Teorie vnímání (PCT) je modelem psychologických a behaviorálních procesů, které se vyskytují uvnitř živých bytostí, včetně lidí. Demonstruje, že zvířata jsou cílevědomými, cílevědomými entitami spíše než automaty opakujícími podmíněné reakce na vnější podněty nebo počítači plánujícími příkazy, které povedou k žádoucím akcím. Chování je v PCT prostředek, kterým organismus kontroluje své vnímání; a akce nejsou kontrolovány, jsou různorodé tak, aby rušily účinky, které by jinak nepředvídatelné poruchy prostředí měly na kontrolované vnímání. PCT je založena na principech negativní zpětné vazby, ale v důležitých ohledech se liší od teorie inženýrského řízení. Četné počítačové simulace specifických behaviorálních situací prokazují její účinnost,[1] s extrémně vysokými korelacemi k pozorovacím datům (0,95 nebo lepší), jaké se běžně očekávají ve fyzice a chemii.
Místo účelu (záměru) a příčina v psychologii
Tradice od Aristotela po Williama Jamese uznává, že chování je spíše účelové než pouze reaktivní. Nicméně jediný důkaz pro úmysly byl subjektivní. Behavioristé následující Wundta, Thorndykea, Watsona a další odmítli introspektivní zprávy jako data pro objektivní vědu psychologie. Jako data mohlo být připuštěno pouze pozorovatelné chování.[2]
Z tohoto postoje vyplývá předpoklad, že environmentální události (podněty) způsobují chování (odezvy). Tento předpoklad přetrvává v kognitivní psychologii, která vkládá kognitivní mapy mezi podnět a odezvu, ale jinak zachovává předpoklad lineární příčinné souvislosti z prostředí do chování.
Dalším, konkrétnějším důvodem pro odmítání pojmů účel nebo záměr bylo, že nemohli vidět, jak cíl (stav, který ještě neexistoval) může způsobit chování, které k němu vedlo.
PCT poskytuje model fungování organismů, v němž má účel objektivní status bez použití introspekce a v němž je příčinná souvislost kruhová kolem smyček zpětné vazby, čímž se řeší filozofické argumenty o teleologii.
Základním údajem v metodice PCT je řízená veličina. Základním krokem výzkumu PCT, Test pro řízené veličiny, je pomalé a šetrné působení rušivých vlivů na stav veličiny v prostředí, o kterém výzkumník předpokládá, že je již sledovaným organismem pod kontrolou. Je nezbytné nepřehlížet schopnost organismu ovládat, protože právě to se zkoumá. Pokud organismus změní své působení jen tak, aby rušivý vliv neměl očekávaný účinek na tuto veličinu, je to pádný důkaz, že experimentální působení narušilo řízenou veličinu. Může trvat několik variant rušení, než se izoluje, který aspekt situace v prostředí je pod kontrolou, jak jej vnímá pozorovaný organismus.
Řízená veličina měřená pozorovatelem odpovídá referenční hodnotě pro vnímání, které organismus ovládá. Řízená veličina je tedy objektivním indexem účelu nebo záměru těchto konkrétních behaviorálních jednání organismu – cíle, kterého tyto činnosti soustavně dosahují navzdory poruchám.
