Субъективное сенсорное восприятие. Абсолютный порог ощущения. Дифференциальный порог. Порог различения. Закон Вебера. Закон Вебера—Фехнера. Шкала Стивенса.

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 14.12.2024

Порог ощущения — величина раздражителя, вызывающего или меняющего ощущение. Минимальная величина раздражителя, впервые начинающего вызывать ощущение, называется нижним абсолютным порогом ощущения. Верхним абсолютным порогом ощущения называют величину раздражителя, при к-рой ощущение либо исчезает, либо качественно меняется, например, превращается в болевое, как это имеет место при увеличении громкости звука или яркости света. Минимальный прирост величины раздражителя, сопровождающийся едва заметным изменением ощущения, называется разностным (или дифференциальным) порогом ощущения. Измерения абсолютных и дифференциальных порогов ощущения привели в настоящее время к представлению о существовании более или менее широкой «пороговой зоны», внутри которой вероятность ответной реакции меняется от 0 до 1. Значения всех выделенных видов порогов ощущения меняются в процессах адаптации и подвержены влиянию большого числа факторов — от пространственно-временных условий раздражения до индивидуальных особенностей функционального состояния наблюдателя. Порог ощущения обратно пропорционален количественному показателю соответствующего вида чувствительности.

Каждая сенсорная система воспринимает действие адекватного стимула в ограниченном диапазоне значений его силы. Наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать ощущение, называется абсолютным порогом ощущения. Его величина устанавливается опытным путем, она не одинакова у разных людей и может изменяться у одного и того же человека в зависимости от функционального состояния, различаясь, например, при оптимальной работоспособности и утомлении. Величина абсолютного порога ощущения выше абсолютного порога первичных сенсорных нейронов, так как возбуждение отдельных чувствительных нейронов или их небольшой группы не обязательно приводит к возбуждению высших уровней сенсорной системы вследствие тормозных процессов на предыдущих иерархических уровнях. Поэтому не каждый стимул, возбуждающий рецепторы первичного сенсорного нейрона, субъективно ощущается и осознается.

Величина, на которую один стимул надпорогового диапазона должен отличаться от другого, чтобы их разницу можно было субъективно различить, получила название дифференциального порога или порога различения. Ощущаемый прирост интенсивности раздражения (дифференциальный порог) должен превышать ранее действовавший стимул на определенную и постоянную величину. Например, человек легко различает по весу гирьки весом 14 и 15 граммов (разница в 1 грамм), но гирьки весом 29 и 30 граммов кажутся ему одинаковыми, и различия между ними выявляются, если разница окажется не меньше 2 граммов. Если же гирька составит 60 граммов, то субъективное ощущение большего груза возможно только тогда, когда его прирост будет не меньше 4 граммов. Таким образом, ощущаемый прирост силы раздражителя возможен при ее увеличении на постоянную величину, что сформулировано в законе Вебера как сигма*S/S = к, где S — раздражение, сигма*S — его ощущаемый прирост, к — постоянная величина.

Закон Вебера справедлив для разных модальностей, но лишь в границах раздражения средней силы, а при слабых и сильных стимулах способность к различению силы стимулов у человека снижается. Предложена также ступенчатая шкала интенсивности ощущений, в которой за ноль принимается величина абсолютного порога, а зависимость между интенсивностью стимула и ощущением выражается как: E = k x log(S/S0), где Е — интенсивность ощущения, к — постоянная величина, S — интенсивность стимула, S0 — абсолютный порог. Эта зависимость, получившая название закона Вебера—Фехнера, показывает, что линейное увеличение интенсивности ощущения отражает логарифмический рост интенсивности стимула. Закон Вебера—Фехнера характеризует субъективную способность человека различать действующие стимулы (шкала различения), но не оценивает саму интенсивность ощущений, поскольку этот закон основан на допущении равенства любых ее приростов, как к слабым, так и к сильным стимулам.

Субъективная оценка интенсивности раздражителя (качественное различие) возрастает при увеличении разницы между пороговой и действующей силой стимула (количественное различие). Однако зависимость между силой стимула и ощущением не одинакова при разной интенсивности стимулов, а потому имеет не линейный, а степенной характер. Для оценки интенсивности ощущений всего диапазона используется шкала Стивенса, устанавливающая зависимость ощущений от силы стимула в виде степенной функции: Е = k(S — S0)n, где Е — интенсивность ощущения, S — действующая сила стимула, S0 — абсолютный порог, к — константа шкалы, n — показатель степени, который зависит от сенсорной модальности (например, для восприятия светового ощущения он составляет 0,33, громкости звука — 0,6, а для проприоцептивных ощущений — 1,7).

