第三章 感觉.ppt.ppt

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1、第三章 感觉主要内容感觉的概述感觉的测量视觉听觉其它感觉第一节 感觉概述什么是感觉感觉的意义感觉的编码什么是感觉早晨起来，打开窗户，一股冷气扑面而来，看到树枝上裹上了银装，听到远处鸟儿的叫声，闻到了食堂饭菜的香味，肚中有了饥饿的感觉。感觉感觉(sensation)：人脑对直接作用于感觉：人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的认识。器官的事物的个别属性的认识。比如一个苹果：红的颜色、圆的形状、甜的味道、一定的重量感觉反映的是直接接触到的客观事物，记忆中对事物属性的再现和幻觉中各种感觉体验等都不是感觉。感觉反映的是事物的个别属性，而非事物的整体。感觉是客观事物的主观映像，受到个体经验、身体状态

2、、个性等因素的影响。感觉的意义感觉提供了内外环境的信息。外界事物的属性机体自身的状态，如饥饿、寒冷感觉保证了机体与环境的信息平衡。信息超载或不足，都会破坏机体和环境间的信息平衡感觉是一切较复杂、较高级的心理现象的基础。知觉、记忆、思维等复杂的认识活动，都借助于感觉提供的原始资料感觉剥夺实验（Bexton等，1954）被试躺在实验室一张床上，室内没有一点声音，一片漆黑，手上带着手套每天可以得到20美元报酬结果发现被试很难在实验室坚持23天时间久了被试会烦躁不安、思维不连贯、逻辑混乱，甚至会出现幻觉或恐怖症。感觉的编码编码：将一种能量转化为另一种能量，或将一种符号系统转化为另一种符号系统感觉编码：

3、感觉器官（感受器）将外界刺激的物理能量或化学能量转化为神经冲动，即感官的换能感觉的产生：感受器换能 神经冲动传入大脑皮层 产生各种感觉体验感觉的种类外部感觉：视觉、听觉、味觉、嗅觉和肤觉内部感觉：运动觉、平衡觉、内脏感觉种类感受器皮层中枢适宜刺激外部感觉视觉视锥细胞和视杆细胞枕叶光（电磁波刺激）听觉毛细胞颞叶16-20000Hz 的声波嗅觉嗅细胞边缘系统气体（挥发性物质）味觉味蕾中央后回最下部溶解于水、唾液和脂类的化学物质皮肤觉迈斯纳氏触觉小体、巴西尼氏环层小体、罗佛尼氏小体和克劳斯氏球中央后回机械性和温度性刺激物内部感觉运动觉肌梭、肌腱和关节小体中央前回骨骼肌运动、身体四肢位置状态平衡觉内耳

4、前庭器官中的纤毛前外雪氏回头部运动的速率和方向内脏感觉内脏器官及组织深处的神经末梢下丘脑、第二感觉区和边缘系统机体内部各器官的运动和变化神经特殊能量说：19德国生理学家缪勒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感觉的性质不取决于外界物体的性质，而决定于感觉神经的特殊能量否定了感觉是对客观世界的映像，在认识论上是错误的感觉编码除感官换能外，也发生在神经冲动的传入的不同层面上特异性理论：不同性质的感觉由不同神经元来传递信息，如编码形状和颜色模式理论：编码由整组神经元的激活模式引起两种编码模式可能共存第二节 感觉的测量工厂里的火警报警器要多响工人才能在喧嚣的机器声中听到；咖啡中要加多少

5、糖才能感觉到甜？回答这些问题需要测量感觉的强度。心理物理学(psychophysics)：物理刺激的强度和它所引起的感觉量之间的关系；心理科学中最古老的领域感受性与感觉阈限人的感官只对一定范围内的刺激做出反应，这个刺激范围及相应的感觉能力分别称为感觉阈限(sensory threshold)和感受性(sensitivity)。绝对感觉阈限与绝对感受性绝对感觉阈限(absolute sensory threshold)：刚刚能够引起感觉的最小刺激量绝对感受性(absolute sensitivity)：人的感官觉察这种微弱刺激的能力绝对感受性可用绝对感觉阈限来衡量，二者成反比关系：S=1/R一些

