普通心理學(xué) 3感覺

現(xiàn)代心理學(xué)荊承紅jchzmx@126.com（發(fā)展與教育心理學(xué)博士）第二編人的信息加工

第三章感覺

主要內(nèi)容什么是感覺神經(jīng)特殊能量學(xué)說感受性視覺聽覺其他感覺感覺所遵循的共同規(guī)律一、什么是感覺(sensation)定義：是人腦對(duì)直接作用于感覺器官的客觀事物的個(gè)別屬性的反映。感覺的重要性感覺提供了內(nèi)外環(huán)境的信息。感覺保證了機(jī)體與環(huán)境的信息平衡。信息超載或不足，都會(huì)破壞信息的平衡，對(duì)機(jī)體帶來嚴(yán)重的不良影響。大城市中“信息超載”，使人產(chǎn)生“冷漠”的態(tài)度；“感覺剝奪”，使人無法忍受，產(chǎn)生不安和痛苦。每天得到500元，你可以在這里呆多久？感覺剝奪實(shí)驗(yàn)（1954）：刺激對(duì)人正常生存的重要性感覺剝奪實(shí)驗(yàn)感覺剝奪（sensorydeprivation）時(shí)間、地點(diǎn)：該實(shí)驗(yàn)是20世紀(jì)50年代初在加拿大的McGill大學(xué)首先進(jìn)行的，隨后迅速發(fā)展到美國和歐洲的很多大學(xué)和研究所。起因有感于當(dāng)時(shí)參加朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)的很多美軍戰(zhàn)俘受到中國人民志愿軍的“洗腦”，回國后轉(zhuǎn)而開始反對(duì)美國資本主義制度，使研究者對(duì)經(jīng)過一段時(shí)間內(nèi)的感知覺剝奪的人類的行為改變感興趣。感覺剝奪實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯吭谝欢〞r(shí)間內(nèi)的感知覺剝奪對(duì)正常成人的影響。對(duì)外界宣傳的易感性（Susceptibility）是研究的主要題目。實(shí)際研究還包括大腦皮層的激活、認(rèn)知系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)操作等各個(gè)方面心理特點(diǎn)的研究。范式：標(biāo)準(zhǔn)的感覺剝奪實(shí)驗(yàn)在嚴(yán)格控制的實(shí)驗(yàn)室中，盡可能地剝奪被試者的感覺躺在一個(gè)非常柔軟的、盡可能減少身體感覺的床上；眼上蒙著特制的、只能看到漫射光但看不到任何形狀或圖形的眼罩；手和腳都要戴上厚紙?zhí)?，將觸覺刺激減至最??；將室內(nèi)的可能的各種聲音盡量減到最低或完全隔音。觀察被試者的表現(xiàn)、堅(jiān)持時(shí)間的長短，記錄他們的心率、皮膚電阻、腦電、生物化學(xué)指標(biāo)等。結(jié)果Bexton,Heron&Scott(1954)首次報(bào)告了感覺剝奪的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，被試還能安靜地睡著，但稍后，被試開始失眠，不耐煩，急切地尋找刺激，他們想唱歌，打口哨，自言自語，用兩只手套互相敲打，或者用它去探索這間小屋。被試變得焦躁不安，老想活動(dòng)，覺得很不舒服。實(shí)驗(yàn)中被試每天可以得到20美元的報(bào)酬。