第三章 感觉教材

普通心理学郭俊彬2013年11月10日

第三章感觉

主要内容什么是感觉神经特殊能量学说感受性视觉听觉其他感觉感觉所遵循的共同规律一、什么是感觉(sensation)定义：是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。感觉的意义感觉提供了内外环境的信息。感觉保证了机体与环境的信息平衡。感觉是一切高级心理活动的前提和基础信息超载或不足，都会破坏信息的平衡，对机体带来严重的不良影响。大城市中“信息超载”，使人产生“冷漠”的态度；“感觉剥夺”，使人无法忍受，产生不安和痛苦。感觉的重要性之:感觉剥夺感觉剥夺实验（sensorydeprivation）时间、地点：该实验是20世纪50年代初在加拿大的McGill大学首先进行的，随后迅速发展到美国和欧洲的很多大学和研究所。起因有感于当时参加朝鲜战争的很多美军战俘受到中国人民志愿军的“洗脑”，回国后转而开始反对美国资本主义制度，使研究者对经过一段时间内的感知觉剥夺的人类的行为改变感兴趣。感觉的重要性之:感觉剥夺目的：研究在一定时间内的感知觉剥夺对正

常成人的影响。主题：对外界宣传的易感性（Susceptibility）实际研究:包括大脑皮层的激活、认知系统、

运动操作等各个方面的心理特点。感觉剥夺实验范式：标准的感觉剥夺实验在严格控制的实验室中，尽可能地剥夺被试者的感觉；躺在一个非常柔软的、尽可能减少身体感觉的床上；眼上蒙着特制的、只能看到漫射光但看不到任何形状或图形的眼罩；手和脚都要戴上厚纸套，将触觉刺激减至最小；将室内的可能的各种声音尽量减到最低或完全隔音；观察被试者的表现、坚持时间的长短，记录他们的心率、皮肤电阻、脑电、生物化学指标等。感觉剥夺实验的结果Bexton,Heron&Scott(1954)首次报告了感觉剥夺的实验结果。开始时，被试还能安静地睡着，但稍后，被试开始失眠，不耐烦，急切地寻找刺激，他们想唱歌，打口哨，自言自语，用两只手套互相敲打，或者用它去探索这间小屋。被试变得焦躁不安，老想活动，觉得很不舒服。实验中，被试每天可以得到20美元的报酬。但难以让他们在实验室中坚持这种实验到2天-3天以上实验说明：外界刺激对维持人的正常生存十分重要。现实现象：退休老人积极参与社会活动，维持社会功能感觉剥夺实验的结果持续的感觉剥夺能够产生大脑皮层唤醒能力的降低酮类固醇激素水平显著上升情绪、认知和行为等方面的紊乱在感觉剥夺后期，被试者会出现思维反应迟钝思维过程受到扰乱智力测验的成绩严重变坏白日梦幻听、幻视等精神异常现象感觉剥夺实验的变式只剥夺运动，不剥夺其他社会刺激只剥夺声音和视觉刺激，不剥夺运动专门剥夺社会刺激，安排在一个与外界隔绝的枯燥环境中，但不剥夺被试者的感觉刺激二、神经特殊能量学说代表人物：

19世纪德国著名生理学家缪勒最早研究了感觉编码问题，并提出了神经特殊能量学说。事实相同的刺激作用于不同的感官，得到不同的感觉不同的刺激作用于相同的感官，得到相同的感觉学说的具体内容各种感觉神经具有自己特殊的能量，它们在性质上是互相区别的。每种感觉神经只能产生一种感觉，而不能产生另外的感觉。感官的性质不同，感觉神经具有的能量不同，由此引起的感觉也是不同的。缪勒的结论感觉不决定于刺激的性质，而决定于感觉神经的性质。我们直接感觉的东西，不是外界的物体，而是我们自己的神经，即神经的某种特殊状态。“我们始终不能直接知觉外物自身的性质”。“我们所知道的只是我们的感觉”。对“特殊神经能量学说”的评价大脑直接加工的材料是外物引起的神经冲动——合理的一面人脑对神经信号的加工是一种译码的过程，它能揭示这种神经信号所代表的现实刺激物的特性，帮助人们获得关于外部世界的知识。只承认人脑对神经自身状态的直接感受，否认人的感觉依赖于外物的性质。——这是不对的客观刺激的决定作用动物进化的历史告诉我们，感觉神经的分化是有机体适应环境的结果。环境中存在各种刺激，才产生了与这些刺激性质相适应的感觉。感觉的性质不是由感觉神经的特殊能量决定的，而是由客观世界刺激的性质最终决定的。三、感受性与感觉阈限感受性：感觉敏度感觉阈限：衡量感受性水平高低的客观标尺关系：反比种类：