Пространственные характеристики действующих стимулов, необходимые для их различения, зависят от специфических особенностей каждой сенсорной системы и величины рецептивных полей. Прикосновение к коже дистальной фаланги пальца руки двух ножек циркуля с расстоянием между ними 2 мм ощущается раздельно, но чтобы ощутить раздельное прикосновение к коже спины, ножки циркуля необходимо раздвинуть до 60 мм. Пространственное восприятие этих тактильных стимулов зависит от размеров соответствующих рецептивных полей: раздельное ощущение возможно только при условии раздражения каждой ножкой циркуля независимого рецептивного поля. Лишь тогда информация о каждом стимуле будет перерабатываться раздельно на каждом уровне организации сенсорной системы, включая проекционную область коры. Аналогичная ситуация имеет место при восприятии двух точек зрительного поля: они не сливаются в одну, если отражаемые ими световые лучи попадут на разные рецептивные поля сетчатки. Имеет значение и степень контраста между действующим стимулом и его фоном: хорошо контрастируемые объекты (например, черное на белом) различаются легче, чем мало контрастируемые (черное на сером).

Временная характеристика восприятия действующих стимулов у человека имеет абсолютный порог различения коротких временных отрезков, который соответствует примерно 1/18 секунды. Например, 18 зрительных изображений, предъявленных в течение 1 секунды, сливаются в непрерывное движение, 18 прикосновений к коже за 1 секунду воспринимаются как одно, а 18 звуковых колебаний в секунду воспринимаются как один очень низкий звук. Разрешающая способность сенсорных систем для восприятия действующих через малые промежутки времени стимулов ограничена рефрактерным периодом, во время которого система не способна реагировать на предъявленный стимул.

Адаптация анализаторов

Приспособление данной сенсорной системы к силе и длительности действия специфических для нее раздражителей, выражающееся в снижении порога ее чувствительности.

Адаптацией называется понижение или повышение чувствительности анализаторов в результате непрерывного или длительного воздействия раздражителей. Благодаря адаптации ощущения, бывшие резкими и сильными при первоначальном раздражении рецептора, затем при непрерывном действии того же раздражения ослабевают и могут даже совсем исчезнуть. Примером может служить адаптация к длительно действующим запахам. В других случаях адаптация выражается, наоборот, в повышении чувствительности. Например, при переходе от света к темноте мы не различаем находящихся вокруг нас предметов. Однако по прошествии некоторого времени это ощущение оказывается возможным.

Сенсибилизацией называется повышение чувствительности анализаторов в связи с повышением возбудимости коры головного мозга под воздействием определенных раздражителей. Например, прием кофеина или каких-либо других возбуждающих средств усиливает нервную деятельность коры, в связи с чем повышается и чувствительность анализаторов: слуховые, зрительные, тактильные и другие ощущения начинают протекать более ясно, чем в обычных условиях.

Чувствительность одних анализаторов может повышаться под влиянием одновременной деятельности других анализаторов. Например, при раздражении глаза светом оптимальной интенсивности, при которой зрительная функция осуществляется легко и быстро, одновременно повышается и чувствительность к звукам; острота зрения и цветовая чувствительность увеличиваются при одновременном длительном воздействии звуков средней степени, ощущения холода повышают слуховую и зрительную чувствительность; наоборот, жаркая температура и душная атмосфера приводят к их снижению (С. В. Кравков). Ритмические слуховые ощущения содействуют усилению мышечно-двигательной чувствительности: мы лучше ощущаем и выполняем наши движения, если физичес-ские упражнения сопровождаются музыкой.

Эта взаимосвязь усиливается, когда функции разных анализаторов участвуют в какой-нибудь общей деятельности. Например, мышечно-двигательный и слуховой анализаторы могут быть органически связаны с выполнением движений (характер звука соответствует характеру движений), и тогда один из них усиливает чувствительность другого.

Ч увствительность анализаторов иногда повышается также и вследствие того, что на них долгое время не воздействовали соответствующие раздражители. Например, чувствительность глаза к свету после 30—40 минутного пребывания в темноте может увеличиваться в 20 000 раз .

Субъективное сенсорное восприятие. Абсолютный порог ощущения. Дифференциальный порог. Порог различения. Закон Вебера. Закон Вебера—Фехнера. Шкала Стивенса. Каждая сенсорная система

Субъективное сенсорное восприятие. Абсолютный порог ощущения. Дифференциальный порог. Порог различения. Закон Вебера. Закон Вебера—Фехнера. Шкала Стивенса. Каждая сенсорная система воспринимает действие адекватного стимула в ограниченном диапазоне значений его силы. Наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать ощущение, называется абсолютным порогом ощущения. Его величина устанавливается опытным путем, она не одинакова у разных людей и может изменяться у одного и того же человека в зависимости от функционального состояния, различаясь, например, при оптимальной работоспособности и утомлении. Величина абсолютного порога ощущения выше абсолютного порога первичных сенсорных нейронов, так как возбуждение отдельных чувствительных нейронов или их небольшой группы не обязательно приводит к возбуждению высших уровней сенсорной системы вследствие тормозных процессов на предыдущих иерархических уровнях. Поэтому не каждый стимул, возбуждающий рецепторы первичного сенсорного нейрона, субъективно ощущается и осознается.