但難以讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中堅(jiān)持這種實(shí)驗(yàn)到2天-3天以上實(shí)驗(yàn)說明：來自外界的刺激對(duì)維持人的正常生存是十分重要的。感覺剝奪實(shí)驗(yàn)的變式只剝奪運(yùn)動(dòng)，不剝奪其他社會(huì)刺激只剝奪聲音和視覺刺激，不剝奪運(yùn)動(dòng)專門剝奪社會(huì)刺激，安排在一個(gè)與外界隔絕的枯燥環(huán)境中，但不剝奪被試者的感覺刺激感覺剝奪實(shí)驗(yàn)的結(jié)果持續(xù)的感覺剝奪能夠產(chǎn)生大腦皮層喚醒能力的降低酮類固醇激素水平顯著上升情緒、認(rèn)知和行為等方面的紊亂在感覺剝奪后期，被試者會(huì)出現(xiàn)思維反應(yīng)遲鈍思維過程受到擾亂智力測(cè)驗(yàn)的成績嚴(yán)重變壞白日夢(mèng)幻聽、幻視等精神異?，F(xiàn)象二、神經(jīng)特殊能量學(xué)說（theoryofspecificnerveenergy）代表人物：19世紀(jì)德國著名生理學(xué)家繆勒（JohannesMüller,1801-1858）最早研究了感覺編碼問題，并提出了神經(jīng)特殊能量學(xué)說。事實(shí)相同的刺激作用于不同的感官，得到不同的感覺不同的刺激作用于相同的感官，得到相同的感覺學(xué)說的內(nèi)容各種感覺神經(jīng)具有自己特殊的能量，它們?cè)谛再|(zhì)上是互相區(qū)別的。每種感覺神經(jīng)只能產(chǎn)生一種感覺，而不能產(chǎn)生另外的感覺。感官的性質(zhì)不同，感覺神經(jīng)具有的能量不同，由此引起的感覺也是不同的。繆勒的結(jié)論感覺不決定于刺激的性質(zhì)，而決定于感覺神經(jīng)的性質(zhì)。我們直接感覺的東西，不是外界的物體，而是我們自己的神經(jīng)，即神經(jīng)的某種特殊狀態(tài)?！拔覀兪冀K不能直接知覺外物自身的性質(zhì)?！薄拔覀兯赖闹皇俏覀兊母杏X?！痹u(píng)論大腦直接加工的材料是外物引起的神經(jīng)沖動(dòng)。這點(diǎn)有其合理的一面。人腦對(duì)神經(jīng)信號(hào)的加工是一種譯碼的過程，它能揭示這種神經(jīng)信號(hào)所代表的現(xiàn)實(shí)刺激物的特性，幫助人們獲得關(guān)于外部世界的知識(shí)。只承認(rèn)人腦對(duì)神經(jīng)自身狀態(tài)的直接感受，否認(rèn)人的感覺依賴于外物的性質(zhì)，這是不對(duì)的?？陀^刺激的決定作用動(dòng)物進(jìn)化的歷史告訴我們，感覺神經(jīng)的分化是有機(jī)體適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。環(huán)境中存在各種刺激，才產(chǎn)生了與這些刺激性質(zhì)相適應(yīng)的感覺。感覺的性質(zhì)不是由感覺神經(jīng)的特殊能量決定的，而是由客觀世界刺激的性質(zhì)最終決定的。三、感受性與感覺閾限感受性：感覺敏度感覺閾限：衡量感受性水平高低的客觀標(biāo)尺關(guān)系：反比種類：1）絕對(duì)感受性與絕對(duì)感覺閾限絕對(duì)感受性（absolutesensitivity）

感覺最小刺激量的能力絕對(duì)感覺閾限（absolutesensorythresholds）

能引起感覺的最小刺激量關(guān)系：反比E=1/RE

代表絕對(duì)感受性R

代表絕對(duì)感覺閾限絕對(duì)感覺閾限并不是絕對(duì)不變的影響閾限大小的因素人的活動(dòng)的性質(zhì)刺激的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間個(gè)體的注意、態(tài)度和年齡人類各種感覺的絕對(duì)感受性都很高。在黑暗清新的夜晚，人可看見30英里外的一支燭光，強(qiáng)度約為10個(gè)光子；在安靜的環(huán)境中，人能聽到20英尺遠(yuǎn)處的手表滴答聲，強(qiáng)度約為2X10-9N/cm2；

人能嗅到一公升空氣中散布的1/10萬毫克的人造麝香的氣味。2）差別感受性與差別閾限差別感受性（differencesensitivity）

感覺最小差別量的能力差別閾限（differencethreshold）或最小可覺差（J.N.D）

剛剛能引起差別感覺的刺激物間的最小差異量。差別感受性與差別閾限在數(shù)值上成反比例韋伯定律(Weber’slaw)代表人物：德國生理學(xué)家韋伯（Weber）時(shí)間：1834主要內(nèi)容：K=?I/II為標(biāo)準(zhǔn)刺激的強(qiáng)度或原刺激量?I

