Закономерности ощущений. 1. Чувствительность и ее измерение

1. Чувствительность и ее измерение.

Чувствительность – способность нервной системы реагировать на сравнительно слабые или незначительно отличающиеся друг от друга воздействия.

Чувствительность (Е) измеряется порогами (р). так что Е = 1/р. т.е. высокой чувствительности соответствуют низкие пороги, и наоборот. В психофизике различают два вида порогов: абсолютные и разностные (относительные, дифференциальные, различительные). Соответственно выделяют и два вида чувствительности.

Абсолютная чувствительность характеризуется двумя порогами – нижним и верхним.

Нижний абсолютный порог -- это минимальная величина (интенсивность) раздражителя, который может вызвать едва заметное ощущение.

Верхний абсолютный порог – это максимальная интенсивность раздражителя, при которой он еще воспринимается в своей модальности или вообще воспринимается. Например, это 20000 Гц для звуковысотной чувствительности; звук большей высоты (ультразвук) человеком не воспринимается. Или это какая-то предельная яркость света, давление на кожу и т.д., после которых ощущение становится болевым (поэтому иногда говорят и о «болевом пороге»).

Разность между величинами верхнего и нижнего абсолютных порогов называется динамическим диапазоном. Измерение порога осуществляется статистически, т.е. за его величину принимается не разовое значение минимального раздражителя, а такое, которое воспринимается испытуемым более чем в 50% случаев предъявления (принцип медианы). Статистический подход обусловлен тем, что при измерении порогов надо отделить внутренние шумы (в анализаторе) от внешнего раздражителя.

Существуют три классических метода определения порогов (Т. Фехнер, I860):

1) метод установки (или средней ошибки). Испытуемый сам изменяет интенсивность раздражителя до воспринимаемого минимума (порог появления ощущения), далее увеличивает ее выше пороговой, а затем уменьшает интенсивность, фиксируя момент исчезновения ощущения (порог исчезновения ощущения). Интересно, что порог появления ощущения всегда выше, чем порог его исчезновения;

2) метод границ (или минимальных изменений). Он отличается от предыдущего тем, что убывание и возрастание интенсивности осуществляется экспериментатором. При этом очень существенно (как и в предшествующем методе) добиваться возможно более плавного, равномерного и медленного изменения интенсивности предъявляемого раздражителя;

3) метод постоянных раздражителей (или истинных и ложных случаев). Заключается он в многократном и беспорядочном (не монотонном) предъявлении различных интенеивностей. При этом может учитываться и степень субъективной уверенности испытуемого в ответе. Для каждой интенсивности вычисляется вероятность правильного ответа, строится психометрическая кривая.

Кроме того, существуют методы субъективной психофизики, состоящие в том, что испытуемый оценивает величину субъективного ощущения, сравнивая ее с тем или иным эталоном как единицей (С. Стивенс, Г. Экман и др).

Все современные методы измерения порогов чувствительности непременно сочетают субъективные (ответы испытуемого) и объективные (физиологические реакции) приемы и показатели. Процедура измерения, как правило, автоматизируется.

В диапазоне роста интенсивности раздражителя от нулевой до нижнего абсолютного порога выделяют три уровня: 1) раздражители абсолютно невоспринимаемые; 2) субсенсорные (подсознательно воспринимаемые) раздражители, при воздействии которых нет субъективного ощущения, но есть физиологическая реакция организма; 3) раздражители, вызывающие и физиологические изменения в анализаторе, и осознанное ощущение внешнего воздействия.

Интересно, что между вторым и третьим уровнями интенсивности всегда существует определенное расхождение. По-видимому, имеется некоторый «резерв» для возможного увеличения чувствительности за счет изменения психологических условий перцептивной деятельности (напр., мотива, характера задачи и т.п.).

Разностный порог - это наименьшее различие между раздражителями, которое может быть воспринято в данных условиях восприятия.

Разностная чувствительность, или чувствительность к изменениям раздражителя, не коррелирует с абсолютной и особенно ценится в ряде специфических профессий (художник, музыкант, дегустатор).

