1、1第第4章章 感觉感觉2感觉（感觉（sensation）l定义定义l人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映的反映l将物理能量编码为神经信号将物理能量编码为神经信号3感觉的意义感觉的意义l人们认识客观世界的开始人们认识客观世界的开始l感觉剥夺（感觉剥夺（sensory deprivation）l把被试放在极少有刺激作用的实验环境中把被试放在极少有刺激作用的实验环境中l注意力不集中，思维不连贯，反应迟钝，逻辑混乱，注意力不集中，思维不连贯，反应迟钝，逻辑混乱，甚至出现幻觉甚至出现幻觉4根据性质对感觉的分类根据性质对感觉的分类l外部感觉外部感觉
2、l接受外部刺激，反映外界事物的个别属性接受外部刺激，反映外界事物的个别属性l视觉、听觉、味觉、嗅觉、肤觉视觉、听觉、味觉、嗅觉、肤觉l内部感觉内部感觉l接受有机体本身的刺激，反映机体的位置、运动和接受有机体本身的刺激，反映机体的位置、运动和内部器官不同状态内部器官不同状态l运动觉、平衡觉、机体觉运动觉、平衡觉、机体觉5感觉的生理基础感觉的生理基础l感受器把外界刺激的物理能量转换为神经冲感受器把外界刺激的物理能量转换为神经冲动动“换能器换能器”l传入神经把神经冲动传到大脑皮层，并在传递传入神经把神经冲动传到大脑皮层，并在传递过程中有选择地加工过程中有选择地加工l在大脑皮层感觉中枢，将传入的信息加
3、工成不在大脑皮层感觉中枢，将传入的信息加工成不同性质和强度的感觉同性质和强度的感觉l上述三部分统称为感觉的上述三部分统称为感觉的“分析器分析器”6感觉器官专门化感觉器官专门化l不同感觉器官只接受特定的适宜的刺激而产生不同感觉器官只接受特定的适宜的刺激而产生感觉现象感觉现象l视觉：可见光波视觉：可见光波l听觉：可听光波听觉：可听光波l嗅觉：挥发性物质嗅觉：挥发性物质l味觉：溶解于水的化学物质味觉：溶解于水的化学物质l7感觉的测量感觉的测量l感受性感受性l人对刺激的感觉能力人对刺激的感觉能力l不同人的感受性不同，同一个人对不同刺激的感受不同人的感受性不同，同一个人对不同刺激的感受性也不同性也不同l
4、用感觉阈限的大小来度量用感觉阈限的大小来度量l心理物理学心理物理学l研究物理刺激的强度与它所引起的感觉量之间的关研究物理刺激的强度与它所引起的感觉量之间的关系系8感觉阈限感觉阈限l人感到某个刺激的存在或者刺激的变化的强度人感到某个刺激的存在或者刺激的变化的强度或强度变化所需的量的临界值或强度变化所需的量的临界值l两种两种l绝对阈限绝对阈限l差别阈限差别阈限9绝对阈限绝对阈限l产生感觉体验的最小的物理刺激量产生感觉体验的最小的物理刺激量/刺激强度刺激强度l测量测量l每一刺激强度下刺激被觉察到的百分数的曲线每一刺激强度下刺激被觉察到的百分数的曲线lS型曲线，表示从无觉察到部分觉察到完全觉察的型曲线
5、，表示从无觉察到部分觉察到完全觉察的过渡过渡l50%能够觉察到感觉信号的刺激强度定为绝对阈限能够觉察到感觉信号的刺激强度定为绝对阈限10人类重要感觉的绝对阈限人类重要感觉的绝对阈限l视觉：晴朗的黑夜中可以看到视觉：晴朗的黑夜中可以看到30英里外的一支烛光英里外的一支烛光l听觉：安静房间内可以听到听觉：安静房间内可以听到20英尺外表的滴答声英尺外表的滴答声l嗅觉：一滴香水可使香味扩散至三个房间嗅觉：一滴香水可使香味扩散至三个房间l味觉：两加仑水中加一茶匙糖可以辨出甜味味觉：两加仑水中加一茶匙糖可以辨出甜味l触觉：一片蜜蜂翅膀从一厘米外落在面颊上可感觉其触觉：一片蜜蜂翅膀从一厘米外落在面颊上可感觉