1、绝对感受性与绝对感觉阈限

2、差别感受性与差别感觉阈限绝对感受性与绝对感觉阈限绝对感受性——感觉最小刺激量的能力绝对感觉阈限——能引起感觉的最小刺激量

关系：反比

E=1/RE

代表绝对感受性R

代表绝对感觉阈限绝对感觉阈限并不是绝对不变的，主要影响因素：

人的活动的性质刺激的强度和持续时间个体的注意、态度和年龄绝对感受性与绝对感觉阈限人类各种感觉的绝对感受性都很高。在黑暗清新的夜晚，人可看见30英里外的一支烛光，强度约为10个光子；在绝对安静的环境中，人能听到20英尺远处的手表滴答声，强度约为2X10-9N/cm2；

人能嗅到一公升空气中散布的1/10万毫克的人造麝香的气味。差别感受性与差别感觉阈限差别感受性——感觉刺激的最小差别量的能力差别感觉阈限或最小可觉差（J.N.D）

刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量。关系——反比例刺激强度与感觉大小的关系——心理物理定律（见下一页）韦伯定律(Weber’slaw)代表人物：德国生理学家韦伯（Weber）主要内容：K=ÄI/I

I为标准刺激的强度或原刺激量ÄI

为引起差别感觉的刺激增量，即J.N.D

K

为一个常数

对不同感觉来说，K的数值不同，即韦伯分数不同。根据韦伯分数的大小，可以判断某种感觉的敏锐程度。适用范围：中等强度的刺激。刺激过弱或过强，K都会

发生改变。影响因素——遗传、后天实践(职业熏陶)费希纳定律费希纳提出了传统心理物理学中最著名的心理物理函数关系──费希纳定律，也称为对数定律。它预测心理量和物理量之间呈对数关系，心理量的增长慢于物理量的增长。S=KlogR。这里S是感觉量，R是刺激量，K是常数。这是一种对数关系，因为感觉量是以算术级数增加，而刺激量则是按几何级数增加。刺激强度的增加不会产生感觉强度的相应增加。例如，在1个正在响着的铃声上增加1贝尔，比所引起的感觉强度的增加量要大。因此，对于当时已经存在的感觉量来说，刺激强度的效果不是绝对的，而是相对的。

四、视觉（vision）视觉刺激视觉的感受器视觉信息的传导视觉的中枢机制视觉的感受野特征觉察器视觉的基本现象视觉理论

视觉刺激光波：380--780nm（nm，毫微米）光波的物理特性及其引发的视觉特性1、振幅→明度振幅表示光的强度，它所引起的视觉的心理量是明度。

明度表示颜色的明暗程度，色调相同的颜色，明暗可能不同。

颜色的明度决定于照明的强度和物体表面的反射系数。

世界上最白的东西是氧化镁，反射率大于90%。

光波的物理特性及其引发的视觉特性2、波长→色调（决定了光的色调，不同波长的光颜色不同）

对光源来说，占优势的波长不同，色调也就不同

700nm占优势，红光源；

510nm占优势，绿光源。

对物体表面来说，色调取决于物体表面对不同波长的光线的选择性反射。反射光中，长波占优势，物体呈红色或橘黄色反射光中，短波占优势，物体呈蓝色或绿色。光波的物理特性及其引发的视觉特性3、纯度→饱和度表示光波成分的复杂程度，引起的视觉的心理量是饱和度饱和度指某种颜色的纯杂程度或鲜明程度。纯的颜色都是高度饱和的，例如鲜红、鲜绿等。混杂上白色、灰色或其他色调的颜色，是不饱和的颜色，例如酱紫、粉红、黄褐等。完全不饱和的颜色根本没有色调，如黑白之间的各种灰色视觉刺激的物理和心理属性表：视觉刺激的物理和心理属性物理属性心理属性振幅明度波长色调纯度饱和度视觉感受野（receptivefields）从20世纪60年代以来，休伯（Hubel）和威塞尔（Wiesel）等对视觉感受野进行了系统研究

