана для разделения этих объяснений, манипулируя переменными, которые изменяют концептуальное понимание наблюдателя о влиянии гравитации на позу тела. Если нисходящее искажение тела следует высшему пониманию усилия, мы бы ожидали, что искажение можно модулировать контекстуальными переменными, которые влияют на усилие, необходимое для поддержания наблюдаемой позы (например, уменьшенное искажение при видении человека, лежащего). Напротив, если нисходящее искажение тела является автоматическим эффектом предшествующего визуального опыта, мы бы не ожидали, что контекстуальные переменные влияют на искажение. В Эксперименте 1 мы сравнили нисходящее искажение для поз, которые, как известно, требуют больше или меньше усилий для поддержания. В Эксперименте 2 мы представили тела с поднятыми руками в положении стоя, требующем усилий, или лежа на кровати (вид сверху), не требующем усилий. Наконец, в Эксперименте 3 мы манипулировали собственной позой наблюдателя, чтобы протестировать, модулирует ли активация знания о усилии таким образом нисходящее искажение памяти.

Эксперимент 1: Сравнение поз с различными усилиями

Чтобы протестировать, модулируется ли нисходящее искажение знанием об усилии, в Эксперименте 1 мы сравнили нисходящее искажение для позы, которая относительно усиленна для поддержания, с позой, которая легче поддерживать. В положении стоя рука актера была расположена выше плеча, тогда как в положении лежа рука была расположена выше груди (Рис. 1А). Угол локтя и ориентация были идентичны в обоих условиях. Однако удержание руки под таким углом в положении лежа требует меньше усилий, так как плечевые мышцы, задействованные в положении лежа, сильнее, чем плечевые мышцы, задействованные в положении стоя.

Процедура и стимулы: Все участники приняли участие во всех условиях. Для каждой комбинации позы (стояние, лежание) × вес (без веса, с весом) было 24 испытания (три угла × два боковых вида × четыре повторения), что в сумме дало 96 экспериментальных испытаний. Порядок испытаний был полностью рандомизирован. Испытания были разделены на четыре блока с короткими перерывами между ними. В конце каждого блока участники получали обратную связь о своей средней абсолютной ошибке, чтобы поддерживать вовлеченность и мотивацию. В конце всех блоков участники были проинформированы.

Анализ: Один участник был исключен из-за непонимания инструкций задачи. Испытания, в которых изображение для настройки не было инициировано в течение 3 с после окончания маски, и испытания, в которых участники пропустили настройку, были отклонены. Испытания с абсолютной ошибкой больше 15° также были отклонены, так как они, вероятно, указывали на снижение внимания (Han et al., 2024). Вместе взятое, 3,27% испытаний были исключены из дальнейшего анализа. Для оставшихся испытаний ошибка была рассчитана путем вычитания представленного угла из настроенного угла, так что отрицательная ошибка означала, что настроенный угол был ниже целевого угла. Поза (стояние, лежание) и вес (без веса, с весом) — две независимые факторы. Испытания, принадлежащие к одной и той же комбинации условий, были усреднены, чтобы получить зависимую меру средней ошибки. Был проведен двухфакторный повторный ANOVA (анализ вариаций) с позой и весом как внутрисубъектные факторы и средней ошибкой как зависимой переменной. Простой эффектный анализ затем использовался для определения эффекта позы на каждом уровне веса. Предположения нормальности и равной дисперсии были проверены. Дополнительно, t-тест против нуля был проведен для каждого условия, чтобы протестировать наличие нисходящего искажения.

Результаты: Как показано на Рис. 1С, во всех условиях, кроме условия лежания без веса, ошибка была значительно ниже нуля, указывая на нисходящее искажение — лежание без веса: M = −0.75, 95% CI [−1.54, 0.03]), t(35) = −1.95, p =.059; лежание с весом: M = −0.90, 95% CI [−1.60, −0.20], t(35) = −2.61, p =.013, d = 0.43; стояние без веса: M = −2.11, 95% CI [−2.79, −1.44], t(35) = −6.35, p 0.94, BF01s < 6.29E-5). Фреквентистский ANOVA не показал значимых главных эффектов или взаимодействий — выполненная поза: F(1.56,57.8) = 0.36, p =.65; наблюдаемая поза: F(1,37) = 1.91, p =.18; взаимодействие: F(1.85,68.5) = 0.19, p =.81 — указывая на отсутствие эффекта выполненной позы на искажение. Согласованно, байесовские факторы предполагали сильное доказательство поддержки нулевого эффекта выполненной позы (BF01 = 18.5), и отсутствие взаимодействия между выполненной позой и наблюдаемой позой (BF01 = 11.6). Было некоторое доказательство эффекта наблюдаемой позы (BF01 = 0.36), с меньшим нисходящим искажением для задних поз, чем для передних поз (Рис. 3Б), что соответствует знанию биомеханических ограничений, которые предотвращают заднюю позу от дальнейшего снижения (Han et al., 2024). Выполненные позы не влияли на наблюдение передней позы (BF01 = 12.0) и задней позы (BF01 = 7.43).

Обсуждение результатов

В Эксперименте 3 мы наблюдали, что выполнение позы руки не увеличивало искажение визуальной памяти наблюдаемых поз. Этот результат предполагает, что визуальная информация могла быть достаточной для активации знания об усилии. Однако мы не можем исключить, что при других обстоятельствах одновременное выполнение действия влияет на визуальное восприятие и/или визуальную память. Одна возможная причина отсутствия модуляторного эффекта выполнения действия заключается в том, что этот эффект мог быть скрыт дополнительным требованием задачи (относительно условия отдыха), необходимым для выполнения поз. Как показано в Эксперименте 2, когда внимание отвлекается от визуальных стимулов, визуальное искажение памяти также уменьшается, что может противодействовать эффекту выполнения действия.