Органы чувств воспринимают не разность в силе двух смежно действующих раздражителей (ΔI), как таковую, а отношение этой разности к некоторой исходной, фоновой интенсивности (I), причем отношение ΔI/I есть величина постоянная для каждой модальности ощущения. Последнее выражение носит название закона Вебера, а его минимальное значение есть формула разностного порога. Для ощущений яркости эта постоянная равна 0,01, для громкости звука – 0,33, для температурных ощущений – 0,1.

Исходя из постоянства указанного отношения, Т. Фехнер вывел основной психофизический закон (закон Фехнера):

S = klnI + С,

где S– величина субъективного ощущения в условных единицах; I – интенсивность раздражителя в физических единицах; kкоэффициент пропорциональности, зависящий от модальности раздражителя; С– постоянная интегрирования.

Объединяя в единой формуле физическое, объективное (I) и внутреннее, субъективное (S), этот закон дает возможность объективно измерять значения ощущения. Ощущение растет намного медленнее, чем интенсивность раздражителя (логарифмическая зависимость). Возрастанию интенсивности раздражителя в геометрической прогрессии соответствует рост ощущения в арифметической прогрессии.

Законы Вебера и Фехнера справедливы не во всем диапазоне чувствительности, а лишь в некоторой срединной зоне – зоне комфорта. При интенсивностях раздражителя, близких к абсолютным пороговым, эти законы не соблюдаются (величина ΔI/I резко возрастает) (подробнее см. [3; 10]).

У каждого человека пороги чувствительности индивидуальны, и это следует учитывать в педагогической деятельности. Прежде всего чувствительность зависит от типа нервной системы. Известно, что люди, обладающие сильной нервной системой, обнаруживают большую выносливость, в то время как люди, обладающие слабой нервной системой, при меньшей выносливости обнаруживают большую чувствительность (Б.М. Теплов).

Изменяется чувствительность и в зависимости от ряда условий: характера деятельности, возраста, функционального состояния, от рецептора, силы и длительности раздражителя.

Различают две основные формы изменения чувствительности, из которых одна зависит от условий среды и называется адаптацией, а другая – от условий состояния организма и называется сенсибилизацией.

2. Адаптация (приспособление, настройка) - это изменение чувствительности в процессе приспособления к окружающим условиям. Выделяют три ее направления:

- повышение чувствительности под влиянием слабого раздражителя, например, темновая адаптация глаза, когда в течение 10-15 мин чувствительность возрастает более чем в 200000 раз (сначала не видим предметов, но постепенно начинаем различать их очертания);

- понижение чувствительности под влиянием сильного раздражителя, например, для слуха это происходит за 20-30 с.

При непрерывном и длительном воздействии какого-либо раздражителя соответствующие рецепторы приспосабливаются к нему, вследствие чего начинает снижаться интенсивность нервных возбуждений, передаваемых от рецепторов к коре, что и лежит в основе адаптации;

- полное исчезновение ощущения в результате длительного воздействия раздражителя, например, через 1,5-2 мин человек перестает ощущать какой-либо запах в помещении.

Адаптация проявляется, конечно, и в соответствующем изменении разностных порогов чувствительности. В ее основе лежат как периферические (перестройка в рецепторах), так и центральные механизмы (система проявлений ориентировочной реакции). Адаптация особенно проявляется в сфере зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса и свидетельствует о большой пластичности организма, его приспособлении к условиям среды.

3. Сенсибилизация – это обострение чувствительности вследствие изменения внутреннего состояния (условий) организма или в результате взаимодействия анализаторов, т.е. под влиянием воздействия раздражителей, которые поступают в это же самое время на другие органы чувств (к примеру, увеличение остроты зрения под воздействием слабых слуховых или обонятельных раздражителей). Возможны изменения как физиологических условий (напр., эндокринные сдвиги, фармакологические воздействия и пр.), так и динамика психологических условий: смена задачи, изменение сигнальности (жизненной важности) раздражителя и уровня его осознания, развитие психологических приемов перцепции и т.д. Например, у дошкольника острота зрения в игровой ситуации в 1,5 раза выше, чем без игры; цифра в темноте различается раньше, чем неоформленные пятна и т.п.

