心理的神经生理机制Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望我们如何认识世我们如何认识世 界？界？我们的知识又是怎样得到的？我们的知识又是怎样得到的？这一切均始于我们的这一切均始于我们的感觉感觉！教学目标： 通过本章的教学，使学生掌握感觉的通过本章的教学，使学生掌握感觉的基本概念，了解感觉编码的相关理论，基本概念，了解感觉编码的相关理论，理解感受性与感觉阈限的关系，以及韦理解感受性与感觉阈限的关系，以及韦伯定律、对数定律和乘方定律。了解视伯定律、对数定律和乘方定律。了解视觉、听觉的生理机制以及色觉和听觉理觉、听觉的生理机制以及色觉和听觉理论。论。目录目录u第一节第一节 感觉的一般概念感觉的一般概念u第二节第二节 视觉视觉u第三节第三节 听觉听觉u第四节第四节 其他感觉其他感觉第一节第一节 感觉的一般概念感觉的一般概念1.1 感觉和感觉的意义感觉和感觉的意义u感觉（感觉（sensation）:人脑对事物的个别属性人脑对事物的个别属性的认识。的认识。u感觉提供了内外环境的信息感觉提供了内外环境的信息。u感觉保证了机体与环境的信息平衡感觉保证了机体与环境的信息平衡。u感觉是人全部心理现象的基础。感觉是人全部心理现象的基础。1.2 感觉的编码感觉的编码外界输入的外界输入的物理能量物理能量和化学能量和化学能量感官的感官的换能作用换能作用神经系统神经系统能够接受的能够接受的神经能或神经能或神经冲动神经冲动u德国生理学家缪斯提出了德国生理学家缪斯提出了神经特殊能量神经特殊能量学说学说。u他认为各种感觉神经具有自己特殊的能他认为各种感觉神经具有自己特殊的能量，他们在性质上是互相区别的。每种量，他们在性质上是互相区别的。每种感觉神经只能产生一种感觉，而不能产感觉神经只能产生一种感觉，而不能产生另外的感觉。生另外的感觉。u这否定了感觉是对客观世界的认识，在这否定了感觉是对客观世界的认识，在认识论上是错误的。认识论上是错误的。1.2 感觉的编码感觉的编码特异化理论和模式理论特异化理论和模式理论u特异化理论特异化理论(specificity theory)感觉感觉u视觉神经元u听觉神经元u痛觉神经元u嗅觉神经元u味觉神经元u肤觉神经元视觉听觉痛觉嗅觉味觉肤觉1.2 感觉的编码感觉的编码u模式理论模式理论(pattern theory)编码是由整组编码是由整组神经元的激活模式引起神经元的激活模式引起的，只不过某种神经元的，只不过某种神经元的激活程度较大，而其的激活程度较大，而其他神经元的激活程度较他神经元的激活程度较小。小。 编码编码1.3 感受性与感觉阈限感受性与感觉阈限u绝对感受性和绝对感觉阈限绝对感受性和绝对感觉阈限u绝对感觉阈限绝对感觉阈限(absolute sensory threshold)绝对感受性绝对感受性（ absolute sensitivity）人的感人的感官器官觉察这种微弱刺激的能力。官器官觉察这种微弱刺激的能力。1.3 感受性与感觉阈限感受性与感觉阈限u差别感受性和差别阈限差别感受性和差别阈限u差别阈限差别阈限（difference threshold）差别感受性差别感受性（difference sensitivity）对最对最小差异量的感觉能力。小差异量的感觉能力。1.3 感受性与感觉阈限感受性与感觉阈限u韦伯定律（韦伯定律（Webers law）：）：u KI / I u（I为标准刺激的强度或原刺激为标准刺激的强度或原刺激量；量；I为引起差别感觉的刺激为引起差别感觉的刺激增量，即增量，即JND；K为常数。）为常数。）u根据韦伯分数的大小，可以判根据韦伯分数的大小，可以判断某种感觉的敏锐度。