Объективная и субъективная физиология анализаторов. Абсолютные и дифференциальные пороги ощущения. Закон Вебера и Вебера - Фехнера. Адаптация анализаторов.

Порог ощущения— величина раздражителя, вызывающего или меняющего ощущение. Минимальная величина раздражителя, впервые начинающего вызывать ощущение, называется нижним абсолютным порогом ощущения. Верхним абсолютным порогом ощущения называют величину раздражителя, при к-рой ощущение либо исчезает, либо качественно меняется, например, превращается в болевое, как это имеет место при увеличении громкости звука или яркости света. Минимальный прирост величины раздражителя, сопровождающийся едва заметным изменением ощущения, называется разностным (или дифференциальным) порогом ощущения. Измерения абсолютных и дифференциальных порогов ощущения привели в настоящее время к представлению о существовании более или менее широкой «пороговой зоны», внутри которой вероятность ответной реакции меняется от 0 до 1. Значения всех выделенных видов порогов ощущения меняются в процессах адаптации и подвержены влиянию большого числа факторов — от пространственно-временных условий раздражения до индивидуальных особенностей функционального состояния наблюдателя. Порог ощущения обратно пропорционален количественному показателю соответствующего вида чувствительности.

Классификации рецепторов

Рецепторы различают по специфической чувствительности к разным стимулам, по строению и местоположению. Специфическая чувствительность рецепторов к раздражителям различной природы (механическим, химическим, температурным и т. д.) обусловлена разными механизмами управления ионными каналами плазматических мембран, состояние которых определяет возникновение рецепторного потенциала и переход от физиологического покоя к возбуждению. Стимулы, к которым рецепторы наиболее чувствительны, называются адекватными (лат. adaequatus — приравненный).

Механорецепторы возбуждаются сильнее всего вследствие деформации их клеточной мембраны при давлении или растяжении, к ним относятся тактильные рецепторы кожи, проприоцепторы мышц и сухожилий, слуховые и вестибулярные рецепторы во внутреннем ухе, барорецепторы и волюморецепторы, находящиеся во внутренних органах и кровеносных сосудах. Хеморецепторы возбуждаются вследствие присоединения к ним определенных химических молекул, они представлены обонятельными и вкусовыми рецепторами, а также хемочувствительнымирецепторами внутренних органов и кровеносных сосудов.

Для расположенных в сетчатке глаза фоторецепторов адекватным раздражителем являются поглощенные ими кванты света, для терморецепторов (холодовых и тепловых) — изменения температуры.

В результате действияраздражителя у большинства рецепторов увеличивается проницаемость клеточной мембраны для катионов, что приводит к ее деполяризации. Исключением из общего правила являются фоторецепторы, где после поглощения энергии квантов света в связи особенностями управления ионными каналами происходит гиперполяризация мембраны. Изменение величины мембранного потенциала рецепторов в ответ на действие стимула представляет собой рецепторный потенциал — входной сигнал первичных сенсорных нейронов. Если величина рецепторного потенциала достигнет критического уровня деполяризации или превысит его, генерируются потенциалы действия, с помощью которых сенсорные нейроны передают в центральную нервную систему информацию о действующих стимулах.

Информация о силе действующего на рецепторы стимула кодируется двумя способами: частотой потенциалов действия, возникающих в сенсорном нейроне (частотное кодирование), и числом сенсорных нейронов, возбудившихся в ответ на действие стимула. При увеличении силы действующего на рецепторы раздражителя повышается амплитуда рецепторного потенциала, что, как правило, сопровождается увеличением частоты потенциалов действия в сенсорном нейроне первого порядка. Чем шире имеющийся частотный диапазон потенциалов действия у сенсорных нейронов, тем большее число промежуточных значений силы раздражителя способна различать сенсорная система. Первичные сенсорные нейроны одинаковой модальности различаются порогом возбуждения, поэтому при действии слабых стимулов возбуждаются только наиболее чувствительные нейроны, но с увеличением силы раздражителя на него реагируют и менее чувствительные нейроны, имеющие более высокий порог раздражения. Чем больше первичных сенсорных нейронов возбудится одновременно, тем сильнее будет их совместное действие на общий нейрон второго порядка, что в итоге отразится на субъективной оценке интенсивности действующего раздражителя.