6、其存在存在11差别阈限差别阈限l能够觉察到的刺激之间的最小差异量，又叫最小可觉能够觉察到的刺激之间的最小差异量，又叫最小可觉差（差（just noticeable difference,jnd）l测量测量l韦伯定律（韦伯定律（Webers law）lK=I/I（差别阈限与原刺激量的比值是一个常数）（差别阈限与原刺激量的比值是一个常数）lK为韦伯常数（为韦伯常数（Webers constant）l不同感觉的韦伯常数不同感觉的韦伯常数l韦伯定律与现实生活韦伯定律与现实生活12信号检测论信号检测论l感觉阈限测量感受性的问题：反应偏差感觉阈限测量感受性的问题：反应偏差l与刺激的感觉特性无关的因素所引起
7、的观察者以特定方式进与刺激的感觉特性无关的因素所引起的观察者以特定方式进行反应而产生的系统趋势行反应而产生的系统趋势l区分感觉觉察的两个独立过程区分感觉觉察的两个独立过程l最初的感觉过程最初的感觉过程l随后的决策过程随后的决策过程l通过击中率和虚报率的百分数，提供同时评价感觉通过击中率和虚报率的百分数，提供同时评价感觉（感觉辨别力（感觉辨别力d）和决策过程（反应偏差）和决策过程（反应偏差）的方法）的方法13心理物理定律心理物理定律l费希纳定律（对数定律）费希纳定律（对数定律）l把把jnd作为感觉的单位，每增加一个作为感觉的单位，每增加一个jnd，心理量增加一个单，心理量增加一个单位位lS=Kl
8、ogI+Cl史蒂文斯定律（幂定律）史蒂文斯定律（幂定律）l量值估计（量值估计（magnitude estimation）方法得到不同刺激强）方法得到不同刺激强度与估计的感觉大小之间的关系度与估计的感觉大小之间的关系lS=kIb14阈下（阈下（subliminal）刺激）刺激l1956年新泽西州的一家电影院播放阈限下信息年新泽西州的一家电影院播放阈限下信息l广告商广告商l与性有关的文字和图片与性有关的文字和图片l磁带磁带l帮助减肥、戒烟和改善记忆帮助减肥、戒烟和改善记忆l假设假设l可以在无意识状态下觉察阈下刺激可以在无意识状态下觉察阈下刺激l这些刺激可以操纵人们这些刺激可以操纵人们15阈下刺激真
9、的有效吗？阈下刺激真的有效吗？l能感觉低于绝对阈限的刺激吗？能感觉低于绝对阈限的刺激吗？是的是的l声称完全无法辨别者的判断成绩高于随机水平声称完全无法辨别者的判断成绩高于随机水平l会受微弱得几乎察觉不到的刺激的影响吗？会受微弱得几乎察觉不到的刺激的影响吗？有时有时候可能是候可能是l可以影响情绪和对刺激的评价可以影响情绪和对刺激的评价l看不见的图像或词语影响对随后呈现的刺激的反应看不见的图像或词语影响对随后呈现的刺激的反应l但是但是l效果微弱且短暂；磁带无效效果微弱且短暂；磁带无效16视觉视觉l视觉的适宜刺激是光视觉的适宜刺激是光l可见光可见光l占电磁波谱中很小一部分占电磁波谱中很小一部分l波长
10、波长400-700纳米纳米l来自光源和物体反射的光来自光源和物体反射的光17眼睛的结构眼睛的结构l角膜（透明）角膜（透明）l瞳孔：不透明虹膜上的开口，虹膜肌肉的舒张和收缩可以改变瞳孔的瞳孔：不透明虹膜上的开口，虹膜肌肉的舒张和收缩可以改变瞳孔的大小，控制进入眼睛的光线量大小，控制进入眼睛的光线量l晶状体晶状体l光线经晶状体聚焦到视网膜，形成倒立图像光线经晶状体聚焦到视网膜，形成倒立图像l睫状肌可以改变晶状体的厚度睫状肌可以改变晶状体的厚度调节调节l对近处和远处客体聚焦变化，从鼻前对近处和远处客体聚焦变化，从鼻前3英寸（英寸（7.6厘米）到最远厘米）到最远l近视眼和远视眼近视眼和远视眼l视网膜视