韦伯分断某种感觉的敏锐度。韦伯分数越小，感觉越敏锐。但是，数越小，感觉越敏锐。但是，韦伯定律只适应于中等强度的韦伯定律只适应于中等强度的刺激。刺激。 1.3 感受性与感觉阈限感受性与感觉阈限u有关刺激强度与感觉大小关有关刺激强度与感觉大小关系的理论：系的理论：u费希纳的对数定律：费希纳的对数定律：uPK logI u公式表明当刺激强度按几何公式表明当刺激强度按几何级数增加时，感觉强度只按级数增加时，感觉强度只按算术级上升。当物理量迅速算术级上升。当物理量迅速上升时，感觉量是逐步变化上升时，感觉量是逐步变化的。的。1.3 感受性与感觉阈限感受性与感觉阈限u斯蒂文斯的乘方定律：斯蒂文斯的乘方定律：PK In u知觉的大小是与刺激量的乘方成正比例知觉的大小是与刺激量的乘方成正比例的。的。 u注意：费希纳的对数定律是在韦伯定律注意：费希纳的对数定律是在韦伯定律的基础上研究的，所以该定律只有在中的基础上研究的，所以该定律只有在中等强度的刺激时才适用。等强度的刺激时才适用。第二节第二节 视觉视觉2.1 视觉的生理机制视觉的生理机制u视觉视觉光刺激于人眼所产生的。光刺激于人眼所产生的。u其生理机制：折光机制、感觉机制、传导其生理机制：折光机制、感觉机制、传导机制和中枢机制。机制和中枢机制。2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象u18561856年，赫尔姆霍茨年，赫尔姆霍茨放弃了一种感受器只放弃了一种感受器只对一种波长敏感的看对一种波长敏感的看法，认为每种感受器法，认为每种感受器都对各种波长的光有都对各种波长的光有反应。但是不同颜色反应。但是不同颜色的感受器对不同波长的感受器对不同波长的光敏感性不同。的光敏感性不同。u不足不足：它不能解释红：它不能解释红绿色盲。绿色盲。2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象u2、对立过程理论对立过程理论 (opponent-process theory)：黑林提出了四色：黑林提出了四色论论过程理论的前身，过程理论的前身，黑林认为：视网膜存在着黑林认为：视网膜存在着三对视素：黑白视素、三对视素：黑白视素、红绿视素、黄蓝视素。红绿视素、黄蓝视素。他们在光的刺激下表现为他们在光的刺激下表现为对抗的过程，即同化作用对抗的过程，即同化作用和异化作用。和异化作用。u赫尔维奇和詹米逊赫尔维奇和詹米逊发现了发现了三种对立细胞：黑白、红绿、三种对立细胞：黑白、红绿、黄蓝。其中黑白细胞与明度有黄蓝。其中黑白细胞与明度有关，红绿和黄蓝细胞与颜色编关，红绿和黄蓝细胞与颜色编码有关。码有关。u在网膜水平，色觉是按三色理在网膜水平，色觉是按三色理论提供的原理产生的；而视觉论提供的原理产生的；而视觉系统更高水平上，颜色的信息系统更高水平上，颜色的信息加工表现为对立的过程。加工表现为对立的过程。 2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象u1、暗适应：照明停止或由亮处转入暗、暗适应：照明停止或由亮处转入暗处时视觉感受性提高的时间过程。处时视觉感受性提高的时间过程。u2、明适应：照明开始或由暗处转入明、明适应：照明开始或由暗处转入明处时视觉感受性下降的时间过程。处时视觉感受性下降的时间过程。2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象u3、普肯耶现象：当人们从锥体视觉向棒、普肯耶现象：当人们从锥体视觉向棒体视觉转变时，人眼对光谱的最大感体视觉转变时，人眼对光谱的最大感受性将向短波方向移动，因而，出现受性将向短波方向移动，因而，出现了明度不同的变化，这种现象就叫普了明度不同的变化，这种现象就叫普肯耶现象。