Длительность ощущения зависит от реального времени между началом и прекращением воздействия на рецепторы, а также от их способности уменьшать или даже прекращать генерацию нервных импульсов при продолжительном действии адекватного стимула. При длительном действии стимула порог чувствительности рецепторов к нему может повышаться, что определяется как адаптация рецепторов. Механизмы адаптации не одинаковы в рецепторах разных модальностей, среди них различают быстро адаптирующиеся (например, тактильные рецепторы кожи) и медленно адаптирующиеся рецепторы (например, проприоцепторы мышц и сухожилий). Быстро адаптирующиеся рецепторы сильнее возбуждаются в ответ на быстрое нарастание интенсивности стимула (фазический ответ), а их быстрая адаптация способствует освобождению восприятия от биологически незначительной информации (например, контакт между кожей и одеждой). Возбуждение медленно адаптирующихся рецепторов мало зависит от скорости изменения стимула и сохраняется при его длительном действии (тонический ответ), поэтому, например, медленная адаптация проприоцепторов позволяет человеку получать нужную ему для сохранения позы информацию в течение всего необходимого времени.

Существуют сенсорные нейроны, генерирующие потенциалы действия спонтанно, т. е. при отсутствии раздражения (например, сенсорные нейроны вестибулярной системы), такая активность называется фоновой. Частота нервных импульсов в этих нейронах может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от интенсивности действующего на вторичные рецепторы стимула, кроме того, она может определяться направлением, в котором отклоняются чувствительные волоски механорецепторов. Например, отклонение волосков вторичных механорецепторов в одну сторону сопровождается повышением фоновой активности сенсорного нейрона, которому они принадлежат, а в противоположную сторону — понижением его фоновой активности. Указанный способ рецепции позволяет получать информацию и об интенсивности стимула, и о направлении, в котором он действует.

Рецептивные поля органов чувств живых систем

Рецептивным полем называется область, занимаемая совокупностью всех рецепторов, стимуляция которых приводит к возбуждению сенсорного нейрона (рис. 17.1). Максимальная величина рецептивного поля первичного сенсорного нейрона определяется пространством, которое занимают все ветви его периферического отростка, а число рецепторов, имеющихся в этом пространстве, указывает на плотность иннервации. Высокая плотность иннервации сочетается, как правило, с малыми размерами рецептивных полей и, соответственно, высоким пространственным разрешением, позволяющим различать стимулы, действующие на соседние рецептивные поля. Малые рецептивные поля типичны, например, для центральной ямки сетчатки и для пальцев рук, где плотность рецепторов значительно выше, чем на периферии сетчатки или в коже спины, для которых характерны большая величина рецептивных полей и меньшее пространственное разрешение. Рецептивные поля соседних сенсорных нейронов могут частично перекрывать друг друга, поэтому информация о действующих на них стимулах передается не по одному, а по нескольким параллельным аксонам, что повышает надежность ее передачи.

Рис. 12.2 Рецептивные поля первичных сенсорных нейронов и сенсорных нейронов второго порядка. А. Рецептивные поля первичных сенсорных нейронов ограничены областью их чувствительных окончаний. Рецептивное поле переключательного нейрона образуется из суммы рецептивных полей конвергирующих к нему первичных сенсорных нейронов. Б. Раздражение центральной или периферической области рецептивного поля сенсорного нейрона второго и следующих порядков сопровождается противоположным эффектом.

Как видно на схеме, раздражение центра рецептивного поля вызовет возбуждение проекционного нейрона, а раздражение периферической области — торможение с помощью интернейронов переключательного ядра (латеральное торможение). В результате контраста, создаваемого между центром и периферией рецептивного поля, выделяется информация для передачи на следующий иерархический уровень.

Величина рецептивных полей сенсорных нейронов второго и следующих порядков больше, чем у первичных сенсорных нейронов, поскольку центральные нейроны получают информацию от нескольких конвергирующих к ним нейронов предшествующего уровня. От центра рецептивного поля информация передается непосредственно к сенсорным нейронам следующего порядка, а от периферии — к тормозным интернейронам переключательного ядра, поэтому центр и периферия рецептивного поля являются реципрокными по отношению друг к другу. В результате сигналы от центра рецептивного поля беспрепятственно достигают следующего иерархического уровня сенсорной системы, тогда как сигналы, поступающие от периферии рецептивного поля, тормозятся (в другом варианте организации рецептивного поля легче пропускаются сигналы от периферии, а не от центра). Такая функциональная организация рецептивных полей обеспечивает выделение наиболее значимых сигналов, легко различаемых на контрастном с ними фоне.