為引起差別感覺的刺激增量，即J.N.D

K

為一個(gè)常數(shù)對(duì)不同感覺來說，K的數(shù)值是不相同的，既韋伯分?jǐn)?shù)不同。根據(jù)韋伯分?jǐn)?shù)的大小，可以判斷某種感覺的敏銳程度韋伯分?jǐn)?shù)越小，感覺越敏銳適用范圍：中等強(qiáng)度的刺激。刺激過弱或過強(qiáng)，比值都會(huì)發(fā)生改變。5影響形成遺傳因素實(shí)踐活動(dòng)四、視覺（vision）視覺刺激視覺的感受器視覺信息的傳導(dǎo)視覺的中樞機(jī)制視覺的感受野特征覺察器視覺的基本現(xiàn)象視覺理論1視覺刺激光波：380--780nm光波的三個(gè)物理特性振幅波長純度心理特性明度（brightness）明度指顏色的明暗程度。色調(diào)相同的顏色，明暗可能不同。顏色的明度決定于照明的強(qiáng)度和物體表面的反射系數(shù)。世界上最白的東西是氧化鎂，反射率大于90%。色調(diào)（hue）色調(diào)主要決定于光波的波長。對(duì)光源來說，由于占優(yōu)勢(shì)的波長不同，色調(diào)也就不同。700nm占優(yōu)勢(shì)，紅光源；510nm占優(yōu)勢(shì)，綠光源。對(duì)物體表面來說，色調(diào)取決于物體表面對(duì)不同波長的光線的選擇性反射。反射光中，長波占優(yōu)勢(shì)，物體呈紅色或橘黃色反射光中，短波占優(yōu)勢(shì)，物體呈藍(lán)色或綠色。飽和度（saturation）飽和度指某種顏色的純雜程度或鮮明程度。純的顏色都是高度飽和的，例如鮮紅、鮮綠等?；祀s上白色、灰色或其他色調(diào)的顏色，是不飽和的顏色，例如醬紫、粉紅、黃褐等。完全不飽和的顏色根本沒有色調(diào)，如黑白之間的各種灰色視覺感受野（receptivefields）從20世紀(jì)60年代以來，休伯（Hubel）和威塞爾（Wiesel）等對(duì)視覺感受野進(jìn)行了系統(tǒng)研究網(wǎng)膜上一定區(qū)域或范圍的感光細(xì)胞轉(zhuǎn)換的神經(jīng)能量能激活與這個(gè)區(qū)域有聯(lián)系的視覺系統(tǒng)各層神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，也就是處于某一層次的神經(jīng)細(xì)胞只是接受來自一定區(qū)域的感光細(xì)胞送來的信息。網(wǎng)膜上的這個(gè)感光細(xì)胞區(qū)域就叫作相應(yīng)神經(jīng)細(xì)胞的感受野。特征覺察器根據(jù)感受野的研究，休伯等人認(rèn)為，視覺系統(tǒng)的高級(jí)神經(jīng)元能夠?qū)Τ尸F(xiàn)給網(wǎng)膜上的、具有某種特性的刺激物作出反應(yīng)。這種高級(jí)神經(jīng)元叫特征覺察器。高等哺乳動(dòng)物和人類的視覺皮層具有邊界、直線、運(yùn)動(dòng)、方向、角度等特征覺察器，由此保證了機(jī)體對(duì)環(huán)境中提供的視覺信息作出選擇性的反應(yīng)。視覺的基本現(xiàn)象視覺的空間因素：視覺對(duì)比，馬赫帶，視敏度視覺的時(shí)間因素：視覺適應(yīng)，后像，閃光融合1）視覺對(duì)比（visualcontrast）視覺對(duì)比是由光刺激在空間上的不同分布引起的視覺經(jīng)驗(yàn)。明暗對(duì)比顏色對(duì)比明暗對(duì)比是由光強(qiáng)在空間上的不同分布造成的對(duì)比不僅能使人區(qū)別不同的物體，而且能改變?nèi)说拿鞫冉?jīng)驗(yàn)。這種現(xiàn)象叫明度對(duì)比效應(yīng)。視覺的空間因素視覺的空間因素視覺的空間因素顏色對(duì)比一個(gè)物體的顏色會(huì)受到它周圍物體顏色的影響而發(fā)生色調(diào)的變化。對(duì)比使物體的色調(diào)向著背景顏色的補(bǔ)色的方向變化。2）馬赫帶（Machband）馬赫帶是指人們?cè)诿靼到唤绲倪吔缟希３Ｔ诹羺^(qū)看到一條更亮的光帶，而在暗區(qū)看到一條更暗的線條。視覺的空間因素視覺的空間因素側(cè)抑制作用較好地解釋了馬赫帶所謂側(cè)抑制是指某個(gè)神經(jīng)興奮后，會(huì)抑制其鄰近神經(jīng)活動(dòng)。