肯耶现象。2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象u4、马赫带：指人们在明、马赫带：指人们在明暗变化的边界，常常在亮暗变化的边界，常常在亮区看到一条更亮的光带，区看到一条更亮的光带，而在暗区看到一条更暗的而在暗区看到一条更暗的线条。这就是马赫带现象，线条。这就是马赫带现象，马赫带不是由于刺激能量马赫带不是由于刺激能量的分布，而是由于神经网的分布，而是由于神经网络对视觉信息进行加工的络对视觉信息进行加工的结果。结果。u5、后像：刺激物对、后像：刺激物对感受器的作用停止后，感受器的作用停止后，感觉现象并不立即消感觉现象并不立即消失，它能保留一个短失，它能保留一个短暂时间，这种现象就暂时间，这种现象就叫后像。叫后像。2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象2.2 视觉的基本现象视觉的基本现象u6、闪光融合：断续的闪光由于频率增加，人、闪光融合：断续的闪光由于频率增加，人们会得到融合的感觉，这种现象叫闪光融合。们会得到融合的感觉，这种现象叫闪光融合。u7、视觉掩蔽：在某种时间条件下，当一个闪、视觉掩蔽：在某种时间条件下，当一个闪光出现在另一个闪光之后，这个闪光能影响到光出现在另一个闪光之后，这个闪光能影响到对前一个闪光的觉察，这种效应叫视觉掩蔽。对前一个闪光的觉察，这种效应叫视觉掩蔽。u8、视敏度：指视觉系统分辨最小物体或物体、视敏度：指视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力。细节的能力。第三节第三节 听觉听觉3.1 听觉的生理机制听觉的生理机制u耳（外耳、中耳、内耳）耳（外耳、中耳、内耳）u外耳：耳廓、外耳道外耳：耳廓、外耳道u中耳：鼓膜、三块听小鼓、卵圆窗和正中耳：鼓膜、三块听小鼓、卵圆窗和正圆窗。圆窗。u内耳：前庭器官和耳蜗。内耳：前庭器官和耳蜗。u传导和中枢机制传导和中枢机制3.2 听觉基本现象听觉基本现象u1、音调和频率、音调和频率:u音调是一种心理量，它音调是一种心理量，它与声波物理特性频率的与声波物理特性频率的变化不完全对应。变化不完全对应。u2、音响和频率：在相同的、音响和频率：在相同的声压水平上，不同频率的声压水平上，不同频率的声音响度是不同的。而不声音响度是不同的。而不同的声压水平却可产生同同的声压水平却可产生同样的音响。样的音响。3.2 听觉基本现象听觉基本现象u3、人的听觉频率范围、人的听觉频率范围:1620000赫兹，其中赫兹，其中1000赫兹赫兹4000赫兹是人耳最敏感的区域。赫兹是人耳最敏感的区域。3.3 听觉理论听觉理论u频率理论频率理论也叫电话理论。也叫电话理论。是是18861886年，物理学家罗年，物理学家罗费尔提费尔提出来的。出来的。u这种理论认为，内耳的基底膜是这种理论认为，内耳的基底膜是和镫骨按相同频率运动的。和镫骨按相同频率运动的。不足不足：频率理论难以解释人耳对声音频率的分析。：频率理论难以解释人耳对声音频率的分析。人耳基底膜不能作每秒人耳基底膜不能作每秒10001000次以上的快速运动。次以上的快速运动。这是和人耳能够接受超过这是和人耳能够接受超过10001000赫兹以上的声音不赫兹以上的声音不相符合的。相符合的。3.3 听觉理论听觉理论u共鸣理论共鸣理论也叫位置也叫位置理论，赫尔姆霍茨提出。理论，赫尔姆霍茨提出。