Сенсорные нейроны низшего иерархического уровня способны передавать электрические сигналы одновременно нескольким нейронам следующего уровня благодаря дивергенции к ним своих аксонов. Это повышает надежность передачи информации от одного иерархического уровня к другому и позволяет сохранять чувствительность сенсорной системы при утрате отдельных нейронов. Возбуждение нейронов более высокого иерархического уровня определяется не только действием на них нейронов предыдущего уровня, но и механизмом латерального торможения, существующего в переключательных ядрах (рис. 12.3).

Рис. 12.3 Схема латерального торможения в сенсорных системах.

Степень возбуждения переключательных нейронов определяется интенсивностью раздражения центра или периферии его рецептивного поля. В результате возбуждение будет передаваться от одной части рецептивного поля на фоне торможения или прерывания сигналов от другой его части, что создает эффект контрастирования, способствующий различению действующих стимулов.

Латеральное торможение происходит вследствие активации тормозных интернейронов переключательного ядра коллатералями возбуждающих нейронов. Чем сильнее возбужден релейный сенсорный нейрон, тем больше он активирует тормозные нейроны, которые подавляют активность соседних релейных нейронов. Релейные нейроны, передающие сигналы от центра рецептивного поля, сильнее других повышают активность тормозных нейронов, а их влияние на соседние релейные нейроны делает еще большим контраст между возбужденными и тормозимыми нейронами, выделяя линию передачи избранных сигналов.

Механизмы реализации отрицательной и положительной обратных связей

Высшие уровни сенсорной системы регулируют переработку информации в низших по отношению к ним переключательных ядрах посредством нисходящего торможения или усиления передаваемых сигналов. Нисходящее торможение (рис.12.3) происходит вследствие активации тормозных нейронов переключательного ядра, деятельность которых определяют нисходящие пути, начинающиеся на более высоком иерархическом уровне сенсорной системы. В результате нисходящего торможения повышается порог афферентной синаптической передачи в переключательном ядре низшего уровня. Нисходящее торможение представляет собой регуляцию сенсорного восприятия по механизму отрицательной обратной связи. Тормозные интернейроны переключательных ядер уменьшают частоту передаваемых на следующий уровень сигналов, в связи с чем, сенсорное ощущение ослабляется.

Большинство раздражителей, воспринимаемых сенсорными системами, оказывает на них комплексное действие, поскольку одновременно возбуждает разные типырецепторов. Например, прикасающийся к ограниченному участку кожи предмет может быть гладким или шершавым, теплым или холодным, сухим или влажным, а его давление на кожу может усиливаться или ослабевать, он может передвигаться в том или ином направлении.

Зрительные ощущения представляют собой сочетание определенной формы воспринимаемого предмета, его движения и комбинации различных цветов, заполняющих ту или иную деталь формы. Сенсорные системы организованы так, что информация о каждом компоненте комплексного раздражителя передается одновременно по нескольким параллельным путям, каждый из которых относится к определенной субмодальности, как, например, форма, движение или цвет наблюдаемого зрительного объекта. В каждом из таких путей независимо друг от друга перерабатываются сигналы, несущие информацию о разных качествах подействовавшего на рецепторы комплексного раздражителя. При этом разные каналы, используемые для передачи сенсорной информации, не дублируют друг друга, в чем проявляется принцип многоканальности, присущий всем сенсорным системам. Высокая упорядоченность нейронных переключений на каждом иерархическом уровне обеспечивает поступление информации от каждого рецептивного поля к соответствующим именно ему кортикальным колонкам проекционной коры. Необходимое для целостного восприятия раздражителя объединение информации, относящейся к разным субмодальностям, происходит в сенсорных регионах коры.

Субъективное сенсорное восприятие, абсолютный порог ощущения. Закон Вебера—Фехнера.

Каждая сенсорная система воспринимает действие адекватного стимула в ограниченном диапазоне значений его силы. Наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать ощущение, называется абсолютным порогом ощущения. Его величина устанавливается опытным путем, она не одинакова у разных людей и может изменяться у одного и того же человека в зависимости от функционального состояния, различаясь, например, при оптимальной работоспособности и утомлении. Величина абсолютного порога ощущения выше абсолютного порога первичных сенсорных нейронов, так как возбуждение отдельных чувствительных нейронов или их небольшой группы не обязательно приводит к возбуждению высших уровней сенсорной системы вследствие тормозных процессов на предыдущих иерархических уровнях. Поэтому не каждый стимул, возбуждающий рецепторы первичного сенсорного нейрона, субъективно ощущается и осознается.

Величина, на которую один стимул надпорогового диапазона должен отличаться от другого, чтобы их разницу можно было субъективно различить, получила название дифференциального порога или порога различения. Ощущаемый прирост интенсивности раздражения (дифференциальный порог) должен превышать ранее действовавший стимул на определенную и постоянную величину.