网膜上一定区域或范围的感光细胞转换的神经能量能激活与这个区域有联系的视觉系统各层神经细胞的活动，也就是处于某一层次的神经细胞只接受来自一定区域的感光细胞送来的信息。网膜上的这个感光细胞区域就叫作相应神经细胞的感受野。

特征觉察器

根据感受野的研究，休伯等人认为，视觉系统的高级神经元能够对呈现给网膜上的、具有某种特性的刺激物作出反应。这种高级神经元叫特征觉察器。

高等哺乳动物和人类的视觉皮层具有边界、直线、运动、方向、角度等特征觉察器，由此保证了机体对环境中提供的视觉信息作出选择性的反应。视觉的基本现象视觉的空间因素：视觉对比，马赫带，视敏度视觉的时间因素：视觉适应，后像，闪光融合视觉的空间因素——视觉对比视觉对比是由光刺激在空间上的不同分布引起的视觉经验。明暗对比——是由光强在空间上的不同分布造成的颜色对比——一个物体的颜色会受到它周围物体颜色的影响而发生色调的变化。对比使物体的色调向着背景颜色的补色的方向变化。

（补色：色相环上对面的颜色，如：红—绿，蓝—橙，黄—紫）视觉的空间因素——明暗对比视觉的空间因素——颜色对比视觉的空间因素——马赫带马赫带是指人们在明暗交界的边界上，常常在亮区看到一条更亮的光带，而在暗区看到一条更暗的线条。视觉的空间因素——马赫带侧抑制作用较好地解释了马赫带所谓侧抑制是指某个神经兴奋后，会抑制其邻近神经活动。从刺激物的能量分布来说，亮区的明亮部分与暗区的黑暗部分，在刺激的强度上和该区的其他部分相同，而我们看到的明暗分布在边界处却出现了起伏现象。可见，马赫带不是由于刺激能量的实际分布，而是由于神经网络对视觉信息进行加工的结果，即侧抑制的结果。视觉的空间因素——视敏度

视敏度是指视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力。视力视敏度的大小通常用视角大小来表示。视角：物体通过眼睛节点所形成的夹角。视角大小取决于物体的大小及物体离眼睛的距离视觉的时间因素——视觉适应适应是我们熟悉的一种感觉现象。是由于刺激物的持续作用而引起感受性发生变化。暗适应（darkadaptation）暗适应是指照明停止或由亮处转入暗处时视觉感受性提高的过程。我们从阳光直射的室外进入电影院在夜晚由明亮的室内走到室外整个暗适应持续大约30分钟-40分钟，以后感受性就不再继续提高了。视觉的时间因素——视觉适应

明适应（brightadaptation）明适应是指照明开始或由暗处转入亮处时人眼感受性下降的过程。暗适应时间较长，而明适应进行很快，时间很短暂。在一秒钟的时间内，由明适应引起的阈限值上升，就已很明显；在5分钟左右，明适应就全部完成了。表：明视觉（锥体）与暗视觉（杆体）的特性明视觉暗视觉感受器锥体细胞杆体细胞视网膜位置集中在中央凹网膜边缘功能分工白天黑夜最敏感波峰555nm507nm颜色视觉有无暗适应快，约5min慢，约30min空间分辨高敏度，但光感受性低低敏度，但光感受性高视觉的时间因素——后像定义：刺激物对感受器的作用停止以后，感觉现象并不立即消失，它能保留一个短暂的时间。种类正后像：原刺激消失后，其所遗留的后像，与原刺激的色彩及亮度均相似。

