С помощью только поведенческих данных невозможно однозначно решить проблему внутренней репрезентации. Причина заключается в том, что нельзя просто задавать абстрактные вопросы о репрезентации. Необходимо делать это, имея представление о тех процессах, в которых репрезентация задействована. То есть нужно изучать пару «репрезентация-процесс» как целое. Имея набор предположений об образной репрезентации и тех процессах, которые с ней взаимодействуют, можно создать эквивалентный набор предположений о пропозициональной репрезентации и ее процессах. Или же на основе пропозициональной теории можно сформулировать эквивалентную теорию образов. Справедливо и более общее утверждение: имея любую пару «репрезентация-процесс», можно сконструировать другие пары с иными репрезентациями, но с такими же поведенческими свойствами. Эти пары восполняют различия в репрезентациях за счет компенсаторных различий в процессах (р. 62-263).

Таким образом, Андерсон утверждает, что на основе одних только поведенческих данных нельзя сделать выбор между теориями, постулирующими образную или пропозициональную природу репрезентации. Он рассматривает альтернативные, не поведенческие критерии выбора между гипотетическими репрезентациями. В основном это формальные критерии (то есть опирающиеся на логическую структуру предполагаемой репрезентации), такие как экономичность, правдоподобие, эффективность и оптимальность. Эти критерии относятся к способам, применяемым конкурирующими теориями для описания имеющихся исследовательских данных. Только один из предложенных Андерсоном наборов критериев является обоснованным в том смысле, что только он способен оценить, насколько корректно данная теория описывает функционирование базовых психологических механизмов. Эти критерии включают использование физиологических данных и нейропсихологических исследований, чтобы установить мозговую локализацию предполагаемых функций.

Андерсон считает, что ни один из этих альтернативных критериев не был использован сколько-нибудь систематическим образом, чтобы сделать вывод в пользу той или иной теории когнитивной репрезентации, и потому заключает, что ни одна из теорий не способна сформулировать уникальный набор эмпирических предположений. Однако для большинства когнитивных психологов такая позиция неприемлема. Напротив, они утверждают, что психологические теории призваны выявлять механизмы и процессы, лежащие в основе когнитивных способностей, и что эти механизмы и процессы можно обнаружить в физиологических структурах центральной нервной системы. Таким образом, при выборе между альтернативными теориями физиологические данные и нейропсихологические исследования приобретают исключительную ценность. Что эти исследования могут сказать об использовании мысленных образов как внутренней репрезентации?

Повреждение задних областей головного мозга, а особенно теменных долей коры, приводит к значительному снижению результатов при решении задач на пространственное мышление. Хотя причиной возникновения этих проблем может стать поражение любого полушария мозга, чаще всего они возникают после повреждения правого полушария. Тем не менее, относительная частота такого рода нарушений у пациентов с поражением правого полушария изменяется в зависимости от сложности задания. По-видимому, в функционирование зрительно-пространственной рабочей памяти вносят свой вклад физиологические механизмы обоих полушарий, однако разные задания могут предъявлять различные требования к структурам двух теменных долей (J.T.E. Richardson, 1980b, р. 135).

Де Ренци и Ничелли (De Renzi and Nichelli, 1975) описали нескольких пациентов, чья долговременная зрительно-пространственная память оставалась сохранной (о чем свидетельствовало как простое наблюдение, так и выполнение ими задач на запоминание лабиринта), а кратковременная зрительно-пространственная память была сильно нарушена (по данным пространственного аналога теста на объем цифровой памяти). Все эти пациенты имели поражения обоих полушарий. Двое из них были выделены особо, так как их вербальная кратковременная память не пострадала. Де Ренци и Ничелли описали также двух других пациентов с избирательным поражением вербальной кратковременной памяти, но с сохранной зрительно-пространственной кратковременной памятью. Взятые вместе, эти результаты указывают на функциональную независимость механизмов, обеспечивающих работу вербальной и зрительно-пространственной памяти.

В тех исследованиях, где использовали регистрацию электроэнцефалограммы во время выполнения экспериментальных задач, предполагавших участие образных компонентов, были получены плохо согласующиеся между собой данные в отношении роли разных полушарий (см. Erlichman and Barrett, 1983). Более четкие данные о мозговой локализации различных аспектов образных процессов были получены в исследовании локального мозгового кровотока. Роланд и Фрайберг (Roland and Friberg, 1985) изучали паттерны мозговой активности, возникающие в то время, как испытуемые представляли в уме прогулку вокруг собственного дома. Было выявлено увеличение активности в лобной, верхней затылочной, задней нижней височной и задней верхней теменной областях обоих полушарий.

Голденберг с соавт. (Goldenberg, Podreka, Suess, Deeke and Willmes, 1988) сравнивали паттерны мозгового кровотока в то время, когда испытуемые принимали решение об истинности или ложности утверждений о внешнем виде физических объектов (таких как «у сосны зеленый цвет темнее, чем у травы», или «буква W состоит из трех прямых линий») и утверждений об абстрактных понятиях (например, «Колумб назвал коренных жителей Америки индейцами, поскольку думал, что был в Индии», или «категорический императив – древняя грамматическая форма»). Хотя по параметру общей активности обоих полушарий различий между этими условиями обнаружено не было, активность мозга в левой нижней затылочной доле увеличивалась, когда испытуемые оценивали утверждения о физических объектах. Интересно, что пациент, описанный в работе Фары с соавт. (Farah, Levin and Calvanio, 1988), у которого после инфаркта левой задней мозговой артерии был обнаружен «дефицит образности», продемонстрировал избирательное ухудшение точности ответов именно при оценке утверждений о внешнем виде объектов.

Дойч с соавт. (Deutsch, Bourbon, Papanicolaou and Eisenberg, 1988) фиксировали изменения локального мозгового кровотока у 19 испытуемых, которые выполняли задание на мысленное вращение (Shepard and Metzler, 1971). Они обнаружили усиление мозгового кровотока в теменной и затылочной долях обоих полушарий, а также в лобной доле правого полушария. Уильямс с соавт. (Williams, Rippon, Stone and Annett, 1995) регистрировали ЭЭГ по 14 отведениям у 20 испытуемых во время выполнения того же задания. Они обнаружили депрессию альфа-ритма (что предполагает увеличение мозговой активности) в теменных областях обоих полушарий и в левой лобной доле. Вслед за этим М. Коэн с соавт. (Cohen et al., 1996) использовали метод функционального ЯМР для исследования корковой активности мозга 10 испытуемых во время выполнения теста Шепарда и Метцлера. Было также отмечено увеличение уровня активации в обоих полушариях мозга, в основном в верхней теменной и лобной областях.

Основываясь на данных, полученных в экспериментах с животными, Ангелейдер и Мишкин (Ungerleider and Mishkin, 1982) высказали предположение, что зрительное восприятие обеспечивается двумя разными корковыми системами. Первая – вентральная (или передняя) система, специализирована на предметном восприятии (определяет, что это за объект) и расположена в нижних височных долях. Вторая – дорзальная (или задняя) система, специализирована на пространственном восприятии (определяет, где находится объект) и расположена в задних теменных долях. Обе эти системы изображены на рис. 3.7 с привязкой к областям коры головного мозга макаки резус, идентифицированным Бонин и Бейли (Bonin and Bailey, 1947).