彭冉龄普通心理学课件二.docx
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彭冉龄普通心理学课件二
彭冉龄<<普通心理学>>课件
（二）
2008-04-2720:
13:
43|分类：
心理学知识|标签：
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第三章感觉
教学目的：
理解感觉的概念、意义、感觉的编码，了解视觉、听觉的生理机制其他感觉，掌握感觉的测量、视觉和听觉的心理现象。
重点与难点：
感觉的编码
感觉的测量
视觉、听觉的心理现象
教学时数：
6学时
教学方法：
讲授法、演示法、实验法
无眼耳舌身意－自我“感觉剥夺”。
―班若波罗蜜多心经（佛经）
第一节感觉概述
一．什么是感觉？
（Sensation）
（一）感觉是人脑对事物个别属性的认识。
（二）意义：
1）感觉提供了内外环境的信息；2）感觉保证了机体与环境的信息平衡；3）感觉是一切较高级、较复杂的心理现象的基础，是人的全部心理现象的基础；4）感觉是神经系统对外界刺激的反应，具有反射的性质。
二．近刺激和远刺激
20世纪初，美国心理学家考夫卡（Koffka,1935）把刺激分成近刺激和远刺激。
远刺激指来自物体本身的刺激，如一定波长的光线，一定频率的空气振动；近刺激指直接作用于感觉器官的刺激，如物体在网膜上的投影。
远刺激是属于物体自身的，因而不会有很大变化；而近刺激是感觉器官直接接受刺激，它每时每刻都在变化。
（Dember,Warm,1979）
三．感觉的编码：
感觉编码是指一种能量转化为另一种能量，或者将一种符号系统转化为另一种符号系统。
神经系统不能直接加工外界输入的物理能量或化学能量，这些能量必须经过感觉器官的换能作用，才能转化为神经系统能够接受的神经能或神经冲动。
即感觉编码（Sensoryencode）.
（一）JohannesMuller（1891-1959）的感觉编码---神经特殊能量说（TheoryofSpecificNerveEnergy）
认为1）各种感觉神经具有自己特殊的能量，它们在性质上相互区别；2）每种感觉神经只能产生一种感觉，而不能产生另外的感觉；3）感觉的性质不同，感觉神经具有的能量不同，由此引起的感觉也不同。
评价：
1）认识论上的结论：
感觉不取决于刺激的性质，而取决于感觉神经的性质；2）缪勒的学说有其合理因素，大脑直接加工的材料是外物引起的神经冲动。
但否认人的感觉依赖于外物的性质，这是不对的；3）缪勒承认感官的分化，但不了解感官分化的真正原因。
感官性质不是由感觉神经的特殊能量决定的，而是由客观刺激的性质最终决定的。
（二）近年来关于感觉编码的研究形成的代表理论：
1）特异化理论（Specificitytheory）：
主张不同性质的感觉是由不同的神经元来传递信息。
2）模式理论（Patterntheory）或模块理论（Mduletheory）：
认为编码是由整组神经元的激活模式引起的。
近年来的研究表明，在不同感觉系统中，神经系统同时采用了特异化编码和模式编码。
（Goldstein1996;Rosenzweige,LeimanandBeedlove,1996）
四．感受性与感觉阈限（Sensitivity,SensoryTheshold）:
1.E=1/R;
2.K=△I/I;
3.P=KLOGI;（GastavTheodorFechner,1801-1887）
他假设最小可觉差（JND）在主观上相等。
因此，任何感觉的大小都可以由在阈限上的增加的JND来决定（LogarithmicLaw）
4.P=KIN;（Am,S.S.Stevens）n-感觉道指数
Stevens用数量估计法（MagnitudeEstimationMethod）研究刺激强度与感觉大小的关系。
在强度较高时，引起反应的凝缩Ccompression）（PoverLaw）
缺陷：
