超普通心理学/感觉与知觉

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章节摘要[编辑]

当我们说我们“看到一只黄色的狗”或“听到一个熟悉的声音”,这些在日常生活在普通不过的语句,其实就已经蕴含着感觉与知觉的概念。在心理学与哲学还未分家的时期,就已经有很多的学者,针对我们如何与外界互动提出他们自己的理论,其中怀疑论(Scepticism)的哲学家提出了一个相当有趣的问题:“你怎么确定外在世界真的存在,说不定这一切其实是你在作梦!”这个问题遭受很多人诟病,但它与心理学上的“感觉与知觉”严格来说并非没有关联。此外,在文章里我们常将两者混用,但其实两者在心理学上是为不同的概念:

  • 感觉(sensation)

主要探讨物理刺激怎样转导(transduce)为生理讯号,例如:光打到你的眼睛,你的眼睛透过视网膜上的杆状和锥体细胞将其转为生理讯号,透过神经传入脑中。 因此,感觉是物理能量(例如:光波与声波)在刺激受体细胞(例如:眼睛和耳朵)后,尚未被大脑组织和解释之前发生的神经反应的结果。简言之,就是身体所接收到的外在环境刺激的讯息,是最一开始受器接受刺激,还没被分析过的讯息。

  • 知觉(perception)

知觉则为将上步传入脑中的生理讯号在脑中进行更进一步的处理后,将纯粹的感觉(sensation)进一步提升为高阶的主观意识与经验。例如:“听到一个熟悉的声音”明明只是个声波,但会觉得很熟悉,仿佛在哪里听过,这就代表大脑已经针对此资讯进行处理;看到三条线彼此以一种形式相交,原本只是单纯的看见而已,但因为脑中有图形的概念,于是大脑便将简单的线条相交概念加工为“三角形”的想法。简单来说,就是感觉参杂大脑的认知,而进一步理解的讯息。

由上可知,我们平时所看到所听到的事物,似乎都经过我们大脑的修饰,而并非它们初始的样子,这样看来怀疑论者说的倒是有几分道理,我们感受到的世界,其实已经参杂了我们自身感觉与知觉的因子在里头,而感觉和知觉的差别也越发模糊。 以下将会对心理学上的感觉与知觉进行更进一步的介绍。

核心观念[编辑]

我们可以感知什么?又要如何量测“感知”呢?

心物学(心理物理学,Psychophysics)是心理学的一个支干,专门研究物理刺激对感觉的影响和心理状态。源于德国心理学家古斯塔夫·费希纳(Gustav Fechner,1801–1887)首次研究刺激与感知强度的关联。

感觉与知觉的区分[编辑]

感觉(Sensation)

A. 在物理能量刺激感觉受器,但大脑尚未统整与解释讯息前发生的神经元反应结果

B. 感觉为尚未经处理的讯号

是指个体靠身体的感觉器官(例如:耳、眼、皮肤、口)与环境中的刺激接触时所收集到的讯息,进而辨别出该刺激特征的历程。不同感官所相对应的物理刺激五花八门,犹如不同的石材原料,在成为我们感觉经验的建筑材料之前,都必须经过一些基本的加工处理程序。这是一个由最原始材料开始逐渐精炼成形的“由下上传”(bottom-up processing)的历程。相较于底下所提的由上下传(top-down processing)而言。

知觉(Perception)

A. 大脑组织并解释感觉讯号传递的讯息,为神经传递讯息过程的结果。

B. 知觉为处理到高层次且加入主观理解的讯号。

是指个体根据感觉器官对环境的刺激,收集讯息,产生感觉后,经脑的统合作用,将感觉传来的讯息加以组织、做出解释。由于个人的经验不同,相同的感觉讯息可能导致不同的知觉,例如:明明是相同的画作,但可能有人喜欢,有人没感觉甚至不喜欢。

我们处理讯息的方式有两种:top-down processing和bottom-up processing。后者就如上方所提,是一种透过五官搜集资讯,再经大脑处理的流程;而前者则是由大脑里已知的资讯来主导,例如已知的知识、从前的记忆等,相较于bottom-up一步步的从搜集资讯开始,top-down能够更迅速的感知刺激并化为对我们有意义的讯息。

感觉与知觉的综述:

A. 感觉为知觉形成之条件

B. 相同的感觉不一定形成相同的知觉,举例:

(1) 芙烈达·卡萝(Frida Kahlo) :6 岁小儿麻痹,18 岁车祸,之后甚至被老公背叛 ,以自画像闻名的女画家,每天眼中的自己都不一样,因此画出不同的 自画像(different perception)

(2) 克洛德·莫内(Claude Monet) :以睡莲(waterlillies)闻名的印象派画家,毕生有 250 多幅吉维尼花 园中睡莲的作品,虽取景自同一花园,但每一幅睡莲都不一样 (different perception)

感觉与知觉的产生过程:

(1) 能量拥有外界讯息

(2) 能量传到配件结构(accessory structure),配件结构修饰、更动能量

(3) 受器将能量转导为神经反应

(4) 感觉神经将编码的讯号传到中枢神经系统

(5) 到达中继站视丘(thalamus)

(6) 大脑皮层(cerebral cortex)接收讯息,产生感觉与知觉

传统上心理学家比生理学家更关注这个“由上下传”(top-down)的历程,并将对此感觉讯息的诠释、组织脉络化的历程称之为“知觉”。 而我们是如何办到的? 美国学者J.J Gibson 提出了生态视觉理论(Theory of Ecological Optics),根据他的观点,来自环境的讯息已包含正常生活所需的内容,像是随距离改变的质地,物体影像的相对移动。虽然 Gibson的理论听起来巧妙且实用,然而大多数的知觉科学家并不觉得这样的理论完全解释所有现象。我们必须要在脑中持续不断的更新影像,或者形成环境模型(model of the environment),依据此模型来知觉、决定并且做出行动。 这样的模型的维持必须依靠取得环境原始讯息,并且组织原始讯息,达成进一步的一致结构。 组织原始讯息涉及许多繁复的过程,基本上,知觉必须学习处理多对一问题(Many-to-one problem)。举例来说,许多不同的震动会在耳膜上形成类似的频率,而多对一问题则必须辨认远近距离不同的声音,决定刺激大小与距离的组合。因此大脑必须运用储存在脑内的内容,以及额外的知觉探索,例如视觉。 一般来说,我们必须拥有对世界的基本假设,例如书本通常放置于书架上、树木通常直立于地面、景观风景经由光源照亮使我们能看见等等。通常建构知觉行动的过程是十分有效率的,知觉历程运动必须整合所有环境讯息,建立起输入的感觉讯息组成的世界模型。

影片补充:BBC 脑海漫游 Brain Story Ep.3 The Mind’s Eye

A. 主要内容:探索大脑转换、拼凑视觉讯息的奥秘

(1) Susan Greenfield 教授认为,看见东西看似简单,但大脑却扮演非常重要的角色。大脑转换眼睛接受的成千上万光束为我们认知的世界。这中间的大脑运作是非常复杂而困难的。

B. 观察对象

(1) Gisela Liebold: 中风后,她的后脑有对称的小区块损伤,导致她看不见运动中的物体。 以移动中的“点”作为测试,得知 Gisela 的脑中没有会动的影像,但物体变换位置后的画面在片刻后还是会更新,她才能知道点在移动。

(2) Lincoln Holmes: 三十年前的车祸造成脑损伤,导致他“脸盲”(face-blind)。Lincoln 可以看出脸的不同,却无法认出是谁的脸(例如:认不出玛丽莲梦露、自己的脸)、是怎么样的脸(例如:无法辨认脸属于年轻或年老,男人或女人)。我们因此知道大脑有一个特定区域负责人脸辨识。

(3) Susan Greenfield:在一项测试中,Susan 被问下方图中哪一个棒子较长(其实两者长度相同),Susan 认为是上方的。她再被要求用手指拿起两根棒子。经由仪器测量,发现Susan拿起两根棒子前,拇指与食指打开的长度是一样的。由此可知,产生错觉的大脑区和负责拿起棒子的大脑区走的是不同路径。

(4) Kevin Chappell:车祸造成的脑损伤让他看得见细节,却无法辨识物体,表示他的大脑无法解读他的眼睛所接受的讯息。

(5) Change blindness实验:第一位实验人员和受测者互动并请受测者填写表格,在收回表格后第一位实验人员蹲下并换第二名实验人员起身与受测者互动。实验结果为75%的受测者并没有意识到这样的改变(有意识到的受测者无明显之相同特质,可能为巧合)。由此得知大脑会自动忽略某些环境的大改变,仅接收对自己有用的讯息。

(6) Peggy Palmer:右脑中风,而患有忽略综合症(Neglect syndrome),让她无法自己将注意力移往物体的左半边。(例如:穿衣服只穿右半边,画猫只画右半边)但经旁人提醒便能看见被忽略的左半边。

感觉系统的运作通则[编辑]

刺激受器与能量转换[编辑]

外界的刺激,会以各种物理能量的形式存在,像是:光、声音、浓度等等。感觉系统会接收到刺激的四个层面:种类、强度、位置及持续时间。感觉系统如何将这些物理能量的各种特性转换成身体内在的讯息呢?这是透过特化的感觉受器来担任翻译的工作。比如连续声音到达的时间及两耳接收到的相位会用来识别音源的位置;不同波长的光会刺激不同类型锥状细胞的活动(人体中有三种锥状细胞),而不同强度的光,则会促成锥状细胞不同程度的活动。特定的接受器会对特定的刺激格外敏感(例如:不同的机械感受器会对不同的刺激有反应,例如:尖锐或钝的物体)。接受器动作电位会以特定方式变化,表示刺激源的强度(例如声音有多大)。接受器的位置可以提供大脑有关刺激来源的资讯(例如:手指的机械感受器也会让大脑知道是哪一只手指摸到东西)。刺激持续的时间可以由接受器讯号持续的时间来表示。这些脉冲透过传入神经传到大脑。

能量专一定律(specific energy doctrine)[编辑]

如果想要让大脑中知觉到自己看到某样东西,那么就必须刺激自己的视神经,而不是听神经或其他来自不同受器的神经。能量专一定律指出当一个神经被刺激时,此神经就会产生有关于固定一种感官的讯号,即便刺激神经的方式不同。一个实际的例子是闭上眼睛,并且用手指轻轻按压在眼皮上,此时可以看见一些特殊的画面,这就是因为视神经受到手指压力的刺激,因而传送电讯号至大脑而产生景象,因此即使不是视觉受器接受光线才刺激到视神经,依然还是在大脑中引起视觉的知觉。

侧边抑制(lateral inhibition)[编辑]

侧边抑制作用能将原应模糊的感觉聚焦成清晰的单一知觉,是一种感觉敏锐化的作用,举例来讲,当以钝物接触皮肤时,可能刺激到多个感觉接收区,有些接收区受到的刺激多、有些接收区受到的刺激少,位于中央区域的接收区受到的碰触可能最强,受到的刺激也因而胜过碰触较轻的邻近接收区,此刺激会从最强的碰触点逐渐变小,并无明确的界线,然而,我们大脑所感知到的,却不是如此模糊的感觉,而是具有明确界限的单一触点,这便是侧边抑制的效应。 侧边抑制及其所造成感觉敏锐化的现象发生在中枢神经系统内,以刚刚“中心点碰触刺激最多,以同心圆向外递减”的钝物碰触实例而言,这样的感觉讯号在传递到中枢神经时,碰触区域中间的神经元将对邻近接收区的神经元进行强烈的抑制作用,如此便造成大脑感知集中在单一点上,也就是碰触刺激最强的中心点,而不会受到周边模糊的刺激影响。 在听觉上,侧边抑制有助于大脑区分不同音调;在视觉上,侧边抑制可以帮助大脑敏锐分辨明暗界线;在嗅觉上,侧边抑制可以帮助大脑更清楚地分辨相关气味。

绝对阈(Threshold)[编辑]

绝对阈可以定义为在 50%时间内可以检测到最低程度的刺激。在1860年代时,德国心理学者费钦纳(Gustav Fechner,1880-1887)就对人类的感觉现象进行科学性研究。他提出心理物理学的概念,探讨物理刺激如何转化为心理测验。他提出阈限(threshold)的概念,阈限是指物理刺激可以被人觉察、感受的临界点。人类感觉器官的受器,接受外在环境的刺激,这些刺激必须达到某一程度,才会使人产生感觉,称为绝对阈。即低于这个界限时,受测试者就没办法感觉到刺激,而在这个刺激之上时,则可以产生感觉。 而各种感觉的绝对阈的测量,是一种对知觉敏锐度的量测,无法仅由一次的测验来判断。因为个人对于某种刺激的感受,会受到身心状况的影响。费钦纳的实验方法如下,他给与受测者一个刺激,让期盘段刺激是否存在,假如没有感觉,则继续增强强度,直到受测者可以感受到刺激的存在。此时的强度则称为该名受试者的感觉绝对阈。而需要注意的是人类各种感觉器官对于刺激的敏感度不一样,因此各个感觉的绝对阈也不一样。


人类感官 绝对阈
视觉 在视野良好的夜晚里,30英里外的烛光
听觉 在安静的环境中,20米外手表的声音
嗅觉 一滴香水的味道扩散到六个房间中
味觉 两加仑的纯水中加入一茶匙的糖
触觉 苍蝇的翅膀从距离1厘米的地方掉到脸颊上

然而实际上人对于绝对阈值未必能够反应,以视觉的绝对阈值为例,虽然理论上普通人可以看见30英里外的烛光,但如果实际测试时(假设真的有适当环境可以实验),若要求受试者每次有看到光就做出回应,发现当刺激小于绝对阈值时,受试者有时候仍会感觉有看到光而回应,而当刺激大于绝对阈值时,受试者有时也会认为没看到光,而不做出回应。因此心理学家将绝对阈值重新定义为:有50%几率可以感受到一个刺激时,该刺激的强度。

造成人无法对强度接近绝对阈的刺激准确回应的原因有两个:“噪声”以及“反应偏差”。噪声(noise)是指神经系统的细胞即使在没有接受到刺激的时候,仍会持续发出强度不一的讯号,如果有时候讯号刚好比较强,受试者就有可能误把噪声当成是实际感受到的讯号,因此做出回应。反应偏差(response bias,又称为response criterion)指的是人愿意对刺激做出回应的程度。举例来说,如果同样要求受试者每次看到光时就做出回应,但若是实际上没有光而受试者回应看到光时,受试者就会受到惩罚,那么受试者对于回应该刺激的意愿就会大幅下降,换句话说,因为此时的反应偏差提高,只有在自己很确定真的有看到光时,受试者才会回应。类似的情况还有“一朝被蛇咬,十年怕草绳”,因为畏惧蛇,因此自己对于这项刺激的反应偏差降低,即使只是看到形状类似的东西也会做出反应,这种情况下,如果蛇真的出现的话,人更可以做出反应以避免危险,但是反而言之也更容易误判讯号,把其他东西看成是蛇。另外,随着年龄增长,老化会提高各种感官的绝对阈。

觉阈与心理物理测量[编辑]

在探讨感官知觉时,“物理刺激”和“心理感觉”两者间关系的定量描述是避不开的一个课题。但在探讨“物理刺激”和“心理感觉”两者间关系时,有一个基本问题:多大的物理刺激,才能让人们感受到?人们能感受到的最小物理刺激强度变化就是觉阈。

觉阈,又称之差异阈,最小可觉差或恰辨差(英语:Just-noticeable difference,JND),为心理物理学(psychophysics)名词。代表人类或者是动物,能感受到两个刺激间的差异的门槛。当两个刺激的强度大小高过于觉阈时,即可以感受到两者的差别,否则两者无法分辨。

对许多感受维度而言,最小可觉差为一个随原始输入增减的函数,最小可觉差与原始刺激的比值则约略为常数。若以物理单位表达,可写为:

是原始的刺激强度,则为在这个强度下所能感受到的最小变化量(也就是觉阈),k则是一个常数。此定律最早由德国实验心理学家恩斯特·海因里希·韦伯(Ernst Heinrich Weber,1795-1878)在进行“举重感知界限实验”时发现。之后被德国心理学家古斯塔夫·费希纳(Gustav Theodor Fechner,1801-1887)提出,因此这个定理又被称为韦伯-费希纳定理;至于常数k则称为Weber constant。这个定理对于大部分的感官维度都适用,至少有不错的近似值,如:对于光线的强度,或者是对声音的强度及音高。不过也存在例外,如:对光的波长的感知能力。

最小可觉差是一个统计值(带有统计偏差)而非一标准值,在每次的试验中,对于同一个人的最小可觉差所得到的结果必定会有所浮动,因此要得到此值必须用大量的实验来决定界限。通常我们用一个人在50%的试验中能达到的辨识水平来表示此值,若使用其他比例,则通常会在形容时一并列出,如:75%最小可觉差。以下列出一般人在各感官上的最小可觉差。

感觉刺激 恰辨差
光强度 8%
声音强度 5%
声音频率 1%
气味浓度 15%
咸味浓度 20%
举起的重量 2%
电击 1%

在差异阈中的韦伯律,其理论为,外界两种刺激的强度越强,两个刺激间强度要差越多才能使人感受到其不同。例如:亿万富翁损失一百块与损失一亿的被剥夺感,对比上损失一百块与一百五十块而言,前者对亿万富翁的刺激强度较大、才对此落差有感觉。

现代心理物理学中,存在如信号察觉理论(signal detection theory)等,其指出我们观察到的最小可觉差即便经过统计处理后,仍然不是一个绝对量,而会随客观(环境)及主观(受测者)因素改变。

心理物理学是心理学中研究物理刺激和感官认知之间的关系的学科,“以科学方法研究刺激与感觉之间的关系”。这些在我们日常生活中随处可见,像是视力通常都是透过史奈仑氏图表上查看的字母大小或其他符号的大小来测量视力。 对比敏感度,让一个东西与其他东西和背景区分开来,慢慢调整东西与背景对比的强度。对比越低可能看起来非常微弱,微弱到对比好像看不太清楚。当对比高时,看东西就看得比较清楚,而回答的正确率也高。相对的,当对比低时,越来越看不到东西,回答的正确率也就低或是开始乱猜。这可以用来测一个人的知觉敏锐度。

心理物理法(Psychophyslcal Methods)[1],是对刺激和感觉之间关系的数量化研究。它涉及四个方面的问题:

(1)刺激量值在达到多大才能引起感觉或感觉反应

(2)一个阈值之上的刺激呈现以后,它的强度要改变多少才能被人觉察到

(3)如何才能使一个刺激产生的感觉和另一个刺激相等

(4)随着刺激大小的改变,感觉或感觉反应会有什么变化

主要测量的方法如下:

(1)极限法: 刺激以相等间距变化,由离阈限值较远处开始,透过渐增或渐减,寻找从感觉不到至感觉到的临界点,或从感觉到至感觉不到的转折点。而此转折点的刺激强度则作为阈限值。

(2)恒定刺激法: 将少数固定的刺激以随机方式呈现,以被试对不同刺激觉察到的次数或其比例来估计阈限值的方法。

(3)平均差误法: 让测试者调整比较刺激,使之与标准刺激的强度相等。并以测试者判断的平均误差作为差别阈限值的方法。

(4)信号检测法: 上述三种方式称之古典心理物理法,但其测试易受测试者的主观影响。透过信号检测论的方法,就可以估计测试者对刺激的觉察能力也能估计出其进行判断的精准程度。


主要量化数据的方法如下:

(1)比例量表: 既有相等单位又有绝对零点。可以表明就其单一特点来说,两者相差多少,而且还可以解释它们之间的比例关系。可利用数量估计法制作比例量表。

(2)等距量表: 只有相等单位而没有绝对零点。根据等距离量表不仅可以知道两事物之间在某种特点上有无差别,还可以知道两者的差距为何。可用差别阈限法制作等距量表。

(3)顺序量表: 既没有相等单位也没有绝对零点。根据顺序量表只能知道某事物按照标准在一定顺序中所处的位置。用对偶比较法和等级排列法可制作顺序量表。

适应与后效

前面有提到,恰变差会随着初始刺激强度的不同而改变,正如(恰变差,也就是在这个强度下所能感受到的最小强度变化量=觉阈)/=定值,恰变差是会随环境变化的。所以,当背景不断改变时,恰变差也不断变化。我们可以用另一种角度去看这件事,就是适应(adaptation)。恰变差之所以会随环境改变,是我们感官主动去调控其自身的灵敏度,因为要让我们的感官在任何强度的物理刺激下,都能保持合理、正常的运作。举例来说,当今天一个人来到很吵杂的机场,他的耳朵听觉灵敏度会降低,以免感到不舒服,或甚至听力受损。其他的例子还有“入鲍鱼之肆,久而不闻其臭”这也是适应。当一个固定的物理刺激持续被我们侦测到时,我们对于它的敏感程度会慢慢降低,会疲乏。此时,如果突然移除这个刺激,我们会感受到和原本刺激相反的刺激,但这个感受到的刺激其实是不存在的,这种现象称为后效(aftereffect)。后效是因为我们的感官对于特定的物理刺激疲乏造成。当我们对这个属性物理刺激敏感度下降时,在移除原本一直存在的这个物理刺激就造成相反属性的物理刺激突出,导致后效产生。

感觉系统[编辑]

请参见维基百科 感觉系统

感觉(sensation)由受体细胞的刺激产生,说明了一物体或一事件的基本特征,比方其颜色,而知觉(perception)分开解读这些信息中的图形与背景,然后将图形解释为特定位置的特定物体。 当激活受体细胞的物理刺激足够强、超过绝对阈(absolute threshold)值并因此被感知时,会检测到刺激。除了可以透过密切关注相关刺激的特征来提高灵敏度外,亦可调整自身标准,决定是否存在特定刺激。 视觉的产生是当光波进入眼睛时,而光波是由某些波长的物理能量组成。


