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1、普通心理学普通心理学清华大学心理学系清华大学心理学系李虹李虹2010-2011秋季学期秋季学期环境环境 信息加工系统信息加工系统信息加工系统的一般结构信息加工系统的一般结构感受器感受器效应器效应器加工器加工器记忆记忆第四讲第四讲 感觉感觉第一节第一节 感觉的一般概念感觉的一般概念第二节第二节 视觉视觉第三节第三节 听觉听觉第四节第四节 其他感觉其他感觉接下来你将看到两张幻灯片。请盯着下一张接下来你将看到两张幻灯片。请盯着下一张幻灯片中的图像幻灯片中的图像1 1分钟，幻灯片自动转换到分钟，幻灯片自动转换到再下一张时，盯着幻灯片的中间部分，看看再下一张时，盯着幻灯片的中间部分，看看发现了什么。发现
2、了什么。 第一节第一节 感觉的一般概念感觉的一般概念1 1、什么是感觉、什么是感觉2 2、感觉编码、感觉编码3 3、从物理事件到心理事件、从物理事件到心理事件什么是感觉什么是感觉感觉：是人脑对事物的个别属性的认识。感觉：是人脑对事物的个别属性的认识。感觉是感受器感觉是感受器眼、耳等器官中的结构所产生的有关身眼、耳等器官中的结构所产生的有关身体内外经验的神经冲动的过程。体内外经验的神经冲动的过程。感觉的双重功能感觉的双重功能生存生存声色声色感觉如何影响我们的生存感觉如何影响我们的生存感觉编码感觉编码德国生物学家缪勒（德国生物学家缪勒（Muller,18011858Muller,18011858）
3、最早研究感觉）最早研究感觉编码的问题，并提出了神经特殊能量说编码的问题，并提出了神经特殊能量说 （theory of theory of specific nerve energy)specific nerve energy)。他认为，各种感觉神经具。他认为，各种感觉神经具有自己特殊的能量，每种感觉神经只能产生一种感觉。有自己特殊的能量，每种感觉神经只能产生一种感觉。他进一步提出，感觉不决定于刺激的性质，而决定于他进一步提出，感觉不决定于刺激的性质，而决定于感觉神经的性质。我们直接感觉的东西不是外界的刺感觉神经的性质。我们直接感觉的东西不是外界的刺激，而是我们自己的神经，即神经的某种特殊状态激
4、，而是我们自己的神经，即神经的某种特殊状态。“我们所知道的只是我们的感觉我们所知道的只是我们的感觉”。现代神经生理学认为，大脑直接加工的材料是外物引起现代神经生理学认为，大脑直接加工的材料是外物引起的神经冲动。但是大脑对神经信号的加工是一种译码的神经冲动。但是大脑对神经信号的加工是一种译码的过程，它能揭示神经信号所代表的刺激物的特性，的过程，它能揭示神经信号所代表的刺激物的特性，帮助人们获得关于外部世界的知识。帮助人们获得关于外部世界的知识。 心理物理学心理物理学中心任务：研究物理刺激和刺激所产生的心理行为中心任务：研究物理刺激和刺激所产生的心理行为和体验间的关系。和体验间的关系。绝对阈限：刚
5、刚能引起感觉的最小刺激量。绝对阈限：刚刚能引起感觉的最小刺激量。感觉适应：指感觉系统对持续作用的刺激输入的反感觉适应：指感觉系统对持续作用的刺激输入的反应逐渐减小的现象。应逐渐减小的现象。反应偏差：由一些与刺激的感觉特性无关的因素所反应偏差：由一些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引起的观察者以特定方式进行反应而产生的系统趋势。势。差别阈限：刚刚能引起差别感觉的刺激间的最小差差别阈限：刚刚能引起差别感觉的刺激间的最小差异量，也称作最小可觉差。异量，也称作最小可觉差。韦伯定律韦伯定律( (适用于中等刺激强度适用于中等刺激强度) )。从物理事件到心理事件从物理
