感觉和知觉的一些问题研究Word下载.docx
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在信息转换时,许多感觉在将信息发送到大脑之前会对环境信息进行分析。
感觉分析的过程是将其中许多重要特征信息找出来的过程。
这些特征就是一个刺激中的基本元素,如线条、形状、边缘、点或颜色等(Ramachandran,1992)。
许多感觉系统的神经环路就是特征探测器,即对特定刺激模式高度敏感的系统。
例如,蛙眼特别敏感的是那些小的、移动着的黑点,研究者称这种感觉为“昆虫探测器”(Lettvin,1961)。
蛙眼似乎专门用于探测附近的昆虫,换言之,蛙眼只能看移动中的昆虫。
因此,如果一个青蛙的身边只有死苍蝇而没有飞着的活苍蝇,它将会饿死。
感觉系统在完成信息的选择和分析之后,还要对信息进行编码。
感觉编码过程是将一些显要特征转换成可以被人脑理解的神经信息。
诺贝尔奖获得者生理心理学家休贝尔(Hubel)和维塞尔(Wiesel)对大脑视皮层单细胞的活动进行直接记录。
他们记录不同视网膜区域所对应的每一个细胞的反应。
接下来,他们以不同大小和形状的光照射视网膜并记录相应的大脑细胞激活神经冲动的频率。
结果是令人兴奋的。
他们发现许多大脑细胞仅对特定宽度或方位的线条反应。
同时这些细胞对一个光点或总体的照明不“兴奋”。
还有一些细胞仅对特定角度的线条,或对在一个特殊方向移动的线条反应。
这些发现表明大脑中的细胞也是一种特征探测器。
似乎大脑首先将进入的信息分为线条、角度、阴影、移动和其他基本特征。
接着,其他大脑区域将这些特征结合成一个有意义的视觉经验(Hubel&
Wiesel,1979)。
进一步的研究发现,作为特征觉察器的大脑皮层细胞可以分为三类。
一类是简单细胞,只能对特定网膜位置上的一定特征进行反应,如果受刺激的网膜位置改变,即使是同样的特征,这种简单细胞也不反应。
这类细胞位于大脑皮层表面。
另一类细胞叫复杂细胞,它们对一定的特征进行反应,同时又不受网膜刺激部位的影响。
这类细胞位于大脑皮层的较深处。
还有一类细胞叫做超复杂细胞,它们可以侦察由简单特征组成的复杂特征。
听觉中是否存在声音的特征觉察器?
研究发现,听觉神经细胞也是有分工的。
听觉中枢神经细胞有40%只反应噪音,而对乐音不反应。
这说明神经细胞对噪音和乐音的反应有分工。
听觉中枢的另外60%的神经细胞对乐音的反应也有分工:
有的只是对音的出现有反应;
有的只是在音消失以后才发生反应;
有的只是在音出现和消失的一刹那才发生反应;
有的在音的频率降低时发生反应;
有的在音的频率升高时发生反应。
二、我们如何研究外部物理刺激强度在人的心理上引起的感觉变化
感觉器官使我们能够了解客观现实。
但是,我们可以听见的最轻的声音有多轻?
可以看见的最弱的光有多弱?
心理物理学的研究为上述问题提供了答案。
心理物理学的先驱是费希纳。
他是一位哲学家但始终关注心理与物理的关系。
他观察到,感觉强度的增加与刺激强度的增长并不是1∶1的关系。
刺激的作用不是绝对的,而是相对的,并且同已经存在的感觉量相关。
经过长期的研究,他于1860年发表了《心理物理学纲要》,为心理物理学的发展奠定了基础。
心理物理学方法是在对刺激的物理变化进行测量的同时记录这些变化与心理感觉的联系。
心理物理学关心的一个基本问题是:
导致感觉发生变化的绝对最小物理量是多少?