11、网膜把光波转换为神经信号把光波转换为神经信号l上有三层神经细胞上有三层神经细胞l18视网膜视网膜l中央凹（中央凹（fovea）l位于视网膜中央，含密集的锥体细胞，视觉最敏锐位于视网膜中央，含密集的锥体细胞，视觉最敏锐l盲点（盲点（blind spot）l视神经离开视网膜的区域，没有感受细胞视神经离开视网膜的区域，没有感受细胞19视网膜上的三层神经细胞视网膜上的三层神经细胞l光感受器（光感受器（photoreceptors）l把光能转换为神经电能把光能转换为神经电能l包括锥体细胞和杆体细胞包括锥体细胞和杆体细胞l双极细胞（双极细胞（bipolar cells）l整合锥体和杆体细胞的信息，传到神经
12、节细胞整合锥体和杆体细胞的信息，传到神经节细胞l神经节细胞（神经节细胞（ganglion cell）l整合一个或多个双级细胞的冲动整合一个或多个双级细胞的冲动l轴突形成视神经，把视觉信息传到大脑轴突形成视神经，把视觉信息传到大脑20光感受器光感受器l锥体细胞（锥体细胞（cones）l700万个，主要分布于中央凹附近万个，主要分布于中央凹附近l明视觉感受器，主要感受细节和颜色明视觉感受器，主要感受细节和颜色l杆体细胞（杆体细胞（rods）l1.2亿个，越往边缘数量越多亿个，越往边缘数量越多l暗视觉感受器，主要感受物体的明暗暗视觉感受器，主要感受物体的明暗l光作用于光感受器时，造成感光物质分解和合
13、光作用于光感受器时，造成感光物质分解和合成，释放的能量激发细胞发放视神经冲动成，释放的能量激发细胞发放视神经冲动21视觉神经通路视觉神经通路l视神经（视神经（optic nerve）l视交叉（视交叉（optic chiasma）l视束（视束（optic tract）l上丘（上丘（superior colliculus）l外侧膝状体（外侧膝状体（Lateral geniculate nucleus,LGN）l枕叶初级视皮层枕叶初级视皮层22颜色视觉颜色视觉l光线在物理上用波长来描述，颜色只是感觉系光线在物理上用波长来描述，颜色只是感觉系统对波长的描述统对波长的描述l颜色体验的三个维度颜色体验的三
14、个维度l色调（色调（hue）l对光波波长的心理体验对光波波长的心理体验l明度（明度（brightness）l光强度的心理体验光强度的心理体验l饱和度（饱和度（saturation）l对光波纯度的心理体验对光波纯度的心理体验23颜色体验颜色体验l加法颜色混合（加法颜色混合（additive color mixture）l互补色互补色l颜色负后象颜色负后象l色盲色盲l部分或完全不能分辨颜色部分或完全不能分辨颜色l与与X染色体有关的伴性遗传缺陷（染色体有关的伴性遗传缺陷（8%vs.0.5%）24杨赫尔姆霍兹三原色理论杨赫尔姆霍兹三原色理论l眼睛有三种类型的颜色感受器产生红、绿、蓝眼睛有三种类型的颜色