负后像：原刺激消失后，后像的亮度与原刺激相反，而色彩与原刺激互补。颜色视觉也有后像，一般为负后像。用眼睛注视一朵绿花，约一分钟，然后将视线转向身边的白墙，那么在白墙上将看到一朵红花。视觉的时间因素——后像视觉的时间因素——闪光融合定义：断续的闪光由于频率增加，人们会得到连续的感觉，这种现象叫闪光融合。闪光融合临界频率：刚刚能够引起融合感觉的刺激的最小频率。

它表现了视觉系统分辨时间能力的极限．它体现了人们辨别闪光能力的水平。通过对人的闪光融合临界频率的测定，还可以了解人体的疲劳程度。视觉的时间因素——视觉掩蔽

在某种条件下，当一个闪光出现在另一个闪光之后，这个闪光能影响到对前一个闪光的觉察，这种效应称为视觉掩蔽。（抢镜）

色觉理论——三色说英国科学家托马斯•扬假定，人的视网膜有三种不同的感受器。每种感受器只对光谱的一个特殊成分敏感。当它们分别受到不同波长的光刺激时，就产生不同的颜色经验。1860年，赫尔姆霍茨设想，每种感受器对各种波长的光都有反应。但是红色感受器对长波更敏感（长波受纳器）；绿色感受器对中波更敏感（中波受纳器）；蓝色感受器对短波更敏感（短波受纳器）。三条不同的光敏感曲线。

色觉理论——三色说三色理论当光刺激作用于眼睛时，将在三种感受器中引起不同程度的兴奋各种颜色经验是由各种感受器按相应的比例活动而产生的三色理论与在锥体细胞中现已发现的三种视觉色素是一致的，且能很好地说明颜色混合的事实但是，三色理论不能解释红绿色盲色觉理论——对立过程理论代表人物：黑林（Hering）时间：1874具体内容：视网膜存在着三对视素黑-白视素、

红-绿视素、

黄-蓝视素

它们在光刺激的作用下表现为对抗的过程

同化作用（assimilation）

异化作用（disassimilation）

色觉理论——对立过程理论证明：心理学家赫尔维奇和詹米逊用心理物理学方法，证实了黑林的对立作用理论。视网膜上，存在三种锥体细胞短波感受器，中波感受器，长波感受器。视觉系统的高级水平上，存在三对对立细胞黑-白细胞，红-绿细胞，黄-蓝细胞。红-绿细胞和黄-蓝细胞与颜色编码有关，

而黑-白细胞与明度有关。

五、听觉听觉刺激听觉的生理机制听觉的基本现象听觉理论

1、听觉刺激

声波是听觉的适宜刺激。声波的物理性质频率：发声物体每秒振动的次数（周/秒）。人耳能接受的振动：16Hz-20000Hz次声：低于16Hz的振动超声：高于20000Hz的振动振幅：振动物体偏离起始位置的大小。波形：基音与陪音的配合、比例关系声波最简单的波形是正弦波。纯音：由正弦波得到的声音复合音：由不同频率和振幅的正弦波叠加而成。

声波的心理特性

（1）音调（主要是由声波频率决定）人的听觉的频率范围为16-20000赫兹1000-4000赫兹是人耳最敏感的区域（2）音响（由声波的振幅决定）测量单位：贝尔（Bel）或分贝尔（dB）人的音响阈限：下阈为0分贝，上阈约130分贝音响与音频的关系（等响曲线）在相同的声压水平上，不同频率的声音响度是不同的不同的声压水平却可产生同样的音响。（3）音色由于振动形式不同所引起的主观感觉的差异。表：听觉刺激的物理和心理属性物理属性心理属性频率音调（pitch）振幅音响（loudness）复杂度音色（timber）2、听觉的生理机制耳的构造外耳：耳廓，外耳道中耳：鼓膜，三块听小骨，卵圆窗，正圆窗内耳：前庭器官，耳蜗听觉的传导机制和中枢机制听神经：第八对脑神经听觉的核心皮层：布鲁德曼41区3、听觉基本现象声音掩蔽一个声音由于同时起作用的其他声音的干扰而使听觉阈限上升，称为声音的掩蔽。掩蔽作用的大小随噪音的增加而加大。耳聋传导性耳聋——是从耳鼓膜到内耳的声音传输障碍造成的。神经性耳聋——是由于毛细胞或听神经受到了损害造成的。刺激性耳聋——是神经性耳聋的一个特殊类型，是由于特殊的工作、爱好、经历所引起的。（纺织等）4、听觉理论

