本章较为繁琐,核心重点是刺激强度与感觉大小的关系、视锥细胞和视杆细胞的区别、色觉理论、视觉适应、听觉理论等内容,需要熟练掌握。本章没有非重点内容,所以其他内容也需要多看。
第一节 感觉的一般概念
一、什么是感觉
(一)感觉的含义
感觉是人脑对事物的个别属性的认识感觉。
(二)感觉的作用
1.感觉提供了内、外环境的信息。没有感觉提供的信息,人就不能根据自己机体的状态来调节自己的行为。
2.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信息的平衡,给机体带来严重的不良影响。
3.感觉是一切较高级、较复杂的认识活动的基础,也是人的全部心理现象的基础。
(三)感觉的种类
根据刺激物的性质以及它所作用的感官的性质,感觉可以分为外部感觉和内部感觉。
1.外部感觉接受外部世界的刺激,如视觉、听觉、嗅觉、味觉、肤觉等。
2.内部感觉接受机体内部的刺激,因而又叫机体觉如运动觉、平衡觉、内脏感觉等。
二、近刺激和远刺激
考夫卡把刺激分成近刺激和远刺激两种。
(一)近刺激:直接作用于感觉器官的刺激,每时每刻都在变化。如物体在视网膜上的投影。
(二)远刺激:来自物体本身的刺激,不会有很大变化。如一定波长的光线。
三、感觉的编码
(一)感觉编码的含义
感觉编码是指外界输入的物理能量或化学能量经过感官的换能作用转化为神经系统能够接受的神经能或神经冲动的过程。
(二)感觉编码的理论
1.神经特殊能量学说
缪勒认为,各种感觉神经具有自已特殊的能量,在性质上互相区别。感官的性质不同,感觉神经具有的能量不同,由此引起的感觉也不同。
2.特异化理论
不同性质的感觉是由不同的神经元来传递信息的。
3.模式理论或模块理论
编码是由整组神经元的激活模式引起的。
研究发现,在不同的感觉系统中,神经系统同时釆用了特异性编码和模式编码。
四、刺激强度与感觉大小的关系
(一)绝对感受性与绝对感觉阈限
刺激物只有达到一定强度才能引起人的感觉。刚刚能引起感觉的最小刺激量,叫绝对感觉阈限。人的感官觉察到这种微弱刺激的能力,叫绝对感受性。
绝对感受性与绝对感觉阈限在数值上成反比。绝对感觉阈限越大,即能够引起感觉所需要的刺激量越大,感受性就越小。相反,绝对感觉阈限越小,则感受性越大。
(二)差别感受性与差别感觉阈限
两个同类的刺激物,它们的强度只有达到一定的差异才能引起差别感觉。刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量,叫差别感觉阈限或最小可觉差。对这一最小差异量的感觉能力,叫差别感受性。
差别感受性与差别感觉阈限在数值上也成反比。差别感觉阈限越小,即刚刚能够引起差别感觉的刺激物间的最小差异量越小,差别感受性就越大。
韦伯发现,对刺激物的差别感觉不依赖于一个刺激物增加的绝对重量,而依赖于刺激物的增量与原刺激量的比值,即韦伯定律。韦伯定律只适用于刺激的中等强度。
韦伯定律可以用公式来表示:
K=ΔI/I
其中,I为标准刺激的强度或原刺激量,ΔI为引起差别感觉的刺激增量。K为韦伯分数,是一个常数。对不同的感觉来说,韦伯分数越小,感觉越敏锐。
(三)刺激强度与感觉大小的关系
1.费希纳对数定律
(1)前提:费希纳认为最小可觉差在主观上都相等。因此,任何感觉的大小都可由在阈限上增加的最小可觉差来决定。
(2)内容:感觉的大小(或感觉量)是刺激强度(或刺激量)的对数函数,即当刺激强度按几何级数增加时,感觉强度只按算术级数上升。
P=KlgI
其中,I指刺激量,P指感觉量,K是一个常数。
(3)缺点:所有最小可觉差在主观上都相等的假定已经为事实所否定;只有在中等强度的刺激时才适用。
2.斯蒂文斯幂定律
(1)方法:数量估计法。
(2)内容:心理量并不随物理量对数的上升而上升,而是与物理量的幂成正比。
P=KIn
式中的P是指知觉到的大小或感觉大小,I是指刺激的物理量,K和n是被评定的某类经验的常定特征。
根据斯蒂文斯幂定律,①对能量分布较大的感觉通道(如视觉、听觉)来说,幂函数的指数较低,感觉量随着物理量的增长而缓慢上升;对能量分布较小的感觉通道(如温度觉和压觉)来说,幂函数的指数较高,物理量变化的效果更明显。
(3)缺点:用数量估计法所得到的幂定律可能受到被试反应偏向的影响。
3.信号检测论