4. Взаимодействие ощущений проявляется еще в явлении синестезии. Синестезия – возникновение под влиянием раздражения одного анализатора ощущения, характерного для другого анализатора. Чаще возникают зрительно-слуховые ощущения. Например, под влиянием звуковых раздражителей возникают зрительные образы. Способностью цветного слуха обладали Н. Римский-Корсаков, А. Скрябин и др.

Некоторые комплексные ощущения получили свое обозначение в таких выражениях, как «сладкие звуки», «теплый цвет», «острая еда», «колючий взгляд», «кричащий цвет», «мягкая вода», «тяжелый воздух».

5. Явление контраста – изменение интенсивности и качества ощущений под влиянием предшествующего и сопутствующего раздражителя. При одновременном действии двух раздражителей возникает одновременный контраст. Например, одна и та же фигура на черном фоне кажется светлее, а на белом – темнее. Последовательный контраст в ощущении возникает под влиянием предшествующего раздражителя. Например, после холодного слабый тепловой раздражитель кажется горячим; после кислого (напр., лимона) повышается чувствительность к сладкому и пр. Последовательный контраст (образ) в зрительной модальности – зрительные ощущения, сохраняющиеся в течение непродолжительного времени после прекращения действия оптического раздражителя. Например, если фиксировать в течение 20-40 с светлое пятно, а затем перевести взгляд на слабоосвещенную поверхность, то можно заметить темное пятно. Различаются положительный и отрицательный последовательный образ (П.О.) Первый окрашен так же, как раздражитель, и бывает очень кратковременным. Отрицательный П.О. сохраняется в течение более длительного времени и окрашен в дополнительный цвет по отношению к цвету раздражителя. Так, в ответ на предъявление красного цвета возникает зеленый отрицательный П.О.

Литература

1.Ананьев Б.Г. О проблемах современного человекознания. М., 1977. С. 49-148.

2.Бардин К.В. Проблема порогов чувствительности и психофизические методы. М., 1976.

3.Величковский Б.М., Зинченко В.П., Лурия А.Р. Психология восприятия. М., 1973. С. 59-60,91-244.

4.Величковский Б.М. Современная когнитивная психология. М., 1982. С. 114-150.

5.Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. М., 1981.

6.Линдсей П., Норман Д. Переработка информации у человека. Введение в психологию. М., 1974. С. 159-277.

7.Лурия А.Р. Ощущения и восприятие. М., 1975. С. 4-42.

8.Немов Р.С. Психология: В 2 кн. М., 1994. Кн. I. С. 141-171.

9.Общая психология / Под ред. А.В. Петровского. М., 1986. С. 247-266.

10.Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии: В 2 т. М., 1989. Т. I. С. 208-300.

11.Хрестоматия по ощущению и восприятию / Под ред. Ю.Б. Гиппенрейтер, М.Б. Михалевской. М., 1975.

План-задание для самостоятельной работы

1. Для закрепления материала по теме проверьте уровень усвоения следующих понятий: адаптация, закон Вебера-Фехнера, интероцептивные, проприоцептивные и экстероцептивные ощущения, модальность, ощущение, последовательный образ, пороги ощущения (абсолютный, разностный), сенсибилизация, синестезия, теория «специфической энергии органов чувств», чувствительность.

2. Используя указанную литературу, подготовьтесь к семинару по следующим вопросам:

а) В чем заключаются особенности ощущений как своеобразной формы психического отражения действительности и в чем проявляется взаимосвязь их с другими психическими процессами? Проиллюстрируйте свои утверждения примерами.

б) Какие были в психологии теории ощущений? Какова сущность понимания ощущений в соответствии с каждой концепцией?

в) В чем принципиальная несостоятельность закона специфических энергий органов чувств?