要回答这一问题,就要对一个感觉系统的绝对阈限进行测定。
绝对阈限的测量结果说明一个感觉系统的敏感性。
在实际的测量中,并不存在一个唯一的、真正的绝对阈限。
随着刺激量的增加,对刺激的觉察由不发生到逐渐提高觉察率,直至最终总能觉察出刺激。
该过程可以形成一个平滑的S形心理量曲线,这一曲线被称为心理物理函数。
该函数表明了心理量(感觉经验)与物理量(刺激的物理强度)之间的关系,它表明感觉从无到有是一个渐进的而不是突变的过程。
在实际的测量中,我们一般把有50%的机率能被察觉到的刺激量定义为绝对阈限。
表1 不同感觉通道的绝对感觉阈限
感觉
最小刺激视觉晴朗夜空下48公里处的蜡烛光
听觉
安静条件下6米远手表的指针走动的声音
味觉
9升水中1茶匙糖的甜味
嗅觉
6间屋子中1滴香水的气味
触觉
从1厘米高降落到面颊上的苍蝇翅膀
关于阈限研究的另外一个问题是,一个刺激发生多少的改变,就可以刚好被察觉出来?
这就是有关差别阈限的研究。
在差别阈限的研究中,产生了心理学的第一个自然科学定律,即韦伯定律。
韦伯定律的基本含义为:
产生一个最小可觉差差别所需的刺激变化量与先前刺激量的比率是一个常数。
需要说明的是,韦伯定律仅是一个近似规律,因为它主要适用于中等强度范围的刺激。
表2 不同物理刺激的韦伯系数
刺激类型
韦伯系数
闪电
重量
长度
震动(指尖)
响度
气味
亮度
味觉(咸)
测量感觉阈限的心理物理方法有三种,即最小变化法、恒定刺激法和平均差误法。
在以后有关心理物理的研究中,研究者又发展出了信号检测理论,该方法同时考虑了被试的主观判断标准和客观感受阈限两个方面的问题。
三、为什么我们会有颜色视觉
你认为什么颜色最亮,红色、黄色还是蓝色?
实际上,视网膜上存在着两种不同的杆体细胞和锥体细胞,它们在颜色感受性上存在明显的差别,因此,对这个问题有两种答案。
锥体细胞对光谱黄绿区域是最敏感的。
当所有的颜色都在日光条件下测试,那么黄绿光将显得最亮。
救火车大量使用黄色和路边工作者穿黄色背心即是这一事实的反应。
那么杆体细胞对哪种颜色最敏感呢?
实际上杆体细胞并不产生颜色感觉。
如果使用非常暗但有颜色的光,眼睛将不会看到任何颜色。
尽管如此,对于杆体细胞来说,仍存在着颜色敏感程度上的差别。
研究结果表明,杆体细胞对蓝—绿光是最敏感的。
于是,在夜晚或暗光条件下,当杆体细胞视觉为主要时,最亮的颜色将是一种蓝或蓝—绿光。
由于这种原因,许多警察和高速公路巡逻车在夜晚工作时均使用蓝色作为紧急灯光。
那么,锥体细胞是如何产生颜色感觉的?
颜色视觉的三色理论认为,人眼有三种类型的锥体细胞,每一种各自对红、绿或蓝最敏感。
其他颜色是这三种颜色混和的结果,同时由杆体细胞产生黑和白感觉。
颜色的颉颃理论认为,视觉将颜色分析为“或者—或者”类型的信息。
它假设视觉系统可以对红或绿、黄或蓝、白或黑进行编码,其他颜色是这三对颉颃编码共同作用的结果。
三色理论可以很好地解释颜色混合现象,但它遇到的挑战是心理原色似乎有四种颜色,即红、绿、蓝和黄。
同时,它还不能解释为什么不可能有红绿色或黄蓝色。
颉颃理论可以很好地解释色觉异常现象,同时它可以很好地解释颜色后像现象,但它不能很好地解释颜色混合现象。
那么,哪一种颜色理论是正确的?
实际上,两者都正确!