信号检测论可以用来评价个体的感受性和反应标准对信号检测做出的不同贡献。根据信号的有无和观察者的反应,信号检测论将被试的反应分为四种:击中(被试正确报告了信号的出现),漏报(有信号,但被试没有报告),虚报(没有信号,被试却报告有信号)和正确拒绝(没有信号,被试报告没有)。如果虚报率高,说明被试采用了较低的反应标准,容易将非信号报告成信号;如果漏报率高,说明被试采用了较高的反应标准,容易漏掉真正的信号。
第二节 视觉
一、视觉刺激
视觉的适宜刺激是380~780nm的光。
二、视觉的生理机制
(一)眼球
1.眼球壁
(1)外层:巩膜和角膜。角膜有屈光、保护眼睛和聚焦光线的作用。
(2)中层:虹膜、睫状肌和脉络膜。虹膜前面的瞳孔可以随光线的强弱而变大或缩小视锥细胞和视杆细胞的区别,从而对光线摄入量进行调节。
(3)内层:视网膜和视神经内段,视网膜是眼球的感光部分。
2.眼球内容物
眼球内容物包括晶状体、房水和玻璃体,这些结构加上角膜组成眼睛的屈光系统。
(二)视网膜的构造和换能作用
视网膜上的视锥细胞和视杆细胞负责将光能转换成视神经的神经冲动。
1.数量:人的视网膜上有1.2亿个视杆细胞和600万个视锥细胞。
2.形态:视杆细胞细长,呈棒状;视锥细胞短粗,呈锥形。
3.分布:在视网膜中央凹,只有视锥细胞,没有视杆细胞;离开中央凹,视杆细胞急剧增加,在16°~20°视角处最多。
4.功能:视杆细胞是夜视器官,在昏暗的照明条件下起作用,主要感受物体的明和暗;视锥细胞是昼视器官,在中等和强的照明条件下起作用,主要感受物体的细节和颜色。
(三)视觉的传导机制
视觉传递机制由三级神经元实现:第一级为视网膜双极细胞;第二级为视神经节细胞,由视神经节发出的神经纤维在视交叉处实现交叉,鼻侧束交叉至对侧,与对侧的颞侧束合并,传至丘脑的外侧膝状体;第三级神经元的纤维从外侧膝状体发出,终止于大脑枕叶的纹状区。
(四)视觉的中枢机制
视觉的直接投射区为大脑枕叶的纹状区。
1.视觉感受野
视觉感受野是视网膜上的一定区域或范围。外侧膝状体细胞的感受野呈圆形,其中心与周围具有对抗的性质。
2.特征觉察器
特征觉察器是视觉系统中能够对呈现在视网膜上的、具有某种特性的刺激物做出反应的高级神经元。
3.视觉通路
腹侧通路从枕叶的初级视皮层到颞下回,主要负责处理颜色和物体形状的信息,也称为“What”系统;背侧通路从枕叶到顶叶,主要负责处理运动、空间、位置的信息,也称为“Where”系统。
三、视觉的基本现象
(一)明度
明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉,是由光线强弱决定的一种视觉经验。浦肯耶现象是指在阳光照射下,红花与蓝花可能显得同样亮,而当夜幕降临时,蓝花似乎比红花更亮些。这是由于在可见光谱范围内,人眼对不同波长的光线的感受性不同。视锥细胞对光谱的中央部分最敏感,视杆细胞对较短的波长具有较高的感受性。从视锥视觉向视杆视觉转变时,人眼对光谱的较高的感受性将向短波方向移动,出现明度的变化。
(二)颜色
1.颜色的基本特性
颜色是光波作用于人眼引起的视觉经验。颜色具有色调、明度和饱和度三个基本特性。
(1)色调:主要取决于光波的波长。
(2)明度:颜色的明暗程度,取决于照明的强度和物体表面的反射系数。
(3)饱和度:某种颜色的纯、杂程度或鲜明程度。
2.色觉缺陷
(1)三色觉者:可以用三种波长的光来匹配光谱上任何其他波长的光。
(2)色弱患者:对三种波长的感受性均低于正常人。
(3)色盲:患全色盲的人只能看到灰色和白色,丧失了对颜色的感受性;患局部色盲的人还有某些颜色经验,但他们体验到的颜色范围比正常人要小得多。
3.色觉理论
(1)三色说
托马斯•杨假定,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种特殊成分敏感。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。
赫尔姆霍茨认为,每种感受器都对各种波长的光有反应。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。各种颜色经验是由不同感受器按相应的比例活动产生的。

(2)对立过程理论
黑林认为视锥细胞和视杆细胞的区别,视网膜存在着三对视素:黑一白视素、红一绿视素、黄一蓝视素。它们在光刺激的作用下表现为对抗的过程,黑林称之为同化作用和异化作用。