Údaje o jednotlivcích nejsou agregovány pro statistickou analýzu;[3] místo toho je sestaven generativní model, který kopíruje údaje pozorované u jednotlivců s velmi vysokou věrností (0,95 nebo vyšší). Se dvěma specifikovanými proměnnými, kontrolovaným vstupem a odkazem (proměnná ′setpoint′), správně navržený kontrolní systém, simulovaný na digitálním počítači, produkuje výstupy, které téměř přesně brání nepředvídatelným rušivým vlivům kontrolovaného vstupu. Dále, rozptyl od dokonalé kontroly (což by mělo za následek nulový účinek rušivého vlivu) se dobře shoduje s odchylkou pozorovanou u živých organismů.[4]
Powers si uvědomil, že být cílevědomý znamená ovládat a že koncepce a metody inženýrských kontrolních systémů by mohly být aplikovány na biologické kontrolní systémy. Powers si dále uvědomil, že v každém kontrolním systému proměnná, která je řízena, není výstupem systému (behaviorální akce), ale jeho vstupem, tedy vnímanou a transformovanou funkcí nějakého stavu prostředí, který by mohl být ovlivněn výstupem kontrolního systému. Protože některé z těchto vnímaných a transformovaných vstupů se jeví jako vědomě vnímané aspekty prostředí, označil Powers kontrolovanou proměnnou za „vnímání“. Teorie vešla ve známost jako „Percepční teorie řízení“ nebo PCT spíše než „Teorie řízení aplikovaná na psychologii“, protože teoretici řízení často tvrdí nebo předpokládají, že je to výstup systému, který je řízen. V PCT je řízena vnitřní reprezentace stavu nějaké proměnné v prostředí – „vnímání“ v běžném jazyce.[5] Základní principy PCT byly poprvé publikovány Powersem, Clarkem a MacFarlandem jako „obecná teorie zpětné vazby chování“ v roce 1960[6] s kredity pro kybernetické autory Wienera a Ashbyho a od té doby byly systematicky rozvíjeny ve výzkumné komunitě, která se kolem ní shromáždila. Zpočátku se jí dostalo jen malého obecného uznání, ale dnes je známější.
Jednoduchý systém kontroly záporné zpětné vazby je tempomat pro automobil. Tempomat má senzor, který „vnímá“ rychlost jako rychlost otáčení hnacího hřídele přímo spojeného s koly. Má také řidičem nastavitelný „cíl“ určující konkrétní rychlost. Snímaná rychlost je průběžně porovnávána se zadanou rychlostí zařízením (nazývaným „komparátor“), které odečítá aktuálně snímanou vstupní hodnotu od uložené cílové hodnoty. Rozdíl (chybový signál) určuje nastavení škrticí klapky (sešlápnutí akcelerátoru), takže výkon motoru je průběžně měněn, aby se vyrovnaly změny v rychlosti automobilu. Tento typ klasické kontroly záporné zpětné vazby vypracovali inženýři ve 30. a 40. letech 20. století.
Pokud rychlost vozu začne klesat pod cílovou rychlost, například při stoupání do kopce, malé zvýšení chybového signálu, zesílené, způsobí zvýšení výkonu motoru, což udržuje chybu téměř na nule. Pokud rychlost překročí cílovou hodnotu, např. při sjíždění kopce, je motor přiškrcen tak, aby fungoval jako brzda, takže je opět zabráněno tomu, aby se rychlost odchýlila od cílové rychlosti více než jen stěží zjistitelné množství (brzdy jsou zapotřebí pouze v případě, že kopec je příliš strmý). Výsledkem je, že tempomat udržuje rychlost blízko cíle, když auto jede do kopce a z kopce dolů, a protože rychlost vozu ovlivňují jiné poruchy, jako je vítr. To vše se děje bez jakéhokoli předběžného plánování konkrétních akcí a bez slepých reakcí na podněty.
Stejné principy kontroly negativní zpětné vazby (včetně schopnosti anulovat účinky nepředvídatelných vnějších nebo vnitřních poruch) platí i pro živé kontrolní systémy. Teze PCT říká, že zvířata a lidé neovládají své chování; spíše mění své chování jako prostředek pro kontrolu svého vnímání, ať už s vnějšími poruchami nebo bez nich. To je v přímém rozporu s historickým a stále rozšířeným předpokladem, že chování je konečným výsledkem vstupů podnětů nebo kognitivních plánů.
Vnímání je v PCT konstruováno a řízeno v hierarchii úrovní. Například vizuální vnímání objektu je konstruováno z rozdílů intenzity světla nebo rozdílů vjemů, jako je barva na jeho okrajích. Ovládání tvaru nebo umístění objektu vyžaduje změnu vjemů nebo intenzit (které jsou řízeny systémy nižších úrovní). Tento organizační princip se uplatňuje na všech úrovních, až po abstraktní filozofické a teoretické konstrukty.
