一、感觉的一般特性
(一)适宜刺激——刺激的质
不同的感受器都有它最敏感的刺激(适宜刺激),而对其他类型的刺激在正常强度下几乎不起反应。非适宜刺激也可使某些感受器引起反应,但阈值极高,反应也极粗糙。
(二)感觉阈值——刺激的量
一般用感觉阈值来反映感受性的高低,即感受性=1/感觉阈值。
1.绝对阈值 是唤起感觉的最小刺激,有强度、时间、面积之分。
2.差别阈值 是能区分两种相似刺激的最小增量,又称最小可辨差异(just noticeable difference,jnd)。
3.信号检出理论 绝对阈值将感觉视为“全或无”的心理过程。这个概念受到两点责难:①日常经验表明,感觉产生不是“全或无”的,当环境不是处于绝对安静的条件下,是“时有时无”的;②绝对阈值的测定是决定于被试的主观判断,难以排除“乱猜”。由此产生信号检出理论(signal detection theory,SDT)来解释阈值。
SDT是实验心理学中一项复杂理论,认为在任何时候,检出刺激的概率都取决于刺激的强度和观察者的反应偏差(response bias)。
(三)感受性变化的规律
1.感觉适应 适应是感觉阈值随着刺激的连续作用而发生的变化,是所有感觉系统的特征。适应基本上是敏感性降低(暗适应是例外)。适应系统改变着换能系统。
2.感觉的相互作用
(1)感觉对比:不同刺激作用于同一感觉器官引起感受性发生变化(同时对比、相继对比、各感觉通道自身特性的对比)。
(2)感受性增强与削弱:噪声增加痛觉,乐音缓解疼痛。
(3)联觉:一种感觉产生的同时唤起另一种感觉,如冷、暖色。有的是感觉相互作用,也有错觉。
(4)感受性的发展与补偿:当某一感官受损则另一些感官的感受性可发展提高以补偿,如盲人的听、触觉,聋者的视觉。这是脑的可塑性引起的功能代偿。
3.感觉后象 指刺激停止作用后,仍能保留的感觉形象(正后象、负后象)。后象持续时间与刺激强度成正比。
4.训练 可使相应感官的感受性提高,如医生的听、触觉,工程师的视、听觉,都与长时期的职业训练有关。
专栏6-1 阈下刺激对人是否有影响?
按传统的刺激-反应(S-R)关系来讲,阈值是全或无的。电生理研究表明,阈下刺激可引起部分去极化的局部反应,是不扩布的。但心理学研究表明,阈下刺激对人的心理有影响。Wilson(1979)实验:用同时双听技术,一耳听一篇文章并要求随声朗读(目的是令其专注此耳信息,以免分心);另一耳给从未听过的3段乐曲(在意识上无法察觉,从心理过程看,此耳受阈下刺激),在此情况下,能否学习记忆?再用另外三段乐曲与实验乐曲相混,令被试者辨别哪些是听过的,则回答不正确,说明阈下刺激影响不明显。如果换一种提问,令被试者辨认哪一种听起来较熟悉、顺耳,则发现辨认相当准确,说明阈下刺激仍产生影响。
二、感觉信息传输的分析与整合
感觉信息在通过感受器、传入神经进入中枢的同时,得到分析与整合的加工,也就是对感觉信息进行换能、剖析与编码的处理。
(一)换能
换能(transduction)是对信息的能量形式进行转换。由于神经系统的信息主要通过电信号(神经冲动)传送,因此,感受器的首要任务就是将接受到的各种刺激能量转换成神经冲动。主要的换能形式如下。
1.压-电换能 如体表的触压觉(Meissner小体、Paccini小体)、听觉的感音(毛细胞)、前庭器官(半规管壶腹嵴及囊斑的毛细胞)。
2.光-电换能 视网膜感光细胞。
3.化学-电换能 嗅、味觉(嗅黏膜及味蕾的毛细胞)。
(二)剖析
剖析(decomposition)是指感觉系统将刺激中包含的许多信息分解成亚单位传送到脑的过程。例如,视觉通路在到达大脑皮质之前就开始了它的工作分工。即使在视网膜水平,不同细胞对相同的输入信息的反应也不同。视网膜的3种视锥细胞感受可见光谱中不同波长的色光成分。人们对颜色的知觉就是根据3种视锥细胞的相关刺激来形成颜色视觉的。如明亮的红光与暗淡的红光都是通过感红视锥传送,但是前者引起较大的感受器电位,而感受器电位的幅度与亮度的对数成比例。
另一种信号剖析形式是根据速率。不同的细胞携带不同速度信息,如视锥对信号的反应快于视杆,检出较快的信号反应的视锥传送到专管眼运动的神经元,而感受信号较慢的视锥传送到负责颜色和空间信息的神经元。在听觉器官,高、低频声波分别由不同部位基底膜的感受器检出和传送。
(三)编码
