Чувствительность сенсорных систем.

Чувствительность – способность органов чувств реагировать на появление раздражителя или его изменение, т.е. способность к психическому отражению в форме сенсорного акта.

Различают абсолютную, дифференциальную и разностную чувствительность. Абсолютная чувствительность – способность воспринимать раздражители минимальной силы (обнаружение). Дифференциальная чувствительность – способность воспринимать изменение раздражителя или различение близких раздражителей в пределах одной модальности.

Чувствительностьизмеряется или определяется силой раздражителя, которая в данных условиях оказывается способной вызвать ощущение. Ощущение - есть активный психический процесс частичного отражения предметов или явлений окружающего мира, а также внутренних состояний организма, в сознании человека при непосредственном воздействии раздражителей на органы чувств.

Минимальной силой раздражителя, способной вызвать ощущение, определяется нижний абсолютный порог ощущения. Раздражители меньшей силы называются подпороговыми. Нижний порог ощущений определяет уровень абсолютной чувствительности данного анализатора. Чем меньше величина порога, тем выше чувствительность.

Е = 1/Р, где Е – чувствительность, Р – пороговая величина раздражителя.

Величина абсолютного порога зависит от возраста, характера деятельности, функционального состояния организма, силы и длительности действующего раздражителя.

Верхний абсолютный порог ощущения – определяется максимальной силой раздражителя, вызывающей ещё характерное для данной модальности ощущение. Существуют надпороговые раздражители. Они вызывают болевые ощущения и разрушение рецепторов анализаторов, на которые действует надпороговая стимуляция. Минимальное различие между двумя раздражителями, вызывающее различные ощущения в одной модальности, определяет разностный порог, или порог различения. Разностная чувствительность обратно пропорциональна порогу различения.

Французский физик П.Бугер в 1729 г. пришел к выводу о том, что разностный порог зрительного восприятия прямо пропорционален его исходному уровню. Через 100 лет после П.Бугера немецкий физиолог Эрнст Вебер установил, что эта закономерность характерна и для других модальностей. Таким образом, был найден очень важный психофизический закон, который был назван законом Бугера-Вебера.

Закон Бугера-Вебера: ∆ I / I = const, где ∆ I – разностный порог, I – исходный раздражитель.

Отношение разностного порога к величине исходного раздражителя является величиной постоянной и называется относительным разностным или дифференциальным порогом.

Согласно закону Бугера-Вебера, дифференциальный порог есть некоторая постоянная часть величины исходного раздражителя, на которую он должен быть увеличен или уменьшен для того, чтобы получить едва заметное изменение ощущения. Величина дифференциального порога зависит от модальности ощущения. Для зрения она примерно 1/100, для слуха 1/10, для кинестезии 1/30 и т.д.

Величина, обратная дифференциальному порогу, называется дифференциальной чувствительностью. Последующие исследования показали, что закон справедлив только для средней части динамического диапазона сенсорной системы, где дифференциальная чувствительность максимальна. Пределы этой зоны различны для различных сенсорных систем. За пределами этой зоны дифференциальный порог возрастает, иногда очень значительно, особенно при приближении к абсолютному нижнему или верхнему порогу.

Немецкий физик, психолог и философ Густав Фехнер (1801-1887), основатель психофизики как науки о закономерной связи физических и психических явлений, используя ряд найденных к тому времени психофизических закономерностей, в том числе закон Бугера-Вебера, сформулировал следующий закон.

Закон Фехнера: S = К lg i, где S – интенсивность ощущения, i – сила раздражителя, К – константа Бугера-Вебера.

Интенсивность ощущений пропорциональна логарифму силы действующего раздражителя, то есть ощущение изменяется гораздо медленнее, чем растет сила раздражения.

По мере увеличения интенсивности сигнала для того, чтобы разницы между единицами измерения ощущений (S) оставались равными, требуется все более значительная разница между единицами измерения интенсивности (i). Иными словами, в то время как ощущение увеличивается равномерно (в арифметической прогрессии), соответствующее увеличение интенсивности сигнала происходит физически неравномерно, но пропорционально (в геометрической прогрессии). Связь между величинами, одна из которых изменяется в арифметической прогрессии, а вторая - в геометрической, выражается логарифмической функцией.

Закон Фехнера получил в психологии название основного психофизического закона.

Закон Стивенса (степенной закон) - вариант основного психофизического закона, предложенный американским психологом Стэнли Стивенсом (1906-1973), и устанавливающий степенную, а не логарифмическую зависимость между интенсивностью ощущения и силой раздражителей:

, где S – интенсивность ощущения, i – сила раздражителя, k – константа, зависящая от единицы измерения, n – показатель степени функции. Показатель nстепенной функции различен для ощущений разных модальностей: пределы его вариации от 0, 3 (для громкости звука) до 3, 5 (для силы электрического удара).

Сложность обнаружения порогов и фиксации изменения интенсивности ощущения является объектом исследования и в настоящее время. Современные исследователи, занимающиеся изучением обнаружения сигналов различными операторами, пришли к выводу о том, что сложность этого сенсорного действия заключается не просто в невозможности воспринять сигнал из-за его слабости, а в том, что он всегда присутствует на фоне маскирующих его помех или «шума». Источники этого «шума» многочисленны. Среди них посторонние раздражители, спонтанная активность рецепторов и нейронов в ЦНС, изменение ориентации рецептора относительно раздражителя, колебания внимания и другие субъективные факторы. Действие всех этих факторов приводит к тому, что испытуемый зачастую не может с полной уверенностью сказать, когда сигнал предъявлялся, и когда его не было. В результате сам процесс обнаружения сигнала приобретает вероятностный характер. Эта особенность возникновения ощущений околопороговой интенсивности учитывается в ряде созданных в последнее время математических моделей, описывающих эту сенсорную деятельность.