6、事件到心理事件换能：从一种物理能量形式到另一种形式的转化。换能：从一种物理能量形式到另一种形式的转化。信息传递过程信息传递过程对感觉系统的触发对感觉系统的触发( (对环境事件刺激的觉察）对环境事件刺激的觉察）感受器将感觉信号的物理形式转化为能被神经系统加工的感受器将感觉信号的物理形式转化为能被神经系统加工的细胞信号细胞信号细胞信号向更高水平的神经细胞提供信息，通过不同的觉细胞信号向更高水平的神经细胞提供信息，通过不同的觉察器整合信息（有不同的理论解释这种现象）察器整合信息（有不同的理论解释这种现象）上传到大脑特定的感觉区和联合皮质上传到大脑特定的感觉区和联合皮质感觉信息的解释感觉信息的解释模板
7、匹配模板匹配: : 为了与模板相匹配，每一个辨认的模式必为了与模板相匹配，每一个辨认的模式必须有一个表征。辨认就是把外部信号与内部模板加须有一个表征。辨认就是把外部信号与内部模板加以匹配。以匹配。把字母把字母A A呈现给眼睛，它在视网膜上激起一个感受器模呈现给眼睛，它在视网膜上激起一个感受器模式。如果把这些感受器交连到一起，构成一个觉察式。如果把这些感受器交连到一起，构成一个觉察器，我们就得到专门觉察字母器，我们就得到专门觉察字母A A的感受器细胞模板。的感受器细胞模板。感觉信息的解释感觉信息的解释数据推动和概念推动的加工数据推动和概念推动的加工: : 模板公式可以成为数据模板公式可以成为数据
8、驱动的：每一阶段的输出是下一阶段的输入数据。驱动的：每一阶段的输出是下一阶段的输入数据。当概念等知识有助于感知某物时，这种加工就是概念当概念等知识有助于感知某物时，这种加工就是概念驱动的。即，加工从可能是什么的概念开始，而后驱动的。即，加工从可能是什么的概念开始，而后寻找肯定的证据，使加工机制倾向于给出预期的结寻找肯定的证据，使加工机制倾向于给出预期的结果。果。u数据推动的加工数据推动的加工感觉信息的解释感觉信息的解释u概念推动的加工概念推动的加工感觉信息的解释感觉信息的解释感觉信息的解释感觉信息的解释特征分析特征分析：不同性质的感觉是由不同的神经元传不同性质的感觉是由不同的神经元传递的。对某
9、些事物的辨认是模板所无法解释的，递的。对某些事物的辨认是模板所无法解释的，例如：例如：（1 1）图形缺少某些部分的辨认）图形缺少某些部分的辨认（2 2）图形增加无关线条的辨认）图形增加无关线条的辨认（3 3）各种变形的辨认）各种变形的辨认u特征分析特征分析感觉信息的解释感觉信息的解释感觉信息的解释感觉信息的解释特征分析特征分析：特征分析系统也称为特征分析系统也称为小妖系统小妖系统。这个系统。这个系统由一系列处理模式的小妖组成，每个小妖担任不同由一系列处理模式的小妖组成，每个小妖担任不同角色。角色。（1 1）形象小妖：记录外来信号的原始形象；）形象小妖：记录外来信号的原始形象；（2 2）特征小妖
10、：在形象上找寻某种特征：线条、角）特征小妖：在形象上找寻某种特征：线条、角度、轮廓等；度、轮廓等；（3 3）认知小妖：注视着特征小妖的反应，识别某种）认知小妖：注视着特征小妖的反应，识别某种特定模式；特定模式；（4 4）决策小妖：听认知小妖叫喊，把最响的选出来。）决策小妖：听认知小妖叫喊，把最响的选出来。每个专门化的神经元是一个特征小妖，寻求各种特征每个专门化的神经元是一个特征小妖，寻求各种特征综合的小妖是认知小妖。综合的小妖是认知小妖。感觉信息的解释感觉信息的解释小妖系统小妖系统在某种意义上也象是模板公式：用特定的特在某种意义上也象是模板公式：用特定的特征集合匹配要辨认的项目，但是其模板比特
11、定的模征集合匹配要辨认的项目，但是其模板比特定的模板更强大。板更强大。小妖系统与模板公式不同的是：外部映像首先被再编小妖系统与模板公式不同的是：外部映像首先被再编码为一系列特征，而不是直接拿来与内部模板相匹码为一系列特征，而不是直接拿来与内部模板相匹配。配。感觉信息的解释感觉信息的解释小妖系统的建立：小妖系统的建立：可以采用模板所使用的同样原则对信息可以采用模板所使用的同样原则对信息进行压缩：把若干细胞连接起来形成一般的特征觉察器。进行压缩：把若干细胞连接起来形成一般的特征觉察器。例如：对视网膜像不同部位的垂直线起反应的神经元可例如：对视网膜像不同部位的垂直线起反应的神经元可以连接起来形成一般
12、的垂直线觉察器；同样，管水平线、以连接起来形成一般的垂直线觉察器；同样，管水平线、斜线以及其他的一般特征小妖可以结合为相应的神经觉斜线以及其他的一般特征小妖可以结合为相应的神经觉察器；某些特征小妖专管直角的数目，还有的专管锐角，察器；某些特征小妖专管直角的数目，还有的专管锐角，也有管曲线的小妖等等。也有管曲线的小妖等等。在此，感知信息被分解为七种一般特征。每一个特征小妖在此，感知信息被分解为七种一般特征。每一个特征小妖报告模式中含有这种特征的数目，认知小妖找寻那些描报告模式中含有这种特征的数目，认知小妖找寻那些描述模式的特征值，找到的这种特征的数目决定反应的强述模式的特征值，找到的这种特征的数
13、目决定反应的强度。最后，由决策小妖选定恰当的模式，它对反应最强度。最后，由决策小妖选定恰当的模式，它对反应最强的认知小妖起反应。的认知小妖起反应。感觉信息的解释感觉信息的解释感知信息的分解：感知信息的分解： （1 1）垂线）垂线 （2 2）水平线）水平线 （3 3）斜线）斜线 （4 4）直角）直角 （5 5）锐角）锐角 （6 6）连续曲线）连续曲线 （7 7）非连续曲线）非连续曲线感觉信息的解释感觉信息的解释一个小妖只有当它找寻的全部特征都出现时才能以其最大一个小妖只有当它找寻的全部特征都出现时才能以其最大速度做出反应。如果缺少一个所应找出的特征，或者出速度做出反应。如果缺少一个所应找出的特征
14、，或者出现一个非所要找的特征，小妖就不会全力叫喊。现一个非所要找的特征，小妖就不会全力叫喊。并非所有情况都需要七个特征小妖同时登场。模式的数量并非所有情况都需要七个特征小妖同时登场。模式的数量越多，使用的特征也就越多。越多，使用的特征也就越多。人类的感觉系统人类的感觉系统感觉感觉刺激刺激感觉器官感觉器官感受器感受器感觉感觉视觉视觉光波光波眼眼视网膜的锥体和杆体细胞视网膜的锥体和杆体细胞颜色颜色 模式模式 结构结构 运运动动 空间深度空间深度听觉听觉声波声波耳耳基底膜上的毛细胞基底膜上的毛细胞噪音噪音 音调音调皮肤感觉皮肤感觉外界接触外界接触皮肤皮肤皮肤神经末梢皮肤神经末梢触触 痛痛 温温 冷冷
