Crashcourse Pschology4:感知与知觉
【最近在网易云课堂上学习心理学的Crash Crouse,语速堪比美版卷福,为了更好的学习和回顾,就把内容整理成了文档,并根据自己的理解结构化。只是一份单纯的学习笔记,侵权删哟】
【简介】1.感觉和知觉的差异;2.差别阈限限制了我们的感受;3.人类视觉中的神经,生理和心理学机制
【关键词】感知与知觉、面孔失认症(脸盲症)、差别阈限、“韦伯定律”、杨-赫尔姆霍茨三色理论(YOUNG-HELMHOLTZ TRICHROMATIC
THEORY)、对立过程理论(OPPONENT-PROCESS THEORY)
一、引入
奥利佛·萨克斯是著名的医生、教授、特殊神经案例研究的文学作家。尽管他有一个才华横溢又充满好奇心的大脑,有一件连普通幼儿都能做到的事,萨克斯博士却做不到,他不能在镜子中认出自己的脸。萨克斯患有面孔失认症(Prosopagnosia),一种神经性疾病,患者丧失感知和识别面孔的能力,也被称作脸盲症。上节课我们谈到大脑的功能是如何定位的,这正好是另一个特别棒的例子。
萨克斯可以辨认出架子上自己喝咖啡的杯子,但他无法从人群中认出自己最熟悉的老朋友,因为他大脑中负责面孔识别的部位出现了故障。他的视觉并没有任何问题,感觉也是完整的。问题在于他的知觉,至少是识别面孔那部分的知觉。面孔失认症很好地证明了感觉和知觉是有联系的,但又不同。
感觉是自下而上的加工,我们的感觉,比如视觉,听觉,嗅觉,是对外部刺激的接收和传递。知觉,另一方面,是自上而下的加工,我们的大脑组织和理解信息,并将信息与情境结合。所以,在此时此刻,你的眼睛可能正在接受来自屏幕的光,同时向大脑发送这个感觉的数据。与此同时,知觉就是你的大脑在告诉你,你正在看一个示意图,解释感觉和知觉的不同。这就好比是标签,下定义。现在,你的大脑正在将屏幕发出的光理解为一个正在说话的人,并且识别出,这个人就是Hank。
二、感知与知觉
我们一直被大量的刺激所轰炸着,尽管我们只能意识到自己的感官所能接受的有限的信息。比如我能看到,听到,感觉到,甚至闻到这只柯基犬,但我无法像蝙蝠一样用声呐来狩猎,或是像猫头鹰一样听到地底下有鼹鼠在打洞,又或者是像螳螂虾一样能看见紫外线和红外线。世界上有许许多多的感觉,并不是每个人都需要去感受相同的东西。所以每个动物都有自己的极限,我们可以说的更准确一些,如果我们把绝对感受阈限定为刚刚能够引起特定感觉的最小刺激量50%的情况下。
所以,如果我在你的耳边发出细小的哔哔声,而你告诉我,你在50%的情况下能够听见,这就是你的绝对感受阈限。我们必须用百分比来限定,因为有时候我发出哔哔声,你能够听见,有时候你却听不见,即时音量大小完全一样。为什么呢,因为大脑是很复杂的。
要检测到一个微弱的感觉信号,比如日常生活中的哔哔声,并不是只要刺激够强就可以。这和你的心理状态,你当时的警觉程度以及期望有关。这就是信号检测理论。一个理论模型,用来预测个体在什么条件下会检测到一个微弱的刺激,建立在一定情境的基础上。精疲力竭的父母能听见抱抱最轻微的呜咽声,却听不见火车经过的轰鸣声。父母因为爱护孩子而对宝宝的一举一动都很在意,他们的感官能力从而得到提升(敏感化),但这仅仅针对于宝宝。相反,如果你持续受到一个相同刺激的作用,你的感觉会进行调整,这个过程叫做感觉适应(习惯化)。这就是为什么我不得不检查我的钱包是不是还在,如果它通常都放在右边的口袋里,如果有一天我把它放在左边的口袋里,那感觉就像身上有个难受的大肿块。这也能很好的解释我们检测两个不同刺激的能力。如果晚上我走到外面,抬头看天空。好吧,学习科学知识的我清楚地知道,世界上没有两颗亮度完全一样的星星,于是,我告诉自己的眼睛,有的星星比其他的星星更亮。但实际上,我看所有的星星都是一个样子,我分辨不出来他们的亮度有什么不同。
个体分辨差别的能力,叫做差别阈限(Difference Threshold),它并不是线性的,比如,一颗小星星比其他小星星更加亮一点点,我能分辨。如果一颗大星星比其他大星星要更加亮,但亮度的差别和刚才一样,我就无法判断那颗更亮。这是一个非常重要的结论,所以我们以发现者的名字为其命名。“韦伯定律”指出我们感知到的差异和刺激量的大小呈对数关系,而不是线性关系。重要的不是刺激量变化的大小,而是变化量和原来刺激的比值。