15、感受器产生红、绿、蓝三种基本颜色感觉三种基本颜色感觉l其它颜色都是由此三种颜色混合得到其它颜色都是由此三种颜色混合得到l提供对颜色感觉和色盲的解释提供对颜色感觉和色盲的解释l不能解释颜色视觉后象和色盲不能分辨成对的不能解释颜色视觉后象和色盲不能分辨成对的颜色颜色25海林拮抗加工理论海林拮抗加工理论l颜色体验产生于三个基本系统，每个系统包含颜色体验产生于三个基本系统，每个系统包含两种拮抗的成分两种拮抗的成分l红对绿，蓝对黄，黑对白红对绿，蓝对黄，黑对白l颜色视觉后象是由于系统中的一个成分由于过颜色视觉后象是由于系统中的一个成分由于过度刺激而疲劳度刺激而疲劳l可以解释色盲的成对颜色感觉丧失可以解释
16、色盲的成对颜色感觉丧失26对应的视觉生理结构对应的视觉生理结构l两种理论分别描述不同的加工阶段，与视觉系两种理论分别描述不同的加工阶段，与视觉系统中的生理结构相对应统中的生理结构相对应l锥体细胞锥体细胞l三种锥体细胞分别对特定波长范围的光线最敏感三种锥体细胞分别对特定波长范围的光线最敏感l神经节细胞神经节细胞l综合锥体细胞的输出结果综合锥体细胞的输出结果l红红-绿，黄绿，黄-蓝，白蓝，白-黑三个系统黑三个系统27复杂的视觉分析复杂的视觉分析l特征觉察器特征觉察器l大脑皮层中的神经元对视觉刺激的特定特征进行反大脑皮层中的神经元对视觉刺激的特定特征进行反应（例如颜色、运动、深度、形状等）应（例如颜
17、色、运动、深度、形状等）l信息集中起来由高级的神经元进行分析信息集中起来由高级的神经元进行分析l平行加工平行加工l视觉的子维度是分离并且同时进行加工的视觉的子维度是分离并且同时进行加工的28几种视觉现象几种视觉现象l视觉适应视觉适应l适应：感受器在刺激物持续作用下发生的感受性变化适应：感受器在刺激物持续作用下发生的感受性变化l明适应和暗适应明适应和暗适应l闪光融合（闪光融合（flicker fusion）l视觉后象视觉后象l刺激停止作用于视感受器，感觉现象并不立即消失产生后象刺激停止作用于视感受器，感觉现象并不立即消失产生后象l正后象和负后象正后象和负后象l视觉对比视觉对比l无彩色对比和彩色对
18、比无彩色对比和彩色对比29听觉听觉l声波声波l物体振动物体振动l正弦波的两个基本物理特性正弦波的两个基本物理特性l频率频率l人耳接受的振动频率是人耳接受的振动频率是20赫兹到赫兹到20000赫兹赫兹l振幅振幅l声波强度声波强度30声音的心理维度声音的心理维度l音高（音高（pitch）l响度（响度（loudness）l音色（音色（timbre）31听觉的生理基础听觉的生理基础l振动的空气分子进入耳朵，沿外耳传到振动的空气分子进入耳朵，沿外耳传到鼓膜鼓膜，鼓膜将振动传到，鼓膜将振动传到中耳中耳，三，三块骨头的振动引起内耳中块骨头的振动引起内耳中耳蜗耳蜗的振动的振动l镫骨振动耳蜗（镫骨振动耳蜗（co
19、chlea）基底部的卵圆窗，耳蜗中的液体使得）基底部的卵圆窗，耳蜗中的液体使得基底膜基底膜（basilar membrane）以波浪方式运动）以波浪方式运动l基底膜的波浪形运动使得与基底膜相连的基底膜的波浪形运动使得与基底膜相连的毛细胞毛细胞（听觉系统的感受细胞）（听觉系统的感受细胞）弯曲，刺激神经末梢，将基底膜的物理振动转换为神经冲动弯曲，刺激神经末梢，将基底膜的物理振动转换为神经冲动l神经冲动通过神经冲动通过听神经听神经（auditory nerve）离开耳蜗，到脑干的）离开耳蜗，到脑干的耳蜗核耳蜗核，最后到达最后到达颞叶听皮层颞叶听皮层（auditory cortex）l听觉障碍听觉障碍
20、l传导性耳聋和神经性耳聋传导性耳聋和神经性耳聋32地点说（地点说（place theory）l不同的频率在基底膜的不同位置上产生最大的不同的频率在基底膜的不同位置上产生最大的运动运动l高频音最大运动区域在耳蜗底部，低频音则相高频音最大运动区域在耳蜗底部，低频音则相反反l音调的知觉取决于基底膜上发生最大运动的具音调的知觉取决于基底膜上发生最大运动的具体位置体位置33频率说（频率说（frequency theory）l基底膜对声波产生同样频率的振动，引起同样基底膜对声波产生同样频率的振动，引起同样频率的神经放电频率的神经放电l问题问题l神经元不可能有足够的放电速度来表征高音调的声神经元不可能有足够
21、的放电速度来表征高音调的声音（音（1000次？）次？）l齐射原理（齐射原理（volley principle）34两种理论比较两种理论比较l地点说地点说l很好解释很好解释1000赫兹以上的音调知觉赫兹以上的音调知觉l1000赫兹以下的声音会引起基底膜的广泛运动，不能为神赫兹以下的声音会引起基底膜的广泛运动，不能为神经感受器提供足以区分不同音调的信息经感受器提供足以区分不同音调的信息l频率说频率说l更好解释更好解释5000赫兹以下的声音编码赫兹以下的声音编码l而对更高的频率，即使齐射，神经元也不可能如此快速而准而对更高的频率，即使齐射，神经元也不可能如此快速而准确地放电来准确编码一个信号确地放电
22、来准确编码一个信号l1000到到5000赫兹之间赫兹之间l两种理论都可以应用两种理论都可以应用35味觉味觉l适宜刺激是能溶于水的化学物质适宜刺激是能溶于水的化学物质l味觉感受器味觉感受器l味蕾味蕾l每隔几天就更新一次每隔几天就更新一次l基本味觉基本味觉l甜、酸、苦、咸甜、酸、苦、咸l按不同比例混合可产生其它味觉按不同比例混合可产生其它味觉l各自的感受器味蕾，在舌上的分布也不同各自的感受器味蕾，在舌上的分布也不同l舌尖舌尖甜，舌中甜，舌中咸，舌两侧咸，舌两侧酸，舌根酸，舌根苦苦36嗅觉嗅觉l挥发性物质的分子作用于嗅觉器官的感受细胞引起嗅挥发性物质的分子作用于嗅觉器官的感受细胞引起嗅觉觉l嗅细胞位
23、于鼻腔上部两侧的粘膜中，将嗅觉信息传到嗅细胞位于鼻腔上部两侧的粘膜中，将嗅觉信息传到前额叶下部的嗅球前额叶下部的嗅球l感受性很高感受性很高8个物质分子就可以发起一个神经冲个物质分子就可以发起一个神经冲动动l嗅神经不断更新嗅神经不断更新l用于侦察和定位食物，侦察潜在的危险源，交流用于侦察和定位食物，侦察潜在的危险源，交流37触觉触觉l四种感觉四种感觉l压力压力l温暖温暖l寒冷寒冷l疼痛疼痛38痛觉痛觉l身体对有害刺激的反应，有害刺激指强度足以身体对有害刺激的反应，有害刺激指强度足以导致组织损伤的刺激（不论哪一种）导致组织损伤的刺激（不论哪一种）l痛觉的阀门控制理论痛觉的阀门控制理论l脊髓中的脊髓
24、中的“阀门阀门”或者打开允许疼痛信号通过小神或者打开允许疼痛信号通过小神经纤维并传递到大脑，或者关闭阻止疼痛信号通过经纤维并传递到大脑，或者关闭阻止疼痛信号通过l刺激大神经纤维可以关闭痛觉阀门刺激大神经纤维可以关闭痛觉阀门l疼痛阀门也可以被来自大脑的信息关闭疼痛阀门也可以被来自大脑的信息关闭l即使没有感觉输入，大脑也可以产生疼痛体验即使没有感觉输入，大脑也可以产生疼痛体验39控制疼痛控制疼痛l生理和心理的综合治疗生理和心理的综合治疗l药物药物l针灸针灸l电刺激电刺激l按摩按摩l锻炼锻炼l催眠催眠l放松训练放松训练l转移注意力转移注意力40内部感觉内部感觉l运动觉运动觉l平衡觉平衡觉/前庭觉前庭
25、觉l机体觉机体觉41几种感觉现象几种感觉现象l感觉适应（感觉适应（sensory adaptation）l对没有变化的刺激的敏感性逐渐降低对没有变化的刺激的敏感性逐渐降低l感觉后象（感觉后象（sensory afterimage）l感觉对比感觉对比l不同感觉的相互作用不同感觉的相互作用l某种感觉道受到刺激引起另外感觉道产生感觉或感受性发生某种感觉道受到刺激引起另外感觉道产生感觉或感受性发生变化变化l联觉联觉l感觉补偿感觉补偿42The end43绝对阈限计算绝对阈限计算44韦伯定律韦伯定律A.刚刚感觉到差异的长度 B.标准小棒长度11mm16.5mm22mm27.5mm10mm15mm20mm
26、25mmL/L=0.145某些刺激的韦伯常数（某些刺激的韦伯常数（k）l声音频率声音频率 0.003l光强光强 0.01l气味浓度气味浓度 0.07l压强压强 0.14l声强声强 0.15l味道浓度味道浓度 0.2046请选择请选择l假设你某天在假设你某天在A商店看中一块售价商店看中一块售价60元的闹钟，元的闹钟，觉得很不错，想将它买下来。但这时，你又获觉得很不错，想将它买下来。但这时，你又获得了可靠消息：在得了可靠消息：在B商店这一款完全相同的闹商店这一款完全相同的闹钟正在搞促销活动，售价为钟正在搞促销活动，售价为50元。你知道从元。你知道从A商店到商店到B商店骑车只需要商店骑车只需要10分
27、钟，此时你会不分钟，此时你会不会掉头去会掉头去B商场购买呢？请圈出你的选择。商场购买呢？请圈出你的选择。l去去l不去不去47l假设有一天你在假设有一天你在C商店看中一款名表，售价为商店看中一款名表，售价为6600。这时，朋友来电告诉你在。这时，朋友来电告诉你在D商店也有一商店也有一款完全相同的名表，售价为款完全相同的名表，售价为6590元。你知道元。你知道从从C商店到商店到D商店骑车是商店骑车是10分钟路程，此时你分钟路程，此时你是否会去是否会去D商店购买呢？请圈出你的选择商店购买呢？请圈出你的选择l去去l不去不去48信号检测论信号检测论击中漏报虚报正确否定92%46%8%54%刺激信号是 否
28、有 无反应是 否有 无“倾向于说是”的反应40%4%60%96%是 否有 无“倾向于说否”的反应49对数定律对数定律感觉强度S（单位为感觉单元）物理刺激强度I50幂定律幂定律51Presidential election52emotion53电磁波谱电磁波谱54人眼的结构人眼的结构55发现盲点发现盲点56视网膜通路视网膜通路57视觉系统神经通路视觉系统神经通路58色环（色环（color circle）59颜色视觉后象颜色视觉后象60色盲测试色盲测试61不同类型的物体激活的脑区不同类型的物体激活的脑区62视觉对比视觉对比马赫带现象马赫带现象63理想的正弦波理想的正弦波64熟悉声音的分贝等级熟悉声音的分贝等级65人耳的结构人耳的结构66齐射原理齐射原理67嗅觉感受器嗅觉感受器68肤觉感受器肤觉感受器69联觉联觉法国三色国旗法国三色国旗70触觉和肤觉触觉和肤觉l皮肤包含产生压力、温暖和寒冷感觉的神经末梢皮肤包含产生压力、温暖和寒冷感觉的神经末梢/很多类的感受器很多类的感受器细胞细胞l摩擦皮肤摩擦皮肤l迈斯纳小体迈斯纳小体l持续按压皮肤持续按压皮肤l梅克尔触盘梅克尔触盘l温觉感受器温觉感受器l罗佛尼氏小体罗佛尼氏小体l冷觉感受器冷觉感受器l克劳斯氏球克劳斯氏球