從刺激物的能量分布來說，亮區(qū)的明亮部分與暗區(qū)的黑暗部分，在刺激的強(qiáng)度上和該區(qū)的其他部分相同，而我們看到的明暗分布在邊界處卻出現(xiàn)了起伏現(xiàn)象。可見，馬赫帶不是由于刺激能量的實(shí)際分布，而是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)視覺信息進(jìn)行加工的結(jié)果，即側(cè)抑制的結(jié)果。視覺的空間因素3）視敏度（visualacuity）視敏度是指視覺系統(tǒng)分辨最小物體或物體細(xì)節(jié)的能力。視力視敏度的大小通常用視角大小來表示。視角：物體通過眼睛節(jié)點(diǎn)所形成的夾角。視角大小取決于物體的大小及物體離眼睛的距離視覺的時(shí)間因素4）視覺適應(yīng)適應(yīng)是我們熟悉的一種感覺現(xiàn)象。它是由于刺激物的持續(xù)作用而引起的感受性的變化。在視覺范圍內(nèi)，可分為暗適應(yīng)明適應(yīng)暗適應(yīng)（darkadaptation）暗適應(yīng)是指照明停止或由亮處轉(zhuǎn)入暗處時(shí)視覺感受性提高的過程。我們從陽光直射的室外進(jìn)入電影院在夜晚由明亮的室內(nèi)走到室外視覺的時(shí)間因素：整個(gè)暗適應(yīng)持續(xù)大約30分鐘-40分鐘，以后感受性就不再繼續(xù)提高了。明適應(yīng)（brightadaptation）明適應(yīng)是指照明開始或由暗處轉(zhuǎn)入亮處時(shí)人眼感受性下降的過程。暗適應(yīng)時(shí)間較長，而明適應(yīng)進(jìn)行很快，時(shí)間很短暫。在一秒鐘的時(shí)間內(nèi)，由明適應(yīng)引起的閾限值上升，就已很明顯；在5分鐘左右，明適應(yīng)就全部完成了。視覺的時(shí)間因素：5）后像（afterimage）定義：刺激物對(duì)感受器的作用停止以后，感覺現(xiàn)象并不立即消失的現(xiàn)象。種類正后像：后像的品質(zhì)與刺激物相同。負(fù)后像：后像的品質(zhì)與刺激物相反。顏色視覺也有后像，一般為負(fù)后像。用眼睛注視一朵綠花，約一分鐘，然后將視線轉(zhuǎn)向身邊的白墻，那么在白墻上將看到一朵紅花。視覺的時(shí)間因素：視覺的時(shí)間因素：6）閃光融合（criticalflicker）定義：斷續(xù)的閃光由于頻率增加，人們會(huì)得到連續(xù)的感覺，這種現(xiàn)象叫閃光融合。閃光融合臨界頻率（criticalflickerfrequency）：剛剛能夠引起融合感覺的刺激的最小頻率。色覺理論三色說對(duì)立過程理論1）三色說（trichromatictheory）英國科學(xué)家托馬斯?揚(yáng)（Young,1807）假定，人的視網(wǎng)膜有三種不同的感受器。每種感受器只對(duì)光譜的一個(gè)特殊成分敏感。當(dāng)它們分別受到不同波長的光刺激時(shí)，就產(chǎn)生不同的顏色經(jīng)驗(yàn)。光敏感曲線1860年，赫爾姆霍茨（H.von.Helmholtz,1821-1894）設(shè)想，每種感受器對(duì)各種波長的光都有反應(yīng)。但是，紅色感受器對(duì)長波更敏感（長波受納器）；綠色感受器對(duì)中波更敏感（中波受納器）；藍(lán)色感受器對(duì)短波更敏感（短波受納器）。三條不同的光敏感曲線。三色理論當(dāng)光刺激作用于眼睛時(shí)，將在三種感受器中引起不同程度的興奮各種顏色經(jīng)驗(yàn)是由各種感受器按相應(yīng)的比例活動(dòng)而產(chǎn)生的三色理論與在錐體細(xì)胞中現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的三種視覺色素是一致的，且能很好地說明顏色混合的事實(shí)但是，三色理論不能解釋紅綠色盲2）對(duì)立過程理論（opponent-processtheory）代表人物：黑林（Hering）時(shí)間：1874具體內(nèi)容：視網(wǎng)膜存在著三對(duì)視素黑-白視素紅-綠視素黃-藍(lán)視素它們?cè)诠獯碳さ淖饔孟卤憩F(xiàn)為對(duì)抗的過程同化作用（assimilation）

