【最近在網易云課堂上學習心理學的Crash Crouse,語速堪比美版卷福,為了更好的學習和回顧,就把內容整理成了文檔,并根據自己的理解結構化。只是一份單純的學習筆記,侵權刪喲】
【簡介】1.感覺和知覺的差異;2.差別閾限限制了我們的感受;3.人類視覺中的神經,生理和心理學機制
【關鍵詞】感知與知覺、面孔失認癥(臉盲癥)、差別閾限、“韋伯定律”、楊-赫爾姆霍茨三色理論(YOUNG-HELMHOLTZ TRICHROMATIC
THEORY)、對立過程理論(OPPONENT-PROCESS THEORY)
一、引入
奧利佛·薩克斯是著名的醫生、教授、特殊神經案例研究的文學作家。盡管他有一個才華橫溢又充滿好奇心的大腦,有一件連普通幼兒都能做到的事,薩克斯博士卻做不到,他不能在鏡子中認出自己的臉。薩克斯患有面孔失認癥(Prosopagnosia),一種神經性疾病,患者喪失感知和識別面孔的能力,也被稱作臉盲癥。上節課我們談到大腦的功能是如何定位的,這正好是另一個特別棒的例子。
薩克斯可以辨認出架子上自己喝咖啡的杯子,但他無法從人群中認出自己最熟悉的老朋友,因為他大腦中負責面孔識別的部位出現了故障。他的視覺并沒有任何問題,感覺也是完整的。問題在于他的知覺,至少是識別面孔那部分的知覺。面孔失認癥很好地證明了感覺和知覺是有聯系的,但又不同。
感覺是自下而上的加工,我們的感覺,比如視覺,聽覺,嗅覺,是對外部刺激的接收和傳遞。知覺,另一方面,是自上而下的加工,我們的大腦組織和理解信息,并將信息與情境結合。所以,在此時此刻,你的眼睛可能正在接受來自屏幕的光,同時向大腦發送這個感覺的數據。與此同時,知覺就是你的大腦在告訴你,你正在看一個示意圖,解釋感覺和知覺的不同。這就好比是標簽,下定義。現在,你的大腦正在將屏幕發出的光理解為一個正在說話的人,并且識別出,這個人就是Hank。
二、感知與知覺
我們一直被大量的刺激所轟炸著,盡管我們只能意識到自己的感官所能接受的有限的信息。比如我能看到,聽到,感覺到,甚至聞到這只柯基犬,但我無法像蝙蝠一樣用聲吶來狩獵,或是像貓頭鷹一樣聽到地底下有鼴鼠在打洞,又或者是像螳螂蝦一樣能看見紫外線和紅外線。世界上有許許多多的感覺,并不是每個人都需要去感受相同的東西。所以每個動物都有自己的極限,我們可以說的更準確一些,如果我們把絕對感受閾限定為剛剛能夠引起特定感覺的最小刺激量50%的情況下。
所以,如果我在你的耳邊發出細小的嗶嗶聲,而你告訴我,你在50%的情況下能夠聽見,這就是你的絕對感受閾限。我們必須用百分比來限定,因為有時候我發出嗶嗶聲,你能夠聽見,有時候你卻聽不見,即時音量大小完全一樣。為什么呢,因為大腦是很復雜的。
要檢測到一個微弱的感覺信號,比如日常生活中的嗶嗶聲,并不是只要刺激夠強就可以。這和你的心理狀態,你當時的警覺程度以及期望有關。這就是信號檢測理論。一個理論模型,用來預測個體在什么條件下會檢測到一個微弱的刺激,建立在一定情境的基礎上。精疲力竭的父母能聽見抱抱最輕微的嗚咽聲,卻聽不見火車經過的轟鳴聲。父母因為愛護孩子而對寶寶的一舉一動都很在意,他們的感官能力從而得到提升(敏感化),但這僅僅針對于寶寶。相反,如果你持續受到一個相同刺激的作用,你的感覺會進行調整,這個過程叫做感覺適應(習慣化)。這就是為什么我不得不檢查我的錢包是不是還在,如果它通常都放在右邊的口袋里,如果有一天我把它放在左邊的口袋里,那感覺就像身上有個難受的大腫塊。這也能很好的解釋我們檢測兩個不同刺激的能力。如果晚上我走到外面,抬頭看天空。好吧,學習科學知識的我清楚地知道,世界上沒有兩顆亮度完全一樣的星星,于是,我告訴自己的眼睛,有的星星比其他的星星更亮。但實際上,我看所有的星星都是一個樣子,我分辨不出來他們的亮度有什么不同。
個體分辨差別的能力,叫做差別閾限(Difference Threshold),它并不是線性的,比如,一顆小星星比其他小星星更加亮一點點,我能分辨。如果一顆大星星比其他大星星要更加亮,但亮度的差別和剛才一樣,我就無法判斷那顆更亮。這是一個非常重要的結論,所以我們以發現者的名字為其命名。“韋伯定律”指出我們感知到的差異和刺激量的大小呈對數關系,而不是線性關系。重要的不是刺激量變化的大小,而是變化量和原來刺激的比值。