15、嗅觉嗅觉可挥发物质可挥发物质鼻鼻嗅上皮毛细胞嗅上皮毛细胞气味气味味觉味觉可溶解物质可溶解物质舌舌舌头上的味蕾舌头上的味蕾味道味道前庭觉前庭觉机械和重力机械和重力内耳内耳半规管的毛细胞和前庭半规管的毛细胞和前庭空间运动空间运动 重力牵引重力牵引运动觉运动觉身体运动身体运动肌肉、肌腱、关肌肉、肌腱、关节节肌肉、肌腱和关节的神经纤维肌肉、肌腱和关节的神经纤维身体各部分的身体各部分的运动和位置运动和位置第二节第二节 视觉视觉1 1、视觉的生理机制、视觉的生理机制2 2、颜色视觉、颜色视觉3 3、视觉的时间和空间因素、视觉的时间和空间因素视觉的生理机制视觉的生理机制人眼的结构人眼的结构照相机照相机角膜角
16、膜眼前房眼前房瞳孔瞳孔晶状体晶状体视网膜视网膜调节：睫状肌改变晶状体的厚度，实现晶状体对远处及近处物体的调节：睫状肌改变晶状体的厚度，实现晶状体对远处及近处物体的聚焦。聚焦。视网膜：光波转化为神经信号。视网膜：光波转化为神经信号。侧抑制：指相邻感受器间相互抑制的现象。侧抑制：指相邻感受器间相互抑制的现象。光感受器：实现光能到神经反应的基本变化。锥体细胞、杆体细胞、光感受器：实现光能到神经反应的基本变化。锥体细胞、杆体细胞、中央凹中央凹双极细胞：整合感受器的神经冲动并传导至神经节细胞双极细胞：整合感受器的神经冲动并传导至神经节细胞神经节细胞：整合一个或多个双极细胞的冲动，形成单一的发放频神经节细
17、胞：整合一个或多个双极细胞的冲动，形成单一的发放频率率水平细胞及无轴突细胞：整合感受器或双极细胞和神经节细胞水平细胞及无轴突细胞：整合感受器或双极细胞和神经节细胞盲点：视神经离开视网膜的区域盲点：视神经离开视网膜的区域视觉的神经通路视觉的神经通路视网膜神经节细胞组成视神经视网膜神经节细胞组成视神经视交叉处视交叉处视束视束大脑中两个细胞束传递信息（客体识别、位置识别）大脑中两个细胞束传递信息（客体识别、位置识别）盲视：在不能对客体进行有意识视觉觉察时，行为也是由盲视：在不能对客体进行有意识视觉觉察时，行为也是由视觉引导的。视觉引导的。感受野感受野视觉感受野：指视网膜上的一定区域或范围。当它视觉感
18、受野：指视网膜上的一定区域或范围。当它受刺激时，能激活视觉系统与这个区域有联系的各受刺激时，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。层神经细胞的活动。外侧膝状体感受野外侧膝状体感受野中央区的刺激可以引起细胞兴奋，周围区域刺激抑中央区的刺激可以引起细胞兴奋，周围区域刺激抑制该细胞制该细胞中央区抑制，周围区域兴奋中央区抑制，周围区域兴奋皮层细胞感受野皮层细胞感受野外侧膝状体细胞感受野外侧膝状体细胞感受野颜色视觉颜色视觉物理刺激：电磁波（物理刺激：电磁波（400nm400nm780nm780nm）颜色体验：色调、饱和度、明度颜色体验：色调、饱和度、明度色光混合：加法颜色混合色光混合：加法
19、颜色混合互补色：两种颜色的色光混合后产生白光的感觉。互补色：两种颜色的色光混合后产生白光的感觉。颜料混合：减法颜色混合颜料混合：减法颜色混合色觉缺陷：色盲色觉缺陷：色盲 大部分不能区分红绿；少部分不能区分黄蓝；大部分不能区分红绿；少部分不能区分黄蓝； 极少数没有任何颜色体验极少数没有任何颜色体验颜色视觉理论颜色视觉理论三原色理论（三原色理论（Thomas YoungThomas Young）正常人的眼睛存在三种类型的颜色感受器，红、绿、正常人的眼睛存在三种类型的颜色感受器，红、绿、蓝蓝不能解释视觉后效、不能解释色盲通常不能区分成对不能解释视觉后效、不能解释色盲通常不能区分成对的颜色的颜色拮抗加
