Шмидт, Тевс (ред.) - Физиология человека - т.1 (947488), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Современная техника позволяет сконссрунровать аналогичные по свойствам приборы. однако, чтобы мы могли нмн попьзоватьссц информация на выходе должна быть преобразована в зрительные нлн слуховые сигналы. Все пять классических чувств человека относятся к зкстероцепцни (см. с. 181). О существовании пропрноцепторов и интероцепторов не было известно,пока физиологи их не открыли. Особые трудности возникают при классификации боли и других нецриятиых ощущений„например зуда. Боль — это сенсорная модальность„а зуд, возможно, следует считать ее качественным типом. Однако она отличается от других чувств тем, что присутствует во всех категориях ощущений— интеро-, проприо- и зкстероцепции.
Ноцицепторы, воспринимающие боль„занимают среди кожных рецепторов (все зто экстероцепторы) особое положение, поскольку их информапия касается не внешнего мира, а повреждений собственного тела. Иными словами, боль как модальность связана с телом. Подробнее физиология боля рассмотрена в гл. 10.
Именно для качественной характеристики ощущений Иоганнес Мюллер (1837) сформулировал 1ВВ ЧАСТЬ Ш. ОБЩАЯ И СПЕЦИАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ заков спеявфвчесввх сенсорных ввергай„упомивавшийся выше: модальность зависит не от стимула, а от раздражаемого 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 медлеыно изменять частоту тона, будет обнаружен некоторый ворог, т.е. различие в частотах, достаточное для замепюго иа слух перехода к другому качеству звучания. Точно так же, меняя частоту электромагнитного излучения, можно определить порог воспринимаемого изменения цвета. Интенсивность ощущеиюк абсолютыые и дифференциальные пороги Ивтепсвввость ощущений наиболее подробно изучалась псвхофизвческвми методами.
Интерес к тому, можно лн измерить эту характеристику, привел Г. Фехнера к разработке примерно в 1850 г. первой научной методики количественного опвсаыия субъективного опыта. Он же вывел первый психофизический закон, устанавливающий количественыую связь между физической ивтенсивыостью (~р) и силой ощущения 0р). До этого господствовала доктрина Декарта (1596- 1б50), отрицавшего возможность измерений в субъективной сфере («гез соййапз»).
Центральным понятием психофизики стало понятые сенсорного порога. Абсолипвый порог определяется как наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать определенное ощущение. Некоторые авторы обычно ограничивают смысл этого термина. понимам под ыим наиболее низкий порог, достижимый при оптимальных условиях стимуляции н адаптации. Например, пороговые значения для слуха зависят от частоты звука (с. 287), а для зрения — от времени адаптации (с.
255). Дафферевцивльвые порога. В нади орого в ам диапазоне определяют еше одиы вид порога — «едва заметное различие». Зто велычина, на которую один стимул должен отличаться от другого, чтобы нх разница воспринималась человеком. З. Вебер (1834), экспериментируя с ощущением силы, первым показал, что для различения веса двух предметов их разница должна быть больше, если оба они тяжелые, ы меньше, когда оба легкие. На рис. 8.8„А показано соотношение между предъявляемым весом н его едва заметным увеличением.
В среднем диапазоне такой стимуляции зависимость лннейнаа; иыымы словами, чтобы нревысить дифференциальный порог, требуется одинаковая часть начального веса. Минимальное различимое изменение интенсивности стимуляции (Ьгр) составляет постоянную долю (с) ее исходной интенсивности (Ф). Зто закон Вебера, выражаемый уравнением Ьгр — =с; Ьгр=с (р. (1) гр Значит, Ь<р~<р-константа для всех интенсивностей стимула. Данное правило, действительно, выполняется в широком их диапазоне для многих сенсорных молальн остей. Однако по мере при ближеыия к абсолютному порогу коэффициент Вебера (Ьччгр) обычно растет.
Зто проиллюстрировано на рис. 8.8,Б для громкости тона. Очевидно, в этом случае закон Вебера начвнает действовать только при интенсивности ствмула на 40 дБ выше абсолютного порога: начиная с этого уровня„коэффициент Вебера остается постоянным. Аналогичные кривые получены н для других модальностей. Коэффициент Вебера — полезная мера относительной чувствительности сенсорыых 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 соответствиа экспериментальным данным закон Вебера можно переформулировать следующим образом: Ьгр (1р+ а) = с; Ьгр = с. (гр + а), (2) где а — константа, обычно небольшая по численному значению. Когда интенсивность стимула (Яг) достаточно велика, членом «а» можно пренебречь, и выражение, соответствунлцее исходной форме закона Вебера, описывает наблюдения достаточно точно (рнс. 8.8, В).