视觉 (Vision)[编辑]
眼睛的构造
眼睛的各部分构造

视觉对人类来说是最重要的知觉感官,在人的大脑里面有很多的脑区域和神经元都在处理视觉相关的资讯。 人类能看到的光只是光谱中的一小部分,从波长400纳米到700纳米。波长和频率决定色相(hue),色调随着光的波长从紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色变到红色。而波的振幅决定颜色的亮度(brightness)。 眼睛会将接收到的光波转导(transduce)成神经讯息,大脑会将这些神经讯息进行分析,让我们知道我们看到的东西是什么。当光射入眼中,会经过角膜和水晶体的折射,穿过玻璃体,汇聚在视网膜上。视网膜上有视杆和视锥细胞,会将它传送到大脑 。大脑会将这些神经讯息进行分析,让我们知道我们看到的东西是什么。 当视轴过长或是因为角膜或水晶体曲率过大,造成屈光度过高,光线汇聚在视网膜前时,这就是近视,此时需要戴能降低屈光度的凹透镜矫正视力。若光线聚焦在视网膜后方则为远视,需要戴能提高屈光度的凸透镜矫正。除此之外,瞳孔的缩放,会影响衍射,造成视力的模糊与清晰,并影像亮度。当光线抵达视网膜时,视觉受器接收光线,并将之转换成电讯号,以电位形式,传送到神经节细胞,后者轴突离开眼球,把讯号传送到视丘及脑部。与一班正常想像不同的是,负责感光的细胞位于视网膜最内侧的地方,而后续在视觉神经电位负责传递、处理的双极和神经节细胞在位在较外侧之处。这样的设置造成的状况是,当神经节细胞要将视觉讯息回传回大脑时,必然要经过后面的视感和视锥细胞排列成的膜。这造就了我们所说的盲点,因为这区域是没有视杆和视锥细胞的。

眼睛构造 功能
角膜(cornea) 无色半圆形的透明弯曲的膜,使光线进入,由于角膜内外介质的折射率差异很大,使角膜提供了较大的屈光,是眼睛构造中主要的聚光结构,角膜过凹是近视的主因,所以现在透过夜间配戴的角膜塑型片,能矫正角膜的曲度,在日间可以有正常视力,类似相机的镜头。
虹膜(iris) 就由伸缩作用控制瞳孔大小,含有有色素,可以调节光线进入,类似相机的光圈。
瞳孔(pupil) 在角膜后的开口,功能类似照相机的光圈,控制进入的光线多寡,调整视觉的清晰程度,若瞳孔缩小,会使景深变深,本来模糊的背景会变得清楚,若瞳孔放大,则会使景深变浅,背景会变模糊。瞳孔反射是生物行为的特性,当遇到强光时,会缩小瞳孔,以减少传入眼睛的光量,这也被用在检定死亡上,若用强光照眼,瞳孔没有反应,很有可能是因为患者脑死使得反射系统失效。
水晶体(lens) 位于瞳孔之后,水晶体的厚薄会影响光线的聚焦,如同相机调节焦距的功能。
睫状肌(ciliary muscle) 控制水晶的的厚度,当睫状肌收缩时,把晶体定位的韧带会放松,水晶体受到的张力减少,所以水晶体厚度增加,变得比较弯,曲率半径减少,聚焦能力增强,因此适合看较近的物体;反之则可看远的物体。
玻璃状液(vitreous humor) 透明的胶状物质,为于视网膜之前
视网膜(retina) 含有光学受器,负责接受光讯号,视锥和视杆细胞吸收光后会传送讯息给双极细胞,接着透过神经节细胞、树突细胞,把讯息传给视神经,也就是相机中的底片。


视觉系统是神经系统的一个组成部分,它使人类具有了视知觉能力。 它使用可见光信息构筑机体对周围世界的感知。视觉系统具有将外部世界的二维投射重构为三维世界的能力。除了人类外,不同物种也有视觉系统,所能感知的可见光处于光谱中的不同位置。例如,有些物种可以看到紫外部分,而另一些则可以看到红外部分。

至于视觉知觉则可分为两阶段。第一阶段为从感觉处理中获取信号并将它们组织成对应于物体和表面的感知单元组。 格式塔的完形法则(the Gestalt laws of organization),比方相似律(similarity)、接近律(proximity)、连续律(continuity)、闭锁律(closure)等(下方有针对完形定律的详细说明),描述视觉系统如何将点线面、色块与其他视觉特征归纳进知觉单位元。 图形的距离、形状与大小为固定的,知觉才不会因为从不同角度观看物体而有所差异。同样地,颜色亦为固定的,因此尽管是在不同色光的照射下,我们仍认为物体具有相同颜色。 在视觉知觉第二阶段时,将会由独立的神经通路定义刺激发生时的内容与地点。在刺激内容的通路中,关于刺激的资讯会与已存于记忆中资讯相配,使受到刺激者得知更多除刺激当下以外所看到的资讯。而在刺激地点的通路中,不论使用何种空间座标或空间归类,位置皆为固定的。

视觉受器的种类[编辑]

视网膜上的视觉受器可分为两种,分别视锥状细胞与杆状细胞:

1.锥状细胞(cone cell)——

(1)大约 5-600 万个(5-6 million)

(2)对特定光的波长敏感(sensitive to particular wavelengths)

(3)产生彩色视觉(produce color vision)

(4)在中央窝处最密集(denser near fovea)

负责白天视觉 人眼的锥状细胞形似霜淇淋脆壳,人体约有八百万个,且多集中于视网膜的中央称作中央小窝(fovea)的区域,为眼睛对物体细部对焦呈像的部分,负责细部与色彩视觉。锥状细胞依接受光线的视蛋白的不同分为三种受器,分别接收长波段、中波段、短波段的光线反应,即光谱中的红、绿、蓝三主色。人眼所见的物体颜色即依此三受器细胞所接收光能量的相对强度,组合成吾人所能经验的色彩范围。色彩视觉出现在明亮的状况下,故称明视觉。锥状细胞功能不良即导致色盲。

2.杆状细胞(rod cell)——

(1)大约 1-1.2 亿个(100-120 million)

(2)对光的刺激比锥状细胞敏感(very sensitive to light)

(3)只能感觉光线亮暗(only register shades of gray)

(4)不存在中央窝(not in fovea)

注:视锥细胞与杆细胞只是从特定角度看起来为锥状与杆状,较能准确辨别两 者的方法是对比细胞数量上的差异。

负责感知夜晚的视觉 杆状细胞的末梢像杆子,密度最高处是在中央小窝周边20度左右。 相较于锥状细胞,杆状细胞对光更为敏感,较容易看到微弱的亮光,因此在极低的照度下,人眼仅依赖杆状细胞,称为暗视觉,难以无法分辨颜色,故所有表面看起来仅有灰阶明暗的差异;人眼约有一亿二仟万个杆状细胞,仅存在于视网膜的周边,因该处缺乏锥状细胞,以致吾人对视野的周边部分有辨色上的困难。杆状细胞的损伤会导致夜盲。

杆状细胞(rod cell)和锥状细胞(cone cell)有若干不同:

1.锥状细胞(cone cell)最敏感的光波波长在550nm,但杆状细胞(rod cell)最敏感的光波波长则是505nm,这也说明了为何在夜间红色光必较难被看到,因为负责夜间视觉的感装细胞相对队长波光较不敏感。

2.锥状细胞(cone cell)和神经节是一对一的关系,而杆状细胞(rod cell)和神经节则是多对一。这差别是由于生理上的需要,前面有提过,杆状细胞是负责夜间的视觉,多对一的连接方式可以让我们在夜间光线较为微弱时,还是能将一大片杆状细胞(rod cell)所侦测到的光线加总起来而成为我们的视觉。

产生视觉的过程 外界光线通过角膜和晶状体,聚焦于视网膜上,当感受器细胞吸收光线时,敏感的组织能够探测到细胞上电活动的微小变化。这种变化不是动作电位活动,而是比动作电位更平缓的电活动。吸收光线之后,杆状和锥状细胞通过突触将信息传递给其他神经元,如双极细胞。就像接力比赛一样,再经过突触和一些中介物质,由双极细胞将信息传递给神经节细胞,再以动作电位模式传递给大脑。上百万神经节细胞的突触构成了头颅神经之一的视神经。 视神经由所有神经节细胞的轴突构成。想像一下,大量的感受器细胞吸收光,引起特定神经节的突然活动,即动作电位。这些动作电位沿神经节细胞的轴突向上传输。神经节细胞有多种终点,其中一个是邱脑神经核,即外侧膝状体(LGN);有些神经节细胞连接到其他的脑区:上丘脑

A. 刺激(Stimuli):眼睛受到光的刺激

B. 受器顺序 (Receptor steps):

光线通过以虹膜(iris)控制大小的瞳孔(pupil) (可以 决定光线进入量),接着光线通过角膜(cornea)与水晶体(lens)受到两次的聚 焦,在视网膜产生上下颠倒的影像

C. 视网膜上的视锥及视杆细胞将光波转换为电脉冲(Electrical impulses),这些 讯号借由双极细胞(Bipolar cells)、无轴突细胞(Amacrine cells)、平行细胞 (Horizontal cells)汇集至神经节细胞(Ganglion cells),再传到视神经(Optic nerves)

D. 讯号路径(Pathway to the brain) 讯号透过视神经传到视交叉(Optic chiasm/ Optic chiasma),接着到达视丘传 入脑皮质(左视区影像会传入右视丘及右脑皮质,右视区影像会传入左视丘 与左脑皮质)

视觉传导路径 I:

1. 視覺的傳遞並非左眼連到右腦、右眼連到左腦,而是兩隻眼睛都分別有左、右視野,左視野都連到右腦,而右視野都連到左腦。因此,左腦中風可能造成右視野的喪失。
2. 左右眼球的視神經集中離開後會先交會在視神經交叉(optic chiasma)的位置並重組,大約在視丘附近。
3. 接著訊號會傳到外側膝狀體(lateral geniculate nucleus,LGN),再經過一次重組。
4. 真正視覺處理的第一關位在 Primary visual cortex(V1),左右腦都有,大約位於後腦勺處。V1 是主要視覺區,接收眼睛傳輸過來的刺激,並根據刺激的主要屬性分類,包含方向、顏色、空間位置等。

视觉传递路径 II:

1. 枕葉(occipital lobe)幾乎全屬視覺處理區,訊息在 V1 ~ V5 重整後會走兩條路徑:
 A. 上到頂葉(parietal lobe):「何處」路徑(where pathway),這條途徑主要辨識物體的位置,與物體移動、手眼協調及伸手取物有關。
 B. 下至顳葉(temporal lobe):「什麼」路徑(what pathway),主要負責辨識這是什麼物體。
2. 若頂葉或顳葉中風,則會造成視覺失認症(visual agnosia):
 A. 頂葉中風:病人的空間辨識有障礙,喪失以身體為中心測量距離、位置的功能,會無法抓住在自己眼前的東西(伸手拿不到眼前的杯子,但知道此物為杯子)。
 B. 顳葉中風:病人的視力和視覺良好,但是無法辨識物體,即使能清楚看到物品的樣貌、也可以具體形容其外觀、幾何圖形,但卻不知道該物品為何。此類病人尚可用其他知覺,像是:觸覺、聽覺,來辨識物體,因為腦中負責的區塊不同。

双流假说 双流假说(two-streams hypothesis),目前对于听觉和视觉神经传讯的一个假说,一开始是用来解释人类视觉处理,后来发现疑似听觉的感官也适用。 此假说陈述,当视觉神经讯号离开枕叶(occipital lobe)时,或当听觉资讯离开初级处理区时,会分成两股往不同方向前进分为腹流(ventral stream)和背流(dorsal stream),腹流辨识接收到的对象,背流则接受位置资讯。 视觉: 一般特征 背流和空间意识和行动指导(例如:碰触)有关。 它有两个不同的功能特征,包含一个详细的视野地图,也擅长检测和分析运动。从枕叶中的纯视觉功能开始,在顶叶终止时逐渐转变为空间意识。后顶叶皮层对于“空间关系的感知和解释,准确的身体形像以及涉及空间中身体协调的任务的学习”是必不可少的。 包含单独功能的小叶。 侧脑室内侧沟(LIP)包含当注意力被移动到刺激上或动物跳向视觉刺激时产生增强的激活的神经元,以及视觉和体感信息被整合的腹侧顶内沟(VIP)。

初级视觉皮质 (V1)

视觉讯息一些基本特征(边界、方位、波长等)在初级视皮质中被萃取。这些基本特征随后被送到后续的视皮质组成型状、颜色、移动等关键视觉讯息。

Hubel and Wiesel 曾经根据实验结果提出一个视觉处理的阶层理论:

简单细胞(simple cells):对线条有反应,且有方位角选择性。受域可分兴奋与抑制区。这样的反应特质可能是由好几个LGN的同心圆受域细胞汇聚而成。它们对于不同方位角线条有反应。

复杂细胞(complex cells):复杂细胞的反应特质由几个简单细胞汇聚组成,受域很大,也对刺激方位角敏感,同时刺激需横跨受域且朝正交方向移动才有效。故对移动敏感。

超复杂细胞(hyper-complex cells):超复杂细胞可能有数个复杂细胞汇聚而成,它的特性一如复杂细胞,但刺激不得超过某一范围。即所谓的end-stopping的特性。


视觉假设(Visual assumption):看到相同倾斜物品并列时,大脑会自动假定倾斜方向最旁边者最斜。

脑区的分工[编辑]

离开眼球的视神经在视交叉(optic chiasm)处会进行交叉,使左眼的来的神经完全投射到右脑,而右脑的讯息完全进入左脑,左右两脑的讯息可以经由两脑中间接合的胼胝体(Corpus callosum)进行讯息的沟通与整合。来自视网膜颞侧半的神经纤维不交叉而直接进入同侧视束;来自鼻侧半的神经纤维交叉到对侧束。

色彩视觉[编辑]

A. 色调(Hue):不同的波长(光受器 hotoreceptor 很怕受到紫外线的伤害)

B. 饱和度(Saturation):色彩的深浅度(加入白光的程度)

C. 亮度(Lightness):振幅,人会因强度而对同一个颜色有不同的知觉感

色彩视觉(color vision)是一个生物体或机器基于物体所反射,发出或透过的光的波长(或频率) 以区分物体的能力。颜色可以以不同的方式被测量和量化,如:我们看到的绿色会有很多种形式,可能是波长550nm的单色绿光,也可能是弘光加上蓝光混出来的绿光,实际上这两种光不一样,但经过大脑的辨识,会呈现一样的颜色;事实上,人对颜色的感知是一个主观的过程,即脑响应当进入的光与眼中的若干种视锥细胞作用时所产生的刺激。在本质上,不同的人也许会以不同的方式看同一个物体。

我们生活在由五颜六色的物件所构成的世界中,乃至直觉上我们会以为色彩是像长度、重量等特征一般,是物体所拥有的属性。然而色彩与长度、重量等物理特征不同,这些物理属性都可以用仪器或其他感官来确认其数量,但是色彩除了用眼睛看之外,我们无法使用触觉或仪器去测量他的完整性质,他是一种独属于视觉经验的特征。一般的物理属性(例如:重量、长度、时间)的加成仅会发生数量上的变化,不会发生性质上的改变。例如:手上拿着三公斤的哑铃,加上一公斤的石头,总重量变成四公斤,这与四公斤的哑铃是一模一样的重量感觉素质。又例如经过了一分钟,再经过了三分钟,总共过了四分钟,这与四分钟的时间段是一模一样的感觉素质。然而,在色彩的加成中,一单位强度611纳米的单色光(看起来是红色)加上一长度单位530纳米波长的单色光(看起来是绿色),节果不会得到两单为大小的感觉品质,而是成为在我们眼中性质完全不同的黄光。

色彩的混合效果是一个复杂的现象,在概念上至少必须区分色光与颜料混色的差异,色光的加成是加法混色,而颜料的加成则是减法混色。我们一般所见东西的各种色彩,是物体表面针对照明光线之光选择性吸收以及反射的结果。原本在可见光范围中完整分布的照明光谱(理想的白光)在通过任何发色的表面时,一部分的光谱内容会被物体所吸收,剩下的内容则被反射回来(或穿透过去,完全是该物体的透明程度而定),成为我们所见的颜色。用印刷常见的洋红色与黄色颜料来说明,例如:当白光照射在洋红色的颜料上时,该颜料会吸收掉中波的绿光,并让长波的红光与短波的蓝光反射,因而在我们眼中为红中带蓝的洋红色,若照射在黄色颜料上,则会吸收短波的蓝光,反射出长波长的红光与中波长的绿光,因而在我们眼中为黄色。当洋红色与黄色两种颜料混合后,中波的绿光背洋红色的颜料吸收掉,而短波的蓝光被黄色颜料吸收,最后只剩下长波的红光被反射出来,因此其混色效果在我们眼中看起来是红色的。注意这种混色过程每加一种颜色近来,便从原本白光的完整光谱中吸收掉更多,反射出来的光谱内容就越贫乏、晦暗,因此此种混色方法属于减法混色。色光的混合相对而言比较单纯,每一个参与混色的色光都贡献出自己的光谱内容,混色结果所得到的光谱就是个别色光光谱的总和。例如,红色色光加上绿色色光,两者光谱的总合就等于黄色色光光谱的总和,因此结果上看起来会是黄色的。这样的混色过程光谱欲混合就变得愈丰富明亮,因此此种混合方法属于加法混色。

十九世纪的两位旷世奇才,杨(Thomas Young)与汉姆赫崁,先后提出解释人类色彩是觉得三色论,此理论建立在色光混合的实验观察:三种色光只要符合其中任两色相混不会得到第三色的条件,就可以混合出外观匹配于任何指定色光的结果。由这样的现象可以可以推论出来人类的视觉系统必定存在三种色彩的受器。不过即使在当时,科学界也早已注意到,其实有些色彩现象并无法用三色论来解释。例如,当人类看红色的东西看久了,再看白色的背景时,会浮现出绿色的色彩后像,当人类看绿色的东西看久了,再看白色的背景时,会浮现出红色的色彩后像,当人类看黄色的东西看久了,再看白色的背景时,会浮现出蓝色的色彩后像,当人类看蓝色的东西看久了,再看白色的背景时,会浮现出黄色的色彩后像,显示红色-绿色与黄色-蓝色四种基本色构成两两成对、具有互相拮抗关系的系统,此种系统即为黑凌(Ewald Hering)所倡议的色彩拮抗论(或称为对比论)。后来的生理研究发现,人类的色彩视觉,在视网膜上的受器阶段反应是色彩的三色论(共有三种对不同波段敏感的视锥细胞),而神经节细胞乃至于侧膝核细胞的层次,则可发现被红光兴奋却被绿光抑制,或是被黄光兴奋却被蓝光抑制的神经细胞,表现出符合色彩拮抗论的生理反应特征,因此这两种理论都是正确的,只是显现在不同的生理阶段而已。

注:参照维基百科 视锥细胞(英语:cone cell)是视网膜上的一种色觉和强光感受细胞,视细胞的一种,因树突为锥形故称。 人类每只眼球视网膜大约600-700万的视锥细胞,大多分布在视网膜黄斑处,周围逐渐减少。 视锥细胞主要负责颜色识别,并且在相对较亮的光照下更能发挥作用。 人的眼睛内有几种辨别颜色的锥形感光细胞,分别对黄绿色、绿色和蓝紫色(或称紫罗兰色)的光最敏感(波长分别为564、534和420纳米)。视锥细胞形成的视觉信号复合后为人呈现了色彩缤纷的世界。

知觉褪色(Perceptual Fading)
视觉褪色是当视觉细胞被刺激太长久感到疲惫遂不再反应的现象。例如在蓝色圆圈内画上一个红点,并专注注视红点,过一阵子后,会感觉到周围的蓝色圆圈渐渐褪色,最后甚至会消失。至于,为何平常我们能看到各种物件,不会有忽然褪色的现象呢?便是因为我们的视网膜没有持续自同一个地方接受到同样的资讯,细胞不是长期受到同样的刺激,因此能正常显色。

立体视觉[编辑]

人的视网膜的影像是平面的,却有办法知觉出外界清晰且有深度的立体世界,这有赖于视觉系统利用各种线索(肌肉、水晶体)来形成立体的感觉。有些线索是我们自己的身体所提供的:例如观看远方物体时,双眼的是线是平行的。每只眼睛内的水晶体也会有调适作用(accommodation),即观看较近的物体,水晶体会比较突起以便屈光,让光线能聚焦在视网膜上。而观看较远的物体,水晶体则会比较扁平。相对而言,观看近物时,眼睛会往内以斗鸡眼的方式观看,此称为辐辏作用(vergence),我们可以借由侦测眼球肌肉的张力,得知观看物体的远近。 当人类在观察立体的影像时,这两种肌肉的作用,会让我们借由肌肉的张力而得知物体的深度。有趣的是,当我们在看立体电影时,其实所有的影像都是在眼前的平面屏幕上成像,所以我们须聚焦在此应面屏幕上,使其可以清楚成像。但另一方面,当我们感觉到立体感时,好比有子弹从屏幕中飞出,辐辏和调适的讯息便会产生冲突,调适的作用告诉我们眼睛是聚焦在眼前平行的屏幕上,但我们眼睛的辐辏作用却试图让我们看清楚往前飞的物体,而聚焦在更前面。调适和辐辏不停地相冲突,是造成我们在平面屏幕看立体影像不舒服的主要原因。 除了眼睛肌肉提供的线索之外,还有很多单眼的图画线索可以帮助我们知觉到平面影像上的立体感。例如:遮蔽线索源于近处的物体会遮住远处的物体,因此“谁挡住谁”就是一个可断定东西的前后关系的线索。“相对大小”线索指的是同样的物体离得越近,看起来会愈大。“熟悉物的大小”线索则因为熟悉物的大小,所以当物体变小时,可得知其在远处。“大气透视”线索来自远处的物体因与我们之间相隔的空气层比较厚,而空气又不是完全透明。早期东岸的美国人去开拓西岸时,因习惯东岸混浊的空气,所以当他们走到空气清新的西岸时,常会低估山头与山头之间的距离,这就是大气透视线索的作用。另外,还有作画者熟悉的“线性透视法”及两条平行线会在远方聚焦成一点。“质地渐层”线索则是地表或环境中长具有质地,离得越近的质地颗粒越大,越远的则颗粒越小,形成一种可以透露出距离远近的间曾感觉。“运动视差”(motion parallax)是当我们坐在移动的车里往窗外看时,离我们较近的物体以一个比较快的速度往后退,离我们渐远的物体则相对移动越慢,这种随距离而速度递变的讯息也是一个非常有用的深度线索。最后,我们还会借由“双眼相差”来产生立体视觉。因为左右两个两眼相隔约2.5至2.8厘米的距离,外在物体投射在两眼的影像会有些微的差异,而且其差异的幅度与距离密切相关。离我们越近的物体,其落在膜上的影像,双眼像差的程度越严重。反之,离我们越远的物体,其落在膜上的影像,双眼像差的程度越轻微。无限远的物体,则对我们的眼睛而言,没有所谓的双眼相差存在。我们平时睁开双眼视物时,所得到的影像,既不是左眼所见,也不是右眼所见的版本,而是一个宛若从两眼之中间位置所观察出去的外界样貌,显见左右两眼来的视觉情报到了中枢以后便被整合成了一个新的影像,大脑整合双眼影像的同时,便将像差转换成距离的感觉,这便是立体电影或其他三度空间立体图像的基本原理。早期的立体镜是利用左右眼分别戴上红色、绿色的绿镜来分隔分别以红色、绿色呈现的具有像差的图片,而使观察查者产生出立体视觉。随着科技的进步,近年来也逐渐可用裸视或高速同步眼镜达到相同的效果,让左右眼分别看到具有相差的影像,以产生立体视觉。