Закон Вебера справедлив для разных модальностей, но лишь в границах раздражения средней силы, а при слабых и сильных стимулах способность к различению силы стимулов у человека снижается. Предложена также ступенчатая шкала интенсивности ощущений, в которой за ноль принимается величина абсолютного порога, а зависимость между интенсивностью стимула и ощущением выражается как:

где Е — интенсивность ощущения, к — постоянная величина, S — интенсивность стимула, — абсолютный порог.

Эта зависимость, получившая название закона Вебера—Фехнера, показывает, что линейное увеличение интенсивности ощущения отражает логарифмический рост интенсивности стимула. Закон Вебера—Фехнера характеризует субъективную способность человека различать действующие стимулы (шкала различения), но не оценивает саму интенсивность ощущений, поскольку этот закон основан на допущении равенства любых ее приростов, как к слабым, так и к сильным стимулам.

Субъективная оценка интенсивности раздражителя (качественное различие) возрастает при увеличении разницы между пороговой и действующей силой стимула (количественное различие). Однако зависимость между силой стимула и ощущением не одинакова при разной интенсивности стимулов, а потому имеет не линейный, а степенной характер. Для оценки интенсивности ощущений всего диапазона используется шкала Стивенса, устанавливающая зависимость ощущений от силы стимула в виде степенной функции:

где Е — интенсивность ощущения, S — действующая сила стимула, — абсолютный порог, к — константа шкалы, n — показатель степени, который зависит от сенсорной модальности (например, для восприятия светового ощущения он составляет 0,33, громкости звука — 0,6, а для проприоцептивных ощущений — 1,7).

Пространственные характеристики действующих стимулов, необходимые для их различения, зависят от специфических особенностей каждой сенсорной системы и величины рецептивных полей. Прикосновение к коже дистальной фаланги пальца руки двух ножек циркуля с расстоянием между ними 2 мм ощущается раздельно, но чтобы ощутить раздельное прикосновение к коже спины, ножки циркуля необходимо раздвинуть до 60 мм. Пространственное восприятие этих тактильных стимулов зависит от размеров соответствующих рецептивных полей: раздельное ощущение возможно только при условии раздражения каждой ножкой циркуля независимого рецептивного поля. Лишь тогда информация о каждом стимуле будет перерабатываться раздельно на каждом уровне организации сенсорной системы, включая проекционную область коры. Аналогичная ситуация имеет место при восприятии двух точек зрительного поля: они не сливаются в одну, если отражаемые ими световые лучи попадут на разные рецептивные поля сетчатки. Имеет значение и степень контраста между действующим стимулом и его фоном: хорошо контрастируемые объекты (например, черное на белом) различаются легче, чем мало контрастируемые (черное на сером).

Рецептивные поля различающихся своими рецепторами сенсорных нейронов перекрываются, поэтому при действии на кожу комплекса стимулов одновременно возбуждаются разные виды рецепторов, что позволяет ощущать все динамические и статические свойства такого комплекса. Обработка и анализ информации сигналов от различных рецепторов происходит на высших уровнях сенсорной системы, формирующих комплексное восприятие действующих на поверхность тела стимулов. Плотность механорецепторов в разных участках кожи не одинакова, чем определяются разные показатели пространственного дифференциального порога, т. е. наименьшего расстояния между двумя точками, раздражение каждой из которых ощущается раздельно.

Закон Вебера-Фехнера

Закон Вебера-Фехнера — один из важнейших в психологии.

Прежде чем приступить к теории закона Вебера-Фехнера, мы должны знать, что одной из наиболее важных частей психологии является функциональный анализ, который может существовать между физическими стимулами и эффекторными или открытыми реакциями , поскольку именно он породил психофизические законы.

Изучение стимулов и наблюдаемых реакций позволило узнать о сенсомоторной обусловленности . Кроме того, можно узнать, как внешние стимулы вызывают неполноценные реакции, которые касаются субъективных переживаний, доступных только через интроспективный процесс, как в случае с ощущениями.

Это означает, что все имеет свои следствия-причины, которые вызваны агентом как внутренним, так и внешним, и который имеет ряд видимых последствий в человеческом существе ясным и чувствительным образом, который не для всех может быть одинаковым, для чего как минимум, восприятие может быть относительным в некоторых случаях, если не применяется правильная формула, которая в этом случае является ясным и абсолютным свидетельством перед любым примером.

Кто такой Вебер и Фехнер?

Э. Х. ВЕБЕР (1795-1878), профессор анатомии и физиологии, был соучредителем современной физиологии, особенно сенсорной физиологии и психофизики.

