感觉系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,感觉系统,主讲：蒋熠,2010.11.3,感觉,感觉的定义：,感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物,个别属性,的反映，感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。,感觉的过程：,人的感觉器官接受,内外环境,的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。,感觉器,感觉器由感受器及其附属器构成。,感受器：分,特殊感受器,（包括视、听觉感受器等，具有特殊的感觉细胞，专门接受光、声的刺激。）和,一般感受器,（如皮肤、内脏、血管、肌腱、关节等处的感受器，主要由感觉神经末梢构成，分别接受体内外的物理性或化学性刺激。）,功能：接受机体一内处环境各种不同的刺激，并转化为神经冲动，经感觉神经传入中枢神经系统，到达大脑皮质，产生相应的感觉。,感觉类型,：视觉、听觉、化学感觉（嗅觉和味觉）、皮肤感觉、本体感觉等。本体感觉能告知操作者躯体正在进行的动作及其相对于环境和机器的位置；而其他感觉能将外部环境的信息传递给操作者。,绝对阈限,：引起感觉的最小刺激强度。,感觉类别,刺激阈,视觉,在晴天夜里，距离48km可以见到的蜡烛光（约10个光量子）,听觉,在寂静的环境中，距离6m外可听到钏表的嘀嗒声,味觉,一茶匙砂糖溶于9L水中的甜味（初次尝试）,嗅觉,一滴香水在三个房间内扩散后嗅到香水气味（初入室内）,触觉,蜜蜂的翅膀从1cm高处落在肩的臭脚上（赤膊）,概述：,外部环境中有许多物质的能量形式，人体的一种感觉器官只对一种能量形式的刺激特别敏感，能引起感觉器官有效反应的刺激称为该感觉器官的,适宜刺激,。,（如眼的适宜刺激为可见光；而耳的适宜刺激则为一定频率范围的声波）.,感受性,：感觉器官对刺激有效反应的能力。,类型：,绝对感受性和绝对感受阈限；,差别感受性和差别感受阈限；,感受性和感受阈限,在同一刺激物的持续作用下，人的感受性发生变化的过程，称为,“感觉的适应”,。,这种适应现象，除痛觉外，几乎在所有感觉中都存在，但适应的表现和速度是不同的。除暗适应外，其余各种感觉适应大都表现为感受性逐渐下降乃至消失。,视觉适应中的暗适应约需5分钟以上；明适应约需1-2分钟；听觉适应约需15分钟；味觉和轻适应分别适应约需30S和2S。,感觉的适应,知觉的定义：,知觉是大脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。,知觉的过程：,客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，大脑皮质联合区对来自不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉。,知觉,知觉的基本特性,知觉的整体性,知觉的理解性,知觉的恒常性,知觉的选择性,知觉的整体性,把知觉对象的各种属性、各个部分知觉成为一个同样的有机整体，这种特性称为知觉的整体性。,知觉的整体性可使人们,在感知自己熟悉的对象,时，只根据其主要特征,可将其作为一个整体而,被知觉。,知觉的理解性,根据已有的知识经验去理解当前的感知对象，这种特性称为知觉的理解性。,比如：见到建筑群中的冷水塔，电力工程师立即会将该建筑群知觉为一个热电厂。,知觉的恒常性,定义：人们总是根据已往的印象、知识、经验去知觉当前的知觉对象，当知觉的条件在一定范围内改变了的时候，知觉对象仍然保持相对不变，这种特性称为,知觉恒常性,。,大小恒常性：,在天空中飞行的飞机，在视网膜中的映象是近大远小，但在知觉中它的大小是不变的。,颜色恒常性：,形状恒常性：,知觉恒常性,：,知觉的恒常性保证了人在变化的环境中，仍然按事物的真实面貌去知觉，从而更好地适应环境。,知觉的选择性,作用于感官的事物是很多的，但人不能同时知觉作用于感官的所有事物或清楚地知觉事物的全部。,人们总是按照某种需要或目的主动地有意识地选择其中少数事物作为知觉对象，,对它产生突出清晰的知觉映象，而对同时作用于感官的周围其他事物则呈现隐退模糊的知觉映象，从而成为烘托知觉对象的背景，这种特性称为,知觉的选择性,。