接下来深入来看,我们最强大的感官之一是如何工作的:视觉。你能看到镜子中自己的脸,这背后一系列复杂而有快速的加工。光线照到你的脸上,反射到镜面,再反射进入你的眼睛,眼球接收全部的光能,并将其转换为神经信息,大脑对这些信息进行加工和组织,最终变成你实际看到的内容,也就是你的脸。如果你在看其他地方,你能看到咖啡杯等等。所以,我们是如何将光波转化成有意义的信息的呢?我们要先来了解光本身的特性。人们能看到的光只是全部电磁辐射光谱中的一小部分,也就是伽马射线到无线电波动饿范围。
光拥有各种各样有趣的特征,从而决定了我们如何来感知它,但就今天的题目而言,我们把光理解成波。波的波长和频率决定了它的色调,波的振幅决定了光的强度或亮度。例如,短波的频率高,我们眼睛把波长短,频率高的波看做是蓝色光,相反我们把波长长,频率低的波看做是红色光。我们辨别颜色的亮度,比较雪糕的橘色是路锥的橘色,则涉及到色彩的强度,或者说广播散发的能量。我们之前说过,这取决于振幅,振幅大意味着强度高,色彩更亮。所以,光在通过眼球的角膜(cornea)和瞳孔(pupil)之后,击中瞳孔后方的透明的圆盘,也就是晶状体(lens),它将光线汇聚成特定的图像,和你想象的一样,晶状体将这些图像投射到视网膜(retina),也就是眼球内壁的表面,上面包含所有的感受器,感受器这时候才开始接收视觉信息。你的视网膜并不像电影的大屏幕一样,将图像信息投射到上面。它更像是一束由光能组成的像素点,将成千上万的感受器信息转化为神经冲动,然后打包传送给大脑。这些视网膜上的感受器叫做棒体细胞(Rods)和椎体细胞(Cones)。棒体细胞检测灰度(摄影术语,通常可以理解为亮度,物体的黑白水平),用于周边视力(间接视力),还使我们在光线昏暗看不清颜色的时候,能看到事物的轮廓,避免磕破自己的脚趾头。锥体细胞检测细节和色彩,它们集中于视网膜中心的焦点,即中央凹(fovea),椎体细胞只能在光线良好的环境下才起作用,它使你可以欣赏精致的陶瓷艺术品。
视觉作用机制人类眼睛在看颜色方面是非常精妙的。我们对于颜色的差别阈限是如此的特别,普通人能分辨的色彩就有一百万种。目前正在进行的探索我们颜色视觉作用机制的研究就有一大堆。但两个理论帮助我们理解目前已知的现象。其中一个模型,叫做杨-赫尔姆霍茨三色理论(YOUNG-HELMHOLTZ TRICHROMATIC
THEORY),认为视网膜上包括三种特定颜色的椎体细胞,分别接收红色,绿色和蓝色光,当它们一起被激活时,三种细胞结合起来的能量使眼睛能看到任何颜色。当然,除非你是色盲。大约每50人中就有一个人患有一定程度的色觉缺陷,他们大多数都是男性,因为这种基因缺陷和性别有关。另一个色觉理论的模型,被称为对立过程理论(OPPONENT-PROCESS THEORY),认为我们看见颜色,是相互对立的加工过后才能产生的结果。所以,有的感觉器细胞被红色光激活,但被绿色光抑制,而其他细胞的作用正好相反,所以这些感受器细胞的结合让我们能看到各种各样的色彩。回到你的眼球,受到刺激时,棒体细胞和锥体细胞引发化学变化,产生神经信号从而使位于它们后面的双极细胞(Bipolar Cell)产生兴奋,双极细胞的任务是将信号传递给神经节细胞。神经节细胞们长长的轴突会聚在一起,形成束状的视神经,从而将眼球的神经冲动传递给大脑,然后视觉信息沿着一系列复杂程度递增的通路,从视神经出发,经过丘脑,最后到达大脑的视觉皮层。视觉皮层坐落于大脑背面的枕叶,右侧视觉皮层加工来自左眼的信息,左侧正好相反。
视觉皮层有特殊化的神经细胞,叫做特征觉察器(Feature Detectors),对特定的特征进行反应,比如形状,角度和运动,也就是说,视觉皮层的不同部位负责识别事物的不同特征。一个不能识别人类面孔的人,完全可能毫无压力地从柜台中挑出自己的钥匙,因为大脑负责物体知觉的部位和面孔识别的位置并不相同。
在萨克斯医生的案例中,他的情况涉及到大脑中的一个区域,梭状回,它在看到面孔时得到激活。萨克斯的脸盲症是先天的,但是大脑中的这个区域病变或受损一样可以导致脸盲。梭状回汇总的细胞有的只对一种特定类型的刺激进行反应,比如姿势,运动或面部表情,而其他的细胞核团将这些分散的信息编制在一起,对情境做出即时分析。
梭状回小丑皱着眉头追着我跑,手里拿着奶油派。我把这些信息整合在一起,也许我应该撒腿就跑。这种立刻将情境中所有单独的信息进行加工和分析的能力,叫做平行加工(Parallel Processing)。在视觉加工的例子里,这意味着,大脑同时进行着形状,深度,动作和颜色的加工,从这里开始,我们将打开知觉世界的大门,内容马上就会变得复杂,甚至上升到纯哲学的高度。所以我们将在下一集进行深入探讨。