Эффект Саймона () — феномен в когнитивной психологии, заключающийся в том, что время реакции на стимул короче, если пространственное положение стимула (нерелевантный признак) совпадает с положением требуемого ответа (релевантный признак), и длиннее — если они не совпадаютHommel B. The Simon effect as tool and heuristic // Acta Psychologica. — 2011. — Vol. 136, No. 2. — P. 189–202.. Эффект демонстрирует, что даже не имеющий непосредственного отношения к задаче пространственный признак стимула автоматически обрабатывается нервной системой и влияет на скорость и точность принятия решения. Он является одним из наиболее воспроизводимых и широко изучаемых эффектов в области психологии внимания и сенсомоторной координации, а парадигма Саймона используется как инструмент для исследования взаимодействия автоматических и контролируемых процессов переработки информацииHommel B. The Simon effect as tool and heuristic. — P. 189–190.Cespón J., Hommel B., Korsch M., Galashan D. The neurocognitive underpinnings of the Simon effect: An integrative review of current research // Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. — 2020. — Vol. 20, No. 6. — P. 1133–1172..

История открытия Феномен впервые описан американским психологом Дж. Ричардом Саймоном (J. Richard Simon) и его коллегой А. П. Руделлом (A. P. Rudell) в 1967 годуSimon J. R., Rudell A. P. Auditory S-R compatibility: The effect of an irrelevant cue on information processing // Journal of Applied Psychology. — 1967. — Vol. 51, No. 3. — P. 300–304.. В оригинальном эксперименте испытуемые слышали через наушники слова «left» («лево») и «right» («право»), подаваемые то в левое, то в правое ухо. Задачей было как можно быстрее нажать левую или правую кнопку в соответствии со значением слова (релевантный признак), игнорируя ухо, в которое подаётся звук (нерелевантный пространственный признак). Обнаружилось, что время реакции оказывается меньше, когда сторона звучания совпадает со стороной требуемой кнопки (конгруэнтные пробы), и больше — когда не совпадает (неконгруэнтные пробы). Этот эффект был воспроизведён для зрительной модальности и для других типов пространственных признаков (например, направления стрелки)Simon J. R. The effects of an irrelevant directional cue on human information processing // Stimulus-Response Compatibility: An Integrated Perspective / Ed. by R. W. Proctor, T. G. Reeve. — Amsterdam: North-Holland, 1990. — Vol. 65. — P. 31–86.. Работа Саймона положила начало целому направлению исследований стимул-реактивной совместимости, а созданная им экспериментальная парадигма (так называемая задача Саймона) стала классическим инструментом когнитивной психологииHommel B. The Simon effect as tool and heuristic. — P. 190–191..

Описание классического эксперимента В типичной задаче Саймона () испытуемому предъявляются зрительные или слуховые стимулы, различающиеся по двум признакам: релевантному (например, цвет или значение слова) и нерелевантному (пространственное положение стимула — слева или справа). Испытуемый должен реагировать нажатием левой или правой клавиши в соответствии с релевантным признаком, игнорируя его расположениеHommel B. The Simon effect as tool and heuristic. — P. 190.. Например, на экране слева или справа появляется красный или зелёный квадрат; инструкция предписывает нажимать левую клавишу на красный цвет, правую — на зелёный. При этом в половине проб положение квадрата совпадает с требуемой клавишей (конгруэнтные пробы: красный квадрат слева, зелёный — справа), а в половине — не совпадает (неконгруэнтные пробы: красный квадрат справа, зелёный — слева). Измеряются время реакции и точность ответов. Стабильно наблюдается, что неконгруэнтные пробы выполняются медленнее и с бо́льшим количеством ошибок, чем конгруэнтные, даже если пространственное положение стимула не имеет отношения к задачеSimon J. R. The effects of an irrelevant directional cue... — P. 35–37.. Этот паттерн получил название эффекта Саймона, а разница во времени реакции между неконгруэнтными и конгруэнтными пробами служит его количественной мерой.

Теоретические объяснения Для объяснения эффекта Саймона было предложено несколько теоретических моделей. Согласно одной из наиболее влиятельных — модели двойного маршрута (dual-route model) или модели автоматического запуска ответа (automatic response activation model), — появление стимула одновременно активирует два процесса переработки информацииHommel B. The Simon effect as tool and heuristic. — P. 192–194.. Первый — контролируемый, основанный на релевантном признаке (например, цвете) и требующий времени для выработки правильной моторной команды. Второй — автоматический, запускаемый нерелевантным пространственным положением стимула; этот процесс быстро активирует ответ, соответствующий местоположению стимула, независимо от инструкции. В конгруэнтных пробах оба маршрута ведут к одному и тому же двигательному ответу, что ускоряет реакцию. В неконгруэнтных пробах маршруты активируют разные ответы, возникает конфликт, который требует разрешения — подавления ошибочного автоматического ответа и выбора правильного, что увеличивает время реакцииProctor R. W. Playing the Simon game: Use of the Simon task for investigating human information processing // Acta Psychologica. — 2011. — Vol. 136, No. 2. — P. 182–188.. Альтернативные объяснения, такие как модель перевода кода (code translation model), делают акцент на несовместимости пространственных кодов стимула и ответа, возникающей на этапе обработки информации о положенииHommel B. The Simon effect as tool and heuristic. — P. 193.. Хотя детали механизмов продолжают обсуждаться, большинство исследователей сходятся в том, что эффект Саймона отражает фундаментальное свойство нервной системы автоматически связывать стимулы с пространственными параметрами ответов.