,人头托盘双关图,影响知觉选择性的因素：,1、知觉对象与背景之间的差别越大，对象越容易从背景中区分出来。,2、在固定不变或相对静止的背景上，运动着的对象最容易成为知觉对象，如在荧光屏上显示的变化着的曲线。,3、人的主观因素，如任务、目的、知识、兴趣、情绪不同，则选择的知觉对象也不同。,4、刺激物各部分相互关系的组合，如彼此接近的对象比相隔较远的对象、彼此相似的对象比不相似的对象容易组合在一起，而成为知觉的对象。,接近,相似,连续,感觉和知觉的关系,从知觉的过程得知，客观事物是首先被感觉，然后才能进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。,感觉和知觉都是客观事物直接作用于感觉器官而在大脑中产生对所作用的反映。,在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分而存在于知觉之中，很少有孤立的感觉存在，在心理学中称为,“感知觉”,。,感觉,反映的是客观事物的个别属性，而,知觉,反映的是客观事物的整体。,感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。,视觉,概念,：在人们认知世界的过程中，大约有80%-90%的信息是通过视觉系统获得的，因此，视觉系统是人与外界相联系的最主要途径。,物体依赖于光的反射映入眼睛，所以，,光、对象物、眼睛是构成视觉现象的三个要素,。,但视觉系统并不只是眼睛，从生理学角度看，它包括眼睛和脑；从心理学角度看，它不仅包括当前的视觉，还包括以往的知识经验。,换句话说，视觉捕捉到的信息，不只是人体自然作用的结果，而且也是人的观察与过去经历的反映。,视觉的形成过程,光线穿过瞳孔，被晶状体折射后，再聚集在视网膜上的一个焦点，视网膜接收光刺激并通过视神经将脉冲传送至大脑。,视觉刺激、视觉系统与视觉媒体,视觉刺激,1纳米(1nm=10-9 m),宇宙,射线,X,射线,紫外线,红外线,雷达,无线电波,交流电,可见光谱,电磁波辐射范围与可见光谱,可见光,的波长范围在780380纳米之间,视觉术语,调节能力,：指的是人眼的晶状体将光线聚集在视网膜上的能力。,远点、近点,屈光度,diopters(D)：表示焦点和集距。,1个屈光度等于目标距离的倒数（1/目标距离）单位为m。,屈光度的值越大，焦点越近。,可用来说明晶状体的聚集能力。,黑暗焦点：即眼睛本能地变化来适应黑暗的情况。,视觉术语,视敏度,：指眼睛辨别精小细节的能力，很大程度上取决于眼睛的调节能力。,在眼科临床上广为应用的视敏度测定方法为视力的检查。通常是以能辨别出两条平行光线，而不看成是一条线的最小距离为衡量标准。,视觉术语,视角：,被看目标物的两点光线投入眼球的交角。,眼睛能分辨被看目标物最近两点光线投入眼球时的交角，称为,临界视角。,视力为1.0，即视力正常，,此时的临界视觉=1分，,若视力下降，则临界视角值增大。,在设计中，视角 是确定设计对象尺寸大小的依据。,L,D,0.017455,5m距离1分的视力为1.0。,凡在视线方向的物体，对其形态的精细辨别能力为,中心视力,。,在暗环境中辨别物体形状的视力为,夜视力,。,两只眼睛中所形成的物象，融合为双眼单视后，可用以辨别物体高低、深浅、远近、大小，这种辨别物体立体位置的视力为,立体视力或深度觉,。,视力=1/临界视角,视力,：,视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度，用临界视角的倒数来表示，即：,视觉术语,视野,视野：,指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，我们称为静视野 眼睛转动所看到的我们称为动视野。,一般视野：,视野是当人的头部和眼球不动时，人眼注视正前方所能觉察到的空间范围，通常以角度表示。,色觉视野：,不同的颜色对人眼的刺激不同，所以视野也不同。白色的视野最大，黄、蓝、红、绿色的视野依次渐小。,90,60,70,45,40,20,15,15,垂直最佳视区：,上、下15度,最佳视野范围：,水平视线以下30度。