（Limitation）：
1）小范围的刺激比大范围的刺激会产生较陡峭的乘方函数，即得到较大的指数；
2）当使用的刺激接近于绝对阈限时，乘方函数的斜率较大；
3）选定的标准刺激愈大，斜率愈陡峭。
第二节视觉
一、范围：
5*1014--5*105HZ（380~780nm）
三棱镜的色散。
（单色光）
光的特性---光源的特性和物体表面的特性。
二、视觉的生理机制：
（一）折光机制：
眼球
（二）感觉机制：
网膜（Retina）：
椎体细胞（Conecell）、棒体细胞（rodcell）；中层双级细胞（Bipolarcell）和其他细胞；内层为神经节细胞（Ganglioncell）。
棒体细胞与椎体细胞的分布不同，中央窝--椎体细胞，对光最敏感；边缘--棒体细胞。
当光线作用于视觉感受器时，棒体细胞与椎体细胞中的某些化学物质的分子结构发生变化，它释放能量，能使感受细胞发放神经冲动，这就是视觉感受器的换能作用。
视觉器官借助换能作用转换成视神经的神经冲动，既神经信号。
对视觉器官来说，具有换能作用的物质叫视觉色素。
棒体细胞的视觉色素为视紫红质（Rhodopsin），由视黄醛和视蛋白构成。
视蛋白是一种结构复杂的蛋白质；视黄醛是一种光敏集团（生色团），它的结构近似VA，在光的作用下视黄醛的形状在变化，化学结构也在变化。
这个过程叫视紫红质的光化学反应。
在视紫红质分解过程的后一阶段，出现放能反应。
所释放的能量就能激活神经的冲动。
（三）传导机制：
传导机制由三级神经元实现：
一级为网膜双级细胞；二级为视神经节细胞，经视交叉，到达丘脑外侧膝状体；三级神经元从外侧膝状体发出，终止于大脑枕叶的纹状区（17区）。
视觉机制对输入信号进行加工处理：
网膜上锥体细胞和棒体细胞的数量远远超过了视神经节细胞（100万）的数量。
来自视觉感受器的神经兴奋必然出现聚合（Convergence）作用，即来自许多锥体和棒体的神经兴奋，会聚到一个或少数几个视神经节细胞上。
由于锥体细胞和棒体细胞的数量不同，它们会聚到双极细胞的会聚比例也不同。
这对视觉信息加工有重要的影响。
视觉系统的侧抑制作用，也影响神经信息的加工。
侧抑制（LateralInhibition）是指临近的感受器之间能够互相抑制的现象。
由于侧抑制作用，一个感受器细胞的信息传出，不仅取决于它本身的输入，而且也取决于临近细胞对它的影响。
（四）中枢机制：
视觉的直接投射区为大脑枕叶的纹状区（17），这是实现对视觉信号初步分析的区域。
与17区临近的一些脑区，负责进一步加工视觉信号，产生更为复杂、更为精细的视觉，如认识形状、分辨方向等。
这些部位损伤，将产生各种形式的失认症（Agnosia）.
20世纪60年代，Hubel（休伯）、Winssel（威塞尔）对视觉感受野的系统研究，对解释中枢机制产生了深远的影响。
视觉感受野（Receptivefield）是指网膜上的一定区域或范围。
当它受到刺激时，能激活视觉系统与这个区域有联系的各层神经细胞的活动。
网膜上的这个区域就是这些神经细胞的感受野。
外侧膝状体细胞的感受野呈圆形，其心与周围具有对抗的性质。
这种感受野使外侧膝状体细胞能对一个细小的光点作出反应。
皮层细胞的感受野同样具有性质对抗的两个区域：
开区与关区。
但为左右排列。
休伯和威塞尔把皮层细胞分为简单细胞（simplecell）、复杂细胞（Complexcell）和超复杂细胞（Supercomplexcell），它们之间也存在会聚的关系。
若将电极按正确方向（角度）插入皮层，那么电极先到达简单细胞，后到达复杂细胞和超复杂细胞。
从电极测得的将是越来越一般的特性。
若电极稍许偏离，临界方向将发生变化；偏离越远，信号化的方向越不同，这就形成了皮层上的功能柱（FunctionalColumn）。
人们加工网膜上接受的各种视觉信号，是由定位在每个功能柱上具有共同方向的细胞实现的。
休伯等认为，视觉系统的高级神经元能够对呈现给网膜上的、具有某种特性的刺激物做出反应。