色彩感知的理论[编辑]

有关于色彩的感知如何形成的理论有两种,三色彩理论和是互补色理论。

三色彩理论(trichromatic theory): 杨和赫尔姆霍兹(Young & Helmholtz)两人独立地提出,眼睛含有三种不同的感受器,每一种感受器分别对一种波长的光最敏感。按照这一理论,人类视觉是三色的,也就是说,我们知觉的所有色调都源于这三种感受器不同程度的激活。一般认为,这些感受器就是眼内的锥体细胞。三种锥体细胞在颜色视觉中的作用表现如下:

(1)第一种锥体细胞对短波长的光最敏感,负责知觉蓝色

(2)第二种锥体细胞对中波长的光最敏感,负责知觉绿色

(3)第三种锥体细胞对长波长的光最敏感,负责知觉红色

其他颜色涉及两种或三种锥体细胞。例如如果第二三种锥体细胞被激活,将看到黄色,而如果三种锥体细胞同时被激活,将看到白色。 支持三色说最引人注目的证据是由达特内尔(Dartnall)等人报告的。它们使用了一种显微分光光度计的技术。简单来说,这种技术就是把一束微光射入眼睛的单个锥体细胞内,测量光被吸收的数量。结果杨和赫尔姆霍兹(Young & Helmholtz)所预言的三种感受器被发现。 后来的研究发现,我们有不到一百万个短波锥体细胞,四百万个长波长锥体细胞和两百多万个中波长锥体细胞。在中央窝和邻近中央窝的地带发现了所有三种锥体细胞。因此在视觉边缘区域,颜色视觉实际是不存在的,正像从眼角向外看一样。


互补色理论(opponent-process theory):

(1) 视觉中的色彩有三种对立的管道

1. 红与绿 2. 蓝与黄 3. 黑与白(非彩色知觉)

(2) 如凝视某一事物一段时间,闭起眼睛或眼睛转移到一张白纸上, 会看到事物的影像,但颜色有所转变,蓝变黄,红变绿,白变黑,此即为后像(afterimage)。这是因为同一颗/同一种细胞被刺激太久,而产生后像。

最初则是由德国生理学家Ewald Herring于十九世纪中旬提出,不同于当时所流行的三色彩理论,他认为视觉受器对于三组色彩对比特别敏感,分别是:红色与绿色、蓝色与黄色、黑色与白色,这三组颜色里的两个成员同时出现时,只有一种能取得强势地位,这三组色彩的互补机制输出的信号比例强度不一样,人类肉眼就会辨识出不同的颜色。而现在我们所谓互补色,也就是把世界上的色彩配成成双成对的互补色,在色盘上看到互成180度的颜色,即为一组互补色。虽然Thomas Young的三色彩理论的确是正确的理论,却无法解释所有的视觉现象,例如:负片后像(afterimage)。举例来说,如果眼睛持续盯着日本国旗的照片,经过一段时间后再快速往空白的地方看,就可以看到白色背景上出现了颜色不同的日本国旗,其中,红色的部分将变成绿色,而白色的部分变成偏黑色;反之,如果原本看的图片是中间绿色、外面黑色的图案,那么,就可以在白色背景上看见正常颜色的日本国旗。显然我们在白色背景上看到的颜色,并无法单纯由三色彩理论解释,否则我们看到的应该就只是白色而已。互补色理论可以补足三色彩理论在这方面的解释,说明负片后像形成的原因。


Opponent cells (色彩对比细胞)

Afterimage (后像):是视觉错觉 (Optical illusion) 的一种,又分为:

(1) 正片后像(Positive afterimages):颜色与原物相同。

(2) 负片后像(Negative afterimages):影像颜色与原物不同,如:蓝变黄、红变绿、白变黑。

Color blindness (色盲):

(1) 无法正确感知部分或全部颜色的缺陷

(2) 大致分为红绿色盲和蓝黄色盲

(3) 利用石原氏色盲检测图

视觉传导路径

A. “where” and “what” pathways:

(1) 源于枕叶皮层(occipital lobe)

(2) “where” pathway:位于背侧(dorsal),主管无意识到的运动与动作(空间视觉),传输至顶叶(parietal lobe),速度较快。

(3) “what” pathway:位于腹侧(ventral),主管有意识到的物质特性(物体识别),如颜色,传输至颞叶(temporal lobe),速度较慢。

影响视觉感知的要素

A. 视觉认知五要素

(1) 物体的结构影响我们对物体的认知(object perception)

(2) 深度的认知(depth perception)影响对物体的定位

(3) 大小的认知(size perception)取决于距离的认知(distance perception)

(4) 动态的认知(motion perception)有内在和外在的线索

(5) 认知的恒常性(perceptual constancies)基于比例关系(ratio relationship)

B. 物体的结构影响我们对物体的认知(object perception)

(1) 知觉组织遵循格式塔法则(Gestalt Laws)

a.接近律(proximity): 把距离相近的物体视为一组

b.连续律(continuity):将两交叉线视 为两条平滑线交叉,而非四条线 连接,为后天学习而得的

c.相似律(similarity):相似形状视 为一组

d.封闭律(closure):开放的图形倾 向在眼中呈现封闭的样貌

e.错觉轮廓(illusory contours):假设 轮廓,就算线条不存在

听觉[编辑]

听觉可以让我们听见外界的声音,利于与他人沟通,或是避免因意外造成的伤害。

耳的构造
耳的构造
构造[编辑]

听觉系统由听觉器官各级听觉中枢及其连接网络组成,而引起听觉刺激的是声音。听觉器官通称为耳,其结构中有特殊分化的细胞,能感受声波的机械振动并把声能转换为神经冲动,叫做声感受器。高等动物的耳可分为外耳、中耳和内耳。 听觉和视觉一样,会接受刺激产生讯号,经过许多传递刺激的构造,产生电讯号抵达大脑。声音讯号进入耳朵后,会经过外耳、中耳、内耳等构造。

外耳包括耳壳、外耳道及鼓膜,主要是有集声作用。耳壳是耳部最明显的构造,其最重要的功能是帮助我们辨别声音的方向。外耳道有三厘米长,可以保护鼓膜受到直接的伤害,更透过共振,将声音扩大到1000-5000赫兹,透过鼓膜,将声波以震动的方式传到中耳。

中耳有若干构造,包括锤骨(malleus)、砧骨(incus)、镫骨(stapes)和卵圆窗(oval windows)。耳模是外、中耳的交界线,外耳中接收到的声波会从鼓膜以震动的方式传递到中耳。进入中耳的声波,会经过三小听骨(锤骨(malleus)、砧骨(incus)、镫骨(stapes)),其间经过杠杆原理的作用将声波放大(当声波从长骨传递到短骨时,声波的能量会被放大。而三小听骨中,锤骨长度>砧骨>镫骨,声波在传递时会被逐渐的放大)。镫骨(stapes)的震动,会引起卵圆窗的震动,牵引到耳淋巴液的震动,而将声波传递到内耳。中耳最主要的作用在于放大声波,除了刚才所提到的三小听骨的放大作用,鼓膜和卵圆窗的表面积比是17:1,这会造成声波的压力被放大17倍。另外,耳咽管的存在,在于维持鼓膜两边的压力平衡,透过连接到咽喉开一个洞,让压力平衡。

内耳的构造包括前庭、半规管和耳蜗。耳蜗则是主要负责听力的地方,由三个充满淋巴液的空腔组成,呈螺旋状,主要功能在于将声波震动(机械波)转换成电讯号,然后由听神经传到大脑的颞叶皮质,不同频率的声波,会传到不同位置的耳蜗管。半规管主要管理人体的平衡作用,和听觉作用没有直接的关系。前庭很小,形状不规则,在卵圆窗内镫骨底板之后。前庭是半规管,镫骨和耳蜗会聚的地方。

声音传递[编辑]

声音由外耳帮忙集声后,传到耳道(auditory canal),经由鼓膜,将声波变成固体(听小骨)的振动。再由听小骨进行传递,到达卵圆窗,将固体的震动变成液体(淋巴液)的振动。而此液体的振动经由基底膜的毛细胞接受讯号,传递到神经系统中。

人的听觉各级中枢间的传导通路颇为复杂。哺乳动物的第1级听中枢是延髓的耳蜗核,它接受同侧的听神经纤维。从耳蜗核发出的神经纤维大部分交叉到对侧,小部分在同侧,在上橄榄核改换神经元或直接上行,组成外侧丘系,到达中脑四叠体的下丘,从下丘发出的上行纤维及小部分直接从上橄榄核来的纤维终止在丘脑的内侧膝状体。内侧膝状体发出的纤维束上行散开成放射状,叫听放线,终止于大脑听皮层,是听觉最高级的中枢。

神经机制[编辑]

通过不同的脑区,一系列神经元把由耳朵收集的信息传送到听皮层。压力波的强度由神经元上动作电位产生的速率表示,而频率由基底膜的位置表示。也就是说,听觉皮层的特定神经元对对应于特定基底膜位置的特定声音频率进行反应。这称之为声音位置表征(tonotopic representation)

我们的听觉系统不仅能辨别出声音的频率和强度,还能区别出声音的来源是左还是右,一侧声源发出的声音会稍早一点到达该测的耳内,因此,该耳内动作电位的产生也比另一侧早一点。大脑通过辨别动作电位到达脑部的时间差异决定声源的方向。携带两耳信息的神经元将信息传给脑中其他的神经元,由它们对输入信息进行特征觉察。这种情况下,特征就是声音来的方位,由声音先到哪一边耳朵决定。

听觉系统也可以利用两耳声音强度的差异辨别声音方向。如果声音来自左边,左耳不仅比右耳更早接收到声音,而且被激活的强度也会稍大。脑中的某些神经元对声音强度差异敏感,这也是特征觉察的一个例子。

听觉系统的神经可塑性[编辑]

听觉经验中常有新的声音出现。但新的声音变成熟悉后,它所引发的感觉就不一样了。这样的变化是否伴随着神经系统的变化? Weinberger研究指出,听觉的感觉记忆是存在脑中的听觉皮质内。当耳蜗内有部分损毁则脑部听觉皮质有一部分缺乏输入,剩余的就会扩张。 训练也可导致相同的结果:老鼠以4.8~8Hz的声音作为CS,进行古典条件学习训练,训练完成后,对该频率有反应的脑区扩大。且与学习动机、表现成正比。 此外,长期训练也能带来影响。职业音乐家的Herschl’s gyrus与该处对500 Hz乐音的反应与业余音乐家或是不懂音乐的普通人相比,解剖结构与生理反应均较大。

听觉处理与脑区功能对应—声音辨识: Bergman认为,在吵杂背景下区隔不同声音,需要下列工作资讯:

音源:聲音實際的物理來源。
音流:在知覺中屬於同一來源的聲音。
組織:將同音流中屬一組的聲音放在一起,有 simultaneous(同起同落),或sequential (有共同特質)兩種方式。重要組織原則包括proximity, closure, good continuation, common fate, exclusive allocation(一時間內只注意一來源)。
區隔:用上述組織原則區辨不同有意義聲音

区隔的神经机制的假说:

1.以A1壓抑不屬於同一音流的聲音刺激。
2.以皮質中的變異偵測器發現不同聲音特質。
3.以腦中特定的結合處理器整合音流,這在聽覺系統之外,也運作於體感覺與視覺系統。
听觉刺激特征[编辑]

耳朵侦测声波(In hearing, the ear detects sound waves.)

(1) 声波经由外耳道(auditory canal)传至鼓膜(eardrum),鼓膜再将声波 转换成震动

(2) 受器:震动依序通过听小骨(锤骨 hammer+砧骨 anvil+镫骨 stirrup)、卵圆窗(oval window)、耳蜗(cochlea),而刺激耳蜗内毛细胞(hair cell)并使基底膜(basilar membrane)上的神经元发出讯号

(3) 基底膜(Basement membrane)厚薄不一,借此制造高低频(上课时以吹树叶为例)

时间向度是听觉处理的关键:听觉系统与视觉处理最大的差异是所有听觉处理都在意时间向度。

声音频谱图解析一个声音所含有频率(Y轴)、每一频率强度(深浅),及频率与强度在时间的变化(X轴)。

语音含有不同频率的共振泛音(harmonics),称为formants。这些formants变化随时间有差,b d的差异约在20 ms,一个音节约200 ms,一短的词组句约2000 ms。

对于语言的理解有赖于对上述不同时间的频谱讯号分析。

声音定位[编辑]

声音定位可分为水平以及垂直向的声源进行讨论。

水平面的声音定位[编辑]

当声音来自不同方向时,会使两耳收到的讯号有所差异:其一为时间的延迟,另一则为讯号大小不同。 当声波在水平面传递到头部时,头部另一边的声波会因为被头部挡住,产生一个震幅较小的阴影带(sound shadow)。两耳会因为接受到震幅大小不同,进而判断声音的来源。 而当声音非从头部正面或背面传来时,会因为传递到两耳的距离不同,而使神经收到讯号后,传递到superior olive(统整讯号的位置)的时间不同。利用这样的差别,即可判断声音的来源。由此可知,当声音是从正前方或者正后方来时,人类很难判断其方向来源。读者可以闭上双眼,请朋友帮忙,分别在头部正前方与正后方进行两支笔的互敲,即可发现此事情。 时间的延迟在低频的声波有较好的解析,而震幅大小的不同则在高频的声波有较好的解析(因为低频波易衍射过头部,使因阴影带缩小)

垂直面的声音定位[编辑]

在辨别垂直方向上的声源,主要是利用外耳的构造。声音从非水平面进入外耳时,将会有两种进入耳朵的方式,一种为直接进入耳道,另一种则是经由外耳蜗的反射进入耳道。利用分辨时间的不同,可以判断垂直面的声源。

声音适应[编辑]

一个有趣的演讲短片提及了听觉与大脑如何适应我们所接收到的讯息:(2017) 亚尼赛斯:你的大脑如何幻想出你意识到的现实 在6:15讲者让我们听一段失真的声音,接着再让我们听一句英文:“I think Brexit is a terrible idea.”。然后当我们再回去听刚刚那一段失真的声音时,我们竟然听得出来他其实就是在讲同一句话!进入头脑的感官资讯其实一点也没有变,改变的只是头脑当中对于感受到的资讯所做出的最佳推测,也因此改变了我们认为我们到底听到了什么。

衰减反射(attenuation reflex)[编辑]

在中耳中,有两条肌肉扮演相当重要的角色,分别为张鼓膜肌(tensor tympani muscle)及镫骨肌(stapedius muscle)。当两条肌肉收缩时,听小骨变得比较难振动,使得听小骨放大振动的能力下降,因此由中耳传递到内耳的声音衰减。当听到振福大的声波时,将会驱动衰减反射。

毛细胞的适应[编辑]

分为快适应和慢适应(fast adaption and slow adaption)。涉及到钙离子以及肌动蛋白的变化,使得毛细胞接受持续性的声音时,讯号会逐渐下降。 有兴趣的读者可以详阅 Adaptation of mammalian auditory hair cell mechanotransduction is independent of calcium entry[1]

皮肤感觉[编辑]

人们通常以为皮肤感觉就是触觉,但触觉一词无法准确描述皮肤上面的各种感觉,像是疼痛、压力、温度。 皮肤感觉的刺激的接收器皆在皮肤,而触觉主要是依靠皮肤所接触到的机械力量而产生,和视觉与听觉刺激以波动的方式传递不同。 大脑将不同的物理刺激转化为疼痛、颤动、压感、温暖等心理感觉。皮肤接受气温变化而有了暖和冷的感觉;皮肤与物体相触进而被改变形状,造成压力感觉。些微的电刺激让皮肤同时感到压力与温度感觉。过多的刺激则使个体感到疼痛。

皮肤感觉又称体感系统,是由触觉、压觉、温觉、痛觉和本体感觉组成的一个系统。体感是和特殊感觉相对的一个概念。这些不同的体感模式源自不同类型的感受器。在哺乳类,体感的上行神经通路起源自身体不同部位的感受器,途经后柱-内侧丘系通路、脊髓丘脑前束、脊髓皮层前束和脊髓皮质后束,终于大脑皮层后中央回的体感皮层。

皮肤结构
皮肤结构
皮肤感觉受器[编辑]

皮肤是人体外最显露的器官,由内而外分为表皮、真皮、皮下组织,布满了皮肤感觉受器,例如位于浅层处理轻微触感的梅斯纳氏小体(Meissner's Corpuscles)、负责深层处理压力感的巴齐尼氏小体(Pacinian Corpuscles)、接受冷热温度感觉的受器还有接受伤害刺激产生痛觉的受器。 以下详细介绍各种受器:

  1. 梅斯纳氏小体(Meissner's Corpuscles):侦测浅层轻触觉,非常灵敏,对于位置不同能良好辨识,可辨别位置不同的两点刺激(two-point discrimination),分布于嘴唇、手指的皮肤,位于真皮的乳头层,其神经外部,有透明胶状物质的包覆,属于快速适应型受器。
  2. 巴齐尼氏小体(Pacinian Corpuscles):存在皮肤的肌肉里层,能有效接受震动(vibration)的刺激,另外也负责深压觉,其受器位于真皮的网状层中,是所有皮肤受器中最大的,肉眼即可以看到,有很多层,像洋葱一般的构造。
  3. 梅克尔触体(Merkel's Discs):藏在皮肤里(位于表皮的基底层),呈吸盘状。侦测手掌或脚掌的压觉,较不灵敏、适应很慢,可产生连续的讯号
  4. 鲁斐尼氏小体(Ruffini corpuscle):位于真皮的网状层,可以侦测机械刺激,如皮肤上的压力与对皮产生的牵引、接收低频振动的刺激、触觉,通常适应很慢,还可以侦测刺激间角度的改变。
两点触觉辨识阈值[编辑]

大脑在皮肤上能感觉到的两触点之最小距离称为两点触觉辨识阈值(two-point touch threshold),假设给予的两点刺激小于此阈值距离时,人只能感觉到一个模糊的触点,而不是两个,因此可知两点触觉辨识阈值是触觉敏锐度的一个重要指标。 两点触觉辨识阈值的测试方法为使用侧径器两端同时轻触皮肤,假如两个触点的距离超过一定距离,就能刺激到不同的感觉神经元及不同的接受区,此时受测者能够感受到两个不同点的刺激;而若两触点的距离不够,两个点将只会刺激到单一感觉神经元的接收区,受测者因此只感受到一个点的刺激。将此界线距离记录下来,便是两点触觉辨识阈值。 指尖的两点触觉辨识阈值概念被应用于盲人点字阅读系统,点字符号以页面上凸起的点来表示,规定每两点间距一定要大于2.5mm,因为此距离略大于一般常人的两点触觉辨识阈值。有经验的点字阅读者能以与视觉阅读者相当的速度浏览文字,这也是仰赖于点字阅读系统中对于触觉敏锐度的设计,倘若两点触觉辨识阈值在点字系统设计时没有被谨慎考虑,将大幅影响点字使用者的阅读。

皮肤感觉受器传导路径[编辑]

皮肤触觉受体感受压力、温度、疼痛(In touch, sensors in the skin detect pressure, temperature, and pain.)