20、工理论（拮抗加工理论（EwardEward HeringHering）所有的视觉体验产生于三个基本系统，每个系统包含所有的视觉体验产生于三个基本系统，每个系统包含两种拮抗的成分（红绿、黄蓝、黑白两种拮抗的成分（红绿、黄蓝、黑白) )两种理论的融合两种理论的融合可能描述的是视觉的不同阶段可能描述的是视觉的不同阶段研究发现三种椎体细胞；神经节细胞联合是拮抗加工研究发现三种椎体细胞；神经节细胞联合是拮抗加工的基础的基础视网膜上三种椎体细胞的颜色感受性视网膜上三种椎体细胞的颜色感受性视觉中的空间因素视觉中的空间因素视觉对比：由光刺激在空间上的不同分布引起的视觉经验，视觉对比：由光刺激在空间上的不同分布
21、引起的视觉经验，可分成明暗对比与颜色对比。可分成明暗对比与颜色对比。马赫带：指人们在明暗变化的边界上，常常在亮区看到一马赫带：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。条更亮的光带，而在暗区看到一条更暗的线条。视敏度：即视力，是视觉系统分辨最小物体细节的能力。视敏度：即视力，是视觉系统分辨最小物体细节的能力。最小可见视敏度、游标视敏度、最小间隔视敏度最小可见视敏度、游标视敏度、最小间隔视敏度视觉中的时间因素视觉中的时间因素视觉适应：视觉适应：暗适应：指照明停止或由亮处转入暗处时视觉感受性提暗适应：指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。高
22、的时间过程。明适应：指照明开始或由暗处转入亮处时人眼感受性下明适应：指照明开始或由暗处转入亮处时人眼感受性下降的时间过程。降的时间过程。后像：刺激物对感受器的作用停止后，感觉现象并不后像：刺激物对感受器的作用停止后，感觉现象并不立即消失，它能保留一个短暂时间，这种现象称为后立即消失，它能保留一个短暂时间，这种现象称为后像。像。正后像：后像的品质与刺激物相同。正后像：后像的品质与刺激物相同。负后像：后像的品质与刺激物相反。负后像：后像的品质与刺激物相反。视觉中的时间因素视觉中的时间因素闪光融合：断续的闪光由于频率增加，人们会得到闪光融合：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
23、光融合。融合的感觉，这种现象叫闪光融合。视觉掩蔽：在某种时间条件下，当一个闪光出现在视觉掩蔽：在某种时间条件下，当一个闪光出现在另一个闪光之后，这个闪光能影响到对前一个闪光另一个闪光之后，这个闪光能影响到对前一个闪光的觉察，这种现象称为视觉掩蔽。的觉察，这种现象称为视觉掩蔽。第三节第三节 听觉听觉1 1、听觉刺激、听觉刺激2 2、听觉的生理机制、听觉的生理机制3 3、听觉的基本现象、听觉的基本现象听觉刺激听觉刺激听觉的物理基础听觉的物理基础机械振动机械振动频率、振幅频率、振幅声音的心理维度声音的心理维度音高：指声音的高低，由声音频率决定。音高：指声音的高低，由声音频率决定。1616赫兹到赫兹到
24、2000020000赫兹，低于赫兹，低于16Hz16Hz叫次声波，高于叫次声波，高于20000Hz20000Hz叫超声叫超声波，它们是人耳所不能接受的。波，它们是人耳所不能接受的。响度：由振幅决定。响度：由振幅决定。音色：反映了复杂声波的成分（基音、泛音）音色：反映了复杂声波的成分（基音、泛音）听觉的生理基础听觉的生理基础听觉系统听觉系统外耳：耳廓和外耳道，收集声音。外耳：耳廓和外耳道，收集声音。中耳：鼓膜中耳：鼓膜受声音压迫机械振动，带动三块听小骨；受声音压迫机械振动，带动三块听小骨；锤骨、砧骨、镫骨锤骨、砧骨、镫骨将声音传到卵圆窗。将声音传到卵圆窗。内耳：耳蜗内耳：耳蜗是人的听觉器官。由鼓
25、阶、中阶和前庭是人的听觉器官。由鼓阶、中阶和前庭阶构成。鼓阶与中阶间的基底膜上包含大量支持细胞阶构成。鼓阶与中阶间的基底膜上包含大量支持细胞和毛细胞（听觉的感受器）和毛细胞（听觉的感受器）人耳结构人耳结构声音的传导声音的传导振动的空气分子入耳朵，传递至耳蜗，转化为流动波振动的空气分子入耳朵，传递至耳蜗，转化为流动波流动波导致基底膜振动流动波导致基底膜振动基底膜振动引起毛细胞弯曲，刺激神经末梢基底膜振动引起毛细胞弯曲，刺激神经末梢神经冲动通过听神经离开耳蜗，传导至听觉皮层神经冲动通过听神经离开耳蜗，传导至听觉皮层声音的掩蔽声音的掩蔽一个声音由于同时起作用的其它声音的干扰而使听一个声音由于同时起作
26、用的其它声音的干扰而使听觉阈限上升的现象。觉阈限上升的现象。纯音掩蔽、噪音对纯音的掩蔽、纯音和噪音对语音纯音掩蔽、噪音对纯音的掩蔽、纯音和噪音对语音的掩蔽的掩蔽声音定位声音定位通过到达每只耳朵的相对时间进行判断通过到达每只耳朵的相对时间进行判断通过到达每只耳朵的相对强度进行判断通过到达每只耳朵的相对强度进行判断课堂小实验课堂小实验第四节第四节 其它感觉其它感觉触压觉触压觉物理刺激：由非均匀分布的压力在皮肤上引起的感物理刺激：由非均匀分布的压力在皮肤上引起的感觉。觉。种类：触觉（皮肤轻微变形）、压觉（皮肤明显变种类：触觉（皮肤轻微变形）、压觉（皮肤明显变形）形）温度觉温度觉温度引起的感觉是由刺激
27、温度与皮肤表面温度的关温度引起的感觉是由刺激温度与皮肤表面温度的关系决定的。系决定的。痛觉痛觉任何一种刺激当其对有机体具有损伤或破坏作用时，任何一种刺激当其对有机体具有损伤或破坏作用时，都能引起痛觉。都能引起痛觉。温度觉实验温度觉实验嗅觉和味觉嗅觉和味觉嗅觉嗅觉物理刺激：有气味的气体物质引起物理刺激：有气味的气体物质引起感受器官：嗅纤毛膜上的感受蛋白感受器官：嗅纤毛膜上的感受蛋白味觉味觉物理刺激：溶于水的化学物质物理刺激：溶于水的化学物质感受器官：舌头乳头下的味蕾感受器官：舌头乳头下的味蕾味蕾分布：舌尖味蕾分布：舌尖甜；舌中甜；舌中咸；舌两侧咸；舌两侧酸；舌酸；舌后后苦苦味蕾分布内部感觉内部感
28、觉指反应机体内部状态和内部变化的感觉。指反应机体内部状态和内部变化的感觉。动觉：反应身体各部分的位置、运动以及肌肉的紧动觉：反应身体各部分的位置、运动以及肌肉的紧张程度。张程度。平衡觉：由身体做加速或减速直线运动或旋转运动平衡觉：由身体做加速或减速直线运动或旋转运动时所引起。时所引起。内脏感觉：由内脏的活动作用于脏器壁上的感受器内脏感觉：由内脏的活动作用于脏器壁上的感受器所引起。所引起。思考和作业思考和作业1 1、思考并讨论：感觉经验和客观现实之关系问题。、思考并讨论：感觉经验和客观现实之关系问题。2 2、自己设计心理学小实验：、自己设计心理学小实验：（1 1）感觉和客观之间的关系）感觉和客观之间的关系 提示：视觉、听觉、触觉等方面提示：视觉、听觉、触觉等方面 （2 2）感觉适应）感觉适应 提示：视觉、听觉、触觉等方面提示：视觉、听觉、触觉等方面 下次课上请下次课上请2 2位同学报告，每人位同学报告，每人1010分钟，分钟，大家讨论！大家讨论！下课了!