,有效视野范围：,水平视线以上25度、以下35度。,水平视线,。,。,。,。,。,。,。,。,25,。,35,。,最大固定视野：,115度。,扩大的视野,：,150度。,在垂直面内，实际上人的自然视线低于标准视线，直立时低15度，放松站立时低30度，放松坐姿时低40度。因此，视野范围在垂直面内的下界限也应该随着放松立姿、放松坐姿而改变。,垂直面内的视野,。,水平面内的视野,15,。,15,。,最佳视野范围,35,。,35,。,有效视野范围,90,。,90,。,5,。,最大固定视野,扩大的视野,180 白,。,120 黄,。,100 蓝,。,60 绿红,。,色觉视野,130,。,白,95,。,黄,80,。,蓝,45,。,红,40,。,。,绿,水平方向的色觉视野,垂直方向的色觉视野,视距,：,视距是人在操作系统中正常的观察距离。,视距的确定：,一般应根据观察目标的大小和形状以及工作要求确定视距。通常，观察目标在560mm处为适宜，低于380mm时会引起目眩，超过780mm时细节看不清。,头部转动角度：,左右均不宜超过45度，上、下均不宜超过30度。当转移视线时，约97%时间的视觉是不真实的，所以应避免在转移视线中进行观察。,对比感度,物体与背景有一定的对比度时，人眼才能看清其形状。,这种对比可以用颜色（背景与物体具有不同的颜色），也可以用亮度（背景与物体在亮度上有一定的差别）,。,人眼刚刚能看辨别到物体时，背景与物体之间的最小亮度差称为,临界亮度差。,临界亮度差与背景亮度之比称为,临界对比,；临界对比的倒数称为,对比感度。,对比感度与照度、物体尺寸、视距、和眼的适应情况等因素有关。在理想情况下，视力好的人，其临界对比约为0.01，也就是其对比感度达到100。,眩光,：,是指当人的视野中有极强的亮度对比时，由光源直射的或由光滑表面反射的刺激或耀眼的强烈光线。,引起眩光的物理因素,：,周围的环境较暗；光源表面或灯光反射面的亮度高；光源距视线太近；光源位于视轴上下左右30度范围内；在视野范围内，光源面积大，数目多；工作物光滑表面的反射光；强光源的直射；亮度对比度过大等。,视觉的适应,：,视觉适应是人眼随视觉环境中光量变化而感受性发生变化的过程。,视觉适应的种类：,暗适应和明适应,暗适应,：,人由明亮的环境转入暗环境，在暗环境中视网膜上的1.2亿个,视杆细胞,感受光的刺激，使视觉感受性逐步提高的过程称为暗适应。,暗适应过程的时间较长，最初5分钟，适应的速度很快，以后逐渐减慢。获得80%的暗适应约需25分钟，完全适应则需1小时。人在暗环境中可以看到大的物体、运动物体，但不能看清细节，也不能辨别颜色,视觉的适应,视觉的适应,明适应,：,人由暗环境转入明亮的环境，视杆细胞失去感光作用而视网膜上的600-800万个,视锥细胞,感受强光的刺激，使视觉阈限由很低提高到正常水平，这一过程称为明适应。,明适应,在最初30S内进行得很快，然后渐慢，约1-2分钟即可完全适应。人在明亮的环境中，不仅可以辨认很小的细节而且可以辨别颜色。,视错觉,人在观察物体时，由于视网膜受到光线的刺激，不仅使神经系统产生反应，而且会在横向产生更大的影响，使得视觉印象与物体的实际大小开关存在差异，这种现象称为,视错觉,。,视错觉是普遍存在的现象，其主要类型有,形状错觉、色彩错觉及物体运动错觉,等。其中常见的形状错觉有长短错觉、方向错觉、对比错觉、大小错觉、远近错觉及透视错觉等。为使设计达到预期的效果，工程设计时，应考虑视错觉的影响。,图37a 几种常见视觉错误,五、人的,听觉系统,人耳构造和听觉过程,声音的特性,频率,声音其实是经媒介传递的快速压力变化。当声音于空气中传递，大气压力会循环变化。每一秒内压力变化的次数叫作频率，量度单位是赫兹(Hz)，其定义为每秒的周期数目。频率越高，声音的音调越高。,响亮度,是声音或噪音的另一个特性。强的声音通常有较大的压力变化，弱的声音压力变化则较小。压力和压力变化的量度单位为帕斯卡，缩写为Pa。其定义为牛顿/平方米(N/m2)。,人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的人耳能够听到最微弱的声音叫作,“听觉阈”,，为20个微帕斯卡(缩写为Pa)的压力变化，即20 x10e-6 Pa(“百万分之二十帕斯卡”)。另一方面，非常噪吵的情况能产生很大的压力变化，例如一架飞机在发出最大马力时能在近距离产生大约2000Pa或2x10e9Pa的噪音。,辨别声音的方位和距离,听到的声音是由声波组成的。在空气中，声波的速度约是340m/s。所以当声波传入我们的耳朵时，由于声音到达两耳的距离不同、传播途中的障碍条件不同，因此传入两耳的声波强度和时间先后也不同，会有一个很短的时间差。人脑对这个时间差作出判断，于是便能大致判断发生体的方向。至于距离，则是由于声波的响度差判断的。,方向敏感度,：,人的听觉系统对于不同频率的声音在不同方向上的感受敏感程度也不相同，这一特性对室内声学设计极其重要。,频率响应,：,人耳的鼓膜并非对任何振动都响应，正常人一般只能听到2020000Hz的声音。但随着年龄的增长，人的听力显著下降，听觉阈值提高很多，同时分辨声强差的能力也显著下降。,听觉阈值,人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的人耳能够听到最微弱的声音叫作,“听觉阈”。,为20个微帕斯卡(缩写为Pa)的压力变化，即20 x10e-6 Pa(“百万分之二十帕斯卡”)。,人耳对1000Hz的声音感受性最强，在500Hz以下和5000Hz以上的声音则需要更大的声强才能感受。当声强超过140dB时，人耳将感到疼痛，叫,痛阈,。良好的声响信号应当是响应适当，音质良好，信号作用时间合适。这样的信号清晰明确，可减少疲劳造成的失误。,声压,声源或噪声源,大约的声压(单位为 Pa),在发出最大马力时的太空穿梭机,2,000,000,000,交响乐团,2,000,000,在25米范围柴油货运火车高速前进,200,000,正常的谈话,20,000,图书馆2米范围的低语,2,000,播音室,200,人类耳朵能够听到最微弱的声音,20,声压级（SPL或Lp）单位：分贝,现实生活中我们经常会同时遇到几个声音。你知道一个声音与另一个声音结合时，会产生甚么结果吗？我们都知道60个苹果加60 个苹果，等于120个苹果。但是，这并不适用于以分贝来表示的声音。事实上，60分贝加60分贝只等于63分贝。,声音掩蔽现象,两个强度相关很大的声音同时作用于人耳，只能感受到一个声音而另一个声音则淹没了，这种现象称为,掩蔽现象。,掩蔽可分为：,纯音掩蔽纯音、噪声掩蔽纯音和语言掩蔽,。在第一种情况下，纯音掩蔽最大的是频率相接近的纯音；低频率纯音对高频率纯音的掩蔽更甚于高频率纯音对低频率纯音的掩蔽。噪声对纯音的掩蔽主要取决于强度和差异。语言掩蔽指在人说话时混入其他声音。,听觉的适应,听觉适应比视觉适应所需要的时间短很多，而且很快恢复，所以难于觉察。听觉的适应具有,选择性。,以一定频率的声音作用于听觉器官，则适应表现在对该频率及其相邻频率的声音的感受性降低，而对其他频率的声音则影响不大。响度加大，适应的范围也大。听觉适应表现在作用中对噪声的耐受限度有所增加，开始时对噪声极度敏感，过一段时间就习惯了，但却引起了疲劳。,听觉的疲劳,听觉的疲劳发生在声音长时间连续作用以后。这时由于听觉适应，感受性显著降低。这种听觉感受性的降低和适应不同之处在于它不能很快恢复，声音停止后还要保持较长的时间。这种疲劳性刺激长期作用的结果将导致职业性听力降低和耳聋。矿井下凿岩噪声对中觉的刺激，导致工作结束后工人仍感到双耳轰鸣，需要几个小时才能恢复。所以，凿岩工人40多岁耳聋者占很大比例。,人对自身姿势和空间位置变化的感觉称为平衡觉。它的外周感觉器官是,前庭器官,。机体在进行直线运动或旋转运动时，速度的变化会引起前庭器官中感受器的兴奋。这类感受器的兴奋对于机体运动的调节以及平衡的维持具有特殊作用。机体静止时，也同样通过这类感受器来感受机体，特别是头部的空间位置。,影响平衡觉并导致失去平衡的原因有：酒精、年龄、恐惧、突然的运动、热压、异常姿势等。了解上述现象，可使管理人员更好地进行作业安排，减少安全事故。,平衡觉,前庭器官,：内耳迷路中除耳蜗外，还有三个半规管、椭圆囊和球囊，后三者合称为前庭器官。,是人体对自身运动状态和头在空间位置的感受器。当机体进行旋转或直线变速运动时，速度的变化（包括正、负加速度）会刺激三个半规圆或椭圆囊中的感受细胞；当头的位置和地球引力的作用方向出现相对关系的改变时，就会刺激球囊中的感受细胞。这些刺激引起的神经冲动沿第八脑神经的前庭支传向中枢，引起相应的感受和其他效应。,味觉是溶解性物质刺激口腔内味蕾而发生的感觉。味觉的感受器是,味蕾,，分布于口腔粘膜内，主要分布于舌的背面，特别是舌尖部和舌的侧面。儿童的味蕾较成年人分布广泛，老年人的味蕾数量，由于萎缩而减少。,味觉,味觉的阈值,味觉有甜、酸、苦、咸四种，称为四原味。其他味觉都是由这四种相互配合而产生的。味觉的反应速度很慢，恢复原状也需要时间。当一种有味物质进入口腔后，需要1s才能有感觉，而恢复原状则需要10s至1min以上，甚至更长。,阈值,：感受到某中成为物质的味觉所需要的该物质的最低浓度。常温下蔗糖（甜）为0.1%，氯化钠（咸）0.05%，柠檬酸（酸）0.0025%，硫酸奎宁（苦）0.0001%。,味觉阈值的分类,根据阈值的测定方法的不同，又可将阈值分为：,绝对阈值,：指人从感觉某中物质的味觉从无到有的刺激量。,差别阈值,：指人感觉某中物质的味觉有显著差别的 刺激量的差值。,最终阈值,：指人感觉某中物质的刺激不随刺激量的增加而增加的刺激量。,鼻腔上端的嗅黏膜是嗅觉感受器，其上分布着嗅觉细胞。嗅觉细胞受到刺激时，产生神经冲动，上传到嗅觉中枢而引起嗅觉。人的嗅觉灵敏度用,嗅觉阈,表示，即能引起嗅觉的气体物质的最小浓度。,嗅觉,肤觉,皮肤感觉：是指物体的温度或机械的作用到达皮肤表面而产生的感觉。包括触、压、振、温和痛等感觉。,每平方厘米皮肤上有10-15个冷点，1-2个热点，100-200个痛点，25个触点。身体不同部位各大种感觉点的分布都不一致。只有机应的刺激作用于相应的肤觉点上，才有相应的皮肤感觉。,“第六感”让人惊叹的女性直觉,令人惊奇的“第六感”,“第六感”为何钟情女性,“第六感”的生理学秘密,“第六感”的生理学解释,令人惊奇的“第六感”,真实的故事：,有一位女士报考了硕士研究生，在等待成绩的时候，有一天晚上梦到自己的外语考了52分，第二天，考试成绩出来时候，她的外语成绩居然真的52分,就像上面情景中的例子一样，在现实生活中，许多女性都或多或少地体验过自己凭直觉做出判断或预测的准确性。这种判断往往是对问题直接做出结论，缺少可以意识到的和能用言语表达的过程和依据，然而却能一击即中，精确无误。,这就是所谓的女性神奇的直觉能力。,“第六感”为什么钟情女性,女性有不同男性的思维方式：,即直觉思维和逻辑思维的区别,女性的集中注意和扩散联想,女性对接近的事情和类似的事情的敏感性,“第六感”的生理学秘密,科学实验表明，人体除了有视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等五个基本感觉之外，还具有对肌体未来的预感。生理学家把这种感觉称为“机体感”、“机体模糊知觉”，也叫做人体的“第六感觉”。,第六感觉在生理学上又指人们对内脏器官的感觉，它是由于机体内部进行的各种代谢活动使内感官受到刺激而产生的感觉。,“第六感觉”的感知并没有什么专一的感觉器官，它是由机体各内脏器官的活动，通过附着于器官壁上的神经元发出神经电冲动，把信号及时传递给各级神经中枢而产生的。,“第六感”的心理学解释,心理学上认为，“第六感”是基于内省和观察之间的一种获得知识的方法。这种方法不需要应用知觉进行信息加工，而是使用一些尚未知晓的机制，直接判断是基于对不确定的感觉和印象的经验。,例如：一个科学家获得一个新的理论可能是因为想法突然“跳入”他的脑海甚至是在梦中出现；我们可以凭直觉判断一个人不诚实，虽然并不能判定他所说的话是虚假的。,“第六感”的心理学解释,在以上两个例子里，看起来发生的似乎是大脑在无意识的情况下将信息储存起来进行分类，并且它已经发展出一种能力来更快地以自己的方式而不是可以清晰表达的外部言语寄存经验，因此它仅仅能提供加工过程最后的结果。当然，并不能保证说，这些结论是正确的。,一些科学家认为，其实男性也和女性一样拥有神秘的“第六感”。只不过由于社会的原因，男性往往不得不表现的更加雄辩、更加尊重逻辑，因而忽略了感觉，这也许就是我们将“第六感”归为女性专利的原因吧。,谢谢,下一讲：神经系统及运动系统,