異化作用（disassimilation）證明：心理學(xué)家赫爾維奇和詹米遜（Hurvich&Jameson,1958）用心理物理學(xué)方法，證實(shí)了黑林的對(duì)立作用理論。視網(wǎng)膜上，存在三種錐體細(xì)胞短波感受器，中波感受器，長波感受器。視覺系統(tǒng)的高級(jí)水平上，存在三對(duì)對(duì)立細(xì)胞黑-白細(xì)胞，紅-綠細(xì)胞，黃-藍(lán)細(xì)胞。紅-綠細(xì)胞和黃-藍(lán)細(xì)胞與顏色編碼有關(guān)，而黑-白細(xì)胞與明度有關(guān)。聽覺聽覺刺激聽覺的生理機(jī)制聽覺的基本現(xiàn)象聽覺理論1聽覺刺激

聲波是聽覺的適宜刺激。聲波的物理性質(zhì)頻率：發(fā)聲物體每秒振動(dòng)的次數(shù)（周/秒）。人耳能接受的振動(dòng)：16Hz-20000Hz次聲：低于16Hz的振動(dòng)超聲：高于20000Hz的振動(dòng)振幅：振動(dòng)物體偏離起始位置的大小。波形：基音與陪音的配合、比例關(guān)系聲波最簡單的波形是正弦波。純音：由正弦波得到的聲音復(fù)合音：由不同頻率和振幅的正弦波疊加而成的。聲波的心理特性1）音調(diào)音調(diào)主要是由聲波頻率決定的聽覺特性人的聽覺的頻率范圍為16-20000赫茲1000-4000赫茲是人耳最敏感的區(qū)域音響與音色2）音響音響是由聲波的振幅決定的一種聽覺特性。測(cè)量音響的單位是貝爾（Bel）或分貝爾（dB）人的音響的下閾為0分貝，人的音響的上閾約130分貝音響與聲音頻率的關(guān)系（等響曲線）在相同的聲壓水平上，不同頻率的聲音響度是不同的不同的聲壓水平卻可產(chǎn)生同樣的音響。3）音色由于振動(dòng)形式不同所引起的主觀感覺的差異叫做音色2聽覺的生理機(jī)制耳的構(gòu)造和功能外耳：耳廓，外耳道中耳：鼓膜，三塊聽小骨，卵圓窗，正圓窗內(nèi)耳：前庭器官，耳蝸聽覺的傳導(dǎo)機(jī)制和中樞機(jī)制聽神經(jīng)：第八對(duì)腦神經(jīng)聽覺的核心皮層：布魯?shù)侣?1區(qū)3聽覺基本現(xiàn)象聲音掩蔽一個(gè)聲音由于同時(shí)起作用的其他聲音的干擾而使聽覺閾限上升，稱為聲音的掩蔽。掩蔽作用的大小隨噪音的增加而加大。4聽覺理論人耳怎樣分析不同頻率的聲音，產(chǎn)生高低不同的音調(diào)？1）頻率理論（電話理論）代表人物：羅·費(fèi)爾得，物理學(xué)家年代1886年主要觀點(diǎn)內(nèi)耳的基底膜是和鐙骨按相同頻率運(yùn)動(dòng)的。振動(dòng)的數(shù)量與聲音的原有頻率相適應(yīng)。如果我們聽到一種頻率低的聲音，連接卵圓窗的鐙骨每次振動(dòng)次數(shù)較少，因而使基底膜的振動(dòng)次數(shù)也較少。如果聲音刺激的頻率提高，鐙骨和基底膜都將發(fā)生較快的振動(dòng)。問題：人耳基底膜不能作每秒1000次以上的快速運(yùn)動(dòng)。這是和人耳能夠接受超過1000赫茲以上的聲音不相符合的。2）共鳴理論（位置理論）代表人物：赫爾姆霍茨年代：19世紀(jì)中葉主要觀點(diǎn)：由于基底膜的橫纖維長短不同，靠近蝸底較窄，靠近蝸頂較寬，因而就像一部豎琴的琴弦一樣，能夠?qū)Σ煌l率的聲音產(chǎn)生共鳴。聲音刺激的頻率高，短纖維發(fā)生共鳴，作出反應(yīng)；聲音刺激的頻率低，長纖維發(fā)生共鳴，作出反應(yīng)。人耳基底膜約有24000條橫纖維，它們分別反應(yīng)不同頻率的聲音。證據(jù)：3）行波理論（travellingwavetheory）代表人物：馮·貝克西（VonKekesy），生理學(xué)家年代：20世紀(jì)40年代主要觀點(diǎn)：聲波傳到人耳，將引起整個(gè)基底膜的振動(dòng)。振動(dòng)從耳蝸底部開始，逐漸向蝸頂推進(jìn)，振動(dòng)的幅度也隨著逐漸增高。振動(dòng)運(yùn)行到基底膜的某一部位，振幅達(dá)到最大值，然后停止前進(jìn)而消失。隨著外來聲音頻率的不同，基底膜最大振幅所在的部位也不同，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同頻率的分析。證據(jù)：4）神經(jīng)齊射理論（neuralvolleyingtheory）代表人物：韋弗爾（Wever）年代：1949年主要內(nèi)容：當(dāng)聲音頻率低于400赫茲以下時(shí)，聽神經(jīng)個(gè)別纖維的發(fā)放頻率是和聲音頻率對(duì)應(yīng)的。聲音頻率提高，個(gè)別神經(jīng)纖維無法單獨(dú)對(duì)它作出反應(yīng)。在這種情況下，神經(jīng)纖維將按齊射原則發(fā)生作用。個(gè)別纖維具有較低的發(fā)放頻率，它們聯(lián)合“齊射”，就可反應(yīng)頻率較高的聲音。證據(jù)：韋弗爾指出，用齊射原則可以對(duì)5000赫茲以下的聲音進(jìn)行頻率分析。當(dāng)聲音頻率超過5000赫茲時(shí)，位置理論是對(duì)頻率進(jìn)行編碼的唯一基礎(chǔ)。六、其他感覺皮膚感覺嗅覺和味覺內(nèi)部感覺1膚覺（skinsenses）定義：刺激作用于皮膚引起的各種各樣的感覺。膚覺的基本形態(tài)觸覺冷覺溫覺痛覺膚覺感受器在皮膚上呈點(diǎn)狀分布觸點(diǎn)，冷點(diǎn)，溫點(diǎn)，痛點(diǎn)膚覺對(duì)人類的正常生活和工作有重要意義。觸壓覺定義：由非均勻分布的壓力（壓力梯度）在皮膚上引起的感覺。觸覺：外界刺激接觸皮膚表面，使皮膚輕微變形。壓覺：外界刺激使皮膚明顯變形。癢覺：有機(jī)械刺激，還有化學(xué)刺激。觸壓覺的感受器分布于真皮內(nèi)的幾種神經(jīng)末梢。皮膚