г) Каковы основные свойства ощущений?

д) Что такое чувствительность и как она измеряется? Какие виды чувствительности?

е) От чего зависит чувствительность человека и как она изменяется?

ж) Почему закон Фехнера называют основным психофизическим законом, в чем он заключается и какая другая количественная зависимость открыта в современной психофизике?

з) Чем отличаются явления адаптации и сенсибилизации?

3. Изобразите графически принципиальную систему устройства анализаторов как физиологической основы ощущения.

4. Каковы возможные основания для классификации ощущений? Изобразите в виде схемы или представьте в виде таблицы классификацию. Дайте письменно краткую сравнительную характеристику ощущений.

5. Определите некоторые пороги ощущений у себя и у учащихся, используя следующие методики.

МЕТОДИКА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЖНЕГО ПОРОГА ЗРИТЕЛЬНОГО ОЩУЩЕНИЯ»*

* Марищук В.Л., Блудов Ю.М. и др. Методики психодиагностики в спорте. М., 1984. С. 93.

Используйте плакаты с рисунками кольца Ландольта (см. рис.). Диаметр кольца 7,5 мм, толщина линии 1,5 мм, разрыв линии 1,5 мм. Экспериментатору следует иметь 5-6 плакатов с разрывами в различные стороны. Требуется также рулетка для измерения расстояния от испытуемого до плаката или соответствующая разметка на полу. В комнате, где проводится исследование, должно быть хорошее освещение:

Испытуемый становится на расстоянии 6 м спиной к плакату, затем поворачивается и приближается к нему, пока не увидит разрыв. Испытание следует повторить 3 раза. За основу берется средний результат. Чем больше расстояние, с которого испытуемый увидел направление разрыва, тем ниже (лучше) его абсолютный порог зрительного различения, т.е. выше зрительная чувствительность. Если разрыв определен с расстояния 5 м, то угол различия равен 1 и зрение в диапазоне средних показателей. Оценка в условных баллах остроты зрительного ощущения производится по таблице:

Оценка вбаллах
Расстояние до плаката, с которого обнаружен разрыв (в см)		620-640	590-620	550-590	500-550	430-500	330-430	200-330

МЕТОДИКА «ТАКТИЛЬНОЕ ОЩУЩЕНИЕ (НИЖНИЙ ПОРОГ)»*

* Там же, С. 94

Исследуется с помощью экстезиометра (или обычного циркуля-измерителя, на котором расстояние между углами устанавливается с помощью линейки). Испытуемому на глаза надевают повязку. Экспериментатор прикасается к его кожной поверхности на тыльной стороне ладони ножками экстезиометра, разведенными на 1 мм, не надавливая на кожу. Затем ножки разводятся на 1,5; 2 и 2,5 мм и т.д. до тех пор, пока не появится ощущение двух прикосновений. Затем ножки сближаются до появления одного прикосновения. Опыт повторяется 3 раза. За основу берется средний результат (в мм). Оценка точности тактильного ощущения (его нижнего порога) осуществляется по таблице:

Оценка в баллах
Порог тактильного ощущения в мм		1,5	1,5		2,5		3,5	4,5

МЕТОДИКА «ПОРОГ РАЗЛИЧЕНИЯ МАССЫ»*

* См.: Практикум по общейпсихологии / Под ред. А.И. Щербакова. М., 1990. С. 147-148.

Исследуется с помощью разновесов, в качестве которых могут быть использованы 1-, 2-, 3-, 5-копеечные монеты. Испытуемому надевают на глаза повязку, и он вытягивает руки вперед ладонями вверх. На ладонях листки бумаги размером 5 х 5 см. Экспериментатор кладет ему на ладони монеты по 5 и 4 коп. (3+2 и 3+1), спрашивая, какой груз тяжелее, затем добавляют 1, 2, 3 коп. и т.п., пока не определится различие в весе. Опыт повторяется 3 раза со сменой рук. За основу берется средний результат различения (в граммах). Оценка чувствительности в различении массы осуществляется по таблице: