Чувствительность и пороги ощущений


Общие психофизиологические закономерности ощущений

Работа каждого анализатора имеет специфические закономерности. Наряду с этим все виды ощущений подчинены общим психофизиологическим закономерностям. К ним относятся:

  • пороги чувствительности;
  • адаптация;
  • сенсибилизация;
  • контраст ощущений;
  • синестезия.

Для возникновения какого-либо ощущения раздражитель должен иметь определенную степень интенсивности. Пороги чувствительности — это се предельные возможности. Диапазон нашей чувствительности ограничен нижним и верхним абсолютными порогами.

Минимальная величина раздражения, необходимая для возникновения едва заметного ощущения, называется абсолютным нижним порогом ощущения. Например, для возникновения ощущения давления достаточно воздействия 2 мг на 1 мм2 поверхности кожи.

Верхний абсолютный порог ощущений — это максимальная величина раздражения, дальнейшее увеличение которой вызывает болевые ощущения или исчезновение ощущения. Так, сверх громкий звук вызывает боль в ушах, а сверхвысокий (по частоте колебаний свыше 20 000 Гц) — исчезновение ощущения (слышимый звук переходит в ультразвук). Давление свыше 300 г/мм2 вызывает боль.

Наряду с абсолютной различается относительная чувствительность — чувствительность к изменению интенсивности воздействия. Относительная чувствительность измеряется порогом различения (разностным порогом).

Порог различения — минимальное различие в силе двух однотипных раздражителей, необходимое для изменения интенсивности ощущения. Порог различения измеряется относительной величиной (дробью), которая показывает, какую часть первоначальной силы раздражителя надо прибавить (или убавить), чтобы получить едва заметное ощущение изменения в силе данных раздражителей.

Так, если взять груз в 1 кг и затем прибавить еще 10 г, то этой прибавки никто ощутить не сможет; чтобы почувствовать увеличение прибавки веса, необходимо добавить 1/30 часть первоначального веса, т.е. 33 г. Таким образом, относительный порог различения силы тяжести равен 1/30 части силы первоначального раздражителя.

Относительный порог различения яркости света равен 1/100; громкости звука — 1/10; вкусовых воздействий — 1/5 (табл. 3).

Указанные закономерности являются психофизическими зависимостями. Они впервые были самостоятельно открыты в первой половине XIX в. французским физиком П. Бугером и немецким психофизиком Э. Г. Вебером и носят название закона Бугера-Вебера (психофизический закон, выражающийпостоянство отношения приращения величины раздражителя и силы ощущения).

Таблица 3. Чувствительность анализаторов. Абсолютные (нижние и верхние) и разностные (дифференциальные) пороги

Анализатор

Абсолютные пороги

Дифференциальный порог

Зона повышенной чувствительности

нижний

верхний

Зрительный ахроматический

4 х 10-9 лк

Зависит от исходной адаптации

1% от исходной адаптации

Яркостный контраст 1 : 2

Зрительный хроматический

4 х 102 лк

Зависит от исходной адаптации

-

500-600 нм

Слуховой

0.0002 дина/см2 20 Гц

130 дб

20 000 Гц

10% от исходной интенсивности

К высоте звуков — 80- 600 Гц, к силе звука — 2000-3000 Гц

Тактильный

2 мг/мм2

300 г/мм2

1% от исходной интенсивности

Кончики пальцев, языка, губы

Вкусовой

10 мг/л

2 мг/мм2

20% от исходной концентрации

Кончик языка — к сладкому, задняя часть — к горькому, средняя — к кислому, края — к соленому

Обонятельный

0.001 мг/л

-

16% от исходной концентрации

Кинестезический

Движение руки на 0.5°

-

3% от исходной величины

На расстоянии 20-30 см от средней точки тела

Температурный

-2°С от физиолог. 0

Холод — 0 °С Тепло — +51 °С

5% от исходной величины

Кожа лица, ладоней, предплечья

Вестибулярный

Враш. дв. — Г/сек2 Прямол. лв. — 0.1 м/сек2

8 g при горизонт. движ. 2 g при движении вниз

-

-

Таблица 4. Степенная зависимость изменения ощущений при изменении интенсивности раздражителей (закон Стивенса)

Раздражитель

Степень изменения ощущения при изменении интенсивности раздражителя на один порядок

Свет

0,4

Запах

0,5

Звук

0,6

Вкусовой

1

Холод

1

Тепло

1,7

Прикосновение

1,5

Электричество

3,5

Немецкий ученый Г. Т. Фехнер вывел закон, согласно которому изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя. Так, для того чтобы ощущение, имеющее величину 1, усилилось в 3 раза, необходимо увеличить силу раздражителя в 103 раз.

Эта психофизическая закономерность стала именоваться основным психофизическим законом — законом Фехнера (сила ощущения пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя).

В настоящее время эта зависимость уточнена С. С. Стивенсом, установившим степенную зависимость между величиной раздражителя и силой ощущения (закон Стивенса) (табл. 4).

Нижние и верхние абсолютные пороги ощущений (абсолютная чувствительность) и пороги различения (относительная чувствительность) характеризуют пределы человеческой чувствительности. Наряду с этим различаются оперативные пороги ощущений — величина сигнала, при которой точность и скорость его различения достигает максимума. Эта величина на порядок больше, чем величина порога различения.

Чувствительность анализатора нестабильна, она изменяется в зависимости от различных условий. Так, входя в плохо освещенное помещение, мы вначале не различаем предметы, но постепенно чувствительность анализатора повышается. Находясь в помещении с какими-либо запахами, мы через некоторое время перестаем замечать эти запахи (понижается чувствительность анализатора). Когда мы из плохо освещенного пространства попадаем в ярко освещенное, то чувствительность зрительного анализатора постепенно понижается.

Изменение чувствительности анализатора в результате его приспособления к силе и продолжительности действующего раздражителя называется адаптацией (лат. adaptatio — приспособление).

Разные анализаторы имеют различные скорость и диапазон адаптации. Адаптация к одним раздражителям происходит быстрее, к другим — медленнее.

Быстрее адаптируются обонятельные и тактильные (от греч. taktilos — прикосновение) анализаторы. Полная адаптация к запаху йода наступает через минуту. Через три секунды ощущение давления отражает только 1/5 силы раздражителя. Поиск очков, сдвинутых на лоб, — один из примеров тактильной адаптации. Медленнее адаптируются слуховой, вкусовой и зрительный анализаторы. Для полной адаптации зрительного анализатора в темноте необходимо 45 мин. Однако зрительная чувствительность имеет самый большой диапазон адаптации. Она изменяется в 200 тыс. раз.

Явление адаптации имеет целесообразное биологическое значение. Оно содействует отражению слабых раздражителей и предохраняет анализаторы от чрезмерного воздействия сильных раздражителей. Адаптация как привыкание к постоянным условиям обеспечивает повышенную ориентацию на все новые воздействия.

Чувствительность зависит не только от силы воздействия внешних раздражителей, но и от внутренних состояний.

Повышение чувствительности анализаторов под влиянием внутренних (психических) факторов называется сенсибилизацией (от лат. sensibilis — чувствительный).

Сенсибилизация, обострение чувствительности, может быть вызвана: 1) взаимодействием ощущений (например, слабые вкусовые ощущения повышают зрительную чувствительность, это объясняется взаимосвязью анализаторов, их системной работой); 2) физиологическими факторами (состоянием организма, введением в организм тех или иных веществ; например, для повышения зрительной чувствительности существенное значение имеет витамин А); 3) ожиданием того или иного воздействия, его значимостью, специальной установкой на различение раздражителей; 4) упражнением, опытом (так, дегустаторы, специально упражняя вкусовую и обонятельную чувствительность, различают разнообразные сорта вин, чая и могут даже определить, когда и где изготовлен продукт).

Рис. 1. Контраст ощущений. Внутренние квадраты производят ощущение различной интенсивности серого цвета. В действительности они одинаковы. Чувствительность к свойствам явлений зависит от смежных контрастных воздействий

У людей, лишенных какого-либо вида чувствительности, этот недостаток компенсируется (возмещается) за счет повышения чувствительности других органов (таково, например, повышение слуховой и обонятельной чувствительности у слепых). Это так называемая компенсаторная сенсибилизация.

Сильное возбуждение одних анализаторов всегда понижает чувствительность других. Это явление называется десенсибилизацией. Например, повышенный уровень шума в «громких цехах» понижает зрительную чувствительность; происходит десенсибилизация зрительной чувствительности.

Одно из проявлений взаимодействия ощущений — их контраст.

Контраст (франц. contraste — резкая противоположность) ощущений — повышение чувствительности к одним свойствам под влиянием других, противоположных, свойств действительности. Так, одна и та же фигура одного цвета на светлом фоне кажется темной, а на черном — белой (рис. 1).

Синестезия (греч. synaisthesis — совместное ощущение) — ассоциативное (фантомное) иномодальное ощущение, сопутствующее реальному (например, вид желтого лимона вызывает ощущение кислого).

Индивиды с развитой синестезией отличаются интенсивными ассоциативными ощущениями и во многих случаях склонны к экстрасенсорной деятельности.