综上,在视网膜水平上,色觉是按三色理论提供的原理产生的。在视觉系统更高级的水平上,存在着功能对立的细胞,颜色的信息加工表现为拮抗过程。
(三)视觉中的空间特性
1.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,分成明暗对比与颜色对比两种。
明暗对比是由光强在空间上的不同分布造成的。当某个物体反射的光量相同时,由于周围物体的明度不同,可以产生不同的明度经验。
颜色对比是指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方向变化。
2.边界突出与马赫带
马赫带是指人们在明暗变化的边界上,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。马赫带是神经网络对视觉信息进行加工的结果。
3.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,通常用视角大小来表示。视角即物体通过眼睛节点所形成的夹角。视角越大,视力越差;视角越小,视力越好。
(四)视觉中的时间特性
1.视觉适应
(1)暗适应
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时间过程。早期的暗适应是由视锥细胞与视杆细胞共同完成的,持续约7~10分钟。之后,只有视杆细胞继续起作用。整个暗适应持续30~40分钟。
(2)明适应
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时间过程。暗适应时间较长,而明适应的时间很短暂,约5分钟左右。
2.后像
刺激物对感受器的作用停止以后,感觉现象还能保留短暂时间,这种现象叫后像。后像的品质与刺激物相同叫正后像;后像的品质与刺激物相反,叫负后像。颜色视觉一般为负后像。
3.闪光融合
闪光融合是指当断续的闪光间歇频率增加时,人们会看到稳定的连续光。刚刚能够引起融合感觉的刺激的最小频率,叫闪光融合临界频率或闪烁临界频率。费里—波特定理表明亮度和闪光融合频率的对数呈线性关系。
4.视觉掩蔽
视觉掩蔽是指在某种时间条件下,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。
第三节听觉
一、听觉刺激
声波是听觉的适宜刺激,它是由物体振动产生的。声波的物理性质包括频率、振幅和波形。
(一)频率:发声物体每秒振动的次数,单位是赫兹(Hz)。人耳能够接受的振动频率为16~20000Hz。
(二)振幅:振动物体偏离起始位置的大小。
(三)声波最简单的形状是正弦波。由正弦波得到的声音叫纯音,复合音是由不同频率和振幅的正弦波叠加而成的。
声波的这些物理特性决定了听觉的基本特性:音调、音响和音色。
二、听觉的生理机制
(一)耳的构造和功能
1.外耳:包括耳郭和外耳道。它的作用主要是收集声音。
2.中耳:由鼓膜、三块听小骨、卵圆窗和正圆窗组成。三块听小骨指锤骨、砧骨和镫骨。
(1)生理性传导:当声音从外耳道传至鼓膜时,引起鼓膜的机械振动,鼓膜的运动带动三块听小骨,把声音传至卵圆窗,引起内耳淋巴液的振动。
(2)空气传导:鼓膜振动引起中耳室内的空气振动,然后经由正圆窗将振动传入内耳。
(3)骨传导:声波从颅骨传入内耳。骨传导效率差,但也排除了体内各种噪声的干扰。
3.内耳:由前庭器官和耳蜗组成。耳蜗分三部分:鼓阶、中阶和前庭阶。鼓阶与中阶以基底膜分开。基底膜上的柯蒂氏器包含着大量支持细胞和毛细胞,后者是听觉的感受器。
(二)听觉的传导机制和中枢机制
略。
三、听觉的基本现象
(一)音调
1.音调的含义
音调主要是由声波频率决定的听觉特性。人的听觉的频率范围为16~20000Hz。其中1000~4000Hz是人耳最敏感的区域
2.音调量表:表现了音调与频率的关系。
(1)在1000Hz以上,频率与音调的关系几乎是线性的,音调的上升低于频率的上升。
(2)在1000Hz以下,频率与音调的关系不是线性的,音调的变化略快于频率的变化。
3.听觉理论
(1)频率理论(电话理论,拉瑟福德)
①观点:内耳的基底膜和镫骨按相同频率运动。声音的频率低,镫骨每次振动次数较少,因而基底膜的振动次数也较少。声音的频率提高,镫骨和基底膜都将发生较快的振动。