(1) 受器(receptor):皮肤中压力、温度、疼痛受器受到刺激而产生讯 号,一种受器可能受不同感觉型式刺激,而压觉受器通常位在皮 肤较深层位置

(2) 与触觉相关的体感觉

1. 动感(Kinesthetic sense)提供我们躯体移动的感觉及空间感。

2. 前庭觉(Vestibular sense)提供身体的平衡与协调性。例如:利用半规管(Semicircular canals)和耳石(Otolith),来侦测重力 进而控制空间方位以对抗重力并来保持平衡

触觉讯息的传导主要由周边神经传至脊髓,有两大传导路径:

内侧蹄系径(medial lemniscal pathway):比较大的神经轴,传导平常的触觉或身体的本体感觉

脊髓丘脑径(spinothalamic pathway):比较小的纤维,负责痛觉和温度感觉。

两大传导路径都会交叉传至另一侧大脑的顶叶,位在中央沟后方的初级体觉皮层区(primary somatosensory cortex)

痛觉[编辑]

请参见维基百科内容 痛觉

痛觉是由两中立的通路所记录,这通路也能产生双层痛觉之感。在这组织严密管理的过程中会影响到涉及痛觉的中间神经元,更使得你的信念与欲望直接地影响你感到痛的程度。

1.表层:例如:皮肤,是分布最密集的地方,是故小面积的刺激常就能引起反应

2.深层躯体:如:血管或肌肉的疼痛,分布密度次之。

3.内脏:如器官,分布最稀少,所以我们常不容易觉察到内脏出了问题,因为我们难以形成痛觉去提醒我们。

痛觉主要来源有:

1.发炎性疼痛:指的是各种组织遭受外力破坏时,造成发炎,此时会刺激到痛觉神经而引起疼痛。

2.神经性疼痛:各种因为神经遭受到刺激而引起的疼痛。比如:长期坐姿不良而造成坐骨神经被压迫引起的坐骨神经痛。

3.伤害性疼痛:各种强大物理或化学刺激刺激到皮下的的伤害性受器而引起的疼痛,比如化学药剂(如硫酸)腐蚀而造成的疼痛。

痛觉会受到注意力影响而有强化或变弱的现象。最简单的例子就是常常在打针时,护士会请我们看向别处或想别的事,这是因为疼痛的感觉会因为主观意识地忽略而降低。另外催眠也可以降低痛觉,但比较特别的是,如果一个人在社会中被孤立,也会感受到类似痛觉得痛苦。艾森伯格曾做过一个实验,他让实验参与者和另外二人一起传球,传球时不时会故意不传给实验参与者,研究发现,当实验参与者发现自己被忽略时,脑中和疼痛相关的前扣带回皮质(anterior cingulate cortex)会活化。

有时大脑敢知道的身体部位疼痛并不是该身体区域的痛觉受器真实受到刺激所引发,反而是内部器官(比方说心脏、肾脏等内脏)受损所导致,此现象称为位移痛(referred pain),例如心绞痛(angina pectoris)的发生,从其原文字根我们可以发现这样的痛觉其实不是被形容在“心”上,而是“胸膛”,也就是说疼痛发生时主要感知道的是胸膛、胸口部位的绞痛,但实质发生问题的部位是内部的心脏。另外一个位移痛的例子是当右肩胛骨下方的背部感受到疼痛,实质上却是胆囊收缩时,胆结石所造成。一般认为位移痛的发生是因为内脏感觉神经元与体感觉神经元在脊髓中与相同的联络神经元发生突触所导致,透过这些共通的联络神经元将感觉讯号投射至视丘,并由视丘传送至体感觉皮质上的特定身体位置。

嗅觉[编辑]

嗅觉相对于味觉,有较多的细胞。在演化上,其意义为嗅觉能够感知到远方的猎物或者狩猎者,以及能够分辨我群及他群。跟味觉细胞不同的地方在于,嗅觉的受体细胞(Olfactory receptor cell)本身即为一种神经细胞。 挥发性化学物质刺激我们的鼻子引起嗅觉反应。嗅觉刺激与味觉刺激遵循一个共同的原则:对化学性质的察觉和与觉察相连的动机作用是有区别的。有些气味总是引起人的拒绝和回避反应,而另一些则引起愉悦、愿意接近或是不快、逃避,这取决于体内的生理状态。 气味能够激起人们对有关事件的回忆,这种回忆往往充满强烈的情绪色彩

嗅觉构造[编辑]

嗅觉有两种感觉系统参与,分别是嗅神经系统与鼻三叉系统,在鼻腔上侧,有一嗅上皮(Olfactory epithelium)为气体分子和受体细胞接触的地方。由于嗅觉细胞本身即是种神经细胞,为避免感染,故有一层布满抗体的黏液层(mucus layer)。嗅上皮上方即是筛板(cribriform plate),包围味觉细胞。而味觉细胞则聚集成小球(glomerulus),许多小球合成嗅球(olfactory bulb),负责将讯号传至中枢神经,嗅球和端脑是嗅觉的中枢神经。

嗅觉讯号的传递[编辑]

能引起嗅觉的物质需具备以下的条件:容易挥发 -能溶解于水中 -能溶解于油脂中,当气体分子被吸入鼻腔,与嗅细胞上嗅毛的受器结合,会形成神经冲动,嗅觉信息将向上传导,沿嗅神经穿过筛骨之筛板(cribriform plate)传入嗅球(Olfactory bulb)并接着进入大脑的嗅觉处理的第一站和第二站-梨状皮质(piriform cortex)、眶额皮质(orbitofrontal cortex, OFC),同时也会运送到处理情绪的杏仁核,由于嗅球也是大脑皮质的一部分,是感觉神经的末端,所以嗅觉是各种感觉类型中,唯一直接将讯号传到大脑皮质的感觉系统,嗅觉也会带来不同的情绪,例如特别喜欢妈妈的某一道菜,看到料理就想起家人,嗅觉敏感度的下降或丧失也是巴金森氏症或失智症的前兆。外件气味分子接触到嗅感受气后,会引发一连串的酶级联反应,实现传导,不同的气味分子会引发不一样的级联反应、不同的传导路径、以至于不同的嗅觉感受,所以对于气味分子的辨识也有专一性的表现,如:雄性家蚕只能嗅到雌性的外激素,但非常灵敏,只要一分子的外激素就能引发神经冲动;而人对气味的嗅觉敏感度和范围都很大,导致气味没办法轻易区别,只能以产生气味的东西(如石油气味、肉桂香味)来命名


嗅觉与味觉[编辑]

嗅觉与味觉被视为化学性的感觉,因为它们是侦测特定分子。嗅觉与味觉的产生涉及的机制为特定分子引发特定接收器再传送中立的讯号至大脑,皆依赖被激活的接受器组合。品尝食物是一种混合的感觉,除了舌头的味蕾外,食物经过嘴巴咀嚼后,会产生气味,通过鼻腔后路径(retronasal route)到达嗅觉黏膜(olfactory mucosa),因此鼻塞感冒时,气味无法被感知,会觉得吃东西都没味道,这就说明嗅觉在食物味道中的重要性。

味觉[编辑]

通常认为,必须与物体相触才可尝到味道。而要尝到味道需有两个要素:(1) 刺激中的分子必须可被唾液分解。(2)必须有足够的唾液来分解这个化学物质。通常有四种基本味觉:甜、咸、酸、苦,和一些由前述四种基本味道组合的其他味道。他们是与不同物理刺激相对应的心理感觉,这些物理刺激是不同种类的化学分子。甜的感觉通常由糖类产生,各式各样的糖果和甜点都能品尝到甜的味道。咸的感觉意味着出现了氯化钠之类的化合物,在日常生活中最常摄取到咸的食物。在自然界,酸通常意味着潜在的食物变质,应当避免食用,但许多食物富含酸性物质,有益于健康,例如柠檬。在我们的进化史上,苦通常意味着有毒,当然也是应当避免的。然而,药品通常都是苦的,我们无法避免自己使用药物。

味觉构造[编辑]

味觉构造除了普遍认知的舌头,还涉及了颚(palate)、咽(pharynx)及喉头盖(epiglottis)。 在舌头方面,接受味觉分子的构造名为舌乳突(papillae)。依据型态不同可分为 叶状乳突(foliate papillae)、蕈状乳突(fungiform papillae)及轮廓乳头(vallate papillae)。在乳突的凹陷构造中,有由许多味觉细胞(taste cell)构成的的味蕾(taste buds)。 物质在进入口腔之后附着于舌头,上面有味蕾可以辨识味道。每个味蕾都由接收化学物质的感受器细胞组成,在舌上一颗颗小小的乳突之内。每个人的舌头上大约有一万个味蕾,但每个个体的味蕾确切数目差异很大,因此有得人对味道会更敏感。除了舌头之外,味蕾也分布在口中。感觉神经元的末梢与这些感受器相连。当某个特定的化学物质被味蕾上的感受器察觉到时,与之相连的感觉神经元就产生动作电位。

味觉讯号的传递[编辑]

味觉细胞能够区分五种基本味道:咸(saltiness)、酸(sourness)、苦(bitterness)、甜(sweetness)、鲜(unami)。咸味是由钠离子进入细胞内引起讯号传递。酸味是由氢离子进入内引起讯号。而苦味、甜味、鲜味则是由不同种类的G蛋白偶联受体接受化学分子已进行讯号传递。味觉细胞接收化学分子后,会由舌咽、鼓索、迷走神经传递至孤独径核(nucleus of the solitary tract),之后经过下视丘到达额叶的初级味觉皮质-脑岛(insula)和额叶岛盖皮质(frontal operculum cortex),味觉的讯号也会像嗅觉一样,传到眶额皮质,眶额皮质内部有双重感官神经元(bimodal neurons),可以整合同一种食物的多种感觉经验,如一个对芭乐气味反应的细胞,也可能会对芭乐味道反应,最后这些眶额皮质的讯号会送到杏仁核,这个机制可以说明为何嗅觉和味觉容易唤起记忆或激发情绪。

咸(saltiness)-咸味通过味觉细胞上的离子通道感知,主要是由钠离子引起的。其它碱金属离子也可以使人尝出咸味,不过离钠越远的咸味越不明显。比如锂离子和钾离子的大小和钠离子的大小最接近,因此也和钠离子的咸度最接近。铷、铯离子的大小超大,因此其咸味相对会有差异。物质的咸度是以氯化钠作为基准的(就如拿奎宁作为苦度的基准一样),其值为1。钾盐,例如氯化钾,也是盐物质的重要组成之一,其咸度为0.6。而其它如氨盐的一价阳离子,以及元素周期表中碱土金属族的二价阳离子如钙离子,通常会激发苦味而不是咸味,虽然他们能够通过离子通道进入舌头的细胞中,并激发动作电位。

酸(sourness)-酸是一种检测化学酸的机制。引发酸味的物质的酸度以稀盐酸为基准,该基准值为1。作为比较,酒石酸的酸度为0.7,柠檬酸为0.46,碳酸为0.06。检测酸味的机制和检测咸味的机制类似,细胞表面的氢离子通道检测组成酸和水的水合氢离子(H3O+)浓度。

氢离子可以穿透氨氯吡脒敏感通道,但这并不是唯一的检测酸味大小的手段,其它通道已经在相关文献中提出。氢离子还会钝化能够超极化细胞的钾离子通道。酸通过摄入氢离子(使得细胞去极化),并且钝化超极化通道,使得味觉细胞发起一次神经刺激。此外,对于如碳酸这样的弱酸而言,存在碳酸酐酶将其转变为碳酸氢离子,以辅助弱酸的转运。包含酸味的常见自然食品是水果,例如柠檬、葡萄、桔子以及某些甜瓜。酒通常也含有少量某种酸。如果牛奶没有被正确保存,也会因发酵而变酸。除此之外,中国山西老陈醋也是以酸著称。

苦(bitterness)-苦是味觉中最敏感的一个,许多人将其理解为不愉快的、锐利的或者无法接受的感觉,其它物质引起苦味的阈值通常与奎宁作比较,奎宁的苦度被定义为1,比如,马钱子碱的苦度是11,这意味着比奎宁更苦,并且在更低的阈值下即可识别出苦味。研究表明,TAS2R(味觉感受器类型2)系列的感受器,例如TAS2R38是与G蛋白味导素耦合来得到人类所尝出苦味能力的。许多有毒的物质是能在低阈值下品尝出这些苦味有毒的化合物,此为动物一个很重要的保护机制。

甜(sweetness)-甜通常指由糖引起愉快的感觉。某些蛋白质和一些其它非糖类特殊物质也会引起甜味。甜通常与连接到羰基上的醛基和酮基有关。甜味是通过多种G蛋白耦合受体来获得的,这些感受器耦合了味蕾上存在的G蛋白味导素。要获得甜的感觉,至少要激活两类“甜味感受器”,才能让大脑感受到甜味。因此,能让大脑认为是甜的化合物必须是那些能够与两类甜味感受器或多或少能结合的物质。这两类感受器分别是T1R2+3(异质二聚体)以及T1R3(同质二聚体),它们对于人类和动物来说负责对所有甜味感觉的识别工作。甜味物质的检出阈值是以蔗糖作为基准的,蔗糖甜度设定为1。人类对蔗糖的平均检出阈值为每升0.01摩尔。对于乳糖来说,则是每升0.03摩尔,因此其甜度为0.3(在甜味剂列表中指出为0.35),5-硝基-2-丙氧基苯胺(超极甜味剂,可能有毒,在美国被禁用)则只需每升2微摩尔(甜度约为4000)。

鲜(unami)-鲜味是由如谷胺酸等化合物引发的一种味觉味道,通常能在发酵食品中发现。在英语中会被描述为肉味(meatiness)、风味(relish)或者美味(savoriness)。日语中则来自于指美味可口的umai(旨い)。中文的鲜字,则是来自于鱼和羊一同烹制特别鲜,而将此两字组合指代鲜味的这一传说。中日两国的烹饪理论中,鲜味是一个很基础的要素,但在西方却不太讨论这一感觉。

人类存在接受氨基酸刺激的特殊味觉感受器。氨基酸是蛋白质的基础组件,它们在肉类、奶酪、鱼等富含蛋白质的食品中都可以轻易找到。例如,牛羊肉、意大利奶酪、羊乳干酪、生抽、鱼露中存在谷胺酸。在钠离子(食盐的主要成分)的共同作用下,谷胺酸是最鲜的。含有鲜味和咸味的酱料在烹饪中非常受欢迎,例如在中餐中常用的生抽、鱼露,在西餐中则常用辣酱油。

1907年池田菊苗发明了味精(谷胺酸单钠盐)这种食品添加剂,它能产生极强的鲜味。除此之外,鲜味还可以通过核苷酸类的肌苷酸和鸟苷酸来获得。它们在许多富含蛋白质的食品中都可以找到。肌苷酸在许多食品中的含量都很高,例如用来做日本鱼汤的去骨吞拿干鱼片。鸟苷酸则在香菇中有很高的含量,而香菇则是许多亚洲菜的原材料之一。谷胺酸单钠盐、肌苷酸和鸟苷酸这三种化合物以一定的比例混合,可以互相增强其鲜味。

某些鲜味味蕾对于谷胺酸的相应方式和其对糖所引发的甜味的感受方式相同,谷胺酸能和许多不同的G蛋白耦合受体结合


区辨不同的味觉[编辑]

人们曾经一度认为,某一特定的感觉细胞和与之相连的神经只有对某一特定化学特性的出现起反应,如糖,形成一条通往大脑的专用通道。但是,更普遍的一种现象是,每个味蕾的味觉感受器和与之相连的神经元,都对每一种化学特性有一定反应,那我们究竟是如何区分不同的味觉呢?其实是因为不同的味细胞对于五味有不同的反应程度(responsiveness),举例来说,一个味觉细胞可能对咸味有较高的反应,但对酸味没有那么高的反应,这使得传递到神经的电讯号有所区别。而不同的味细胞,也同样的接到不同的味觉神经(gustatory axons),使讯号能够分开。

这可以和视觉进行类比。在视觉中,某一特定的锥体细胞对某一波长的反应占优势,但对于其他的波长只有一定程度的敏感。为了抽取味觉信息,必须对感觉神经元携带的信息做进一步加工,这类似于颜色加工中的过程

身体位置感觉[编辑]

前面提到的感觉都是接收来自身体之外的讯息,而本体感觉(propriocrption)所接收的则是来自身体内部的讯息,包括现在自己的身体处在什么样的位置,还有正在做什么动作

本体感觉可分为两部分:身体的动态感觉(kinesthesis)和静态感觉(vestibular sense)

动态感觉接受的刺激是肌肉张力的变化、身体位置与肢体运动的状态,受器位置在关节、肌肉和肌腱中。当受器感受到位置的变化时,会将机械能转变为电化学能,借由脊髓神经传递到脑中。

静态感觉如平衡感由头的位置、头的加速、移动与相对的地心引力来源决定。平衡感的感觉器官为半规管,是三根充满液体的管状结构,头部移动时,会引起液体打转,接着使神经纤维末端的壶腹嵴弯曲,弯曲信号透过毛细胞传至大脑。前庭平衡系统告诉视觉系统如何控制眼睛的位置以调整头部,同时使用眼睛接受到的讯息感受移动与平衡。所以根据感觉冲突理论(Sensory conflict theory)当大脑平衡系统的感觉与眼睛、身体接收到的讯息不能匹配时,会感到恶心和头晕,例如:晕车。而为何感觉冲突会引起呕吐,是因为根据进化论,许多有毒食物会干扰平衡感、视觉、身体感觉间的讯息协调,以呕吐作为对映的反应,可排出胃部的有毒食物。

传导路径[编辑]

我们利用五官去接收外界的讯息,例如:声音、光、热、压力等等。讯息以很多种不同形式存在,我们也透过不同的受器去接收他们,再把他们变成神经冲动传递到脑中,这牵涉到不同的生理构造,首先第一步我们透过“accessory structure”去接受并调整外界的刺激,使其能够以适当的形式进入下一步,例如眼睛上的水晶体能使进来的光线聚焦在视网膜上,让视网膜上的neural receptors(如视锥、视杆细胞)能够得到外界的刺激,再来去进行下一步。而第二步称之为“transduction”,是将第一步所获得的刺激,透过neural receptors转换为神经讯号,继而将讯息传入脑中,但不是随便的讯息都能被转换,刺激的强度必须高于某临界值(学理上称之为阈值),neural receptors才会释放出neurotransmitters(神经传导物质)去引发神经冲动而将讯息传下去。 这些讯息会透过神经元传到中枢神经系统(CNS),即脊随和大脑,他们会先在视丘(Thalamus)进行初步的处理,之后传入皮质区(cortex)产生了sensation和perception。

流程图:

  1. accessory structure接收收集外界刺激,
  2. 刺激传到neural receptors,高于阈值后产生神经传导物质,影响下一个神经细胞
  3. 神经元传递讯息到中枢神经系统
  4. 视丘对其进行初步加工
  5. 持续传到大脑皮质区,产生sensation与后来的perception

以下为几种感觉系统的比较:

感官系统 视觉 听觉 嗅觉 味觉
能量 可见光,波长约在400纳米至750纳米 声音,其物理意义为空气的气压变动 挥发性气体分子 溶液中的化学分子
辅助构造 眼角膜、瞳孔、虹膜、水晶体 外耳、耳膜、中耳、卵圆窗
将初级刺激转变为电讯号 位于视网膜的光受器(视杆细胞与视锥细胞) 内耳耳蜗中的毛细胞 位于鼻黏膜上的化学受器 味蕾的味细胞
讯号传至大脑的部位 视神经→视交叉→视丘→大脑皮质视觉区 听神经→视丘→大脑皮质听觉区 嗅球(不须经过视丘) 味觉神经
感官系统 触觉 热觉 痛觉 动态知觉 平衡觉
能量 皮肤受压变形 热能 压力或热能的强度 关节与肌肉移动 头部移动
将初级刺激转变为电讯号 皮肤中的受器 皮肤中的感觉神经 皮肤中的感觉神经末端 肌纤维中的感觉受器(肌梭) 前庭与半规管

知觉[编辑]

知觉许多脑神经资讯计算的结果,较感觉高阶,低阶的感觉功能是侦测存在(detection),感觉到知觉间的过度是粗略认得(recognition),在知觉层次中则是可以达到辨别身份(identification)。
举例而言,当一个人随意环视四周,看见的景物是来自知觉,但当他把注意力放在特定物件上,便到了知觉的层次,后者的发生是有前额叶向视觉区做出命令的。再举一例,亮度(lightness)与亮觉(brightness)实际上是不同的概念,前者是客观的、物理上光子的密度之呈现结果,是一种感觉,然而后者是人对刺激的主观判断,可能因为其他因素被影响(例如:图的摆放位置,同一块正方形周围是安排了颜色较深或较浅的色块,人的判断会有差别),是种经过判断的知觉。

知觉与经验知识:
最一开始,我们提到过知觉与感觉的区分,其中之一是知觉有“加入主观理解的讯号”。知觉与个人过往的知识经验有着密不可分的关系,更已经有许多证据支持:
1963年,Miller和Isard进行了一项听觉的实验,他们在英文句子中加入许多噪音,让受试者聆听。这些英文句子可以分为三类:文法语意都正常的句子、文法正确但语意错误的句子、文法语意都错得离谱的句子。实验结果发现,不论噪音大或小,受试者最容易正确知觉到文法语意都正常的句子,最不容易正确知觉到文法语意都错得离谱的句子。这样的差异说明了,人可以将文法、语意的知识应用于知觉上,知识与知觉两者紧密结合。
1970年,Warren等人则进行了一个音素恢复的实验,他们让受试者听一段英文的句子,去掉其中一些字母的发音。结果发现受试者会因为上下文的意思不同,而将缺失字母的单字听成不同的单字。这显示了人已有的知识会跟感觉刺激相互作用,将缺失的音素补齐。
而在视觉上,也有类似的现象。1972年,Biederman将一张完整的照片切割成几块再将它们乱拼凑起来,让受试者从正常照片与重组照片中找出指定物品。结果发现,在正常照片中寻找目标物要比重组照片快得多,这说明了人知觉环境时是以已知的空间关系知识为依据。

模式识别[编辑]

前面我们学习到知觉与知识经验密不可分,但究竟从“接受刺激”到“发现这个刺激我之前接受过”中间到底发生了什么呢?这边我们要先引入一个名词“模式”。模式是指许多元素按照一定关系组合起来的刺激组合,如文字是许多线段一某种关系组合起来的,单字由几个音节组合起来等等。模式识别就是将刺激与记忆中相关资讯进行比较,并选出最佳匹配结果。以下是几种模式识别的理论:

  1. 模板说:
    这个理论告诉我们,人接受过的刺激会在长期记忆中留下一个模板副本,当接受到新刺激,人会先将新刺激标准化成适当的大小、外形,并与记忆中的模板进行叠合匹配。此理论也得到一些实验的支持,1974年,Phillips进行了一个实验,受试者要判断两个棋局是否相同,其中一组实验的两个棋盘位置完全重叠,而在另一组实验两个棋盘的位置在水平方向小有位移。而实验结果显示,棋盘完全重叠时,受试者正确回答的几率较高。除了视觉的实验,在听觉上,Warren在1974年做的实验也得到类似的结果。受试者要判断两段听觉刺激的音高是否相同,结果发现,当两段声音刺激的长度相同时,受试者正确回答的机会也较高,换句话说,模板的匹配的确会产生影响。
  2. 原型说:
    原型说认为,储存在记忆中的不是与刺激一模一样的模板,而是将刺激转换为概括的表征(原型)后再储存起来。举例来说,人看到各种不同的鸟类后,将嘴巴尖尖硬硬的、有翅膀做为鸟类的原型储存起来。这么做的好处是,他不用看过世界上每一种鸟类才能知道他面前这个东西是不是一只鸟,只要这个东西符合嘴巴尖尖硬硬的、有翅膀的鸟类原型,他就可以知道这个东西是鸟类。换句话说,原型说要比模板说更灵活,当人遇到新东西的时候仍然可以透过原型识别,弥补了模板说的不足。
  3. 特征说:
    特征说是将模式拆解为元素,以这些元素做为特征的模板来识别。例如Neisser于1964年做的实验,他将英文字母六个排成一行,做了许多行形成一个字母表,并要求受试者从中找到目标字母。英文字母可以拆解成许多特征,如字母V是由两条斜线、一个锐角构成。而从实验结果可以发现,在许多特征相似的字母中找出目标字母(如在IVMXWE中找出V)比在特征不同的字母中寻找(如在DCVGRO中找出V)更困难。这个实验结果也反驳了模板说的观点,按照模板说的理论,刺激与模板比对后就可以直接识别,不会因为特征的相似程度而出现不同。

<补充>音乐知觉:

音乐和语言一样,都在时间结构上有明显的变化,但语言有绝对或约定成俗的意义,音乐没有。音乐演奏与欣赏除依赖脑部听觉区域外,也依赖许多其它脑区。例如:Premotor及Supplementarymotor cortices。当训练一人演奏一简单键盘音乐后,播放该音乐,不仅听觉皮质兴奋,某些运动皮质也有活动。听音乐时运动皮质的活动使音乐与舞蹈在人类文明中有紧密关系,或许是神经系统演化使然。一个音乐家演奏熟悉的曲子(但听不见)与听该曲调(不演奏),同样都会兴奋听觉皮质,与运动皮质的某些区域。