В некотором смысле константа «а» вЂ” просто поправочный член, обеспечввающий более точное соответствие экспериментальным давным. Однако его можно рассматривать и как «шум» в сенсорном канале. С тачки зрения нейрафнэиалогии такой «шум» обьясыяется спонташюй акпзвностью сенсорных нейронов, особенно высшых уровней, т.е. их нмпульсацией в отсутствие действующих на сенсорный орган стимулов. Вероятно, она добавляется к активности нейронов в ответ на стимуляцшо, 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 (ЬЧ/гр). В соответствии с этой нейрофвзиологнческой интерпретацией, абсолютный порог должен быть равен минимальной интенсивности стимула, достаточной для возбуждения сенсорной системы, разлн- ГЛАНА 8. ОБЩАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ мН 200 атт 240 9 8 8 180 120 8 10 2 4 6 Ньютсны А 0 Интансивнссть стимула 0.8 оя ол 2О 40 80 вБ Б О О.е 0.4 О 2 4 8 8 10 с ньютоны Рис. 8.8.
Коэффициент н закон Вебера. А Соотношение между вепнчнной раздражения (тр) н его увеличением (АТР), необходимым лля того, чтобы лревэойтн дифференциальный порог ощущения силы. Б. Зависимость коэффициента Вебера (АТР,Мр) от интенсивности звуковой стимуляции. Коэффициент Вебера становится постоянным только лри громкости более чем на 40 дБ выше абсолютного порога. В. Коррекция коэффициента Вебера с помощью константы са». Исправленный закон пРименим н к окололорогоеым стимулам (А.
б: ло (1) с изменениями) чимо большего спонтанной активности. Данный подход используется в некоторых психофизических теориях (например, в рассматриваемой ниже «сенсорной теории принятия рещений»). В разделе, посвященном интегративной сенсорной физиологии, мы вернемся к вопросу о том, действительно ли спонтанная активность рещантщим образом влияет на абсолютный порог. Помимо определения порогов, можно лн как-то еще измерить субъективные ощущения? Фехнер предложил использовать дифференциальные пороги Фехперовсиии психофизикн Рис.
8.8. Схематическое иэображение законе фехнера. По оси абсцисс Интенсивность стимула. ло оси одди- нолт диФФеренциальные ларагн для построения шкалы иитенеивностя ои1уп1ений (ТР). Нуль на ней соответствует абсолютному порогу, следующее ощущение больше точно на величину одного едва заметного различия, следующее -еще на одну такую величину и т.д. Поскольку каждая ступенька соответствует наименьшему возможному усилению ощущения, этот прирост и берется за основную единицу интенсивности ощущения.
На рис. 8.9 показан график зависимости интенсивности ощущения от интенсивности стимула. Это соотношение между ТР н ТР описывается уравнением. известным как психофизический закон Фехнера. Посколъку стимул увеличивается путем последовательного прибавления все возрастающей величины Лтр, получается логарифмическая кривая (рис.
8.9). Отсюда закон утверждает: при линейном увеличении интенсивности ощущения (Чт) интенсивность стимула (тр) растет логарифмически. Если психофизическую функцию (рис. 8.9) представить в линейно-логарифмической системе координат, кривая превратится в прямую (рис. 8.13). Фехиеровский закон выражается уравнением ту = (г'108(гРТ1Рс) (3) гле Чт †интенсивнос ощущения, )с в константа, 1Р .интенсивность стимула и тр„-е1о абсолютный порог. Данный психофизический закон Основан на двух главных допущениях.
! Он действует при справедливости закона Вебера. При 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 лепного допущения; в результате справедливость «закона» Фехнера сильно ограниче- чАсть ш.
ОБщАя и специАльнАя сенсОРнАя ФизиОлОГия лйз-- Б зя (й- .! I Разлитение > > Регулятор етииуяе Б ияян ю о,з о,о> на. В свете этих данных лучше было бы говорить о нсвхофязвческом соотношения Фехиерв Заслуга Фехнера в том. что он первым ввел пригодную для использования шкалу «интенсивности ощущения». Ои вполне заслужил титул отца экспериментальной психологии.
Теперь мы знаем, что ордината >Р в законе Фехнера выражает скорее разрешающую способность, чем интенсивность ощущения. Ограничения этой школы обсуждаются ниже. Соотношение Фехнера использовалось для выведения логарифмических систем мер, применимых в сенсорной физиологии, например иигалы децибелов и фонов (см. с. 207). В промежуточном диапазоне частот н ннтенсивносгей звуков минимальное заметное различие соответствует примерно 1 дБ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