这种高级神经元叫特征觉察器。
近年来的研究进展：
大细胞通路（M通路）、小细胞通路（P通路）
大细胞通路从网膜A型神经节细胞经丘脑外侧膝状体最内两层的大神经元，到达初级视觉区（V1）的4B区，再到二级视皮层（V2）的粗条纹区（方向性运动）。
其功能是分析运动（V3、V5）和深度（V5）。
小细胞通路从网膜B型神经节细胞经外侧膝状体靠近外四层的小神经元，到达初级视皮层（V1）的色区和色斑间区，再到达二级视、皮层9V2）的细条纹区（波长选择）。
其功能是分析颜色（V4）和形状（V4）。
（Livingston,Hubel,1968）
这两种通路相联系的是两个不同的视觉功能系统—运动系统和色彩系统。
前者处理物体运动时的形状信息，它主要与运动有关；后者处理特定波长的信息，它主要与颜色有关。
（Zeki,1992）
PET（正电子发射断层扫描）
V4区位于纺缒型脑回的结构，V5区与V4区完全隔开。
视觉皮层的另一发现是参与视觉分析的不仅有大脑的枕叶，而且有大脑的其他区域。
另外，感受野的进一步研究表明，视觉系统对运动方向的分析，早在视神经节细胞的感受野中就已经开始，而不是只发生在视皮层上。
（五）视觉的反馈性调节：
由感受器输入的外界信息经过头脑加工，将通过传出神经调节视觉的活动。
第三节视觉的基本现象
一、明度（Brightness）:
是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，主要是由光线强度决定的一种视觉经验。
另外还决定于物体表面的反射系数。
视亮度（Lightness）:
是指从白色表面到黑色表面的感觉连续体。
它由物体表面的反射系数决定的，而与物体的照度无关。
明度的绝对阈限和差别阈限：
光强范围（10—-6烛光/米2~107烛光/米2）
暗视觉范围（10—-6烛光/米2~10-1烛光/米2）；中间视觉范围（100烛光/米2）；明视觉范围（101烛光/米2~107烛光/米2）。
明度的差别阈限（中等强度时）符合韦伯定律：
K=ΔI/I=1/100。
明度的绝对阈限和差别阈限的大小，都在光刺激作用的网膜部位有关。
锥体、棒体。
明度与波长的关系：
光谱敏感函数（光谱效率函数）
锥体和棒体能覆盖整个可见光谱的光谱效率函数。
锥体对中央部分（555nm）最敏感，而棒体对较短的波光具有最大感受性，棒体细胞的整个曲线向光谱较短的一端移动约50nm.
普肯耶（Purkinje）现象：
当人们从锥体视觉（昼视觉）向棒体视觉（夜视觉）转变时，人眼对光谱最大感受性将向波短方向移动，因而出现明度的变化。
二、颜色：
颜色上是光波作用于人眼所引起的视觉经验。
（一）颜色的三个基本特性：
色调、明度和饱和度。
色调—波长；颜色的明度—光强、反射率；饱和度—纯、杂程度。
颜色立体：
（ColorSolid）
（二）颜色混合：
色光混合、颜料混合
区别：
1）色光混合是知觉系统中实现的混合；颜色混合是各种颜色相互作用后的反射。
2）色光混合—加色法；颜色混合—减色法。
（三）色觉缺陷（色弱、色盲）：
全色盲缺乏锥体系统。
（四）色觉理论：
1．三色说（TrichromaticTheory）由托马斯，扬（Yong,1807）提出。
他假定视网膜上有三种不同的感受器。
1）每一种感受器只对光谱上的一个特殊成分敏感。
当它们分别受到不同波长的光刺激时，就产生不同的颜色经验。
1860年赫尔姆霍茨认为每个感受器都对不同波长的光有反应，但红色感受器对长波更敏感；绿色感受器对中波更敏感；蓝色感受器对短波更敏感。
当光作用于眼睛时，在三种感受器中引起了不同程度的兴奋。
各种颜色经验是由不同感受器按相应的比例活动而产生的。
缺陷：
不能解释红绿色盲。
2．对立过程理论（Opponent–ProcessTheory）黑林（Hering,1874）
黑林认为，视网膜存在着三对视素：