接下來深入來看,我們最強大的感官之一是如何工作的:視覺。你能看到鏡子中自己的臉,這背后一系列復雜而有快速的加工。光線照到你的臉上,反射到鏡面,再反射進入你的眼睛,眼球接收全部的光能,并將其轉換為神經信息,大腦對這些信息進行加工和組織,最終變成你實際看到的內容,也就是你的臉。如果你在看其他地方,你能看到咖啡杯等等。所以,我們是如何將光波轉化成有意義的信息的呢?我們要先來了解光本身的特性。人們能看到的光只是全部電磁輻射光譜中的一小部分,也就是伽馬射線到無線電波動餓范圍。
光擁有各種各樣有趣的特征,從而決定了我們如何來感知它,但就今天的題目而言,我們把光理解成波。波的波長和頻率決定了它的色調,波的振幅決定了光的強度或亮度。例如,短波的頻率高,我們眼睛把波長短,頻率高的波看做是藍色光,相反我們把波長長,頻率低的波看做是紅色光。我們辨別顏色的亮度,比較雪糕的橘色是路錐的橘色,則涉及到色彩的強度,或者說廣播散發的能量。我們之前說過,這取決于振幅,振幅大意味著強度高,色彩更亮。所以,光在通過眼球的角膜(cornea)和瞳孔(pupil)之后,擊中瞳孔后方的透明的圓盤,也就是晶狀體(lens),它將光線匯聚成特定的圖像,和你想象的一樣,晶狀體將這些圖像投射到視網膜(retina),也就是眼球內壁的表面,上面包含所有的感受器,感受器這時候才開始接收視覺信息。你的視網膜并不像電影的大屏幕一樣,將圖像信息投射到上面。它更像是一束由光能組成的像素點,將成千上萬的感受器信息轉化為神經沖動,然后打包傳送給大腦。這些視網膜上的感受器叫做棒體細胞(Rods)和椎體細胞(Cones)。棒體細胞檢測灰度(攝影術語,通常可以理解為亮度,物體的黑白水平),用于周邊視力(間接視力),還使我們在光線昏暗看不清顏色的時候,能看到事物的輪廓,避免磕破自己的腳趾頭。錐體細胞檢測細節和色彩,它們集中于視網膜中心的焦點,即中央凹(fovea),椎體細胞只能在光線良好的環境下才起作用,它使你可以欣賞精致的陶瓷藝術品。
人類眼睛在看顏色方面是非常精妙的。我們對于顏色的差別閾限是如此的特別,普通人能分辨的色彩就有一百萬種。目前正在進行的探索我們顏色視覺作用機制的研究就有一大堆。但兩個理論幫助我們理解目前已知的現象。其中一個模型,叫做楊-赫爾姆霍茨三色理論(YOUNG-HELMHOLTZ TRICHROMATIC
THEORY),認為視網膜上包括三種特定顏色的椎體細胞,分別接收紅色,綠色和藍色光,當它們一起被激活時,三種細胞結合起來的能量使眼睛能看到任何顏色。當然,除非你是色盲。大約每50人中就有一個人患有一定程度的色覺缺陷,他們大多數都是男性,因為這種基因缺陷和性別有關。另一個色覺理論的模型,被稱為對立過程理論(OPPONENT-PROCESS THEORY),認為我們看見顏色,是相互對立的加工過后才能產生的結果。所以,有的感覺器細胞被紅色光激活,但被綠色光抑制,而其他細胞的作用正好相反,所以這些感受器細胞的結合讓我們能看到各種各樣的色彩?;氐侥愕难矍颍艿酱碳r,棒體細胞和錐體細胞引發化學變化,產生神經信號從而使位于它們后面的雙極細胞(Bipolar Cell)產生興奮,雙極細胞的任務是將信號傳遞給神經節細胞。神經節細胞們長長的軸突會聚在一起,形成束狀的視神經,從而將眼球的神經沖動傳遞給大腦,然后視覺信息沿著一系列復雜程度遞增的通路,從視神經出發,經過丘腦,最后到達大腦的視覺皮層。視覺皮層坐落于大腦背面的枕葉,右側視覺皮層加工來自左眼的信息,左側正好相反。
視覺皮層有特殊化的神經細胞,叫做特征覺察器(Feature Detectors),對特定的特征進行反應,比如形狀,角度和運動,也就是說,視覺皮層的不同部位負責識別事物的不同特征。一個不能識別人類面孔的人,完全可能毫無壓力地從柜臺中挑出自己的鑰匙,因為大腦負責物體知覺的部位和面孔識別的位置并不相同。
在薩克斯醫生的案例中,他的情況涉及到大腦中的一個區域,梭狀回,它在看到面孔時得到激活。薩克斯的臉盲癥是先天的,但是大腦中的這個區域病變或受損一樣可以導致臉盲。梭狀回匯總的細胞有的只對一種特定類型的刺激進行反應,比如姿勢,運動或面部表情,而其他的細胞核團將這些分散的信息編制在一起,對情境做出即時分析。
小丑皺著眉頭追著我跑,手里拿著奶油派。我把這些信息整合在一起,也許我應該撒腿就跑。這種立刻將情境中所有單獨的信息進行加工和分析的能力,叫做平行加工(Parallel Processing)。在視覺加工的例子里,這意味著,大腦同時進行著形狀,深度,動作和顏色的加工,從這里開始,我們將打開知覺世界的大門,內容馬上就會變得復雜,甚至上升到純哲學的高度。所以我們將在下一集進行深入探討。