Шмидт (ред) - Основы сенсорной физиологии - 1984 (947487), страница 6
Текст из файла (страница 6)
На рис. 1-6 приведен пример такой процедуры. Испытуемым предлагали пробовать растворы лимонной кислоты или сахара в концентрациях, указанных на абсциссе. Затем испытуемые говорили, во сколько раз тестовый раствор кажется им сильнее, чем некоторый стандартный раствор, предложенный для сравнения. Полученные таким путем значения субъективных интенсивностей ощущения отложены (по ординате) красными крестиками. Эти наборы точек могу~ быть довольно хорошо аппроксимированы прямыми линиями. И по ординате, и по абсциссе масштаб здесь логарифмический, так что прямые линии соответствуют степенным функциям; интенсивность ощущения ( пропорциональна н-й степени надпороговой части стимула (5 — 5о): ) = "Ф вЂ” ~оТ Г(-11 где й — константа, а 5о — пороговая интенсивность стимула.
Чтобы понять, почему эта формула представляет прямую линию, заметим, что если взять логарифм от обеих частей (1-1), то получится )ой(= п(ой(5 — 5о) ь я', где /с'-(равное (ой(с) — другая константа; таким образом (ой( является линейной функцией )од(5 — 5 ). Наклон прямой, получающейся при откладывании интенсивности как стимула, так и ощущения по логарифмическим шкалам (как на рис. 1-6), задается показателем степени н. В случае лимонной кислоты н = 0,85, а для сахарного раствора н = (,(; эта разница обнаруживается систематически даже на разных испытуемых.
Степенные функции типа ((-() могут описывать соотношения между стимулом и интенсивностью ощущения в весьма широких диапазонах; 25 Дж. Дудел 24 .ь ь о Ф с с Ю о о Ф с <~~ о с ; зо о с с и 1О о с с Ф о 3 и о о и э ль о + ьь о с" е Р ьь ч „с еч о «9 лс " Зь + Ф с с л он оо со с ос с с Е с и о о 10 чо Оо но~ Зо Е 1О Ф сс В н с с с сз „- осе' 110" 1000 ммольил 100 10 Сила с|имула-нониентрацин раствора Рис. 1-6. Зависимость интенсивности субъективного вкусового ощущения (краснын цвет, крестики) и частоты потенциалов действия в волокнах вкусового нерва (чернма Чает, кружочки) от концентрации лимонной кислоты и раствора сахара.
Шкалы как по ордииате, так и по абсциссе — логарифмические. Наклон линий соответствует степенным функциям с показателями и = 0,80 и н = 1,1. (Вогя ег а11., 3. Р)уул!о!., 192, 13-20, 1967.) по имени открывшего их исследователя они называются степенными функциями Стивенса. В области объективной сенсорной физиологии соотношение между стимулом и реакцией также часто может быть описано уравнением [1-11.
Для сравнения на рис. 1-6 приведен пример таких результатов. Мы имеем в виду, что на рис. 1-6 показаны не только зависимость интенсивности ощущения ое интенсивности стимула, но и характеристики нейронной реакции на тот же стимул. Эти данные удалось получить на больных, которым была показана операция на среднем ухе (восстановление подвижности стремечка) по поводу снижения слуха. На одном из этапов этой хирургической операции обнажается нерв (с)уогг(а 1ушрап!), в составе которого идут вкусовые волокна, направляющиеся от языка. Во время операции возможна регистрация потенциалов действия этого нерва, которые могут служить количественной мерой нервной реакции на вкусовые стимулы. Определенная таким образом частота потенциалов действия отложена на графике рис.
1-6 в виде черных кружков. Эти данные также могу~ быть аппрокснмированы прямыми линиями с теми же самыми коэффициентами наклона и, которые были найдены в субъективных измерениях. Это значит, что при данном математическом описании наблюдается очень хорошее согласие между субъективно оцениваемой интенсивностью ощущения и объективно определяемой интенсивностью реакции сенсорных нейронов. Иитермодальное сравнение интенсивностей.
В эксперименте, представленном на рис. 1-6, интенсивность ощущения оценивалась в единицах, кратных ощущению, вызываемому некоторым эталонным стимулом. Многие испытуемые затруднялись давать численные оценки таких соот- !. Общая сенсорная физиология, лсилофиуики 10 10' 10ь 1О' 101 10л 10' Оуносительнан инуенсивносуь стимула Рис. 1-7.
Интенсивность ощущения как функция интенсивности стимула. Интенсивность ощущения измеряли путем иитермодальиого сравнения, используя силу давления иа ручной дииамометр (ордииата) По абсциссе в произвольных единицах отложены интенсивности стимулов различного рода. Шкалы как ио ордииате, так и по абсциссе-логарифмические, так что прямые линии соответствуют степенным функциям. (Буеуеиз, Ае. Зс! 48, 226-253, 1960). ношений. Эту трудность можно абай~и, используя процедуру, в которой сравниваются интенсивности двух модальностей; соотве~с~вующий пример дан на рис. 1-7.
В этом эксперименте испытуемого просили жать рукой на силомер (ручной динамометр) с такой силой, чтобы давление соответствовало (субъективно) интенсивности ощущения, вызываемого тестовым стимулом, например тоном. Громкость звука, ощущаемая испытуемым, измерялась через давление, оказываемое его рукой, т.е. интенсивности сравнивались интермодально.
На рис. 1-7 приведены интенсивности ощущений, измеренные таким путем для многих модальностей; соответствующие значения «давления руки» отложены по ординате для разных значений интенсивностей различных стимулов, указанных иа абсциссе. Данные для каждой модальности, графически представленные в логарифмической шкале, ложатся на одну прямую; это значит, что они могут быть описаны степенными функциями. Самый крутой наклон получен в случае ощущения боли, вызываемого действием на кожу электрического тока.