黑-白视素、红-绿色素、黄-蓝色素，它们在光刺激下表现为对抗的过程（黑林称之为同化（Assimilation）和异化（Dissimilation）
（Hurvich,Jameson,1958）用心理物理法证实。
20世纪50年代以来，生理学家先后在动物的视神经节细胞和外侧膝状体细胞内，发现了编码颜色信息的对立机制。
斯瓦特金（Savatichin,1996）
结论：
在视网膜上存在着三种锥体细胞，分别对不同波长的光敏感。
在网膜水平上，色光是按三色理论提供的原理产生的。
而在视觉系统上更高的水平上，存在着功能对立的细胞，颜色加工表现为对立的过程。
三、视觉中的空间因素：
1、视觉对比（VisualContrast）：
是由光刺激在空间上的不同分布引起的视觉经验。
可分为明暗对比与颜色对比。
明暗对比：
是由光强在空间上的不同分布造成的。
（因素：
照明、反射系数、周围环境的明度）。
由于周围物体的明度不同，产生不同的明度经验称为明度的对比效应。
颜色对比效应：
一种物体的颜色会受到它周围物体的影响而发生色调的变化。
2、边界突出与马赫带。
马赫带是指人们在明暗变化的边界上，常常在亮区看到一条更亮的光带；而在暗区看到一条更暗的线条。
（因素：
不是由于刺激能量的实际分布，而是由于神经网络对视觉信息进行加工的结果）原理：
侧抑制
3．视敏度：
是指视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力（视力）。
大小通常用视角大小来表示。
视敏度可分为最小可见敏度、最小间隔敏度和游标敏度。
四、视觉中的时间因素：
1．视觉适应：
由于刺激的持续作用而引起的感受性的变化。
暗适应：
感觉阈限下降，感受性上升。
最初7—10分钟，由锥体、棒体共同参与，经棒锥裂后，锥体完成暗适应过程，只有棒体继续起作用。
还原过程。
总体用30-40分钟。
2．后像：
刺激物对感受器的作用停止后，感觉现象并不立即消失，它能保持一个短暂时间。
后像分为正后像和负后像。
3．闪光融合：
不连续的闪光由于频率增加，人们会得到融合的感觉，称之为闪光融合。
刚刚能够引起融合感觉的刺激的最小频率叫闪光融合临界频率或闪烁临界频率（CriticalFlickerFrequency）。
它表现了视觉系统分辨时间能力的极限。
闪光融合的条件：
刺激强度低时，临界频率低；随着强度上升，临界频率明显上升。
与网膜中的部位（偏离中央窝的程度）也有关。
4．视觉掩蔽：
在某种时间条件下，当一个闪光出现在另一闪光之后，这个闪光能影响到对前一个闪光的觉察。
称之为视觉掩蔽。
五、视觉研究的新方法
眼动实验法
第四节听觉（Hearing）
一．听觉刺激—声音
物理量：
频率、振幅、波形；心理量：
音调、音响、音色。
二．听觉的生理机制：
（一）耳朵的构造和机能：
由内耳、中耳、外耳组成。
外耳（耳郭、外耳道）、中耳（鼓膜、听小骨、卵圆窗和正圆窗）、内耳（前庭器官和耳蜗—鼓膜、中阶、前庭阶）。
（二）听觉的传导机制和中枢机制
毛细胞的轴突离开耳蜗组成听神经（第8对脑神经），先投射到脑干的髓质，然后和背侧或腹侧的耳蜗神经核形成突触。
这些区域的细胞轴突形成外侧丘系，最后到达下丘的离散区。
从下丘开始经背侧和腹侧的内侧膝状体，形成两条通路。
腹侧通道投射到听觉的核心皮层（AI或41区），背侧到达第2区。
听觉系统为皮层提供了同侧或对侧的输入，以对侧为主，因此在皮层的每个耳蜗神经核中都有双向表征。
三．听觉的基本现象。
（一）音调：
由声波频率决定的听觉特性。
音调是心理量，与频率的变化不完全对应。
100HZ以上，两者呈近似线性的关系。
音调的上升低于频率的上升；在1000HZ以下，不呈线性关系，且音调变化快于频率变化。
（二）人耳对声音的分析：
1．频率理论：
1886年物理学家罗.费尔提出。
认为内耳的基底膜镫骨按相同频率运动。
振动的数量与声音的原有频率相适应。
（电话理论）
难以解释人对声音的分析。
基底膜不能作每秒1000次以上的快速运动。