6、感觉的绝对阈限测量绝对阈限要求观测者完成一些觉察任务，如在黑暗的房间中观察烛光，在安静的房间里听轻柔的声音测量结果表示为心理测量函数绝对阈限定义为：有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能引起感觉的刺激强度绝对感觉阈限受刺激物的性质和有机体自身状态的影响。感觉适应(sensory adaptation):刺激持续输入引起的感受性变化“入芝兰之室，久而不闻其香；入鲍鱼之肆，久而不闻其臭”倾向对新刺激做出反应差别感觉阈限与差别感受性差别感觉阈限(difference threshold)：刚刚能够引起差别感觉的刺激物间的最小差异量，或称最小可觉差(just noticeable differen

7、ce,JND)。如20斤的重量加上半斤感觉不到重量增加，加上1斤感觉到有变化差别感受性(difference sensitivity):对这一最小差异量的感觉能力差别感受性与差别阈限也成反比关系。测量差别阈限如一家饮料公司想生产一种饮料，口味比现在的甜一些，但为了节约成本，又要尽量少的放糖。如何测量？方法：使用一对刺激，要求被试判断二者是否相同；有一半次数觉察出差异的刺激差异值定义为差别阈限德国生理学家韦伯(Weber,1834)：对刺激物的差别感觉，取决于刺激物的增量与原刺激量的比值，即刺激的增量与原刺激量存在某种关系。如100克的重量增加2克，200克的重量增加4克，300克的增加6克韦伯

8、定律：K=I/I;K是一个常数，称之为韦伯分数。不同感觉通道的韦伯分数不同韦伯定律适用于中等强度的刺激，刺激过强或过弱，比值会发生改变。心理物理定律刺激的物理强度和所引起的感觉量之间存在怎样的数量关系？对数定律（费希纳定律）19世纪中叶，德国物理学家费希纳提出假设：最小可觉差主观上相等；感觉的大小可由阈限上增加的最小可觉差来决定依据韦伯定律推导出感觉量和物理量之间的数学关系：S=KlgI，S是感觉量，I是刺激量，K为常数；感觉大小是刺激强度的对数函数。如某个光线的物理强度I是10，常数K=1，那么感觉强度S为1；如果物理强度加倍，I=20，感觉强度S=1.3.刺激强度按几何级数增加时，感觉强度

9、只按算数级数增加。对数定律主要适用于中等强度的刺激。乘方定律（史蒂文斯定律）20世纪50年代，美国心理学家史蒂文斯提出数量估计法考察刺激强度和感觉大小的关系：呈现一个标准的光刺激，告诉被试明度是10，呈现不同的光刺激，要求被试估计明度推导出心理量是刺激量的乘方函数，感觉大小与刺激量的乘方成正比：P=KIb，P是感觉大小，I是刺激的物理量，K是常数，b 依据不同的感觉通道而定。不同感觉通道的幂指数不同，如明度幂指数小于1，心理量的增长慢于物理量的增长；电击的幂指数大于1，心理量的增长快于物理量的增长；而长度估计的幂指数约等于1.乘方定律受到刺激选择和反应偏向的影响，乘方函数的指数并非一直固定。不

10、同感觉的乘方函数指数第三节 视觉视觉的刺激视觉的生理机制视觉现象视觉的刺激视觉的刺激是光，具有一定频率和波长的电磁辐射。可见光约占电磁波谱的1/70，380760毫微米。人眼接受的光主要来自光源（太阳和各种人造光源）和物体表面反射的光线。视觉的生理机制眼球的折光机制视网膜的换能机制视觉的传导机制视觉的中枢机制眼球的构造和折光机制眼球前后直径约为25mm，横向直径为20mm，由眼球壁和眼球内容物组成。眼球壁：外层巩膜和角膜；中层虹膜、睫状肌和脉络膜，虹膜中间是瞳孔，随光线强弱调节大小；内层视网膜和视神经内段，感光细胞（锥体细胞和棒体细胞）在网膜内。眼球内容物包括晶状体、房水和玻璃体（屈光介质），

11、和角膜组成屈光系统。视网膜的构造和换能机制网膜主要有三层神经细胞感光细胞是锥体细胞（600万个）和棒体细胞（1.2亿个）分布：中央窝（对光最敏感的区域），只有锥体没有棒体细胞；离开中央窝，棒体细胞极度增加。功能：棒体细胞是暗视感受器，对物体的明暗敏感；锥体细胞是明视觉感受器，感受物体的细节和颜色。盲点：中央窝附近，视神经节细胞的神经纤维在此会聚成视神经。光线作用于感光细胞，其中的化学物质（如视紫红质）分子结构变化，释放的能量引起感光细胞发放神经冲动，将光能转化为神经电信号。视觉的传导机制视觉传导视觉的中枢机制初级视觉皮层（17区）初步分析视觉信号受刺激会看到闪光受损坏会失明联合区（邻近17区）