音乐知觉与产生:音乐是一个复杂的过程,涉及许多不同的时间历程,也会激起相对应的神经反应,这些反应的产生都有一定的时间。音乐经常激起情绪反应。音乐知觉也常引起运动反应或想要动的意向,尤其是节奏明快的 打击音乐。

音乐知觉—和语文的关系:音乐知觉是人类相当独特的能力。和语言一样,音乐知觉也不易找到相对应的基本单位。有一些研究探讨欣赏音乐合理解语言是否会动用同一脑区。例如:Musical structure与文法知识会启动相同的区域:Brocaarea,Musical meaning与语意结构会启动相同的区域:WernickeArea。音乐知觉与语言知觉的神经机制有相似也有不相似的地方。

旋律记忆:Patient CN (e.g. Peretz, 1996):丧失对旋律的记忆,但对音调的知觉正常,同时对于语言辨识也正常。

Semantic dementia (Hseih et al. 2011):右侧前颞叶受损,其知识记忆受损,连带对熟悉歌曲的旋律也受损,所以旋律可能为知识记忆一种,相对的阿兹海默症患者的损害不大。

节奏:fMRI研究显示听正常节奏相较于不正常节奏会激发运动与小脑系统的活化。随着节奏打拍子相较于找出节奏会激发基底核。

有失语症家族成员KE音调知觉正常,但是节奏知觉受损。前者与右脑有关而后者与左脑语言有关。

先天音盲者(congenital amusia)五音不分,其右侧听觉区与IFG有问题。这些人无法分辨音乐的音调,英语音调也受损没有同样的严重。但是tonal language四声分不清。音调有粗细分别,英文音调变化是连续而相对的,音乐的音调变化是分立而绝对的。两者有不同神经基础。

音乐知觉—音色与情绪:

音色 (Peretz & Coltheart 模型所沒有處理的):不同樂器演奏同一音調其感覺不同,這來自每個樂器對每個音符的起始過程不一,以及所伴隨的不同泛音(harmonics) 強度不同。Samson & Zatorre (1994):右側顳葉損傷破壞音色知覺甚於音調。
情緒:音樂會引發情緒反應。節奏快的較節奏慢的音樂聽起來快樂,大調快樂興奮,小調哀傷沈痛。偏離預期的音符引發驚愕,快速規則的旋律可產生恐懼。音樂引發情緒的感覺有跨文化的效果,非洲民族能夠辨識西方音樂所展現的快樂、哀傷與恐懼,縱使從來沒有聽過。音樂和其他刺激一樣,會興奮腦中的情緒網路。好聽愉快的音樂會興奮腦中酬賞的神經回路(Blood & Zatore, 2001)。杏仁核受損病人無法辨識恐懼表情,也無法辨識音樂的恐懼(Gosselin et al., 2007)。

音乐知觉—和语文的关系:

Planum temporale是聽覺區的一部份,含有Wernicke area。
一般人65%左邊較右邊大,11%則相反。不對稱性在86%的嬰兒可以看出,但在左手者較不明顯。被認為和語言功能有關。
此一解剖不對稱性也存在猩猩腦中。其他語言相關區域亦然。猴子的左腦對於同類所發出的聲音也叫有反應。可能為語言先驅。
右腦的Planum temporale則與音樂有關。但是具有絕對音感者其左側的Planum temporale依然較大。 該區左右不對稱性如下:Muscian with perfect pitch > muscian without perfect pitch > nonmuscians

整体与局部的知觉[编辑]

可以发现,在听觉刺激与视觉刺激一致的情况下,需要的反应时间最短;若两刺激无关(视觉刺激为长方形),反应时长次之;刺激相反,反应时长最长,可见视觉总体特征的确会对听觉辨识产生影响。然而,实验结果还发现,听觉辨识的速度不会受局部特征的影响,甚至许多受试者并没有发现大字母是由小字母组成的,因此Navon认为,在某些情况,人只会知觉到总体特征,而不会察觉到局部特征。

在另一个实验中,Navon将受试者分成两组,分别提醒受试者注意总体特征(大字母)与局部特征(小字母),并要求受试者尽可能快且准确的判断出字母为何。结果是,在总体特征组别中,受试者的识别速度不会因为小字母不同而出现显著差异;然而在局部特征组别,根据大小字母的不同,却出现显著差异──当大小字母相冲突时,受试者的识别速度明显低于大小字母相同的情况。因此Navon认为,注意力放在总体特征时,局部特征不会影响识别;然而当注意放在局部特征,却容易受到总体特征的影响。也就是说,当人进行知觉的时候,总体特征会先被识别,接着局部特征才会被分析,这就是“总体特征优先”。

对Navon实验的反驳: Navon的实验在当时引起了许多关注,于是在1797年与1980年有其他学者设计了类似的实验,并指出,在小字母的视角为8°时受试者会更容易识别小字母。因此人应该是最优先处理大小理想的视觉刺激,而非单纯依照总体与局部区分。随后Navon解释,在总体特征优先效应中,大小有一定的条件,重要的视觉刺激的视角大小和在视网膜上成象的位置。

注意历程[编辑]

在探讨知觉组织(perceptual organization)的原则之前,我们必须先了解一些“注意(attention)”的历程。由于注意会影响到我们在环境中对于特定事物的知觉和认识,注意历程直接的影响了我们的讯息处理。影响注意力有两阶段性的影响,首先是目标引导注意(goal-directed attention),它说明了人们会倾向于注意与目标有连带关系的事物;第二阶段是刺激驱策的注意(stimulus-driven attention),描述的是一些环境中的变化(刺激),会自然而然的捕捉人们的注意力,而这与当事者本身原本的知觉目标无关。

前景与后景[编辑]

当我们看到一幅景象时,我们可会特别注意到景象中其中一个特别的图案或物体,这些被强化的物体就被称为前景(figure),这些物体会被凸显在背景(background)之前。对于一些景象,我们会很自然地把特定物体当成前景,其他东西便自然成为了后景。但随着我们持续看着这幅景象,有机会可以将前景与后景互相切换。

一个经典的例子是鲁宾之杯(Profiles/vase illusion),如果只注意黑色的部分,看起来像是两个人的脸面对面,但如果注意白色的部分的话,就会看起来像是杯子。

图片请参考此连结:https://www.itsfun.com.tw/%E9%AD%AF%E8%B3%93%E6%9D%AF/wiki-5166694-6921574

知觉的两大功能[编辑]

  感官从外界收集的各种讯息,必须满足知觉主要的两项功能:(一)认识环境状况;(二)协助个体的行动,这两项知觉功能会在下段中有更加详细的描述。举例而言,视觉讯息从枕叶的初级视觉皮质区往额叶方向传送总共有两条路径,一条为被称为“知何方通路”(where pathway)的背侧路径(dorsal route),其离开枕叶后往顶叶方向延伸,路径上所经过的区域大多负责处理诸如距离、立体视觉、运动速度等和定位能力有关的能力(行动用知觉);另一条则为被称作“识何物通路”(what pathway)的腹侧路径(ventral route),该路径经过的脑区大多负责处理色形、质地、复杂形状,这些认出目标身份所需的线索(认识用的知觉)。除此之外,“知何方通路”也和指挥行动的视觉功能有关,因此它除了是一条“where pathway”也是一条告诉我们“如何做”的“how pathway”。

认识用的知觉[编辑]

  认识用知觉(perception for knowing)的功能必然要与思考、语言、回忆等高层次的认知活动相互衔接。这些高层次的认知机制没办法直接处理感官传来的讯息。若将这个概念比喻为厨师做菜,原始的感官情报就好像刚从市场买回来、未经处理的生鲜食材,没办法直接端上餐桌。必须将之清洗、去皮、腌渍处理后才能制成佳肴,知觉层次的心理活动就像是这个烹饪的过程。以视觉为例来作说明:最直接原始的视觉感觉讯息是视野中的颜色和形状和其各自分布的位置等等。可是这不是我们描述视觉经验的方式,我们会用“物件”而不是以“材料”为单位来理解视觉经验,我们的语言与思考等高级认知功能在处皆知觉经验时,其内涵不只是颜色、线条、质地这些未统整的素材(stuff),而是已经件件分明的东西(thing)。

  在整个提炼工作中,有两个知觉特性在其中占有重要的角色,分别为“知觉恒常性”和“知觉组织”。

知觉恒常性[编辑]

基于比例关系(ratio relationship) 从不同距离、角度及物理环境下,看某一种熟悉的物体,虽然该物体的大小、形状、明度及颜色等物理特征会受环境情况的影响而有所改变,但人们对该物体的知觉经验,却有保持其固有特征而不随之改变的心理倾向。

想像我们走在路上,一旁的汽车呼啸而过,车子越开越远,影像越来越小,在我们视网膜上的成像逐渐成为小小的一点,然而我们在知觉层次上,却不会产生车子越变越小的想法;又如我们从各个方向看一个三角交通锥,从上方俯视我们看到的是一个圆形,从侧边观察我们看到的是三角形,从下方仰视可能又是另一个不同的形状,但我们却不会因为这些讯息而困惑,而是能统整这些资讯,认知到那处存在着一个三角锥。前述汽车的例子所表现的是“大小不变”的恒常性,后者三角锥之例所凸显的则是我们人类感知“物体”的恒常性。

为了建立这些恒常性,我们会在感觉的资讯中抽取出某些较为抽象的不变性,而忽略观察条件所带来的特异性,如此才可以将映在我们视网膜中的未分化的形状、颜色打造成知觉的物件。


  • 常见的恒常现象整理:
  1. 大小恒常性:对物体大小的知觉经验,不受观察物体远近影响的现象。
  2. 形状恒常性:从不同角度观察同一件物体时,视网膜上的形象虽然有所变化,但个人对该物体的知觉仍然保持原来的形状特征。
  3. 亮度恒常性:物体在不同照明环境之下,知觉上仍然觉得该物体亮度维持不变的心理倾向。
  4. 颜色恒常性:不因物体环境改变,在心理上仍然保持原来颜色的知觉现象。
  5. 其他恒常性:
    1. 位置恒常性:计程车在大街小巷穿梭,在知觉上,总是知道自己住家的位置。
    2. 方向恒常性:个人不论摆什么姿势,不会影响对方位的知觉判断。
    3. 味觉恒常性:即使在药水中加一些糖,吃药时仍觉得药是苦的。


颜色恒常性

尽管视网膜成像之间存在着巨大差异,物体仍倾向于被看成是相同的。恒常性之一是颜色恒常性,即不管物体反射的光如何变化,某一物体仍看起来保持同一颜色。比如说,大多数人工光比户外光黄一点,在户内看物体的反射光比在户外看时含有更多黄色光,但人们感知到的物体颜色却很少或根本不受这一点影响。 颜色恒常性的出现有各种原因。第一,我们熟悉成千上万种物体的颜色。在不同寻常的光照条件下看某一物体时,我们可以运用这种信息来是别物体的颜色。

第二,颜色恒常性依赖于区分物体表面的颜料效果和光照在物体表面上的效果。达恩米勒(Dannemiller)指出,照明的改变通常改变了多个物体上反射的光,而一个物体的颜料变化效果则十分有限。

第三,长时间暴露在特定的照明条件下将会产生适应,即神经元的敏感性降低。例如如果在室外明亮的光下待了一会,然后进入室内,将感受到人工光的黄色刺激,过了一阵子,适应过程使对室内波长的光反应降低,光看起来就不是黄色的了。颜色恒常性的适应作用是,随着暴露时间增加不同照明条件造成的歪曲效果逐渐减弱。

知觉组织[编辑]
四种常见知觉系统原则.jpg

  我们的知觉系统会主动将画面中的物件进行分类、组织,最著名的例子是欧普艺术(Op Art)大师瓦沙瑞里(Victor Vasarely)的作品“班马”(zebra)(图片请参考此),虽然画家并没有真的画出斑马的轮廓,但我们的知觉系统会自动组织所有的黑白条纹,解释成一些对我们而言有意义的图形。之所以可以如此,倚靠的就是我们的知觉组织原则(principles of perceptual organization),以下举四个常见例子说明:

知觉组织常见原则
名称 说明 举例说明
邻近原则(proximity) 人倾向将空间上邻近的物件或图形元素组织成一个知觉单位。 图a,我们会把图中例子看成排成纵列的三个集团,或是三行水平排列的串列,而非18个独立的圆圈。
相似原则(similarity) 在其他条件(例如元素间距)保持固定的前提下,人倾向将特征相似的元素群组在一起。 图b,在这例子中我们容易将之视为由纵列而不是横行所构成的图形。
封闭原则(closure) 人倾向将刺激解读成完整的单位,而不是破碎的残片的集合。 图c,我们倾向于将图看成一个白色正方形压在一个菱形框线与四个黑色圆形上,然而这个正方形却不是由实线画出来的。为了贯彻封闭原则,我们的大脑会凭空捏造出物理上不存在的轮廓,这个现象又称为“错觉轮廓”(illusory contours)。
简单原则(simplicity) 人倾向以最简单的解释法来组织我们的经验。 图d,大部分人会将之视为两相同大小三角形部分重叠的图形,事实上,这个图形可以有很多种解释,如在快速拨放键图形中央插入一个小三角形等等。
行动用的知觉[编辑]

  当我们要踏上阶梯时,我们会评估阶梯的高度以判断脚要抬起多高,这就是行动/互动用的视觉(vision for action)。 有一些可以愚弄我们“知觉用的视觉”的错觉,似乎对“行动用的视觉”产生不了作用。在缇钦纳错觉(Tichener illusion, or Ebbinghaus illusion)中,同样大小的一个中央圆圈被不同尺寸的背景元素环绕时,我们对它的大小感觉也跟着改变,对大多数人而言,置身于小圆中的中央圆看起会显著大于置身大圆者。这个错觉说明了知觉现象中的脉络效应(context effect):同一事件在不同背景脉络下有不同的意义。即使我们主观判断上认为左右两边的中央圆大小不同,但是在一个实物版的缇钦纳错觉中,当我们被要求伸手去拿左右两边的中央物的时候我们手指张开的幅度其实与物件的实际大小相符,而且完全无视背景脉络的作用。这个观察显示我们用来导引行动的视觉和我们平常用来认识世界的系统可能不是同一种。

镜像神经系统[编辑]

  我们的行动中,有很大的比例是与社会互动有关。我们必须借由知觉管道去察言观色,了解他人表情与行动的意图,乃至进一步能同理对方的感受,早在1970年代发展心理学家便已发现甫出生的婴儿便会模仿大人的表情与手势。年纪这么小的婴儿根本没看过自己的脸,遑论对镜子练习如何控制自己的脸部肌肉,这个困惑了众多科学家的奇异现象在1990年代因为镜像神经元系统(mirror neuron system)的发现而得到解答。

  镜像神经元系统最早是在猴子大脑的运动区中被发现,当猴子做出伸手取物的动作时,镜像神经元会忠实地产生活动,如同典型的运动神经元应该具备的样子,然而,和典型运动神经元不同的是,当这只猴子观察到其他个体(别的猴子或实验者)做出伸手取物的动作时,即使猴子本身没有做任何动作,这个特定的镜像神经元系统也同样会产生活动,就像是猴子自己本身做出动作一般,此时,这个镜像神经元的特性又和感觉神经元非常类似。因此我们可以说,镜像神经元是把自身执行特定动作(运动神经的角色)与侦测他人之相同动作(感觉神经的角色)两种功能合并的特殊神经细胞。这个特性可以很好地解释为什么小婴儿可以在还未看过自己的脸时就模仿出大人的脸部表情,当大人对小婴儿挤眉弄眼时,小婴儿虽然看不到自己的脸,他的镜像神经元却会在观察到这个动作后起反应,继而以身为运动神经元的角色操控小婴儿使用相关的肌肉群,做出相似的表情。

  镜像神经元的重要性在于它和我们很多心智能力都有相关,如同理心、语言、自我觉察(self awareness)等。

功能预示性[编辑]

  功能预示性(affordance)也是一个和行动导引有管的知觉理论概念,它是由生态心理学的鼻祖──吉卜森(James J. Gibson)所提出的,又称为能供性、示能性、承担特质等等。它所指的是在一特定环境之中,一个物件所提供给一个个体所有的行动可能性(action possibility),举例而言,一团棉花轻盈而且温暖,我们会倾向把它拿来填塞衣物、作保暖的用途;一颗石头坚硬而冰冷,我们会想要把他拿来当建材、当敲击的工具,诸如此类这些我们因一个物体的特性而自然联想出来的功能,就是物体预示的功能。

  这个特性很常被用于人机互动(human-computer interaction, HCI)、工业设计、使用者经验研究等领域。什么样的界面设计比较能让使用者快速上手?什么样的产品可以让使用者在人工环境中的行动最顺畅省力?这些都是我们可以利用物体的功能预示性回答的问题。以市面上的家电产品为例,较老式的微波炉、烤箱上所设计的操作方式多为较直觉式的转盘、旋钮,相较于新式家电产品上大多具备的屏幕、触控面板较具有功能预示性(想调整更高的温度、更长的时间就转多一点,反之以此类推)。

完形定律与群组[编辑]

群组(grouping)最早由1900年代德国的心理学者发现,他们主张人们对于视觉上与听觉上感受到的东西,会把一群刺激看成是一个完整的刺激。知觉群集(perceptual grouping)是完形心理学(Gestalt psychology)中重要的主张,其内容主要说明了“整体”的重要性。完形(Gestalt)涵盖了本质、整体、构型等等内涵,此学派认为若把事物视为有组织、有结构的整体,才能够完全解析事物;反之,若将其拆解为原始知觉元素,将是无法完整的理解的(在此特指心理学现象)。就像是当我们看到一间房子时,我们通常不会直觉把房子看成是砖头、玻璃、木板等东西,而是把它视做是完整的房子。这些德国心理学家被称作是Gestalt psychologist(Gestalt是德文,意思是形状),而Gestalt psychology的创始人之一Max Wertheimer提出了一些群组的定律,再加上后人提出的部分定律整理如下。


定律 说明 日常生活举例
接近律(proximity) 在其他所有条件相同的状况下,观察者会倾向于把最邻近的元素组合起来 把朝会操场上站在一起的同学看成是完整的班级、或者是美国国旗上的星星第一眼看起来会是斜向排列(X型)而非横向或直向,因为对角线上的星星间距是比横向和直向的星星间距短的。
相似律(similarity) 在其他所有条件相同的状况下,观察者会倾向于把有最相似外型的元素共同组合起来 把穿着同样一件班服的学生看成是完整的班级
连续律(continuity) 把感官刺激看成是连续相连的物体 把101大楼看成是完整的物体,而不是每一层楼都是一个物体、或者是将断掉的线条自动延伸起来,即使线条在实际上的图案是中断的,但是观察者仍会倾向于把两个“分离”的部分自己连结起来。
闭锁律(closure) 观察者会倾向于忽略微小的空隙、在脑中自动填补此空隙进而把一个不完整的图形视为完整的 Kanizsa Square/Triangl中的幻想边界
简单律(simplicity) 把感受到的东西以日常生活中最简单的方式来解释 Kanizsa Square/Triangl中的幻想边界
共同变化(common fate) 在其他所有条件相同的状况下,观察者会倾向于把具有相似行动(有相似移动速率、同样移动方向)的物体共同组合起来 把一起往同样方向飞的鸟看成是完整东西
同步律(synchrony) 把发生时间点相近的事件感觉成是相同事件 腹语师的玩偶动嘴巴,同时腹语师发出声音,则观众会认为声音视玩偶发出来的
共同区域(common region) 把被相同边界框住的物体看成是完整物体 把被栅栏围住的区域内的东西看成是一间住宅的所有地
连接律(connectedness) 把被其他要件连接的多个物体看成是完整物体 玩两人三脚的时候,把每两个人看成是完整的物体

深度知觉[编辑]

视知觉给我们提供一个重要的能力:即使视网膜成像是二维的,我们仍能看到三维世界。如何做到这一点?深度线索有很多,但可分为单眼线索和双眼线索。单眼线索是只需要一只眼睛就能感受的线索。反之,双眼线索则是需要同时用两只眼睛才能感受到的线索。

双眼”借由两眼视网膜呈像的位差(retinal disparity)以及辐合作用(convergence)来提供深度讯息。

若我们将一只眼睛闭起来,我们还是多少能够感知一些深度的讯息,这些讯息被称之为单眼深度线索(monocular depth cues),或者是图画线索(pictorial cues),因为这种线索利用了艺术家在绘制图画时会用到的技巧,如透视线。


A. 视觉线索(Visual Cues)

(1) 静态线索

1. 双眼深度线索(binocular depth cues)

视网膜像差(retinal disparity): retinal disparity指的是,大脑借由两眼间距所造成其所接收外界影像不同所产生的“像差”,来解读物品在我们这个三元空间中的深度。例如,若有A、B两物体,此两物体在两眼中所见的距离可能因为左右眼视角的不同而有大小的差异,若此AB间的距离在两眼中看起来类似,可能代表AB相距不远;反之,若AB间距离在两眼中有较大的差异,可能代表AB有距离上的不同。

有些人患有立体盲,不能利用视网膜的成像差异适当估计距离。最常见的立体盲是斜视,两眼从不同的方向看向物体。这是一种严重的缺陷,可导致叠像的产生,或即使双眼都睁开时,却只靠一只眼睛判断距离

我们如何把两个不同图像组合或匹配成单一的知觉?按照马尔和葡基耶(Marr & Poggio)的理论,有三条主要原则:

兼容性原则:为了使两个视网膜成像相配,这两个部分要在某地方是兼容的或相似的,例如颜色和形状。

连续性原则:如果两个视网膜像之间的差异与已经建立的邻近视网膜像之间的差异类似,这两个视网膜像更容易匹配。

唯一性原则:一个视网膜像的某一个部分仅与另一个视网膜像的部分相配。


双眼聚合(convergence):讲述当我们凝视物体时,双眼瞳孔转向内侧的情况(有点像是轻微斗鸡眼的状况)。若物体离我们十分近,则眼睛需要内转较多才能聚焦在物体上,因此大脑利用来自眼球肌肉的讯息来了解近距离物体的远近。