2．共鸣理论（Holmholtz）--ResonanceTheory（HarpTheory）—位置理论（PlaceTheory）
由于基底膜的横纤维长短不同，靠近蜗底较窄，靠近蜗顶较宽，能够对不同频率的声音产生共鸣。
声音频率高，短纤维共鸣；声音频率低，长纤维共鸣。
基底膜上约有24000条横纤维，分别对不同频率的声音反应。
基底膜的振动引起听觉细胞的兴奋，因而产生高低不同的音调。
共鸣理论强调了基底膜的振动部位对产生音调听觉的作用，因而也称位置理论。
不能解释听觉现象范围20—20000HZ的频率比1000：
1；基底膜的横纤维长短之比为10：
1。
3．行波理论：
20世纪40年代，生理学家冯.贝克西（VonBekesy）提出了新的位置理论--行波理论（TravelingWaveTheory）。
该理论认为，声波传到耳朵，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。
振动的幅度也随着逐渐增高。
振动运行到基底膜的某一部位，振幅到达最大值，然后停止前进而消失。
随着外来声音频率的不同，基底膜最大振幅所在的部位也不同。
声音频率低，最大振幅接近蜗顶；频率高，最大振幅接近蜗底，从而实现了对不同频率的分析。
贝克西认为，基底膜的某一部位振幅越大，科蒂氏器的盖膜就越弯向那个区域的毛细胞，因而使有关的神经元的激活频率上升。
正是这些激活率最大的成组神经元发出了声音频率的信息。
行波理论正确描述了500HZ以上的声音引起的基底膜的运动，但难以解释500HZ以下的声音对基底膜的影响。
当声音低于500HZ时，它在基底膜上的各个部位引起了相同的运动，并对毛细胞施加了相同的影响。
有人认为，500HZ以下频率理论是正确的；500HZ以上位置理论时正确的。
4．神经齐射理论（NeuralVolleyingTheory）：
20世纪40年代末，韦弗尔（Wever,1949）认为当声音频率低于400HZ时，听神经个别纤维的发放频率是和声音频率对应的。
声音频率提高，个别神经纤维无法单独对它作出反应。
这时神经纤维将按齐射原则发生作用。
个别纤维具有较低的发放频率，它们联合“齐射”就可以反应频率较高的声音。
韦弗尔指出，用齐射原则可以对5000Z以下的声音进行频率分析。
声音频率超过5000HZ，位置理论是对频率进行编码的唯一基础。
（三）音响：
是声音强度或声压水平决定的一种听觉特性。
与声音的频率也有关。
可以从等响曲线上看出来。
（四）声音的掩蔽：
一个声音受同时起作用的其他声音的干扰而使听觉阈限上升。
包括纯音掩蔽、噪音对纯音的掩蔽、纯音和噪音对语音的掩蔽。
声音的掩蔽依赖于声音的频率、掩蔽音的强度、掩蔽音与被掩蔽音的时间间隔等。
思考题：
1、如何测量感受性？
感受性的规律有那些？
2、如何理解感觉的编码？
它在心理学上有何意义？
3、解释Purkije现象、CFF、McClough效应、明适应与暗适应、后像。
4、介绍听觉的理论。
参考数目：
《基础心理学》张述祖沈德立教育科学出版社2001基础
《实验心理学》朱滢北京大学出版社2000
《认知心理学》JohnB.Best著中国轻工业出版社2000
《现代心理学》张春兴上海教育出版社
《普通心理学》孟昭兰北京大学出版社
课外阅读：
《视觉原理》卡洛琳.M布鲁墨北京大学出版社
盲点的实验《现代心理学》张春兴90
韦伯定律的实验《认知心理学》JohnB.Best著217
阈下刺激的感觉效应（Wilson,1979）《现代心理学》张春兴87
后像实验《现代心理学》张春兴95
第四章知觉
教学目的：
理解知觉的概念、知觉中的两种加工，了解知觉生理机制、错觉现象和时间知觉及空间知觉，掌握知觉特性和空间知觉现象现象。
重点与难点：
知觉中的两种加工
Gestalt的知觉研究：
“整体优先”效应
知觉特性
大小—距离不变假设
三种知觉理论（Gestalt的知觉研究、假设考验说、刺激物说）
教学时数：
8学时
教学方法：