编码(encoding)是感受器及神经元在加工时,将刺激携带的各种信息成分转移或调整到神经动作电位序列中。整个感觉系统都有编码功能,但不同部位有不同的方式。由于神经动作电位是遵循“全或无”定律,不可能通过电位的波幅或波形来编码,主要是通过下列方式进行编码。
1.单一神经纤维动作电位的频率、冲动间距的疏密
2.参与信息传递的纤维数量
3.侧抑制(lateral inhibition) 是指一个信号刺激一个感受器,而抑制其周围(旁侧)的感受器。其结果是使受到刺激的感受器传送的信号增强。这种现象通常发生在感受器细胞检出的第一期。在躯体感觉、视觉、嗅觉系统均有发生。
4.局部(拓扑)组织(topographically organized) 视、听、嗅、味及躯体感觉系统中的感觉信号都是按局部进行组织的。因此,在外部世界的相邻刺激激活了相应的细胞,而这些感受器传送信息到脑的相应部位(感觉皮质)。
5.感受野(sensory field) 是外周感受器在各级中枢的神经元的反应区域,也是编码的主要形式,在视觉系统中特别明显。
6.神经核团及投射的功能归类 丘脑的核团及向大脑皮质输出信息时的功能投射分类也是一种编码加工形式。
三、感觉剥夺与环境刺激疗法
(一)感觉剥夺实验
20世纪50年代,心理学家受到孤独囚禁者、极地探险者、太空飞行员、长距离驾驶员及雷达操纵者的提示:当他们面对单调或限制刺激时,有时会产生感觉错乱,在意识上有危险的失误(dangerous lapse)以及失控的异常感觉。另外,人与动物常会有一种寻求刺激的动机。McGill大学的Bexton(1954)对大学生进行感觉剥夺(sensory deprivation)实验,每天给予25美元(相当现今二三百美元)的报酬。很少有人能坚持72小时以上。Heron(1957)报告只有少数被试者能在剥夺感觉2~3天而不去揿恐怖按钮。以后的研究表明:剥夺被试的感觉,可引出病理心理现象,如视、听的错、幻觉,对外界刺激过于敏感,情绪不稳定,紧张焦虑,注意涣散,思维迟钝,暗示性增高,神经症征象等,从而认为正常生活需要一定量的刺激来维持唤醒水平和正常的心理活动。
(二)限止环境刺激疗法
心理应激研究表明,随着现代社会的发展,使社会成员遭遇过多、过强的刺激,可导致心理紧张,扰乱心理稳态;从而引起心理生理障碍。为此,也研究了多种应对措施。
限制环境刺激疗法(restricted environment stimulation therapy,REST)就是借助感觉剥夺实验的思路而设计的一种生理心理治疗手段。最初施行的是“小室REST疗法”(Chamber REST):令被试者在一恒温、隔音的暗(昏暗)室内,吃、喝、睡等不加约束,但限制运动,在另一小屋上厕所。主试者可通过对讲机监测并回答问题。治疗24~48小时。早期研究的结论认为,感觉剥夺使机体处于与外环境高度隔离状态,将外界刺激降低到最低程度,经一段时间可引起各种病理心理现象,因此,将其归入引起高度应激的手段。然而,以后的研究发现,这种看法并不正确。在缩短感觉剥夺时间的进一步研究中发现:感觉剥夺的最初阶段(60~90分钟内),被试者处在放松状态(血压、心率、呼吸、肌电、肾上腺活动监测),随着方法改进,90%的被试者感到愉快。从而肯定,适当时间的感觉剥夺有良好治疗效应。
在取得效果的基础上,John C.Lilly(1977)又将其发展为漂浮疗法(floating therapy):即令被试者仰卧在漂浮器(盛有比重1.28、水温与体温一致、水深25cm的飘浮液)中,关闭舱内光源后,无光线刺激,音量<10dB,带耳塞,耳在水中,靠浮力支撑,重量感也消失,骨骼肌放松,也可与外界通话。治疗时间30~120分钟。这样有效限制外界环境刺激,使人的肌肉松弛、精神放松,有利于消除紧张、焦虑、头晕、失眠等症状,且有一定维持效应。
若在漂浮器中放入具有增加浮力,调节血压,改善血液循环、解除痉挛等作用的药物,对于高血压、冠心病、脑血管疾病、类风湿关节炎等心身障碍有良好疗效。漂浮疗法还可促进右半球功能,增强空间想像力和创造力,使受试者的学习效率提高。
还有一种干性飘浮(flotation-dry),被试者不与水接触,躺在水面的低触觉薄膜上。
(徐 斌)
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