Том 1 (1128361), страница 84
Текст из файла (страница 84)
ОБщАя и специАльнАя сенсОРнАя ФизиОлОГия закон специфических сенсорных звертив, упоминавшийся выше: модальность зависит не от стимула, а от разцражаемого им органа (см. с. 180). Сенсорные модальности нельзя сопоставлять друг с другом с помощью прямых измерений. Однако на уровне качественных типов ощущений такие измерения вполне возможны. Если медленно изменять частоту тона, будет обнаружен некоторый поре, т.е. различие в частотах, достаточное для заметного на слух перехода к другому качеству звучания. Точно так же, меняя частоту электромагнитного излучения, можно определить порог воспринимаемого изменения цвета. Ивтенсивность ощущении: абсолютные и дифференциальные пороги Интенсивность ощущений наиболее подробно изучалась психофизическими методами.
Интерес к тому, можно ли измерить эту характеристику, привел Г. Фехнера к разработке примерно в 1850 г. первой научной методики количественного описания субъективного опыта. Он же вывел первый психофизический закон, устанавливающий количественную связь между физической интенсивностью (<р) и силой ощущения (1р). До этого господствовала доктрина Декарта (1596 — 1б50), отрицавшего возможность измерений в субъективной сфере («геа сей)1апа»).
Центральным понятием психофизнки стало понятие сенсорного порога. Абсолютный порог определяется как наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать определенное ощущение. Некоторые авторы обычно ограничивают смысл этого термина, понимая под ним наиболее низкий порог, достижимый при оптимальных условиях стимуляции и адаптации. Например, пороговые значения для слуха зависят от частоты звука (с. 287), а для зрения — от времени адаптации (с. 255).
Дифференциальные пороги. В нади ороговом диапазоне определяют еше один вид порога — «едва заметное различие». Это величина, на которую один стимул должен отличаться от другого, чтобы их разница воспринималась человеком. Э. Вебер (1834), экспериментируя с ощущением силы, первым показал, что для различения веса двух предметов их разница должна быть больше, если оба они тяжелые, и меньше, когда оба легкие. На рис.
8.8,А показано соотношение между предьявляемым весом и его едва заметным увеличением. В среднем диапазоне такой стимуляции зависимость линейная; иными словами, чтобы превысить дифференциальный порог, требуется одинаковая часть начального веса. Минимальное различимое изменение интенсивности стимуляции (Л1р) составляет постоянную долю (с) ее исходной интенсивности (1р). Это закон Вебера, выражаемый уравнением Лр — =с; Лсрис Ф. (1) Ф Значит, Л1р/1р — константа для всех интенсивностей стимула.
Данное правило, действительно, выполняется в широком их диапазоне для многих сенсорных модальностей. Однако по мере приближения к абсолютному порогу коэффиииент Вебера (Л1р/1р) обычно растет. Это проиллюстрировано на рис. 8.8,Б для громкости тона. Очевидно, в этом случае закон Вебера начинает действовать только прн интенсивности стимула на 40 дБ выше абсолютного порога: начиная с этого уровня, коэффициент Вебера остается постоянным. Аналогичные кривые получены и для других модальностей. Коэффициент Вебера — полезная мера относительной чувствительности сенсорных систем.
Нельзя математически сравнить чувствительность глаза к силе света с чувствительностью уха к уровню звукового давления, но можно сопоставить между собой безразмерные коэффициенты Вебера для этих модальностей. В подобных опытах глаз несколько лучше, чем ухо, улавливает разницу адекватных стимулов по интенсивности. Для соответствия экспериментальным данным закон Вебера можно переформулировать следующим образом: Л1р (Ф+ а) = с; Лср= с-(1р+ а), (2) где а — константа, обычно небольшая по численному значению. Когда интенсивность стимула (1р) достаточно велика, членом «а» можно пренебречь, и выражение, соответствующее исходной форме закона Вебера, описывает наблюдения достаточно точно (рис.
8.8, В). В некотором смысле константа «а» вЂ” просто поправочный член, обеспечивающий более точное соответствие экспериментальным данным. Однако его можно рассматривать и как «шум» в сенсорном канале. С точки зрения нейрофнзиологии такой «пгум» объясняется спонтанной активностью сенсорных нейронов, особенно высших уровней, т.е.
их импульсацией в отсутствие действующих на сенсорный орган стимулов. Вероятно, она добавляется к активности нейронов в ответ на стимуляцию, поэтому также влияет на порог, необходимый для едва заметного увеличения сигнала в ЦНС. Спонтанная активность мала по сравнению с реакцией на сильные стимулы, однако„когда стимул слаб, влияет на величину (Л<рдр). В соответствии с этой нейрофизиологической интерпретацией, абсолютный порог должен быть равен минимальной интенсивности стимула, достаточной для возбуждения сенсорной системы, разли- Этико ~лана (Ыиблиогека Нога/тза) 1 1 н1аеааа«зуаоттек.го 1 1 тьттрг//уаотао.11Ь.го ГЛАВА К ОБЩАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ мн ЭОО эг 240 1О 120 А О 2 а З 8 Юн Нмионь~ 0.6 0,4 0.2 Б О 20 40 60 80 100 и яБ о,э ол 02 з 0 2 4 6 8 10н Нматннм Фехиероиская психофизика Рис.