三色理论适用于视网膜。
研究表明,视网膜上存在三种类型的视觉色素,同时每一种色素对不同波长的光最敏感,三种色素的波长峰值基本上落在红、绿或蓝区域(Nathans,etal.,1986)。
颉颃理论很好地解释了信息在离开眼睛之后视觉通路上所发生的一切,颜色信息的编码似乎是按“或者—或者”颉颃方式进行传递的。
所以两种理论都是“对的”。
一种解释了在眼睛本身发生了什么,另一种解释了信息在到达人脑的过程中如何被分析,合起来它们解释了颜色视觉。
四、暗适应──让那里亮起来
当适应一个暗房间时,眼睛会发生什么变化?
暗适应是在进入黑暗之后,视网膜光感受性发生的戏剧性增加。
试想走进一个剧院。
如果你从一个亮的大厅进入,那么你需要被领到你的座位。
在一段时间之后,你可以看见整个房间的细节。
有关暗适应的研究表明,大约需要30~35分钟的完全黑暗才能达到最大的视觉感受性。
当暗适应完成时,眼睛可以探测10000倍弱的光。
什么引发暗适应?
像锥体细胞一样,杆体细胞也包括一个光敏感视色素。
当被光击中后,视色素漂白或化学分裂(由闪光灯引起的后像就是这种漂白的直接结果)。
要恢复光感受性,视色素必须重新混合,但这需要时间。
夜视主要是由于视紫红质的增加,即杆体色素的增加。
当完全暗适应后,人类眼睛对光的感受性就如同一只猫头鹰的眼睛。
是否有什么方法可以加速暗适应?
杆体细胞对特别的红光不敏感。
潜水艇和飞机座舱采用红光照明就是利用了感受性这种缺失特性。
战斗机飞行员和地勤人员机务组的预备房间也是同样道理。
在每一种情况下,这样做都允许人们快速地进入黑暗而不需要适应。
由于红光不刺激杆体细胞,这就好像他们在黑暗中已经呆了很长时间一样。
吃胡萝卜真的能提高视力吗?
视紫红质的一种化学“成分”是视黄醛,它是从维他命A合成而来。
当缺少维他命A时,仅能制造出少量的视紫红质。
这样,一个人由于缺少维他命A可能发展为夜盲。
夜盲,即一个人在亮光使用锥体细胞时有正常的视觉,但在夜晚当杆体细胞必须起作用时成为视盲。
胡萝卜是维他命A非常好的来源,所以食用它对一个患有夜视缺陷的人可以提高夜视,但是对任何有正常饮食的人来讲对视觉无任何帮助(Carlson,1994)。
五、一个声音有多大就会造成危害
听力损失的危险依赖于声音的大小和暴露于其中的时间长短。
每天处于85分贝以上就可能引起永久性的听力丧失。
即使处于120分贝很短的时间(摇滚音乐会)也可能引起暂时的阀限漂移(一种部分的、传递性听力损失)。
片刻处于150分贝(喷气式飞机附近)就可以引起永久性耳聋。
表3列出了一些日常生活事件的分贝数。
但千万别仅看数据表面。
分贝是绘于一个对数轴上的(像地震强度)。
每20分贝的增加表示声音总量能够增加10倍。
换句话说,一个120分贝的摇滚音乐会不是正常声音60分贝能量的两倍,而是它的1000倍。
音乐,如噪音一样,也可以引起损害。
人们直接坐在高功放音乐会扩音器的前面,也会有相当大的听力损失。
由于跳舞或空中练习可以将血液从内耳涌到外耳,也可能导致听力损失。
随身听立体声耳机也会带来同样的危险。
许多耳机可以达到115分贝或更多。
如果你可以听到一个站在你旁边的人耳机里的声音,该音量就可能正在损害他的耳朵。
如果在一个大的声音随后出现耳鸣,毛细胞就可能已经被损害。
几乎每一个人偶尔都会有耳鸣,特别是随着年龄的增加。
但是如果重复出现这一警告,你将可能变成永久性的听力困难。
一项最近的研究表明,经常性地听大功放音乐会的人,44%的人有耳鸣并且许多人已有部分听力损失(MeyerBisch,1996)。
下一次,你如果处于一个非常大的声音中,请记住分贝表中的数据并且提高注意以防止受到损害(也请记住,为了迅速地保护耳朵,手指永远都在手边)。
表3 一些日常生活事件的分贝表
分贝数
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