Нейробиологические механизмы Нейрокогнитивные исследования эффекта Саймона, проводимые с использованием электроэнцефалографии (ЭЭГ), функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), позволили выявить его мозговые корреляты. Ключевую роль в возникновении эффекта играет дополнительная моторная область (SMA), а также префронтальная кора и нижняя теменная доляCespón J. et al. The neurocognitive underpinnings... — P. 1140–1145.. Согласно модели временной динамики, предложенной Сальцером с соавторами, обработка пространственного положения стимула запускает быстрый, автоматический моторный прайминг с латентностью около 100–150 мс, тогда как обработка релевантного признака и разрешение конфликта вовлекают более поздние этапы (200–400 мс) с участием передней поясной коры и дорсолатеральной префронтальной корыSalzer Y., de Hollander G., Forstmann B. U. Sensory neural pathways revisited to unravel the temporal dynamics of the Simon effect: A model-based cognitive neuroscience approach // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. — 2017. — Vol. 77. — P. 363–374.. Данные ЭЭГ показывают, что неконгруэнтные пробы сопровождаются усилением негативности, связанной с конфликтом (N2 компонент), и компонентом Р3, отражающим торможение ошибочного ответаCespón J. et al. The neurocognitive underpinnings... — P. 1148–1152.. Таким образом, эффект Саймона рассматривается как результат взаимодействия автоматических процессов пространственного кодирования и контролирующих механизмов, локализованных в лобных долях.

Критика и развитие парадигмы Классическая интерпретация эффекта Саймона как результата автоматической активации пространственно совместимого ответа подверглась пересмотру в ряде исследований. Одним из наиболее значительных расширений парадигмы стало обнаружение совместного эффекта Саймона (joint Simon effect)Dolk T., Hommel B., Prinz W., Liepelt R., Colzato L. S., van der Molen M. W., et al. The joint Simon effect: a review and theoretical integration // Frontiers in Psychology. — 2014. — Vol. 5. — P. 974.. В классической задаче Саймона испытуемый выполняет задание в одиночку. Однако если два человека сидят рядом и каждый реагирует только на одну из двух альтернатив (например, один нажимает свою кнопку при появлении красного стимула, другой — при зелёном), то возникает эффект, аналогичный индивидуальному: время реакции укорачивается, когда стимул появляется со стороны реагирующего участникаDolk T. et al. The joint Simon effect... — P. 3–5.. Этот факт ставит под сомнение трактовку эффекта как сугубо автоматического пространственного прайминга, указывая на роль социального контекста и представленности действия другого человека. Альтернативная модель сенсомоторного кодирования (referential coding account) предполагает, что эффект возникает из-за отнесения стимула к одному из двух пространственных положений, заданных самим действием участника или наблюдаемым действием партнёраDolk T. et al. The joint Simon effect... — P. 10–12.. Кроме того, критика коснулась и классических формальных моделей: некоторые авторы утверждают, что вместо двух параллельных маршрутов (контролируемого и автоматического) эффект может объясняться единым механизмом, основанным на статистическом обучении и предшествующем опытеProctor R. W. Playing the Simon game... — P. 185–186..

Значение и применение Эффект Саймона имеет как теоретическое, так и прикладное значение. В фундаментальной когнитивной психологии он служит удобной экспериментальной моделью для изучения механизмов внимания, конфликта и контроля действийHommel B. The Simon effect as tool and heuristic. — P. 198–200.. Задача Саймона широко используется при исследовании возрастных изменений когнитивных функций (например, у детей и пожилых людей), а также при изучении нейропсихологических расстройств, сопровождающихся нарушением исполнительного контроля — синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), шизофрении, расстройств аутистического спектраCespón J. et al. The neurocognitive underpinnings... — P. 1155–1158.. В прикладной психологии результаты исследований эффекта Саймона учитываются при проектировании интерфейсов человек—машина (например, приборных панелей транспортных средств и пультов управления), где необходимо минимизировать влияние пространственно несовместимых стимулов на время реакции оператора. Таким образом, будучи открытым более полувека назад, эффект Саймона сохраняет актуальность как инструмент исследования когнитивных процессов и как основа для практических рекомендаций в эргономике и клинической диагностике.

Примечания

Литература

Simon J. R., Rudell A. P. Auditory S-R compatibility: The effect of an irrelevant cue on information processing // Journal of Applied Psychology. — 1967. — Vol. 51, No. 3. — P. 300–304. Simon J. R. The effects of an irrelevant directional cue on human information processing // Stimulus-Response Compatibility: An Integrated Perspective / Ed. by R. W. Proctor, T. G. Reeve. — Amsterdam: North-Holland, 1990. — Vol. 65. — P. 31–86. Hommel B. The Simon effect as tool and heuristic // Acta Psychologica. — 2011. — Vol. 136, No. 2. — P. 189–202. Proctor R. W. Playing the Simon game: Use of the Simon task for investigating human information processing // Acta Psychologica. — 2011. — Vol. 136, No. 2. — P. 182–188. Dolk T., Hommel B., Prinz W., Liepelt R., Colzato L. S., van der Molen M. W., et al. The joint Simon effect: a review and theoretical integration // Frontiers in Psychology. — 2014. — Vol. 5. — P. 974. Salzer Y., de Hollander G., Forstmann B. U. Sensory neural pathways revisited to unravel the temporal dynamics of the Simon effect: A model-based cognitive neuroscience approach // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. — 2017. — Vol. 77. — P. 363–374. Cespón J., Hommel B., Korsch M., Galashan D. The neurocognitive underpinnings of the Simon effect: An integrative review of current research // Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. — 2020. — Vol. 20, No. 6. — P. 1133–1172. Фаликман М. В. (ред.). Когнитивная психология: феномены и проблемы. — М.: Изд-во Института психологии РАН, 2015.