Этот наклон соответствует показателю л (в степенной функции), превышающему !. Самая пологая прямая представляет ощущения света; здесь показатель намного меньше 1. Величины показателей для различных модальностей обсуждаются в главах об отдельных органах чувств. Здесь же мы просто укажем, что эти соотношения поддаются функциональной интерпретации. Так, на- 26 Дж. Дудел 1 Общая сенсорная физиология, нсихофизихи пример, когда возрастают болевой или тепловой стимулы, интенсивность ощущения нарастает заметным образом (н больше или равно 1); такие ощущения имеют характер предупреждающих от более сильного повреждения.
Вместе с тем с функциональной точки зрения выгодно, чтобы в случае световых стимулов, диапазон интенсивности которых составляет 5-б порядков„интенсивность ощущения нарастала сравнительно медленно и благодаря этому позволяла данному диапазону осцущений соответствовать более широкому диапазону стимулов. Таким образом, ннтермодальные сравнения интенсивностей позволяют осуществить точные и в широком диапазоне измерения интенсивности ощущения для различных модальностей.
Как видно из рис. 1-7, эта процедура дает для с~сивиной функции показатели и, очень хорошо согласующиеся с теми, которые получаются при процедуре, описанной выше,— оценке отношений к стандартному стимулу. Другим примечательным свойством является то, что соотношение между нейронными реакциями и стимулами, измеренное методами объективной сенсорной физиологии, выявляет показатели, очень похожие на те, которые получают при субъективных процедурах, представленных как на рис.
1-б, так и на рис. 1-7. Измерение посредством дифференциально-пороговых шагов. Третья процедура, используемая в субъективной сенсорной физиологии, состоит в том, что интенсивность ощущения выражается числом дифференциально-пороговых шагов, требующимся для того, чтобы пройти от абсолютного порога (или иного стандартного уровня) к той интенсивности, при которой должно быль измерено ощущение. Дифференциальные пороги (или пороговые различия) — это наименьшие изменения стимула, которые еше могут быть обнаружены.
Их часто называют «едва заметными различиями». Измерения интенсивности на этой основе производятся следующим образом. Сначала оценивается пороговая интенсивность того вида стимула, который будет использоваться для данного конкретного испытуемого. Ощущению при этом абсолютном пороге приписывается значение 1. Затем интенсивность стимула увеличивают, пока испытуемый не обнаружит изменение, Ощущению при новой интенсивности приписывают значение 2.
Эту процедуру повторяют Х раз до тех пор, пока не будет достигнута заданная интенсивность стимула 1; ощущению при этой интенсивности стимула приписывается значение А>< Если таким способом определить А>, для разных интенсивностей ощущения, можно построи~ь график зависимости инте><сивности ощущения от интенсивности стимула. Здесь опять получается степенная функция с показателем, близким к найденным с помощью двух других психофизических процедур и путем объективных измерений.
Таким, образом, в отношении определения интенсивности психофизические измерения, выполненные путем подсчета числа дифференциально-пороговых шагов, дают результаты, эквивалентные тем, которые получаются при рассмотренных выше процедурах. Но эту процедуру можно также применить и к другим параметрам стимула — к тт то а й я с ч в сз 7 о то го зо ло во ао зо во во тоо Плон<ад» нонтанта а Рис. 1-8. Определение числа А> дифференциально-пороговых шагов для стимула «данленне на кожу», хара«тернзующегося площадью а и интенсивностью данные получены на двух испытуемых (черные и красные <трех«и). По ордннате откладывали давление, а по абспнссе-плошадсн на которую действует стимул, то н другое — в произвольных единицах.
Длина стреяок в каждом случае отражает величину днфференпиальншпорогового шага. Дальнейшие объяснения см. н тексте. (Весйзсгош, (.сндГогз, Асса РС>уз(ос., Ясанф, 44, 170-183, 1958.) размерностям ощущения, отличным от интенсивности. Дифферент(иальнь<е нороги могут быть определены не только для интенсивности, но и для протяженности но времени, смещения в пространстве, нротяжениости ло нлощади и т.д. Для каждой из этих размерностей дифференциальный порог должен рассматриваться как единица, специфическая для каждого субъекта, так что могут быть даны количественные соотношения между величинами различных размерностей. Таким образом, определяя ряд дифференциальных порогов, можно количественно изучать комбинированные изменения различных параметров или размерностей стимула. Такой эксперимент представлен на рис.
1-8. На графике приведены результаты, полученные на двух испытуемых (черные и красные стрелки); варьировали площадь а, и интенсивность (некоторого стимула (состоящего в'давлении на область возвышения большого пальца кисти-1)сенат); эти параметры откладывались в произвольных единицах по ординате и абсциссе соответственно. Начиная с давления б,7 и площади 1 площадь контакта увеличивали и шаги стимула, равные дифференциальным порогам, получаемым во время этого увеличения, изображали горизонтальными стрелками. «Черному» испытуемому понадобилось Х„= 1О шагов.
чтобы добраться до площади стимула 97. Затем, сохраняя площадь стимула постоянной на значении 97, увеличивали интенсивность с' и дифференциальные пороги изображали вертикальными стрелками. «Черному» испытуемому понадобилось А>< = 10 пороговых шагов, чтобы достичь давления 10,5. Теперь начинается интересующая нас часть эксперимента: давление н площадь стимула можно также увеличивать одновременно, что позво- 1. Общая сенсорная физио.тгоя, нсикофизико 28 Дяс. Дудел ляет определять комбинированные дифференциальные пороги для одновременного изменения интенсивности и плошади. Такие одновременные добавки в эксперименте рис. 1-8 начинаются от значений: площадь контакта = 1, интенсивность давления = 6,7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