Ruský fyziolog Nicolas Bernstein[7] dospěl nezávisle na sobě ke stejnému závěru, že chování musí být multiordinální – uspořádané hierarchicky, ve vrstvách. Jednoduchý problém vedl k tomuto závěru přibližně ve stejné době jak v PCT, tak v Bernsteinově práci. Míšní reflexy působí tak, aby stabilizovaly končetiny proti poruchám. Proč nebrání centrům výše v mozku, aby tyto končetiny používaly k provádění chování? Vzhledem k tomu, že mozek zjevně páteřní systémy využívá při tvorbě chování, musí existovat princip, který umožní vyšším systémům fungovat tak, že reflexy začlení, nejen tím, že je překoná nebo vypne. Odpověď zní, že referenční hodnota (setpoint) pro míšní reflex není statická; spíše ji mění systémy vyšší úrovně jako jejich prostředek k pohybu končetin. Tento princip platí pro vyšší zpětnovazební smyčky, protože každá smyčka představuje stejný problém pro subsystémy nad ní.
Zatímco uměle vytvořený kontrolní systém má referenční hodnotu nebo nastavený bod upravený nějakým externím činitelem, referenční hodnota pro biologický kontrolní systém nemůže být nastavena tímto způsobem. Nastavený bod musí pocházet z nějakého vnitřního procesu. Pokud existuje způsob, jak ho chování může ovlivnit, může být každé vnímání přivedeno do stavu dočasně určeného vyššími úrovněmi a pak v tomto stavu udržováno proti nepředvídatelným poruchám. V hierarchii kontrolních systémů vyšší úrovně upravují cíle nižších úrovní jako svůj prostředek přiblížení se vlastním cílům stanoveným ještě vyššími systémy. To má důležité důsledky pro každou navrhovanou externí kontrolu autonomního živého kontrolního systému (organismu). Na nejvyšší úrovni jsou referenční hodnoty (cíle) stanoveny dědičností nebo adaptivními procesy.
Reorganizace v evoluci, vývoji a učení
Pokud organismus kontroluje nevhodné vnímání nebo kontroluje některé vnímání na nevhodné hodnoty, je méně pravděpodobné, že přivede potomstvo k dospělosti, a může zemřít. V důsledku toho se přirozeným výběrem vyvíjejí po sobě následující generace organismů tak, že kontrolují ty vjemy, které, jsou-li kontrolovány vhodnými setpointy, mají tendenci udržovat kritické vnitřní proměnné na optimální úrovni, nebo alespoň v nesmrtících mezích. Powers nazval tyto kritické vnitřní proměnné „vnitřní proměnné“ (Ashbyho „základní proměnné“).
Mechanismus, který ovlivňuje vývoj struktur vnímání, které mají být kontrolovány, se nazývá „reorganizace“, proces v rámci jednotlivého organismu, který podléhá přirozenému výběru stejně jako vyvinutá struktura jedinců v rámci druhu.[8]
Tento „reorganizační systém“ je navržen jako součást zděděné struktury organismu. Mění základní parametry a konektivitu řídící hierarchie způsobem náhodné chůze. Existuje základní kontinuální rychlost změny vnitřních proměnných, která postupuje rychlostí nastavenou celkovou chybou (a zastaví se na nulové chybě), přerušovaná náhodnými změnami směru v hyperprostoru s tolika rozměry, kolik je kritických proměnných. Jedná se o více či méně přímou adaptaci Ashbyho „homeostatu“, poprvé převzatého do PCT v papíru z roku 1960 a poté změněného na metodu E. coli pro navigaci v gradientech živin, jak ji popsal Koshland (1980).[9]
K reorganizaci může dojít na kterékoli úrovni, pokud ztráta kontroly na této úrovni způsobí, že se vnitřní (základní) proměnné odchýlí od geneticky stanovených bodů. To je základní mechanismus, který se podílí na učení metodou pokus-omyl, což vede k osvojení systematičtějších druhů učebních procesů.[10]
V hierarchii vzájemně se ovlivňujících řídících systémů mohou různé systémy na jedné úrovni posílat protichůdné cíle do jednoho nižšího systému. Když dva systémy určují různé cíle pro stejnou proměnnou nižší úrovně, jsou v konfliktu. Vleklý konflikt prožívají lidské bytosti stejně jako mnoho forem psychického strádání, jako je úzkost, posedlost, deprese, zmatenost a váhavost. Těžký konflikt brání postiženým systémům v tom, aby byly schopny ovládat, což účinně ničí jejich funkci pro organismus.