2. 单眼深度线索(monocular depth cues): 质地梯度(texture gradient): 距离近的物体将会有较多的细节资讯,其内容是指借由观察递减的纹理来了解距离,简单而言就是因为越往深处,物体质地密度在视觉上会变得越大(这是另一个距离、大小关系所造成的结果),因此可以借由这种“材质纹理”来了解三次元空间中的距离。

遮挡(Interposition):对于深度视觉来说,最重要的单眼线索之一是遮挡。当一个近的物体部分的遮住了远处物体时,就出现了遮挡。卡尼撒(Kanizsa)的错觉方块支持了这一个线索存在的想法。它的错觉方块是四颗黑球摆在正方形的四个顶点,然后内侧个被挖去四分之一圆,这个时候,视觉系统在中间产生了一个白色的方块,遮挡在黑球前面,使得圆的缺失部分变的合情合理。

直线透视(linear perspective):最简单的例子就是无限延伸的铁轨在视野中的最尽头会似乎会汇合到一个点上,铁轨应该是由两条平行线所组成,可因为庞氏错觉(Ponzo illusion),所以比较接近的物体会看起来较长、而比较远的物体则是看起来较小、较短;

熟悉大小(Familiar size): 另一个重要的深度线索是熟悉大小。如果我们熟知一个物体的大小,那么,我们就可以用它在视网膜上的大小计算出距离。


大气透视法(Atmospheric perspective):有雾气的地方看起来比较远

(2) 动态线索(Motion cues)(属于单眼探索)

1. 运动视差(motion parallax):这种线索是物体在视网膜成向上的运动。一般来说,对于离观察者较近的运动物体,其视网膜成像的运动量比离观察者远的物体更大。

还有一个现象与运动视差有关。如果你在行驶很快的汽车里,从车窗向外看,离你很远的物体看起来似乎是跟汽车同向移动,而较近的物体似乎在向相反方向移动。

视觉错觉 A. mes boxes(艾姆斯房间错觉):左及右侧空间,入纸面方向上距离不相等,再利用空间装饰使人眼认为是在同一屋内

B. The Ponzo illusion(庞氏错觉):大脑认为上面的白线在远处,所以我们会以为远处的白线较长,但其实两条线一样长


听觉讯息的处理[编辑]

脑的听觉通路[编辑]

每一根听神经纤维进入脑干之后分为两大枝,一枝到耳蜗前核(ventral cochlear nuclei),另一枝到耳蜗背核(dorsal cochlear nuclei)。从这两个核出来的纤维,一枝到上橄榄核群(superior olivary complex,接受右左两耳蜗发出的纤维,为听觉系统第一级双耳输入交互作用的地方,为听觉定位机制的重要部位),其他平行的路线汇聚在下丘核(medial geniculate nucleus),到中脑的听觉中枢。
听觉系统和其他系统一样,具有上行和下行通路,且比其他感觉系统更加明显。下列传出纤维多来自橄榄核,它们在耳蜗之中分枝很多,与每一个毛细胞的基底部形成突触连接。

音调的辨别[编辑]

我们可以听到的波频为 20-20000Hz,在这个范围内我们可以辨别极小的频率差别,在 2000Hz 以内可察觉的差别约为 2Hz。音调(pitch)和频率(frequency)不同,音调指的是感觉经验,而频率为声音的物理特性。频率不是决定音调的唯一因素,而音调的改变和频率的改变也不完全一致。辨别频率有三种理论:

  • 地点理论(place theory)
此理论认为音调知觉决定于基底膜的波动最大的地点(“地点”应包含中枢接受兴奋的神经元地点),也就是说特定的神经元反应特定的刺激频率。
  • 齐发理论(volley theory)
此理论强调声音刺激的频率和神经放电的模式或时间有关系(例如:500Hz 的纯音应该代表每秒 500 次的神经冲动),意味着众多神经元同时反映一个声音的刺激。单个神经元的放电模式会反映刺激的频率,刺激频率的改变也会使放电模式改变,而频率和神经冲动的一致性若由数根纤维来达成会比由单根纤维达成更为精准,因此用“齐放”来形容。
  • 双重理论(duplex theory)
结合了地点理论和齐放理论。我们观察到基底膜的波动最大的地点与频率有关,刺激频率变了,基底膜的波动最大的地点也会改变。例如,人们观察到在某些频率的声音刺激时,耳蜗内可以完成一种傅立叶分析;不同的频率表现在基底膜不同的地段上。基底膜上的表面随着演化的过程中的加长,毛细胞、神经纤维的增加,都使得辨认听觉频率更加的精确。

在脑中,各级神经元各有其最敏感的频率。我们可以用神经元放电的时间模式来作为音频讯息的编码过程,其中包括以兴奋细胞的分布来编码(又称地址编码),以及从神经到听觉皮质的各级中枢神经元放电时间模式来编码。

声音的定位[编辑]

听觉定位的原理为,两耳之间声音强度的不同以及声音到达两耳的时间不同的情况下,两耳处理系统的结果。对于低频的声音定位,最重要的线索是声音到达两耳的时间差;而对于高频的声音定位,主要是靠两耳之间的强度差。在最好的条件下,一个人判断声源方位可以达到只有一度的误差。
人类两耳在听到声音时,声源位置的察觉可能是由中枢内许多细胞的特殊的空间和时间模式所产生,也可能是更高级中枢的某种处理结果。
在分析猫的皮质神经细胞反应时,没有发现听觉空间的特征侦察器;但在猫头鹰这类靠精准听觉定位系统来猎捕动物的鸟类脑中,在相当于下丘核的部位,发现了某些细胞的排列很像空间中的球体代表。每一个细胞都具有空间的特异性,具有像小圆椎体的感受器,圆锥尖端都辐合于猫头鹰的头部,每一个细胞只对于自己圆锥感受器的声源刺激敏感。在猫头鹰的听觉顶盖部(optic tectum),听觉和视觉的感觉系统互相符合,且所有的听觉细胞对于空间方位都相当敏感,给予确认猎物位置的双重讯号。此为猫头鹰生存所需,亦为天择的产物。

聋及其康复[编辑]
  • 听觉障碍的类型
    • 传达聋——外耳和中耳的病变有关的失听
传导聋涉及了使耳蜗兴奋的机械装置。可能是因为耳垢度塞住了外耳道、中耳炎或耳骨的错位妨碍运动等等。一般来说,中耳功能障碍造成的听力障碍或降低对一切频率的敏感性,且对高频率的敏感性丧失较多。
  • 感觉神经聋——因耳刮或听神经的受损产生的听觉障碍
感觉神经聋可能是因为强噪音、药物、感染、疾病、颞骨外商、显管障碍、衰老等等因素,这些情况都可能对空气传导、骨头传导声波造成障碍,使完全丧失听力。
药物引起的听力丧失多是受药物毒性的影响。比如说链霉素(Streptomycin)、卡那霉素(Kanamycin)、庆大霉素(Gentamicin)虽然对结核病有很好的疗效,但其中的耳中毒性质(ototoxic properties)会使病人的耳蜗和前庭受到伤害。利用组织学检查发现,链霉素会破坏基底膜底部(靠近卵圆窗的部分)以及毛细胞,使病人丧失高频率听觉,甚至完全丧失听觉且不能恢复。
噪音引起的听力丧失主要是因为内耳机制受到破坏。若内耳组织发生变化主要是毛细胞被破坏,且外边的毛细胞比内边的毛细胞更容易受到影响;若是长时间处于高强度的噪音下,整个柯氏器都会被破坏。有时局部伤害就算没有另外的受伤也会扩散。
  • 中枢聋——由于中枢的听觉通路(脑干、视丘、大脑皮质)的损伤产生的听觉障碍
中枢聋往往是由脑伤所引起,但这种聋较少,因为很少有脑的两侧同时受伤。
  • 治疗耳蜗性聋的方法
借由用电流刺激听神经的方式(因为毛细胞遭到破坏,但听神经仍完好)来使之兴奋,而此兴奋传入脑内后可以唤起听觉。最理想的方式是利用扩音器控制电刺激,以此模拟毛细胞产生的兴奋来诱发听神经的兴奋,虽然不能被称作治疗,但能让病患听到人们的说话声。

前庭讯息的处理[编辑]

前庭系统的讯息处理使眼、头、身体能够作出补偿的运动以对抗各种机械运动。从内耳的前庭感受器出来的神经纤维进入脑干的低级中枢,与前庭核(vestibular nuclei)的神经元形成突触连结。小脑为及重要的运动中枢,某些前庭神经纤维会绕过前庭核直接进入小脑。
前庭也常常使人晕船或是晕机,这是身体的加速度感受器引起前庭系统兴奋所导致的现象,我们称之为晕症(motion sickness)。热也能产生相同的效果,比如说在耳朵里灌温水,会引起内耳的淋巴液运动,产生机械刺激导致头晕。因药物或抗生素中毒而伤害前庭系统的病人不会有晕症。

嗅觉讯息的处理[编辑]

嗅球的传出经由嗅束分别送到几个皮下部分(特别是与边缘系统有关的部分),接受嗅球传入讯息的皮质主要是大脑半球底面外侧的皮质。
在近年对于鼻腔的嗅粘膜和嗅球的解剖研究发现,这些部位在反映个气味上有区域性的划分,也就是说一定的区域对于一定的气味特别敏感。然而,确定各气味的感受区极端困难,因为划分气味本身就是一个难题,至今仍未找到气味分子的特定化学成分。因此,研究嗅觉的讯息处理遇上了阻碍,因为我们发现分子的大小和形状这类的化学特性和嗅觉系统的讯息编码过程没有太大的关系。

味觉讯息的处理[编辑]

味觉讯息经由三条脑神经送入脑中,分别是颜面神经中的谷索神经(chorda tympani),传送舌头前三分之一的味觉感受气的讯息;舌咽神经(glossopharyngeal nerve)传送舌头后三分之一的味觉感受气的讯息;迷走神经(vagus nerve)传送软颚和咽部的味觉感受气的讯息。这些传送味觉讯息的神经有些与延髓中的孤立核(solitary nucleus)的神经元形成突触连结;有些与桥脑中的味觉中枢的神经元形成突触连结。突触神经元的轴突将味觉讯息传到视丘,再由视丘神经元传到大脑皮质的味觉区。
味觉的讯息处理较少被研究,除了是因为人们觉得味觉比较简单外,味觉对现代人的生存已无太大影响。神经学家在味觉主要进行的细胞放电纪录主要是分析咸、酸、甜、苦的讯息编码。一派学者认为,一种细胞只反应一种味觉刺激;另一派认为味道是由众多细胞不同的兴奋模式整合所决定,称为交叉纤维模式理论(crossfiber patterning theory)。

结构主义[编辑]

结构主义心理学家的基本假设是,知觉受假设和期待的影响。有可信的实验支持这一假设。在布鲁纳等人的研究中,给被短暂的呈现扑克牌,其中一些牌的颜色不正常,如黑色的心。当要求被试着指出扑克牌的花色时,被试者的反应有时会受他们的期待影响,例如黑色的心被认成其他颜色。也就是说,颜色知觉既是受上而下加工,也受下而上的影响

大小恒常性误用理论(misapplied size-constancy theory)

哥里高里用结构主义理论解释了一些常见的视觉错觉现象,例如穆勒—莱耶(Muller-Lyer illusion)。这是两条等长的线,但两边有不同方向的箭头,其中一条的两端指向内,另一条的两端指向外,视觉上我们会觉得箭头向内指的那一条比较长,他认为,箭头向内指的图案类似于屋内的拐角,而箭头向外只的图形看起来向屋的外角。因此我们会认为箭头向内指的图案在三维空间中离我们较远,这是由于一些用于产生三维物体的大小恒常性过程被错误的用在了二维图形上,因哥里高里把他的理论称为大小恒常性误用理论(misapplied size-constancy theory)

大小恒常性误用理论也可用来解释旁诺错觉(Ponzo illusion),在延伸的路上有两颗大小相同的球,但是远处的球看起来会比较大,按照大小恒常性误用理论,在三维表征中,因为一圆看起来比较远,就像是在向远方延伸的路上。既然两个圆的视网膜成像是相同大小,则位在道路延伸的球就会比较大。

生态学理论[编辑]

吉布森认为,知觉的各种理论都应该更加关注现实世界中的知觉,而不是高度人工化情景的实验室中的知觉。因此,他提出了视知觉的生态学理论(ecological approach)。这一理论的主要假设是,知觉与行动有密切关系。另一假设是,视觉环境提供的信息比结构主义心理学家所假设的更丰富和复杂许多。吉布森强调知觉中的自下而上加工的作用,并用他的理论详细解释了知觉是如何发生的。

通过吉布森讨论的一个特殊例子可以理解生态学方法。吉布森想知道飞行员是如何安全的降落飞机的。他发现,他们可以通过光流模式(optic flow patterns)方法得到有用的信息。在光流模式内,﹞飞机所要着陆的那一点似乎是静止的,而视觉环境中的其他一切,似乎都从那一点离开。如果飞机改变方向,光流模式中静止点的位置也相应改变。当飞机飞进着陆坪时,视觉环境中的一部分从极点离开的速度似乎有所增加。如果飞机加速,也会有同样效果。换句话说,光流模式提供了飞机方向、飞机距着陆坪的距离等信息。

吉布森对光流模式的研究有重要的理论意义。即在视觉环境中,确定那些当人们移动时保持不变的成分极其重要。这些成分,是是所谓的”不变因素”,它们提供了关于环境的布局、安排等信息。在光流模式中,极点是不变因素。另一个不变因素是水平线的比例关系,即物体高度与它的底部距地平线的距离之比。当观察者看的距离变化时,水平比例保持不变。

吉布森还提出了另外两个重要概念:共鸣和提供。吉布森认为,共鸣指使我们能认出、发现视觉环境中不变因素的过程,它们的工作类似于收音机。收音机必须调到适当的频率才能清楚的收到广播电台发出的信号,收音机与电磁波中所含的信息产生共鸣。同样的,当我们与视觉环境”和谐”时,可以轻而易举地发现不变因素。

“可供性”是指一个物体可被察觉的用途。例如笔是拿来书写的,书是用来阅读的。按照吉布森的观点,物体大多数的意义与它们可能的用途有关,因此吉布森提出一个争议性的假设:物体的意义是直接被知觉到的,而不是那些储存在长期记忆中信息的意义。

从积极的角度来看,吉布森假设视觉世界一般包含了所有基本知识所需的信息。这个假设是正确的。当观察者移动时更是如此。正如上面讨论光流模式 时所说,在日常视觉环境中,通常比在实验室中能得到更丰富的信息

从消极角度由于吉布森的整个理论未能具体说明知觉中所含的过程,所以遭受了批评。他假设不变因素和可供性都可以用一种相对直接和自动的方式得到。事实上,视知觉是由复杂的内部过程产的,吉布森忽视了大多数知觉过程中视觉刺激所含的复杂意义。

物体识别[编辑]

视知觉的主要目的之一是识别物体,即认出视觉环境中的物体。正如汉夫里和布鲁斯(Humphreys & Bruce)指出,物体识别包括各种信息,其形成主要依赖视觉、触觉和动觉的协同活动。视觉使人获得物体在视网膜上投影的形状。其中的知觉线索包括.物体在视网膜上的投影、视线沿物体轮廓移动时眼球运动的信息,以及在排除视觉条件下用手沿着物体边界产生的触摸觉。所有这些都为大脑提供了物体形状的暂时神经联系,经过综合分析形成对物体的形状知觉。

马尔理论[编辑]

对于一般视知觉,尤其是物体识别来说,马尔提出的理论是最有影响力的理论之一。按照马尔的计算理论,视知觉比我们通常所认为的复杂许多。他提出,视知觉包括产生三种视觉环境的表征或描述:

1.要素图:这种表征是二维的,包括轮廓、边界和斑点等信息;通过使用视觉场景中光强度的变化,可以获得这种信息。

2.二又二分之一维要素图:这一表征使用阴影、双眼视差、运动等方面的信息形成相对深度和可视表面方向的描述。

3.三维模型表征:这种表征在两方面比二又二分之一维表征更强:它是三维的,独立于观察者的视觉位置。

三维模型表征是理解物体识别的最关键之处。马尔和尼什哈拉(Marr & Nishihara)提出,三维模型表征中的物体可以描述为是由相连接的圆柱体集合组成的。每一个圆柱体都有一个主轴。主轴信息一般可以从所有观察位置来确定。按照他们的观点,其他信息(精确形状)不能从不同的视角稳定地建立,在物体识别的作用较小。当基于视觉刺激主轴建立的三维模型表征与长时间记忆中储存的大量三维模型表征匹配时,物体被识别出来。

马尔和尼什哈拉(Marr & Nishihara)用他们的理论方法,解释了人体及其部分再三维模型表征中的表征方式:

“首先:人体的外型呈现一个轴,这个轴可以用来具体说明手臂、腿、躯干和头的位置。而每个部分的位置又由他们自己的轴来说明。......这样画出来的形状是圆柱形的,但这纯粹是为了方便,正是轴代表了形状的空间特性。”

如何找出一个物体的主体呢?马尔和尼什哈拉(Marr & Nishihara)认为,凹陷处或轮廓线上向内指的部分,可以用来辨别物体的主要部分,然后再找到每一部分的主轴。例如于手臂与躯干乡连处有凹陷,因此可以把手臂视为单独的部分。

跨感官知觉整合[编辑]

多数研究偏重单一感官的讯息处理,但人类日常生活中是以多个感官感受外在的世界,大脑将不同感官产生的感觉整合起来之后,变成一个完整的知觉经验。例如,下雨天的时候,视觉上可以看到雨滴飘落、乌云密布;听觉上可以听到雨滴的滴答声、远方的雷电轰隆声;嗅觉上可以闻到下雨天的味道;肌肤触觉上可以感受到雨天的潮湿、雨滴的冷冽感等等,大脑虽然接受到不同感官传入的讯号,但不会将这些讯号视为散杂的形状、颜色、距离、声音、味道、质感等不同感觉,而是将其统合,成为我们所知的“下雨天”,借此我们能利用这个基础的知觉经验,进一步处理有用的资讯,影响更高层的意识、认知功能。日常生活中,这些感觉通常是一致的,建构出一个最贴近真实情境的知觉;而当感觉存在分歧的时候,在统合的过程中必须对这些感觉讯号有所取舍,这也是研究者有兴趣的地方,借由冲突的感官感觉,便能让我们更深入的了解大脑如何将不同的感觉统合。

1964年,Rock和Victor首先探讨了视觉与触觉的冲突,他们将一个正方形塑胶板,借由透镜把正方形的某一边放大,使其看起来为长方形,并请受试者分别以视觉比对、触觉比对、纸笔描绘的方式,描述出他们知觉到的形状。结果发现,不管描述的方式为何,受试者大多认为该塑胶板为长方形,因此发现当视觉和触觉有冲突的时候,大脑倾向以视觉主导知觉。
另外在1998年,Botvinick和Cohen发表了同样著名的橡胶手错觉(rubber-hand illusion),他们将受试者的其中一只手以挡板遮住,取而代之出现在受试者眼前的是一只橡胶手。当受试者将注意力放在橡胶手上时,他们用毛刷同时轻刷受试者真实的手及橡胶手。这时受试者多会有橡胶手就是自己的手的错觉,一旦用利器戳刺或是钝器重击,都会使受试者被惊吓到或是产生痛觉的感觉,再次证明了视觉的影响力大于触觉。
其他例子可以参考下述生活应用中的McGurk effect(此是视觉与听觉共同作用下的效应)、镜像疗法(Mirror box therapy)(此是视觉反过来影响知觉的例子)

最大似然估计假说[编辑]

研究者相信,大脑会统合之前的经验,并根据贝式定理来估计真实情境的几率:
假设感官讯号为事件、情境为事件,大脑自经验中可以知道某情境出现的几率是,其为一种先验几率;而大脑接受到外来刺激输入后,透过最大似然估计得出某情境下发生感官刺激的条件几率,称之为似然几率。根据贝式定理,我们便可以估算出在这些感官刺激下某情境存在的条件几率:



其中的似然几率就是最大似然估计假说想要处理的部分。经过许多实验后,发展出感官整合模型,运用最大似然估计(maximum likelihood estimation,简称为MLE)来作为理论的假设。由于每个感官讯号都存有不同程度的噪声,因此我们说感官讯号是对真实世界的估计也不为过,根据统计学,经过多次估计后感官讯号对真实世界的估计应该会呈正态分布,根据最大似然估计的假设,我们知道若要求得最佳统合估计值,需要对每一个感官估计做加权,因此感官讯号对真实世界的估计可以由以下的公式描述:
假设是感官讯号对真实世界的统合估计,代表不同感官,且不同感官讯号有一个的权重,不同感官讯号的常态分布拥有一个的变异数:
,其中
我们由来看这个式子,越小,意思是这个感官每一次的估计不会相差太多,对于大脑来说代表着一个较可信赖的感官讯号来源。回到公式来看,越小,公式中就会越大,因此这个可信赖的感官其权重就会越大,占比就会比较大,和我们上述推论的恰好一致。这里要注意,同一个感官讯号会随着情境的不同,而有不同的估计误差出现,因此,大脑对真实世界的估计需要由当下感官讯号的相对可靠度来调整权重。讯号整合后除了可以影响到我们知觉到的各种感觉,认知系统另外将这些整合讯号作为知觉整合的资讯,从不同可能中挑出发生几率最高、整体性最强的整合方式作为知觉整合(也就是前面提到的贝式定理)。

我们可以藉腹语术来检验上述的理论,当一位腹语师在表演时,我们可以分成两个情境讨论,并结合贝式定理与最大似然估计假说:

1. 人偶只是动嘴巴,声音是从腹语师身上传出来的
人偶只是动嘴巴,声音是从腹语师身上传出来的的先验几率相较下较大。但由于在日常生活中,视觉相较于其他感觉是较为可信的,权重自然会比较大;而听觉的定位能力较差,因此权重也就比较小。当视觉和听觉同时输入,由于视觉占的权重相较大,我们会以为视觉定位的位置就是听觉定位的位置。在这情形中,视觉定位的位置就是听觉定位的位置发生几率是很小的,也就是视觉定位的位置就是听觉定位的位置人偶只是动嘴巴,声音是从腹语师身上传出来的的似然几率很小,由贝式定理

人偶只是动嘴巴,声音是从腹语师身上传出来的视觉定位的位置就是听觉定位的位置
人偶只是动嘴巴,声音是从腹语师身上传出来的视觉定位的位置就是听觉定位的位置人偶只是动嘴巴,声音是从腹语师身上传出来的