12、进一步加工视觉信号，如认识形状、分辨方向受损会产生失认证，如物体、空间、人面、颜色等失认20世纪60年代以来，休伯(Hubel)和威塞尔(Wiesel)对视觉感受野进行了研究视觉感受野：视网膜上的一定区域，受到刺激时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。特征觉察器：视觉中枢中能够对呈现给视网膜的具有某种特性的刺激进行反应的高级神经元，如边界、直线、运动、角度等视觉系统可能存在两条通路大细胞通路：从网膜A型神经节细胞经丘脑外侧膝状体最内两层的大神经元，到达初级视皮层（V1）的4B区，再到达二级视皮层（V2）的粗条纹区，其功能为分析运动(V3,V5)和深度（V5）；小细胞通路：从网膜

13、B型神经节细胞经过外侧膝状体靠外四层的小神经元，到达初级视皮层（V1）的色斑区和色斑间区，再到达二级视皮层（V2）的细条纹区，其功能为分析颜色（V4）和形状（V3、V4）。初级视皮层（V1）的输出信息送到两个渠道，分别成为背侧流和腹侧流。背侧流常被称为“空间通路”（Where pathway），参与处理物体的空间位置信息；腹侧流常被称为“内容通路”（What pathway），参与物体识别，例如面孔识别。视觉现象光线的基本特性有：强度、波长、空间分布和持续时间等。明度色觉视觉中的空间因素视觉中的时间因素明度明度：眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，主要是由光线强弱决定的一种视觉经验。明度不仅

14、决定于物体照明的强度，而且决定于物体表面的反射系数。物体表面的反射系数越大(最大为1)，看上去就越明亮。视亮度指从白色表面到黑色表面的感觉连续体。它是由物体表面的反射系数决定的，而与物体的照度无关。物体表面的反射率高，显得白；反射率低，显得黑。如在强烈日光下和在昏暗灯光下，白纸比灰色衣服白，灰色衣服比黑煤白。明度的绝对阈限与差别阈限正常情况下，人眼对光强具有极高的感受性：1公里外1/4烛光的光源（大气透明，能见度好）人眼对光的感受范围 暗视觉：10-6烛光/m2到10-1烛光/m2 中间视觉：100烛光/m2 明视觉：101烛光/m2到107烛光/m2 10-6烛光/m2是视觉系统明度的绝对阈

15、限；超过107烛光/m2的光强，对人眼有破坏作用。明度的差别阈限在光强为中等强度时，合韦伯定律，即K=I/I，其数值近似于1/100。在刺激极弱时为100/100；在光刺激极强时，韦伯比值I/I可缩小到1/167。明度的绝对阈限与差别阈限的大小，都与光刺激作用的网膜部位有关：棒体细胞分布密集的地方（距中央窝160-200处），对光的感受性高，明度的绝对阈限低；锥体细胞密集的地方，对光的差别感受性高。明度与波长人眼对不同波长的光线的感受性是不同的。锥体细胞对光谱的中央部分(约555nm，黄绿色)最敏感，对低于500nm和高于625nm的波长的感受性要差得多。棒体细胞对较短的波长具有最大感受性。光

16、谱敏感函数向光谱较短一端变化约50nm。对505nm波长（蓝绿色）的光最敏感，而对波长超过620毫微米的红光，几乎是不敏感的。普肯耶现象当人们从昼视觉向夜视觉转变时，人眼对光谱的最大感受性将向波短方向移动，因而出现了明度的变化。在昼视觉条件下，如果我们选择两个具有40%的相对光谱感受性的光线(例如，500nm的绿光和620nm的红-橙光)，它们的明度看上去相同。如果将光强降低，改用棒体细胞来完成明度辨别，那么绿光就会比红-橙光显得明亮。如阳光照射下，红花与蓝花同样亮；夜幕降临时，蓝花比红花更亮些。这种现象叫普肯耶(Purkinje)现象。颜色视觉颜色的基本特性颜色混合色觉缺陷色觉理论颜色的基本特性颜色(color)是光波作用于人眼所引起的视觉经验。颜色具有三个基本特性：色调、明度和饱和度。色调(hue)主要决定于光波的波长。如700毫微米的波长占优势，光源看去是红的。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。如果反射光中长波占优势，物体呈红色或橘黄色；如果短波占优势，物体呈蓝色或绿色。明度指颜色的明暗程度，决定于照明的强度和物体表面的反射系数。饱和度指某种颜色的纯