8.8. Коэффициент и закон Вебера. А. Соотношение между величиной раздражения (Ф) и его увеличением (ЬФ), необходимым для того, чтобы превзойти дифференциальный порог ощущения силы. Б. Зависимость коэффициента Вебера (АФ1Ф) от интенсивности звуковой стимуляции. Коэффициент Вебере становится постоянным только при громкости более чем нв 40 дБ выше абсолютного порога. В.
Коррекция коэффициента Вебера с помощью константы ттэ». Исправленный закон применим и к околопороговым стимулам (А, Б: по [1] с изменениями) чимо большего спонтанной активносэи. Данный подход используется в некоторых психофизических теориях (напрнмер, в рассматриваемой ниже «сенсорной теории принятия решений»).
В разделе, посвященном интегративной сенсорной физиологии, мы вернемся к вопросу о том, действительно ли спонтанная активность решающим образом влияет на абсолютный порог. Помимо определения порогов, можно ли как-то еше измерить субъективные ошутцения? Фехнер предложил использовать дифференпиальные пороги Интанаинноать от»муна Рис. В.Э. Схематическое изображение закона Фехнерв. По осц абсцисс.
интенсивность стимуле, по оси ордцналт дифференциальные пороги для построения шкалы аитеясиввости ощущений (ту). Нуль на ней соответствует абсолютному порогу, следунлцее ощущение болыпе точно на величину одного едва заметного различия, следующее — еше на одну такую величину и т.д. Поскольку каждая ступенька соответствует наименьшему возможному усилению ощущения, этот прирост и берется за основную единицу интенсивности ошушения. На рис.
8.9 показан график зависимости интенсивности ошушення от интенсивности стимула. Это соотношение между ту и тр описывается уравнением, известным как не ихофвзи ческий закон Фех вера. Поскольку стимул увеличивается путем последовательного прибавления все возрастающей величины 21тр, получается логарифмическая кривая (рис.
8.9). Отсюда закон утверждает: при линейном увеличении интенсивности ощущения (ту) интенсивность стимула (тр) растет логарифмически. Если психофизическую функцию (рис. 8.9) представить в линейно-логарифмнческой системе координат, кривая превратится в прямую (рис. 8.13). Фехнеровскнй закон выражается уравнением ту = 1с 1о8(тр/тро), (3) где ту -интенсивность ощущения, )1 -константа, тр — интенсивность стимула и гро. его абсолютный порог. Данный психофизический закон основан на двух главных допущениях.
1. Он действует при справедливости закона Вебера. Прн очень слабой стимуляции веберовский коэффициент не постоянен. Значит, закон Фехнера в этой области не действует. 2. Допускается также, что все приросты интенсивности ощущения равны, т.е. что пороговое изменение слабого и сильного стимулов ощущается одинаково. Рассматривая закон Стивенса, мы убедимся в некорректности данного допущения; в результате справедливость «закона» Фехнера сильно ограниче- Янко Слава (библиотежа Гоит/тза) 1 1 м1амааая»уапчтем.ив 1 1 НеетзиУуавпо.гзб.пз чАсть н1. ОБщАя и снениАльнАя сенсОРнАя ФизиОлОГия / е Ф т . Резпичеиие — 1 ч Методы определения порогов Реоаиер ечимзпе Б мкпм ю О,з о ю го зо ео ю ю Зремяиеепе зеземиеиия,мии на.
В свете этих данных лучше было бы говорить о психофизическом соотношении Фехнера. Заслуга Фехнера в том, что он первым ввел пригодную для использования шкалу «интенсивности ощущения». Он вполне заслужил титул отца экспериментальной психологии. Теперь мы знаем, что ордината зу в законе Фехнера выражает скорее разрешающую способность, чем интенсивность опцчцения. Ограничения этой пжалы обсуждаются ниже. Соотношение Фехнера использовалось для выведения логарифмичезжих систем мер, применимых в сенсорной физиологии, например шкалы деч)ибелаз и фонов (см. с. 287).
В промежуточном диапазоне частот и интенсивностей звуков минимальное заметное различие соответствует примерно 1 дБ. В предыдущем разделе было показано, что абсолютные и дифференциальные пороги относятся к фундаментальным психофизическим понятиям. Теперь вернемся к вопросу о том, как нх измерять. Примеры относятся к абсолютным порогам, но применимы и к дифференциальным. Реакции биологических систем неустойчивы, поэтому при тестировании слабыми стимулами испытуемый иногда их воспринимает„иногда — нет. Следовательно, нельзя определить порог как интенсивность сгимула, ниже которой он никогда не ощущается, а выше-всегда заметен. Стимул нужно предъявлять несколько раз, после чего, обработав результаты статистически, оценить «истииный», средний порог.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