我们得知在感官整合的条件下,人偶只是动嘴巴、声音是从腹语师身上传出来的几率相较下是比较小的。

2. 人偶在说
人偶在说话的先验几率虽然不大。但人偶在说话的情境下若是视觉定位的位置就是听觉定位的位置,感官的整体性是相当强的(说话的时候动嘴巴),也就是视觉定位的位置就是听觉定位的位置人偶在说话的似然几率是很大的,由贝式定理

人偶在说话视觉定位的位置就是听觉定位的位置人偶在说话视觉定位的位置就是听觉定位的位置人偶在说话

我们得知在感官整合的条件下,人偶正在说话的几率比1的情况来的大,因此人脑选择了发生几率最高的情况,让我们认为人偶正在说话。

联觉[编辑]

在讨论跨感官知觉整合的时,我们也可以一并介绍一种跨越不同感官刺激所引发的感知,也就是所谓的“联觉”。

联觉,又称为共感觉、通感或联感。是指当人接收到一种感官刺激或认知途径时,同时自发却非主动的引起另一种感知或认识,是一种无意识的现象。最常见的例子是不同数字或字母具有不同的颜色(例如:红色的A、蓝色的B、灰色的1等等)、一礼拜中不同天会引发不同的颜色知觉(例如:星期一是洋红色的、星期二是亮黄色的等等);而也会有人出现不同感官间的联觉,像是听觉产生颜色的视觉反应(例如:听到D大调会看到蓝色、D小调会看到石墨的黑色)或是听觉产生味觉反应(例如:听到二度音程会尝到酸味、三度音程则是苦味)。

联觉有时会被称作是神经系统疾病,可它其实通常并不会对日常生活造成太大影响。而各种形式的联觉出现比率其实不低,根据2006年Simner与Mulvenna等人的对将近1700人做抽样研究,平均每23人中会有1人拥有联觉,约占成人人口的5%。古代,联觉常被认为只是一种心理现象,经常出现在诗歌或是艺术中,十八世纪末,德国浪漫派作家E.T.A Hoffmann就曾经在故事中描述了:“身上外套的颜色是升C小调,领子的色彩则是E大调。”早期的科学界对于联觉的存在与否是抱有高度怀疑的,在十九世纪中期才开始有人对联觉进行严谨的心理学研究,尤其以Francis Galton的Inquiries into Human Faculty and Its Development最为知名,使联觉为世人所知,促使更多严谨的相关科学证据被发表,佐证其真实性及稳定性,学界才普遍接受这些主观知觉的存在。但尽管实验客观地证实了其存在,联觉仍是一项高度受到感性影响之体验,因此不同联觉人之间的联觉经验都会有所不同,仅能在集中分析后找到其中一些潜在的相似性。但在忽略各种差异性的下,精神科学家Richard Cytowic仍定义出了以下几点的联觉诊断标准:


  1. 联觉是不受主观控制而且自发的;
  2. 联觉感知具有空间上之概念(如:联觉人可以利用“看向”、“去往”等词汇具体表达感知产生之地点。)
  3. 联觉感受是简单而基本的(如:会有与颜色的联想,但不会复杂到构成一幅完整图像。)
  4. 联觉感知是可以被记忆的
  5. 联觉具有心理学上之实际影响


就整体而言,联觉有“投射型联觉”与“关联型联觉”两种形式。投射型联觉发生时,联觉者会看见实际的颜色或形状等。例如听见车子的喇叭声时,眼前会出现红色的圆形。而关联型联觉则会在外在刺激与内在被触发之感觉间感受到一种不由自主而强烈之连结。例如听见车子的喇叭声时,认为那个声音是红色的。另外有研究者发现,联觉会因人而异,同样是字母产生颜色的视觉反应,不同人看到同样的字会有不同的颜色,但是又发现有些字在统计上来说有相当大的比例是相同颜色的(例如:红色的A);而联觉具有固定性,同一个人对同一个字母所产生的颜色是固定的,不会因为时间而改变字母与颜色间的关系。

任意两种感官之间都可能产生联觉。以下是几种相对常见的联觉类型:

  • 字位→颜色联觉:最常见的一种联觉,字母与数字会变色或染色,特别的是就算是不同语言的文字也可以有颜色
  • 色联觉:声音与颜色间产生连结的一种联觉,如上述的车子喇叭、D大调的颜色
  • 空间序列联觉:数字与空间产生连结,不同数字会有不同的远近程度与空间位置,而有此种联觉的人通常记忆能力较好
  • 序数语言人格化:数字或字母等有顺序的东西可以联想到有不同的个性与性别

其他的联觉较不常见,例如:数字型式联觉、听觉→触觉联觉、恐音症、镜触式联觉、词汇→味觉联觉等等。


经过现代的科学研究,科学家尚未对联觉的产生机制做出结论,现行的解释如下:

  • 大脑感觉皮质区域的过度交叉活化

透过脑造影技术,当联觉发生时,大脑皮质有两个以上的感觉区域出现同时活动或共同作用的情况,科学家因此推论是由于神经过度连结,造成部分脑区出现交叉活化的情形,通常这是因为新生儿时期的神经连结未修剪完成。在很多灵长类的胚胎及幼体的解剖中,可以发现很多这类过度连结的情形,而从人类婴幼儿的行为及对儿童的访问中,联觉的现象似乎非常常见,而在青春期可能因为贺尔蒙、脑部重整的关系逐渐消失。

  • 神经回馈异常

正常状况下,神经的兴奋与抑制应该是平衡的,而当神经的负回馈路径没有正常作用时,就会产生联觉。科学家推测,在拥有联觉的人的大脑中,统合感官讯息时的回馈讯息若没有被正常抑制,可能就会干扰到较为早期的感官讯号,产生联觉现象。这样的现象可以在后天出现联觉的人身上看到,像是服用神经药物、中风、颞叶癫痫发作、失明或失聪等病人。

  • 讯号中的意义激发的知觉

由于许多联觉会被输入讯号中的意义影响(讯号本身含有的意义甚至比讯号性质还重要),因此科学家认为联觉在本质上是大脑理解语意的现象。举例说明:“S”和“5”在外观上是十分相像的,研究发现若将一个长相介于两者的符号放在不同情境下,联觉作用下产生的颜色便会不一样。如果将这个符号放在数字中,这个符号就会被理解成“5”,因而拥有了“5”的颜色;如果将这个符号放在字母中,这个符号则会被理解成“S”,因而拥有“S”的颜色。因此联觉的研究会牵涉到人脑如何自感官讯号中抽取、处理符码中代表的意思,使得联觉研究对我们理解大脑有所帮助。

在不同文化脉络下,社会对于联觉者的观感也会大相径庭,甚至因此对联觉者形成社会文化压力。就具“先天联觉”之联觉者而言,有机会与他人分享对于某特定感官刺激之感觉前,他们通常不会意识到自己所持有之感官连结经验是特别的。在个人主义盛行、强调个体独特性的欧美社会中,联觉常会被与创意、想像力等正面特质做连结。但在重视团体一致性之亚洲社会,这样的经验却可能被视为是一种不正常、甚至是缺陷。这样的评论会对联觉者造成社会压力,并使他们倾向于隐藏自己异乎寻常的感官体验,以免因此被他人贴上污名化的标签。

感觉替代[编辑]

  科学发展日益进步,科学家现在已经可以用科技使得人类的其他感官有能力替代失能的感官。以下用表格说明几项研究:

感觉替代研究整理
研究 替代关系 研究者 方法
声景技术(Soundscape) 以听觉代替视觉  斯特里姆阿密特(Ella Striem-Amit) 将视觉影像,包括各种复杂的字或图形,以声音的频率、强弱及出现时间来表征。
舌头触觉视觉化 以视觉代替触觉 柯芝马瑞克(Kurt Kaczmarek)和狄妥(Maurice Ptito) 在舌头上放置电极,将舌头上的触觉影像转换成电刺激而产生视觉。
前额视网膜系统 (the Forehead Retina System) 以直接的电讯号刺激代替视觉 菅野米三(Yonezo Kanno)和馆暲(Susumu Tachi) 借着贴在前额叶上的电极使得色盲可以感知、辨识颜色。

情感与身体[编辑]

我们通常认为情感只发生在人的心里,但大量的证据表明,情感牵连到人的整个身体。根据《国家科学学院》(National Academy of the Sciences),一个来自芬兰的研究团队收集了约700人在经历某些情感时身体体温的改变,发现其中有惊人的相似之处,得出了情感与身体有所关联的证据。 此次研究共召集了700名来自芬兰,瑞典和台湾的受试者,让他们先观看电影或聆听能够激发特定情感的故事,接着研究员让他们以颜色划分感觉活跃和不活跃的身体部分。每张人体热能图都是不同的,但当研究人员将它们统一进行分析后,得到了一系列鲜明的模式。“我们的研究结果显示,不同情绪的身体反应部位如此明确。” 此项研究的主发人Lauri Nummenmaa说,他是芬兰Aalto科技大学认知神经系的助理教授。例如,当人们愤怒时,头部和胸部温度会升高;当人们快乐时,整个身体都会趋向发热;而当人们羞愧时,热焦点则集中在脸上;同理,骄傲时胸腔会热起来,而抑郁则导致手脚变冷,活力降低。 除了情感会影响体温之外,也有研究指出情感会影响身体疾病的产生。密歇根州的一项长期研究观察到女性在面临与伴侣的争执时强压下来的怒气会导致她们死于心脏病、中风和癌症的风险增至2倍。然而,让怒气爆发也并非是好事。愤怒的宣泄可能只是短短几分钟,却可能会导致血压和心跳率增高,心脏病发的几率更提升近2成。另外,妒嫉是害怕、压力和愤怒的结合体,妒嫉者会有血压高、心跳率和肾上腺素的水平上升的状况,免疫力则会下降,还会出现焦虑的症状。 相反的,怀着感恩的心和情感则会增强免疫力、减低血压和加快自愈的速度。根据美国心术研究罗林‧麦克雷提(Dr Rollin McCraty)医生解释,爱、感恩、知足等情感会激发催产素的分泌,让神经系统放松,消解压力。除此之外,专家发现感恩之情导致心脏和脑部四周的电波活动更和谐,运作更有效力。


感官与情绪[编辑]

大家是否有在听音乐或者是观赏影片时,是否有这样的经验:突然感受到一种无法言喻的欣快感,全身的皮肤像通电了一样,感到全身上下一阵轻微的、痒痒麻麻的感受(Paresthesia)?这个现象叫做Frisson,法文原意是“颤抖”,用通俗的讲法,就像是“感动得起鸡皮疙瘩”的感觉。就像是前述的一般,这样的现象一般会透过视觉或听觉引起,尤其在音乐上被观察到,虽然确切的刺激可能引人而异,但引发此反应的乐句特点一般都是在乐句中出乎意料的倚音(appoggiatura;或“装饰音”)或转调(Modulation),除了上述的皮肤反应外,也会有瞳孔放大(Mydriasis)的现象,只是一般不易察觉。这样的反应,和脑中回馈系统(Reward System)还有交感神经系统(Sympathetic Nervous System)的作用相关,而这样的感官现象,一般可以持续数秒钟,而低温的房间和较大的音量可以增强这样的效果。而过往的研究则指出,这样的反应,在情绪方面和类鸦片受器(Opioid Peptide Receptors)相关;另外,也有研究指出,快速变化的音群(不论是在音量、音高等)都可以有效刺激自主神经系统,进而刺激此现象的发生。

最新研究[编辑]

脸盲症的治疗与国外最新研究[编辑]

脸盲症(prosopagnosia)[编辑]

脸盲症(Prosopagnosia,face blindness),又称面部识别能力缺乏症,是一种面部认知的认知障碍。识别熟悉面孔的能力有所损害,其中更包含自己的面孔(自我认知)。与脸盲症相关联的大脑区域为梭状回(fusiform gyrus)。仔细一点来说是梭状回的fusiform face area(FFA)。梭状回能够对非脸的视觉形象产生像脸的认知,因此如果梭状回有所损坏,就会失去辨识人脸的能力。脸盲症可分为先天性与后天性。先天性的脸盲症患者,从生下来就未曾开发识别面部的能力,而后天性的患者则为枕颞叶损伤引起,最常见于成人。脸盲症有两种主要形式,分别为“统觉性脸孔失认症”和“联想性脸孔失认症”。“统觉性脸孔失认症”(apperceptive prosopagnosia)的病患无法整合脸部各个元素,对他们来说,没有“脸”这样子的视觉讯息。他们无法看出两张照片里的同一个人的脸孔经过小小的调整、装饰后是否为同一张脸;相反的,“联想性脸孔失认症”(associative prosopagnosia)的病患可以从两张不同照片中看出它们是否为同一张脸,却无法把这脸孔与他们记忆中熟人或名人的脸孔连结在一起。熟悉的面孔是在他们的记忆里的,只是他们无法从记忆里回想出来罢了。这两种状况都导致病患在日常生活中与人互动时无法认出熟识的人,也可能把陌生人当作熟人看待。

传统(目前)治疗方法-土法炼钢[编辑]

诊断[编辑]

研究者会透过多种测试去评估个人的脸孔辨识能力以及基本认知能力与视觉功能,前者是对于脸盲症主要的判断依据而后者则是检视出每个人的基本视觉与知觉能力。

典型的测试有四种:

1.先记诵多个没有见过的面孔,然后再要求病人分辨

2.辨认有名人士的脸孔

3.同时看多张人脸,然后找出相似处与差异处

4.看人脸以分辨该人脸的年龄、性别与情绪

治疗[编辑]

大部分有脸盲症的人都发展出一套技巧,以避免发生类似尴尬的结果,像是尝试记住别人的声音、发型、衣着或走路的样子,而不是他们的脸,甚至避免前往那些可能会遇见熟人的地方。。常见的案例是跟熟识的同事做自我介绍,或是加入了一群不认识的团体,因为误认他们是熟人。跟认识的人擦肩而过却没有打招呼,则会被解读为冷漠。除此之外,有些人在人群中会惊慌失措,担心自己会与同行的伙伴走失。还有人担心自己到幼儿园里会接错孩子,把别人的小孩接回家。目前对于这种脸盲的症状仍无能为力,既没有治疗的方法,也没有药物可用。专家们多半会建议病患,把重点放在处理它带来的后果,并建议病人公开自己的状况,相信朋友和家人会对自己展现体谅。到目前为止,这仍是最好的建议。现今的患者只能通过记住人面孔周边细节—发色、发型或高度等细小线索—来辅佐认人,大多数轻度脸盲症患者在反复练习记诵之下,都可以成功无误地认清一些熟人,目前国外也已经出现成功治疗的患者—Oliver Sacks。然而,这种治疗过程相当困难且费时,还有不少缺点:

1.时间的不确定性:由于患者是借由细节记忆分辨人脸,一旦对方换了发型或发色,患者则需要重新再次去记住新线索好辨识熟人。

2.治疗效果有限性:重度脸盲症患者的成功率低。

3.成功的有效性:患者仅能认出少数几位自己亲近的人,还是会影响正常社交。

国外最新发展方向[编辑]

国外目前有关脸盲症的研究主要有两个方向,一个为对传统治疗方法的改进,另一个则是开发新的治疗方法,内容主要是朝研究超忆症与先天性脸盲症。

大脑辨认脸孔的神经过程-超忆者认脸功能的奥秘

1.超忆者定义:

拥有超常自传性记忆,能在不刻意选择记忆记得自己发生的事情。在2006年首次描述超忆症的症状:不正常地花费大量时间思考自己的过去且具有超常能力回忆自己过去的特定个人事件。而他们对于记忆容貌也有超乎常人的能力。因此科学家期望能从研究此类病者治愈脸盲症。

2.研究发现:

(1)超忆症者连接大脑中间和前部的白质—跟自传式记忆相关的区域—比常人更强健,或许可以从中找出实际治愈脸盲症者的方法,然而较少研究往这方面发展。

(2)在看见人脸时人的眼球运动研究中发现,超忆症者的眼睛停留在鼻子的时间较正常人与脸盲症患者长久,这或许可以显示脸孔的中央区域—尤其是鼻子—是我们要认出别人时最重要的辨识容貌资讯部位。

猴子色盲的研究[编辑]

研究者发现,除了夜猴和吼猴之外,剩下的约130种新世界猴中多数雌性和全部雄性是色盲。而“旧世界”的灵长类动物,包括我们智人,大多能看见人类看见的全部色彩。照理说色盲应该是个劣势的条件,毕竟视觉功能当然是越完备越好,例如色盲祖先或许很难看出别人在脸红,或者是无法挑选成熟的水果、分辨毒蛇的危险花纹。色盲早应该被淘汰了,为何有一块大陆上的猴子都是色盲呢?这只能代表色盲对他们是一种适应性的演化,并非缺陷,反而是带有优势的。为何有优势呢?大多是为了对抗善用“隐身术”的猎食者。宁运用出色的伪装能力,例如把外表颜色变得色彩斑斓,以利躲在颜色炫目的珊瑚礁中。或是塔自己伪装成沙子状外表而躲在砂石下等待猎物自投罗网。若是动物专注在颜色的呈现上,则会忽略狩猎者隐藏的“身体形状”。因此色盲动物去除了颜色的干扰,专注在图形的表现上,能更容易发现掠食者。另外,当黑夜来临,在低光环境会将视觉敏锐的优势消除。在黎明或黄昏的低光条件下,就算具有三色视觉的动物也无法看见颜色。这对于习惯了多色彩的世界的人类或猴子来说,是一个劣势。

资料来源:Goulart, VD Why did the monkeys of south America evolve to be colorblind? No One knows! http://www.slate.com/articles/health_and_science/science/2016/06/the_monkeys_of_south_america_evolved_to_be_color_bl

Charles Bonnet Syndrome-幻觉[编辑]

在目前的认知中,我们对于幻觉的了解,都假定他是脑部的神经受损,进而导致神经异常而看到幻觉。而对于这个异常的极大贡献者可能为负责进行“想象”的脑区受损,通常为前额叶。但是在最近的研究中发现,有部分患者在看到幻觉时是有知觉与意识的,他们知道自己所看到的景象都只是幻觉而已,这些案列就大大的打破了先前对于幻觉的假设,因为如果受损的区域为前额叶,那么对于能意识到自己是在看幻觉的现象就不会产生,而这群患者没有服用任何神经相关的药或罹患思觉失调症等精神疾病。而有一位学者名为Rosalie就把这类患者的症状称为Charles Bonnet Syndrome。这类的患者在视觉上都有缺陷,几乎呈现全盲的状态,但是他们都有一个先决条件-必须曾经有过完整的视觉。这类的患者在发病时会突然看到很多颜色,而发病时间不一定,而且维持的时间也不一定,有些持续了几分钟,而有些则持续了好几年。而这类的患者在fMRI的扫描下发现,在看到幻觉时,只有负责视觉区域的脑区处于活跃的状态,然而负责“想象”的脑区没有任何活跃的表征,所以这个发现再次验证了幻觉的产生不一定只发生在“想象”的脑区(但这并不能全盘否定所有的幻觉都是发生在相关的知觉区域,可能是案列的特殊性而已)。而目前科学家对于其运作机制尚未全面了解与解释,而且对于这个疾病的发生对象他们也不能确定,因为不是所有符合上述病患的条件的人就会看到幻觉,而除了视觉外,嗅觉与听觉都有相同的案列,从实验中观察到的结果也与视觉相同,都只有相关区域的脑区有活跃的现象,而前额叶则没有明显的活跃。所以如果科学家们能找出对于这个幻觉的作用机制,相信我们能对于知觉的机制会更加的了解与运用。

补充知识:一般的情况下,我们在真实世界中,利用我们的感官来“认识”我们所处的环境,然而我们的知觉其实并非我们所感受到的那么完善,通常脑区都会利用周围环境的资讯来进行整合处理,让我们看到比较完善的世界,如我们的视觉器官-眼睛,其实在产生视觉时会有盲点的存在,因为眼睛的一部分区域是没有感光细胞的存在,所以外界一部分的光我们是无法观测到的,如果脑没有进行整合处理,那么理论上来说,我们在看这个环境时,都会有盲点的产生,有一部分的地方看不到,然而事实上并不是,因为大脑会对于我们接受到的资讯作为整合处理,将看不到的区域进行“补偿”让我们能“看”得比较完整。然而大脑并非时时都是进行正确的补偿,偶尔也会发生小错误,虽然我们会突然感到怪异,但是我们还是会视而不见。而这种补偿的效果可以从我们闭上眼睛后,任然还是看得到有影像的产生,那就是大脑的补偿效果,只是视觉提供的资讯太少,就渐渐的补偿不到,而渐渐的失去视觉-看不到。所以大脑在没有视觉资讯的进入时,还是能利用补偿效果来产生视觉,这就是Charles Bonnet Syndrome可能产生的原因。而服用资料精神疾病的药物如LSD与Psilocybin时,其副作用会让服用者产生幻觉,他们会把所看到的干干的物体看成湿湿的,或者看到东西在呼吸,如果剂量高一点就会看到所有东西都在熔化,然后变成不规则形状。这些药物会作用在整个大脑皮质的神经细胞,所以所有的感官区域都会受到影响,发生异常,进而产生幻觉。这些药会结合到serotonin(一种神经传导物质)的受体上,影响神经细胞的讯息传递,而导致神经讯号受到干扰。目前科学家对于serotonin的作用机制尚未十分了解,只知道在某些疾病中,如思觉失调(schizophrenia)的患者脑中的serotonin的含量很高,而利用抗serotonin的药物能降低产生异常的现象(透过与serotonin竞争与其受体结合)。而Charles Bonnet Syndrome的患者如果服用对抗serotonin的药物,也能阻止对于幻觉的产生。目前能确定的是serotonin对于神经的讯号整合有一定程度的影响,其机制也尚未了解。所以科学家们对于人体脑内的作用机制其实是非常的不清楚而有待后续的科学家来突破,为脑内的运作方式得出解说。

资料来源:Cox, E. (2018). What causes hallucinations?. [online] Ted.com. Available at: https://www.ted.com/talks/elizabeth_cox_what_causes_hallucinations#t-316586 [Accessed 21 Dec. 2018].