人耳怎样分析不同频率的声音，产生高低不同的音调？（1）电话理论（频率理论）代表人物：罗·费尔得，物理学家主要观点内耳的基底膜是和镫骨按相同频率运动的。振动的数量与声音的原有频率相适应。如果我们听到一种频率低的声音，连接卵圆窗的镫骨每次振动次数较少，因而使基底膜的振动次数也较少。如果声音刺激的频率提高，镫骨和基底膜都将发生较快的振动。问题：人耳基底膜不能作每秒1000次以上的快速运动。这是和人耳能够接受超过1000赫兹以上的声音不相符合的。

4、听觉理论（2）共鸣理论（位置理论）代表人物：赫尔姆霍茨主要观点：由于基底膜的横纤维长短不同，靠近蜗底较窄，靠近蜗顶较宽，因而就像一部竖琴的琴弦一样，能够对不同频率的声音产生共鸣。声音刺激的频率高，短纤维发生共鸣，作出反应；声音刺激的频率低，长纤维发生共鸣，作出反应。人耳基底膜约有24000条横纤维，它们分别反应不同频率的声音。证据：4、听觉理论（3）行波理论（位置理论）代表人物：冯·贝克西，生理学家主要观点：声波传到人耳，将引起整个基底膜的振动。振动从耳蜗底部开始，逐渐向蜗顶推进，振动的幅度也随着逐渐增高。振动运行到基底膜的某一部位，振幅达到最大值，然后停止前进而消失。随着外来声音频率的不同，基底膜最大振幅所在的部位也不同，从而实现了对不同频率的分析。证据：4、听觉理论4）神经齐射理论（频率理论）代表人物：韦弗尔（Wever）主要内容：当声音频率低于400赫兹以下时，听神经个别纤维的发放频率是和声音频率对应的。声音频率提高，个别神经纤维无法单独对它作出反应。在这种情况下，神经纤维将按齐射原则发生作用。个别纤维具有较低的发放频率，它们联合“齐射”，就可反应频率较高的声音。证据：韦弗尔指出，用齐射原则可以对5000赫兹以下的声音进行频率分析。当声音频率超过5000赫兹时，位置理论是对频率进行编码的唯一基础。六、其他感觉皮肤感觉嗅觉和味觉内部感觉其他感觉——肤觉定义：刺激作用于皮肤引起的各种各样的感觉。基本形态触觉冷觉温觉痛觉肤觉感受器在皮肤上呈点状分布肤觉对人类的正常生活和工作有重要意义。

其他感觉—肤觉—触压觉定义：由非均匀分布的压力（压力梯度）在皮肤上引起的感觉。触觉：外界刺激接触皮肤表面，使皮肤轻微变形。

压觉：外界刺激使皮肤明显变形。

痒觉：有机械刺激，还有化学刺激。

触压觉的感受器分布于真皮内的几种神经末梢。皮肤不同部位有不同的触觉感受性、不同的触觉阈限。两点阈：人能分辨皮肤上两个点的最小距离。

其他感觉—肤觉—温度觉

皮肤表面温度的变化，是温度觉的适宜刺激。一种温度刺激引起的感觉，是由刺激温度与皮肤表面温度的关系来决定的。生理零度：皮肤表面的温度。身体不同部位的生理零点不同，对温度刺激的敏感程度也不同。皮肤对冷、热刺激的接受，分别由不同感受器来完成。（不要用自己的温觉代替孩子的温觉）大小孩子其他感觉—肤觉—痛觉任何一种刺激当它对有机体具有损伤或破坏作用时，都能引起痛觉。引起痛觉的刺激物很多：机械的，