Общее обсуждение и выводы

В текущей серии экспериментов мы обнаружили, что нисходящее искажение визуальной памяти для поз тела модулировалось знанием наблюдателя об усилиях, необходимых для удержания поз: более усиленные позы (например, поднятие руки в положении стоя) приводили к большему искажению, чем менее усиленные позы (например, поднятие руки в положении лежа). Мы также обнаружили, что уменьшенное внимание на этапе кодирования значительно уменьшало искажение, указывая на то, что искажения требовали внимательной обработки стимулов. Наконец, мы обнаружили, что наблюдатели, выполняющие наблюдаемую позу, не увеличивали нисходящее искажение. Вместе эти результаты поддерживают гипотезу о том, что нисходящее искажение гибко модулируется высокоуровневыми выводами на основе предшествующих знаний, а не только отражает автоматический процесс нормализации к средней позе тела. Кроме того, визуальная информация, по-видимому, достаточна для активации этого знания, так что выполнение наблюдаемой позы не увеличивает дальнейшее нисходящее искажение.

Понимание действий и психических состояний других людей — это важная способность для человеческого взаимодействия (Teufel et al., 2010). В текущих экспериментах зрители могли быстро делать выводы об усилиях других людей, наблюдая их позу и комбинируя эту информацию о позе с информацией о контексте (например, кровать или стена) и предшествующим знанием ориентации гравитации и мышечной силы. Результирующая модуляция нисходящего искажения памяти предполагает, что визуальная система предсказывает потенциальные будущие состояния тела других людей (Bach & Schenke, 2017): чем более усиленна поза, тем вероятнее, что рука упадет. Это предсказание затем искажает визуальную память о позе.

Хотя это первый раз, когда такая модуляция обнаружена для статических поз без импликации какого-либо движения, эффекты предсказания на память ранее наблюдались для движения объекта и движения человека (Freyd & Finke, 1984; Hubbard, 2005). Эти искажения памяти, связанные с предсказанием, часто вредны для выполнения в конкретной экспериментальной обстановке, которая обычно требует от участников быть как можно точнее, но приносят важные преимущества для жизни в динамичном мире: эти искажения располагают людей дальше в направлении, в котором событие, вероятнее всего, раскроется, таким образом подготавливая их к реакциям, таким как перехват и взаимодействие. Подобно текущим результатам, эти искажения могут модулироваться контекстуальной информацией, включая свойства объекта (Reed & Vinson, 1996; Vinson & Reed, 2002), местоположение объекта (Bertamini, 1993) и намерения и цели других людей (Hudson et al., 2016a, b). Эти феномены вместе с нашими результатами раскрывают гибкое использование контекстуальной информации для оптимизации предсказаний предстоящих состояний, служа адаптивной функции в изменяющейся среде.

Наблюдаемая модуляция нисходящего искажения относительно высокоуровневыми когнитивными факторами опровергает объяснение того, что искажения возникают только из процесса нормализации, который должен давать одно и то же количество искажения независимо от контекста. Вместо этого наблюдатели могли гибко использовать разные приоры не только на основе разных поз (что поднятие руки труднее стоя, чем лежа), но и на основе понимания всей сцены (что гравитация не тянет руку вниз при лежании на боку). Вся доступная информация комбинируется для обеспечения лучшего предсказания, в соответствии с байесовскими представлениями о восприятии и принятии решений (Bays et al., 2024; Knill & Saunders, 2003).

Эксперимент 3 показал, что поднятие руки при выполнении задачи не модулировало искажения позы тела. Хотя могут быть несколько причин для такого нулевого результата (см. Обсуждение Эксперимента 3), одна интерпретация этого результата заключается в том, что знание об усилии не зависит от моторной симуляции, но может быть получено через когнитивный вывод на основе только визуальной информации. Эта интерпретация согласуется с недавним открытием, что репрезентационный момент наблюдаемых движений тела не зависит от ограничений движения наблюдателя (Vandenberghe & Vannuscorps, 2025). Однако, этот эксперимент не отвечает на вопрос, требуется ли моторный опыт для формирования знаний, связанных с телом, в первую очередь. Одной возможностью является то, что моторный опыт необходим во время приобретения знаний, но не во время восприятия. Альтернативно, наблюдение за действиями и позами других людей может быть достаточным для приобретения знаний, связанных с телом. Чтобы протестировать роль моторного опыта в приобретении знаний об усилии, будущие работы могут тестировать людей, которым не хватает конкретного моторного опыта (Vannuscorps & Caramazza, 2016a, b) или которые имеют дополнительный моторный опыт, такой как танцоры.

Заключение

Текущие результаты показывают, что искажения визуальной памяти для поз тела гибко модулируются знанием об усилии, а не отражают автоматическую нормализацию к часто видимым позам. Наблюдатели способны выводить усилия других людей через визуальный анализ позы, встроенной в ее окружение, и корректировать свои ожидания соответственно. Будущие исследования могли бы тестировать более широкий и разнообразный набор поз в разных контекстах, чтобы создать более полное понимание того, как знание влияет на визуальную память о позах тела.