声音刺激频率高，短纤维声音刺激频率高，短纤维发生共鸣，作出反应；声发生共鸣，作出反应；声音刺激频率低，长纤维发音刺激频率低，长纤维发生共鸣，作出反应。生共鸣，作出反应。u 竖琴竖琴3.3 听觉理论听觉理论u行波理论行波理论生理学家冯生理学家冯贝克西发展了共鸣贝克西发展了共鸣理论提出了新的位置理论行波理论。理论提出了新的位置理论行波理论。u声波传到人耳，将引起整个基底膜的振动，声波传到人耳，将引起整个基底膜的振动，振动从耳蜗底部开始，逐渐向蜗顶推进，振动的振动从耳蜗底部开始，逐渐向蜗顶推进，振动的幅度也随着逐渐增高，从而实现了对不同频率的幅度也随着逐渐增高，从而实现了对不同频率的分析。分析。u但是行波理论难以解释但是行波理论难以解释500赫兹以下的声音对基赫兹以下的声音对基底膜的影响。底膜的影响。3.3 听觉理论听觉理论u神经齐射理论神经齐射理论u韦弗尔提出。韦弗尔提出。当声音频率低于当声音频率低于400赫兹时，听神经个赫兹时，听神经个别纤维的发放频率别纤维的发放频率是和频率对应的，是和频率对应的，当声音频率提高，当声音频率提高，神经纤维将按齐射神经纤维将按齐射原则发生作用。原则发生作用。四种理论的划分u地点说 共鸣 行波u频率说 频率 神经齐射第四节第四节 其他感觉其他感觉4 .1 皮肤感觉皮肤感觉u1. 肤觉肤觉u刺激作用于皮肤而引起各种各样的感觉，这就是肤觉。u肤觉的基本形态:触觉、冷觉、温觉、痛觉。u肤觉的重要意义： 对事物的空间特性的认识。 对视觉和听觉的补偿作用。 维持机体与环境的平衡。4 .1 皮肤感觉皮肤感觉u2. 痛觉痛觉u痛觉的意义：保护机体免受伤害。u痛觉受到许多因素的影响：u文化环境u经验u暗示u注意4 .2 味觉和嗅觉味觉和嗅觉u1. 味觉味觉u味觉的适宜刺激是能溶于水的化学物质。u舌尖，甜味；舌根，苦味；两侧，酸味；两侧前部，咸味。4 .2 味觉和嗅觉味觉和嗅觉u2. 2. 嗅觉嗅觉u嗅觉的适宜刺激是能溶解的、有气味的气体分子。u现在普遍认为在嗅觉感受器上有不同的“洞”，或“口袋”。象拼图游戏一样，当一个分子的一部分与一个相同形状的洞匹配时便产生了化学气味。这被称为锁和钥匙理论。4.3 内部感觉u1. 动觉动觉u动觉：身体运动的信息，感受器位于肌肉，肌腱和关节中。u2.2.平衡觉平衡觉u平衡觉：反映头部运动速率和方向的感觉，其感受器是前庭器官。u3.3.内脏感觉内脏感觉u内脏器官活动状况的感觉，感受器位于各脏器的壁上。本章总结本章总结感觉：感觉： 一般概念、感觉编一般概念、感觉编码理论、有关刺激强码理论、有关刺激强度与感觉大小关系的度与感觉大小关系的理论；理论；其他感觉其他感觉视觉：视觉： 生理机制以及相关生理机制以及相关理论；理论；听觉听觉 生理机制以及相关生理机制以及相关理论。理论。思考题思考题u1. 名词解释：感觉编码、绝对感受性和名词解释：感觉编码、绝对感受性和绝对感觉阈限、差别阈限以及差别感受绝对感觉阈限、差别阈限以及差别感受性、侧抑制、普肯耶现象、马赫带、后性、侧抑制、普肯耶现象、马赫带、后像、闪光融合、视觉掩蔽、视敏度。像、闪光融合、视觉掩蔽、视敏度。u2. 感觉有什么意义？有关感觉的编码理感觉有什么意义？有关感觉的编码理论有哪些？论有哪些？u3.有关刺激强度与感觉大小关系的理论有关刺激强度与感觉大小关系的理论有哪些？有哪些？思考题思考题u4. 视觉的生理机制是什么？视觉的生理机制是什么？u5. 解释明适应与暗适应的原理。解释明适应与暗适应的原理。u6. 有关色觉的理论有哪些，它们有哪些有关色觉的理论有哪些，它们有哪些不足？不足？u7. 听觉的生理机制是怎样的？听觉的生理机制是怎样的？u8. 有关听觉的理论都有哪些？有关听觉的理论都有哪些？