人造眼的希望[编辑]

贵为灵魂之窗的眼睛,它让我们感受到阳光的灿烂耀眼、晚霞的绚丽以及种种美好的景色。然而,视觉系统受到损伤的患者不但无法体会这些看似理所当然的美景,生活同时间也充满了危险及不便利。为了造福视觉系统损伤的患者,目前医学科技似乎已能制造出足以取代上帝赋予的眼睛,即便这个研究仍在起步,但却是眼球受伤病人的希望。

美国波士顿退伍军人医学中心自1980年代成立后,即创立视网膜植入工程团队,经过36位成员于二十年的团队努力后,终于研制出一种人造眼。该研究团队的主要负责人,哈佛大学医学院的Joseph Rizzo III博士表示,这是采用生物电子植入技术,将摄取的影像透过发丝般的连接器传送到脑部,这可以帮助那些曾具有视觉能力,且其视觉神经细胞为完整的病人恢复视力;而那些天生就失去视觉能力或者患有青光眼的人,则无法使用这项技术。负责设计与测试此装置的麻省理工工学院电子工程学和计算机科学系的教授White Art,补充表示这个非常细小的装置极难组装,而且要防水防雾气,还要能够在眼睛内维持十年以上的时间。此外,美国加州史丹佛大学的研究人员,也模仿人类眼球的某些构造或功能,研制了一种人造眼睛,已经成功地在老鼠身上装了人造眼。而随着科学家的深入研究,想必人造眼的技术和成果在将来会有更大的突破。

资料来源:中国网 (http://www.china.com.cn/tech/txt/2008-02/29/content_11176946.htm)

嗅觉与费洛蒙[编辑]

嗅觉除了是侦查食物和找出食物位置的系统,也可以被用来侦查潜在的危险。此外,嗅觉也可以是一种强力的主动沟通形式。许多物种的成员会透过分泌和侦查被称为费洛蒙(pheromones)的化学信号来传递讯息,费洛蒙是一种化学物质,特定物种会利用其来发出性接纳、危险、领域界限及食物来源等讯号。

  • Mclintock 效应

长期同住的女孩们,若其中有人生理期来潮,不久后其他人的月经也会陆续前来报到。是什么原因造成女性们的生理期趋向一致呢?研究显示,无色无味飘浮于空中的费洛蒙会改变女性的生理周期。于1971年威尔利斯学院心理系的研究生 Martha Mclintock 的研究中,就观察到这个现象。这个研究有趣地指出大家的月经周期,似乎都趋向其中一位主导者的周期,这即称为“ Mclintock 效应”。进一步观察发现,趋于同步的不只是住在同一宿舍,还包含常在一起的好朋友间。

接着,Mclintock 收集主导者腋下的汗水,让参与实验的女子擦在上唇,另一控制组则是擦酒精。经过46个月后,前者的周期趋于一致,控制组则维持不便,这即说明了汗水中的费洛蒙提供了相互影响的无形管道,这与费洛蒙沟通或操纵有关。

  • 社交花蝴蝶

根据一份刊登在《类固醇生物化学与分子生物学》杂志的文章指出:“年轻女性不自觉地暴露在含有费洛蒙特质 5-alpha-16-androten-3-alpha-01的环境之下,一个晚上后,其社交行为会受到影响,并且与异性的互动会变得较为活跃,这种费洛蒙可能使女性感觉与异性相处较为自在,造成彼此较易相互吸引”,这即是“社交花蝴蝶”现象。

上述实验之受试者为男女各38人,他们必须戴着一条项链睡觉,且被告知那条轻质塑胶管制的项链里放有无害物质,实验组的参与者并不知道里面藏有浸过阴道分泌物或女性费洛蒙醇(Androstenal)的棉布;而控制组的项链里则是放有浸过氯仿的棉布。隔天早上,研究人员请参与实验者评估当日的情绪,特别是戴着项链期间的人际互动情形,他们必须仔细地回想早上遇到些什么人、说过什么话、当时何种情况、谁先开口说话等各种细节。结果发现实验组男性的人际互动没有什么不同;而女性之间的互动也无太大差异,但与男性的互动却有明显增多的情形,不但自觉与男性接触较自在,也比平常主动。

资料来源:〈基因的味道—浅谈费洛蒙与女性的密切关系〉

跨文化研究[编辑]

生活应用[编辑]

视觉[编辑]

夜盲症[编辑]

夜盲症(night blindness, nyctalopia)指的是在黑暗中或光线微弱处看不清楚东西的症状。这里要先强调,夜盲症并非单一一种疾病的名称,而是疾病的统称。疾病特征:周边视网膜的退化造成夜间视力明显衰退,无法看清楚影像。 夜盲症可分为先天性与后天性,先天性患者因为遗传因素,使视杆细胞发育不良,造成感光能力减弱,因此在较微弱的光芒便没办法正常发出讯号。 后天性夜盲症起因于患者缺乏维生素A,由于视杆细胞中含有视紫质(rhodopsin),其合成需要维生素A在体内转变为11-顺视黄醛,因此若没有摄取或是无法吸收适量的维生素A,就会导致视杆细胞异常而感光能力下降。

夜盲症依据成因和形态可以大致分为三种,即先天遗传型、后天疾病型后后天暂时型,详细介绍如下:

先天遗传型 有些人天生就有夜盲症,是因为身体内有突变基因(NYX gene),这个基因会制造出有缺陷的蛋白质,阻止光线讯号传入眼睛视网膜。先天遗传型患者,夜间视力衰退的状况会随年龄逐渐加重,甚至有失明的危险性。色素性视网膜炎就是先天性夜盲症的一个例子,如果罹患了这个疾病,在疾病早期,患者周边视力会受损,夜间看不太清楚东西,到了疾病后期,不论早晚都看不清楚,视野仅剩下中央部分。 对于先天遗传型的夜盲正,目前并没有十分有效的治疗法。但是能够透过避免紫外光照射、多摄取抗氧化食物(如维生素A、维生素C、维生素E、胡萝卜、蔬果类等等)减缓视力的退化。

后天疾病型 后天型夜盲症的原因有很多种,最常见是由糖尿病引起。因为糖尿病引起的病变会阻碍眼睛周围的血液循环,当养分无法借由血液传达,视网膜上嗷嗷待哺的感光细胞就会萎缩坏死,终致视力退化。 除了糖尿病以外,肝、胆、胰脏的疾病也会导致后天型夜盲症,因为这些疾病会阻止脂溶性维他命(A、D、E、K)的吸收,其中,维他命 A 是感光细胞最关键的养分,缺少则导致夜盲症的发生。 这种病状要预防就只能靠尽量将血糖控制在一定范围,减少视网膜病变发生概率。

后天暂时型 现代人爱美又是外食族,无论男女老幼,常因减肥节食、挑嘴偏食造成维生素 A 缺乏,暂时性的夜盲症因而发生。

后天性夜盲症患者可以摄取含有维生素A的食物,例如鱼肝油与奶制品等,或是摄取含胡萝卜素(beta carotene)的蔬菜水果,可在人体中转换成维生素A。

色盲症[编辑]

色盲(Color blindness),又称色觉辨认障碍(color vision deficiency),指看见颜色及辨别颜色的能力减退的状况。主要分为红绿色盲及蓝黄色盲两大类,发生率以红绿色盲为大宗,蓝黄色盲极为少见。视网膜上感光细胞有三种,分别为感应红光、绿光、蓝光的视觉感受细胞。由于人类感光细胞的基因来自X染色体,因此患有色盲的母亲必然会把色盲遗传到儿子身上。若三原色其中一种颜色辨色能力减弱,称该色色弱。若三原色中其中一种颜色不能辨识,则称二色视(如红绿色盲),若三原色都不能看剑,则为全色盲。

红绿色盲(red-green color blindness)[编辑]

红绿色盲症又称道尔顿症,患有红绿色盲的人难以辨认红、绿色调。大部分都是由遗传上的缺陷而来,称之为先天性红绿色盲,少部分是后天因视神经的疾病引起的。男性发生几率为4.7-8.0%,女性带因率为9-15%。此外,白种人患有红绿色盲的比例比非洲人或亚洲人高出接近一倍。

先天性红绿色盲:为X染色体上的含有色觉缺陷的隐性基因,是性联遗传。可分为两种:红色盲(protanopia,甲型色盲,第一色盲)与绿色盲(deuteranopia,乙型色盲,第二色盲),以及红色若和绿色弱。两者的症状很相近,临床上不易区分。红、绿色素基因为同一基因家族,两者差异为第五个表现子的序列差异。红(绿)色盲为缺乏红(绿)色素基因,缺乏感应红(绿)色光线的细胞、或红(绿)色素基因异常。

红绿色盲也分先天和后天,其中先天的红绿色盲也分先天和后天,其中先天的如上所述,为性联遗传。后天的则大多源自一些眼睛疾病,如视神经或视网膜病变。

症状︰患者对红、橙、黄等三种颜色都看成黄色,较偏蓝紫的颜色均视为蓝色,对绿色则非常不敏感,只看得到为黑灰白色等。

检验方法:若是先天性红绿色盲,可利用聚合酶链锁反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)、限制酵素(Restriction enzyme)切割以及定序分析。

蓝黄色盲(blue-yellow color blindness)[编辑]

站色盲中的极少数。患有蓝黄色盲的人难以辨认蓝色和黄色。蓝黄色盲包括蓝色盲(tritanopia,第三色盲)和蓝色弱(tritanomaly,第三色弱)。

全色盲(achromatopsia/total color blindness)[编辑]

全色盲为一种遗传性、非进展性的视觉障碍,其特点为视力降低、光敏度降低、及色觉缺失。在美国,大约每33,000个人中有1人患有全色盲。生理上是指眼球中椎状细胞缺少,或无作用,仅能依靠眼球中杆状细胞来感受视觉影像光线的强弱。 一般社会上存在的全色盲比例非常小,大约40,000个婴儿中有一个全色盲,常发生在近亲繁殖的地区。 但在太平洋上的平格拉普岛(Pingelap)和彭培岛(Pohnpei)上却有极高的比例为全色盲;约1775年的一场台风使得岛上只幸存约20人,其中生还的一人带有全色盲的隐性基因;因为岛上的基因库小,难以避免近亲繁殖,致使岛上全色盲的比例高于全世界其他地方的三万分之一,平格拉普岛人口约七百人,全色盲的比例高达十二分之一,这种造成全色盲的基因叫作马斯肯基因(maskun gene),岛上约有三分之一的人为带因者。

全色盲的诊断通常可以借由畏光和视力低下等特征提供必要的线索,视网膜的检查不一定能够检测出异状,利用经常使用的色觉检测方法,包括Ishihara假同色图测试、H-R-R测试和City University测试。通过一项特殊检查即视网膜电图(ERG)可得以确诊,视网膜影像的新进展也为病情的评估提供了更好的条件。

目前全色盲无法治愈,基因治疗方面的研究仍在进行中,未可能会有相关的临床治疗模式。狗和鼠的全色盲动物模型在恢复部分视锥细胞功能方面已显示出较有前景的结果。患者需要检查是否存在屈光不正,戴镜矫正屈光不正如远视、近视和散光可在一定程度上提高视力,但并不能恢复至一般人的正常视力水平。

色彩通用设计(Color Universal Design)[编辑]

对于辨色能力正常的人来说,要分辨红色和绿色的交通号志相当简单,但如果是一个红绿色盲看到的话,如果号志旁没有其他的说明或可以分辨的特征,就会无法分辨。色彩通用设计是1针对色觉障碍者的设计辅助,目的在于使用特定的颜色设计,使色觉障碍者也可以和正常辨色能力者顺利分辨颜色。色彩通用设计的要旨为3+1原则:

1.调整亮度,增加彩度,使用同色系不同深浅的色彩。

2.改变形状或增加图示,增加纹路。

3.确保在沟通时易于表达颜色的名称。

+1.设计出视觉上友善且美丽的样式。

四色视觉(Tetrachromacy)[编辑]

常有人说女性似乎有更优越的辨色能力,能够细致的分辨各种颜色。这固然可能有文化上对于不同性别加诸的刻板印象,但是事实上的确有女性可以比其他人看到更多的颜色,有兴趣的可以延伸阅读这篇文章。这种现象是指生物拥有四种感觉不同光频率的感光受体,而由于这样的色椎细胞基因在X染色体上(参见红绿色盲条目),而又由于这个基因有两种不同的等位基因,两种基因所感知的光频率略有不同,较罕见的等位基因对应的光频率位在一般的红绿受体之间。由于这个基因位在X染色体上,女性因此有机会可以获得两种不同的的受体(即异形合子heterozygous),因此而拥有四色视觉。过去的研究指出,约有百分之二到三的世界女性有这样优于常人的辨色能力。

黑暗适应(dark adaptation)[编辑]

当我们去看电影时,从原本光线明亮的走廊,走进灯光微弱的放映厅中,一开始会没办法清楚的看到身旁的座位与手上的爆米花。但经过一段时间后,就可以比较清楚的看见这些东西。明明周围的光线没有变得更明亮,那为什么眼睛所看见的东西变得清楚了呢?有两个原因使眼睛可以在黑暗中适应:瞳孔反射以及视紫质(rhodopsin)合成。

第一个影响的因素是瞳孔反射(pupillary reflex)。瞳孔有如照相机的光圈,是掌管进入眼睛中光线的多寡。当眼前的光线增加时,为了避免过多光线进入视网膜而造成伤害,因此副交感神经兴奋,使得瞳孔缩小,让进入的光线减少;相反地,当眼前的光线减少,交感神经兴奋,使瞳孔放大而有更多光线进入。一般而言,瞳孔缩放的时间相当快速,可以在一两秒内完成。要观察瞳孔的缩放,可以准备一个镜子和手电筒,在一个光线微弱的暗室中,在黑暗中经过一段时间观察镜子中眼睛的瞳孔大小,接着在打开手电筒照自己的脸,同时观察镜子中瞳孔大小的变化。测试结果会发现瞳孔放大了,而且放大的时间大约只需要一两秒而已。

但瞳孔的放大没办法完全解释眼睛适应黑暗。如果只有借由瞳孔放大才能适应黑暗的话,那么当我们进到电影放映厅中,应该只需要一两秒的时间就可以看清楚周遭的东西了,但 事实上我们需要更长的一段时间,因此势必有另一项因素可以使眼睛适应黑暗。第二个因素是视紫质的合成,当我们走进暗室中,除了瞳孔会快速放大以外,此时视网膜上的视杆细胞会开始合成更多的视紫质,这些视紫质可以帮助视感细胞的感光能力变得更强,因此经过一段时间后,就可以适应黑暗中的景象。不同于瞳孔反射的是,视紫质的合成需要更多时间,看环境的光线明暗而定。例如要到户外观星的时候,如果刚从有灯光的室内走到室外,即使天空万里无云,周遭也没有光害,但还是没办法看见所有星星,在黑暗中等待大约数十分钟的时间,会发现自己能看见的星星愈来愈多,原本只能看到比较明亮的星星,之后渐渐看见亮度低的星星。这就是因为在黑暗中,视杆细胞合成的视紫质增加,而眼睛对光线更为敏感,而适应黑暗。

由于适应黑暗与眼睛有关,而且和其他身体部位无关,因此“睁一只眼闭一只眼”是常用的技巧,用以在周遭环境突然从光亮进入黑暗的情况下仍能保有一定的视力。

鸡尾酒会效应[编辑]

“鸡尾酒会效应”(cocktail party effect)最早是由英国电讯工程师柴瑞(Colin Cherry)在1953年提出的概念,是指人们在一个外在环境中所接收到各种讯息,其中会对自身相关之讯息特别敏感,也就是人类听觉会有选择性注意的能力,把认知资源放在与自身有关的来源或欲关注的对象上,而忽略其他同时存在的干扰因子。会以鸡尾酒会来命名这个效应是因为柴瑞举了一个例子:当我们和朋友在一个鸡尾酒会交谈时,就算周围有很大声的噪音我们还是可以听到朋友在说什么。在当时由于机场塔台的控制员必须同时接收到多台飞机机长所传递来的资讯,并给予适当的跑道指令进行起飞或降落,而因为控制员必须在同一系统发出的多声道来源中,明确分辨目标以给予正确导航,需要高度专注并分辨听觉讯息来源,使得控制员的工作异常困难。而这样的现象有助于我们在一个公开的场合中,持续且专注地对话。日常中有关鸡尾酒会效应的常见的情境,包括:当周遭环境非常嘈杂,此时正在与朋友对话的你,仍能清楚听见对方与你交谈的内容;情境之二,在一个公开场所中,若有人叫你的名字,也会听得特别清楚;比较特别的是若处在一个异国文化情境中,也会对于群体中说自己母语的声音特别敏锐。除此之外,我们所注意的声源所发出的音量,,其音量“感觉上”会是其他同音量的声源的三倍。

这个效应在近几年被Google AI运用在音讯辨识技术上。过去的辨识科技上无法从单一输入分离多个音讯流,然而现在透过视觉结合音讯的方式训练AI,突破音讯辨识技术现有瓶颈。Google AI的技术称为“LOOKING TO LISTEN”,其主要是引用鸡尾酒会效应的原理来建立模型及训练,一开始先利用现有视频资源,分离其音讯跟视源,再仿造鸡尾酒会场合,组合多个视频音讯形成多声源背景,并让人工智能以深度学习模式学习判断视源中的嘴型与音讯的关联性,经过训练的模型将可用来辨识独立的人声。未来这项技术有助于进行影片的后制程序,例如自动字幕生成器、会议影音处理等。

遮蔽效应[编辑]

遮蔽效应(masking effect)是来自一种刺激被另一种刺激遮掩或减弱的现象,但是原来的刺激并没有因此消失。与鸡尾酒效应不同的是,其不限于听觉,在日常生活中,常常也会遇到嗅觉、味觉等感觉上的遮蔽效应。比如:有些人会在流汗之前,先抹上体香剂以减弱可能会散发出的体味;料理海鲜时,人们常以姜、葱、蒜等辛香料来掩盖原有的腥味;日本的厕所会装上消音装置,以流水声掩饰人们排泄所会发出的声音。

McGurk effect[编辑]

人们常觉得语言的感知是用听的,但事实上并非如此,人对于语言的辨识,往往是多种感官共同达到的结果,而视觉和听觉的互动造成的语音辨识现象叫做McGurk Effect。由影片Try The McGurk Effect! - Horizon: Is Seeing Believing? - BBC Two,可以知道视觉影像可以左右对于/b/或是/f/的语音感知即使音档没有变化。类似的现象也可以在触觉上产生,突然的气流的有无也可以影响一个人的语音判断,比如p/b。如此的语言接收方式,也可以用来解释,为什么讲电话的时候,比较容易有比较吃力的现象。其他的方面类似的感觉联合也可以帮助语言的理解,甚至只是对肢体轻微吹气也可以影响ㄅ和ㄆ(双唇清塞音,送气与不送气)的辩知。

镜像疗法(Mirror box therapy)[编辑]

幻肢痛会出现在截肢、瘫痪或是天生肢体缺陷的人身上,成因仍众说纷纭。一般常见的说法是,当受到截肢时,由于失去了肢体,所以原来的本体感觉的输入将消失,视觉、触觉等等输入也都不见,而原本相应的脑区失去输入后,相邻区域的输入会入侵到这些空白的区域,造成其他地方的输入,在遗失的肢体原本对应的脑区产生信号,然而,脑仍将其信号解释为失去的肢体的输入,而可能把这些输入当作是痛、痒等,经常影响病人的生活品质。舒缓病人的幻肢痛的方法有很多种,其中一种治疗方法为Vilayanur S. Ramachandran所发明的镜像疗法,作法是将镜子放在完好及被截肢的肢体中间,病人会在在被截肢的地方看到另外一个完好的手或是脚的像,此时病人可以利用完好的肢体做舒缓的动作,借由视觉对知觉影响力较大的原理,欺骗大脑好像失去的肢体还在,使得旁边的神经信号比较不会侵入到此处,缓解大脑产生的幻肢痛。 在这里提供有关幻肢的影音资料: (2017) 亚尼赛斯:你的大脑如何幻想出你意识到的现实 在影片10:50开始有有关幻肢的实验:实验中受试者看不见被遮住的左手,橡胶假手被置于其面前,接下来两只手同时被画笔摩挲,当时受试者凝视着假手。大多数的人在短时间之后会产生一种很怪异的感受,会觉得假手其实 就是他们身体的一部分。借由视觉对知觉影响力较大的原理,欺骗大脑这只假手就是受试者的真手。突然,一个人拿着一只叉子去插假手,受试者吓得把手收回来。

书籍影音[编辑]

  1. 《假如给我三天光明》作者:海伦 ‧ 凯勒
  2. Light in my darkness 作者:海伦 ‧ 凯勒
  3. The world I live in 作者:海伦 ‧ 凯勒
  4. 《我的生活》作者:海伦 ‧ 凯勒
  5. A Mango-Shaped Space 作者:温蒂 ‧ 梅斯
  6. 张明(2004年)。《打开认识世界的窗口:知觉与错觉》。科学出版社。2004/03/01。
  7. Rachel Herz(2009)。气味之谜:主宰人类现在与未来生存的神秘感官。李晓筠译。方言文化。2009/10/28。
  8. 台北市融合教育现场教学手册,(2014)。
  9. Oliver Sacks(2007)。脑袋装了2000出歌剧的人。廖月娟译。天下文化。2008/08/29。
  10. 公视人生剧展 《脸盲》 制作人:陈保英
  11. (2017) 亚尼赛斯:你的大脑如何幻想出你意识到的现实
  12. (2016) 错觉怎样欺骗你的大脑

参考资料[编辑]

期刊资料[编辑]

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  4. Bobak, A.K., Parris, B.A., Gregory, N.J., Bennetts, R.J., & Bate, S. (in press). Eye-movement strategies in developmental prosopagnosia and“super”face recognition. Quarterly Journal of Experimental Psychology.
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  15. 梁庚辰主编(2018年9月)心理学──身体、心理与文化的整合。

网页资料[编辑]

  1. 窥探视听盛宴的背后——“视听整合:从知觉到感受”,叶素玲教授
  2. 叶素玲(2004年)EPA实验室-Explorer of Perception & Attention。
  3. 谢伯让(2015年2月28日)。色彩恒常性:你看到什么颜色的洋装?。
  4. 1080p和1080i有什么差别? |一探啾竟第3集|啾啾鞋。
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  7. 台湾Wiki。阅读障碍。
  8. 廖正宏。第十四章多媒体:声音。
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  10. (2018)港怡医院
  11. 香港特别行政区政府卫生署学生健康服务 耳鸣知多少(2014)
  12. 耳鸣 - A+医学百科
  13. A+医学百科 注意缺陷障碍
  14. 华人百科。鲁宾之杯。
  15. (2018)伊丽莎白考克斯:幻觉是什么造成的?

注解[编辑]

  1. 心理物理法.百度百科.