讲授法、演示法、实验法
我思故我在。
―ReneDiscartes（法国著名哲学家、数学家）
第一节知觉概述
一．什么是知觉？
知觉是客观事物直接作用于感官而在头脑中产生的对事物整体的认识。
知觉强调事物直接作用于感觉器官，，以感觉作为基础，但不是感觉信息的简单总和。
知觉作为活动、过程，包含相互联系的几种作用：
觉察（Detection,发现存在、尚不知）、分辨（Discrimination,区别事物或特性）、确认（Identification）。
（Moates,1980）
运用已有经验和当前信息，确定为何物，命名并归入特定范畴。
二．知觉中的自下而上和自上而下的加工。
知觉依赖直接作用于的感觉器官的刺激物的特性，对这些特性的加工叫自下而上的加工或数据驱动加工（Bottom-upProcessing,Data-drivenProcessing）。
人的知觉系统不仅要加工由外部输入的信息，而且要加工在头脑中已经存贮的信息。
这种加工称为自上而下的加工或概念驱动加工（Top-DownProcessing,Concept-drivenProcessing）.
三．知觉的生理机制：
1．20世纪50年代以来，感受野的研究—神经网络的编码作用。
在人的神经系统的不同水平上，存在着各种特征觉察器，它们分别对客观事物的各种特性或属性作出反应，也就是把模式分解（分析）为它的组成部分。
在进行特征觉察的同时，人的神经系统也在不同的层次上、不同水平上实现着对刺激的整合，完成了“特征捆绑”的过程。
层次越高，整合的水平越高，对不同特征的分析也就更概括、更一般化。
2．现代神经生理学和神经心理学的研究—揭示大脑皮层不同区域的分析、综合机能。
感觉一级区实现对外界信息的初步分析和综合；二级区主要负责整合；三级区是各种感觉的皮层部位的“重叠区”，它在实现各种分析器间的综合作用方面起到特殊的作用。
另外，额叶是言语活动的重要器官，是计划、监督和调节行为的重要器官，也在知觉活动中有重要的作用。
3．视觉系统中存在两个功能不同的子系统
一个子系统由枕叶到颞叶的通路组成，它负责处理事物是什么的信息，因而叫“是什么”（WHAT）系统；另一个子系统由枕叶到顶叶的通路组成，它负责处理物体再哪里的信息，因而也叫位置（Where）系统。
四．知觉的种类：
第二节知觉的特性
一．知觉对象与背景
人在知觉客观世界时，总是有选择地把少量事物当成知觉对象（Object），而把其他事物当成知觉的背景（Background）,以使更清晰地感知一定的事物与对象。
知觉过程是从背景中分出对象的过程。
这一过程与注意的选择性有关，注意的选择性的规律就是知觉的对象从背景中分离出来的规律。
知觉的对象与背景不仅相互转化，而且相互依赖。
人们的知觉是由对象及背景的相互关系来决定的。
知觉的对象与背景的关系，不仅存在于空间的刺激组合中，而且存在于时间系列中。
（知觉定势—PerceptualSet，发生在前面的知觉直接影响到后来的知觉，产生了对后继知觉的准备状态。
）
二．整体与部分的关系：
在知觉活动中，整体与部分的关系是辨证的、相互依存的。
1）人的知觉系统具有把个别属性、个别部分综合成整体的能力。
2）但知觉的整合作用离不开组成成分的特点。
在知觉中分析事物的特征及其结构关系有十分重要的作用。
3）但同时，对个别成分（部分）的知觉，又依赖于事物的整体特性。
4）人们对整体的知觉还可能优先于对个别成分的知觉。
（Navon,1977：
大字母H、Z，小字母H、Z，反应有两种：
局部反应和整体反应。
）“整体优先”效应（GlobalPrecedence）；陈霖的拓扑知觉研究。
5）知觉的整体性是知觉的积极性合主动性的一个重要方面，不仅依赖刺激物的结构（时空分布），而且依赖于个体的知觉经验，从而提高人们知觉事物的能力。
三．理解在知觉中的作用：
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