Systémy kontroly na vyšší úrovni jsou často schopny využít známé strategie (které jsou samy získány předchozími reorganizacemi) k hledání vjemů, které konflikt nevyvolávají. Normálně k tomu dochází bez upozornění. Pokud konflikt přetrvává a systematické „řešení problémů“ vyššími systémy selže, reorganizační systém může stávající systémy modifikovat, dokud konflikt neobejdou nebo dokud nevytvoří nové referenční signály (cíle), které nejsou v konfliktu na nižších úrovních.
Když reorganizace vyústí v uspořádání, které zmenší nebo odstraní chybu, která ji řídí, proces reorganizace se zpomalí nebo zastaví s novou organizací na svém místě. (Tím se nahradí koncept posilování učení.) Nové prostředky kontroly zapojených vjemů a skutečně nové vjemové konstrukty podléhající kontrole mohou také vyplynout z reorganizace. Zjednodušeně řečeno, proces reorganizace mění věci, dokud něco nefunguje, a v tu chvíli říkáme, že se organismus naučil. Když se tato metoda provede správným způsobem, může být překvapivě účinná v simulacích.
PCT a psychoterapie: metoda hladin (MOL)
Koncepce reorganizace vedla k metodě psychoterapie nazvané Metoda úrovní (MOL), která je v současnosti testována v Anglii, Spojených státech a Austrálii.
Současná situace a vyhlídky
Teorie vnímání v současné době navrhuje hierarchii 11 úrovní vnímání řízených systémy v lidské mysli a neurální architektuře. Jedná se o: intenzitu, vnímání, konfiguraci, přechod, událost, vztah, kategorii, posloupnost, program, princip a systémový koncept. Různé percepční signály na nižší úrovni (např. vizuální vnímání intenzit) jsou kombinovány ve vstupní funkci pro vytvoření jediného vnímání na vyšší úrovni (např. vizuální vnímání barevného vjemu). Vjemy, které jsou konstruovány a řízeny na nižších úrovních, jsou předávány dále jako percepční vstupy na vyšších úrovních. Vyšší úrovně zase řídí tím, že nižším úrovním říkají, co mají vnímat: to znamená, že upravují referenční úrovně (cíle) nižších úrovní.
[11]
I když bylo vyvinuto mnoho počítačových ukázek principů, navrhované vyšší úrovně je obtížné modelovat, protože se příliš málo ví o tom, jak mozek na těchto úrovních pracuje. Izolované procesy řízení na vyšší úrovni lze zkoumat, ale modely rozsáhlé hierarchie řízení jsou stále jen koncepční nebo přinejlepším základní.
Teorie Perceptual Control nebyla v běžné psychologii široce přijímána, ale byla účinně využívána ve značné řadě oblastí[12] v oblasti lidských faktorů,[13] klinické psychologie a psychoterapie (dále jen „metoda úrovní“) a vytvořila koncepční základ pro referenční model používaný řadou výzkumných studijních skupin NATO.[14] Je základem pro značný objem výzkumu v sociologii.[15] Vyučuje se na několika univerzitách po celém světě a je předmět řady doktorských titulů.