С помощью различных экспериментов он смог доказать, что расстояние между двумя сенсорными стимулами в отдельных точках на поверхности тела должно быть очень разным, чтобы можно было воспринимать два отдельных стимула.

Г. Т. ФЕХНЕР (1801-1887) был профессором физики и главным стимулятором психофизики. Фехнер продолжил результаты Вебера и пришел к выводу, что усиление стимула, которое только что ощущалось, постоянно пропорционально начальному стимулу.

Пример: Если увеличение освещенности с 10 до 12 свечей почти не ощущается, то при 10 свечах необходимы 2 дополнительные свечи, при 20 свечах еще 4, при 30 свечах еще 6 и т. д. Арифметические серии растут, когда соответствующие стимулы увеличиваются в геометрических рядах. Это закон Фехнера в психологии применяется примерно в средних областях почти всех сенсорных зон.

История экспериментов и сущность закона Вебера-Фехнера

Истоки этой теории исходят от немецкого философа Фехнера, который также был дипломированным врачом и профессором физики и философии. Он разработал психофизический закон, а точнее первый закон психофизики, используя прямые методы.

Для достижения результатов своей теории он начал с закона Вебера, устанавливающего количественную связь между величиной физического стимула и тем, как он воспринимается.

Общая теория была впервые предложена Эрнстом Генрихом Вебером в 1860 году в его книге «Элементы психофизики» («Elemente der Psychophysik») и доведена до закона того, что мы знаем сегодня, Густавом Теодором Фехнером, отсюда и сложное название этого закона.

Со своей стороны, Вебер установил закон ощущения (Закон Вебера), в котором он предложил математическую связь, существующую между интенсивностью любого стимула и ощущением, которое он производит.

Благодаря основному психофизическому закону Вебера-Фехнера, основанным на научных исследованиях, относящихся к области психологии, был сделан вывод, что все человеческие действия могут быть объяснены физико-химическими принципами, что позволило нам рассматривать психологию, в частности, психофизику, как зарождающуюся науку.

Формула закона

S - ощущение;

Е = стимул;

R ₀ = константа (постоянная) интеграции (пороговый стимул), разная для каждой сенсорной модальности;

C = фактор (коэффициент), зависящий от стимула.

Расшифровка формулировки закона

Люди постоянно подвергаются воздействию множества различных раздражителей в окружающей их среде — в первую очередь звука и света. Эти компоненты играют важную роль не только для здоровья, но и для оценки физики здания при планировании внутренних и внешних помещений.

Закон Вебера-Фехнера или основной психофизический закон определяет субъективно воспринимаемую интенсивность стимула E, пропорциональную логарифму интенсивности физического стимула R.

В упрощенном виде это означает, что увеличение объективной (измеряемой) интенсивности стимула вызывает значительное увеличение субъективного восприятия — например, чем выше воздействие звука, тем чувствительнее человек на него реагирует.

Пороги чувствительности в законе Вебера-Фехнера

Расшифровка порогов чувствительности

Абсолютный порог

Абсолютный порог определяет пределы нашего восприятия. Чтобы мы могли уловить стимул, он должен иметь минимальную или максимальную величину; в некоторых сенсорных модальностях — звук, стр. Например, — также бывает, что когда стимул имеет очень большую величину, мы также не можем его воспринимать. Абсолютные пороги определяют эти пределы восприятия. Не все виды имеют одинаковый порог, и различия можно даже увидеть между разными особями.

Минимальный абсолютный порог: относится к минимальной величине, которую должен иметь стимул для восприятия. Некоторые исследования, кажется, показывают, что ниже этого порога все еще существуют определенные типы стимулов, которые могут быть уловлены нашим разумом, хотя и не сознательно, и которые могут, так или иначе, воздействовать на субъекта (так называемоеподсознательное восприятие).
Максимальный абсолютный порог: максимальная величина стимула, которая может быть перенесена или ощутима субъектом.

Дифференциальный порог

Дифференциальный порог относится к различающей способности наших чувств. То есть он описывает, какова минимальная интенсивность, при которой стимул должен увеличиваться, чтобы мы заметили его усиление; Например, если мы держим в руке предмет весом в сто грамм, на сколько должен увеличиться этот стимул, чтобы мы заметили усиление ощущения веса.

Замечено, что для каждой сенсорной модальности дифференциальный порог различен, зрительная модальность является наиболее тонкой для улавливания увеличения, а запах — самым грубым.

Отношение между раздражением и ощущением

Каждый тип восприятия имеет место в определенном динамическом диапазоне. Мы можем оценить вес объекта от нескольких миллиграммов до 70, 80, 90 или, в зависимости от силы мышц, даже больше килограммов.