②不足:难以解释人耳对声音频率的分析。人耳基底膜不能做每秒1000次以上的快速运动,但人耳能够接受超过1000Hz的声音。
(2)共鸣理论(位置理论,赫尔姆霍茨)
①观点:基底膜的横纤维长短不同,靠近蜗底较窄,靠近蜗顶较宽,能够对不同频率的声音产生共鸣。声音的频率高,短纤维发生共鸣;声音的频率低,长纤维发生共鸣。
②横纤维的长短与频率的高低之间并不对应,人耳能够接受的最高频率与最低频率之比为1000:1,而基底膜上横纤维的长短之比仅为10:l。
(3)行波理论(新位置理论,冯•贝克西)
①观点:声波传到人耳将引起整个基底膜的振动。声音频率低,最大振幅接近蜗顶;频率高,最大振幅接近蜗底,从而实现了对不同频率的分析。
②不足:难以解释500Hz以下的声音对基底膜的影响。当声音频率低于500Hz时,频率理论是对的;当声音频率高于500Hz时,位置理论是正确的。
(4)神经齐射理论(韦弗尔)
①观点:当声音频率低于400Hz时,听神经个别纤维的发放频率和声音频率对应。声音频率提高时,个别神经纤维无法单独做出反应,神经纤维将按齐射原则发生作用。
②评价:用齐射原则可以对5000Hz以下的声音进行频率分析,声音频率超过5000Hz时,位置理论是对频率进行编码的唯一基础。
(二)音响
音响是由声音强度或声压水平决定的一种听觉特性。强度大,听起来响度高;强度小,听起来响度低。
(三)声音的掩蔽
1.声音掩蔽的含义
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。
2.声音掩蔽的种类
(1)纯音掩蔽:用一个纯音作为掩蔽音,观察它对不同频率的其他声音的影响。
(2)噪声对纯音的掩蔽。
(3)纯音和噪声对语音的掩蔽。
3.声音掩蔽的规律
(1)与掩蔽音频率接近的声音,受到的掩蔽作用大;频率相差越远,受到的掩蔽作用就越小。频率太近,会产生拍音。
(2)低频掩蔽音对高频声音的掩蔽作用,大于高频掩蔽音对低频声音的掩蔽作用。
(3)掩蔽音强度提高,掩蔽作用也增强。
(4)当掩蔽音强度很小时,掩蔽作用覆盖的频率范围也较小;掩蔽音的强度增大,掩蔽作用覆盖的频率范围也增大。
第四节 其他感觉
一、皮肤感觉
(一)肤觉
刺激作用于皮肤引起各种各样的感觉叫肤觉。肤觉感受器在皮肤上呈点状分布,称触点、冷点、温点和痛点。因此,肤觉的基本形态有四种:触觉、冷觉、温觉和痛觉。
(二)触压觉
触压觉是由非均匀分布的压力在皮肤上引起的感觉,分触觉和压觉两种。触压觉的感受器是分布于真皮内的几种神经末梢首码项目,如迈斯纳触觉小体、毛囊神经末梢和环层小体等。
皮肤不同部位的触觉阈限不同。面部是身体对压力最敏感的部位,其次是躯干、手指和上下肢。两点辨别阈限是指人们能够分辨皮肤上两个点的最小距离。手指的阈限值最低,说明手指能感知两点间的距离很小。
(三)温度觉
皮肤表面温度的变化是温度觉的适宜刺激。皮肤表面的温度称为生理零度。高于生理零度的温度刺激引起温觉;低于生理零度的温度刺激引起冷觉。罗弗尼氏小体接受温的刺激,克劳斯氏球接受冷的刺激。
(四)痛觉
当机械的、物理的、化学的、温度的以及电的刺激等任何一种刺激对有机体具有损伤或破坏作用时,都能引起痛觉。痛觉的感受器是皮肤下各层中的自由神经末梢。
二、嗅觉和味觉
(一)嗅觉
嗅觉是由有气味的物质引起的。嗅觉感受器是鼻腔上部黏膜中的嗅细胞。嗅觉是由大量嗅觉感受器分别对不同的嗅觉刺激做出反应实现的。这就是嗅觉的的“锁和钥匙理论”。
(—)味觉
味觉的适宜刺激是溶于水的化学物质。味觉的感受器是分布在舌面各种乳突内的味蕾。舌尖对甜味最敏感,舌中、舌两侧和舌根分别对咸、酸和苦最敏感。
三、内部感觉
内部感觉是指反应机体内部状态和变化的感觉,包括动觉、平衡觉和内脏感觉。
(一)动觉
动觉也叫运动感觉,它反映身体各部分的位置、运动以及肌肉的紧张程度。动觉感受器存在于肌肉组织、肌腱、韧带和关节中,分别命名为肌梭、腱梭和关节小体。
(二)平衡觉
平衡觉也叫静觉,是由人体做加速或减速的直线运动或旋转运动时引起的。平衡觉的感受器位于内耳的前庭器官,包括半规管和前庭两部分。半规管是反映身体旋转运动的器官,前庭是反映直线加速或减速的器官。
(三)内脏感觉
内脏感觉也叫机体觉,是由内脏的活动作用于脏器壁上的感受器产生的。内脏感觉性质不确定,缺乏准确的定位,因此又叫“黑暗”感觉。