Для сравнения: большинство весов для ванной имеют динамический диапазон от 2 до 150 кг. В зависимости от сенсорного рецептора динамический диапазон нашего восприятия может колебаться. Он относительно невелик для веса, но для восприятия громкости он представляет собой увеличение звукового давления в триллион раз между самым тихим, все же ощутимым шумом и самым громким, но не болезненным звуком.

Однако наше восприятие имеет ограниченную точность, как и любой физический измерительный прибор. Интервал неопределенности определяет диапазон физически различных стимулов, которые мы воспринимаем психологически, т.е. в нашем опыте, как один и тот же.

Другими словами, дуб, например, должен вырасти немного больше нашего интервала неопределенности, чтобы мы ощутили его как более крупный.

Итак, дуб обычно не становится меньше, но другие объекты могут изменяться в обоих направлениях, поэтому интервал неопределенности состоит из порогов различий (также называемых реалиями уровня) вниз и вверх.

Если стимул изменяется сверх порога различия, то мы воспринимаем это изменение, в противном случае — нет.

Как следует из примера с дубом, размер порогов различий зависит от размера исходного стимула. Если в случае с дубом ощутимое увеличение стимула должно быть довольно большим, то для дерева бонсай уже достаточно небольшой новой ветки, чтобы казалось, что оно выросло.

Но закон Вебера-Фехнера не распространяется на чувствительность. Эксперимент Вебера с тремя чашами впечатляющим образом показывает, насколько сильно на наше восприятие влияет предыдущий опыт.

Для этого он взял три миски. Одну наполнил очень холодной водой, другую — очень горячей, а третью — водой комнатной температуры.

Подержав одну руку в миске с холодной водой, а другую руку — в миске с горячей водой примерно одну-две минуты. Затем погрузил обе руки в миску с водой комнатной температуры. В зависимости от того, была ли одна или другая рука ранее в холодной или горячей воде, теперь руки ощущают разную температуру воды при комнатной температуре.

Объяснение этого явления: наше восприятие температуры воды «адаптируется» со временем, то есть оно адаптируется к соответствующей температуре. В зависимости от этого нового уровня регулировки вода комнатной температуры будет либо холодной, либо теплой. Этот физиологический механизм адаптации также можно хорошо наблюдать очень жарким летом или очень холодной зимой. После нескольких дней экстремальных температур наш организм приспособился к этому.

Закон специфической энергии

Физиологические исследования привели Мюллера (1801-1858, немецкий физиолог и психолог) к защите тезиса о том, что качество ощущений зависит не столько от типа стимула, воздействующего на наши органы чувств, сколько от типа нервных волокон, участвующих в восприятии.

Другими словами, если стимулировать зрительную систему, мы будем испытывать зрительные ощущения, если стимулировать нервы, специализирующиеся на вызывании ощущений тепла, мы будем испытывать тепло, независимо от того, является ли стимул светом или нет, является ли он теплом или нет — в этом случае мы можем вспомнить парадоксальный холод.

Этот тезис называется «законом Мюллера» или «законом специфической (удельной) энергии сенсорных нервов».

Немецкий физиолог Гельмгольц (18221-1894) принял этот закон, дополнительно подчеркнув тот факт, что разум «интерпретирует» сенсорные стимулы посредством бессознательных и автоматических процессов (этот тезис, известный как теория «бессознательного умозаключения восприятия», является в некотором смысле предшественником взглядов когнитивной психологии в ее понимании роли субъекта в восприятии).

Закон Мюллера также заинтересовал философов, потому что он, кажется, предлагает определенное одобрение идеалистического тезиса, противоположного философскому реализму: в применении к предмету восприятия философский реализм утверждает, что чувственные качества, которые мы воспринимаем в объектах, являются следствием объективных свойств, которыми они сами обладают.

Для философского идеализма, напротив, эти качества являются проекцией нашего разума на предполагаемый мир, в котором, как мы полагаем, мы находимся.

Используя «закон Мюллера» для разъяснения этой полемики, можно сказать, что, согласно реализму, если мы видим зеленую траву, то это потому, что в мире «есть зелень» (трава зеленая).

Согласно идеализму (в этой его «натуралистической» версии), однако если мы видим «зелень», то это потому, что используемый нами перцептивный инструмент, нервное волокно, участвующее в восприятии, при активации вызывает субъективный опыт «ощущения зелени», каким бы ни был стимул, побуждающий его к активности.

Сегодня исследователи не полностью принимают закон Мюллера, указывая на то, что эволюция, похоже, наделила органы чувств анатомическими и функциональными особенностями, которые показывают специализацию на различных модальностях стимулов. То есть, эволюция, похоже, наделила нас зрительной системой для восприятия цветов, форм и размеров для объектов, которые имеют цвета, формы и размеры, и не иметь этих ощущений для других видов стимулов.

Читайте также: