2. Строение анализаторов

В целом анализаторы представляют собой совокупность взаимодействующих образований периферической и центральной нервной системы, которые осуществляют восприятие и анализ информации о явлениях, происходящих как в окружающей среде, так и внутри самого организма. Все анализаторы в структурном отношении принципиально однотипны. Они имеют на своей периферии воспринимающие аппараты - рецепторы, в которых и происходит превращение энергии раздражителя в процесс возбуждения. От рецепторов по сенсорным (чувствительным) нейронам и синапсам (контактам между нервными клетками) поступают в центральную нервную систему (рис. 1).

Различают следующие основные виды рецепторов. Механорецепторы, которые воспринимают механическую энергию. К ним относятся рецепторы: слуховой, вестибулярной, двигательной, тактильной, частично висцеральной чувствительности. И хеморецепторы - обоняние, вкус. Терморецепторы, которые имеют кожаный анализатор. Фоторецепторы - зрительный анализатор, и другие виды. Каждый рецептор выделяет из множества раздражителей внешней и внутренней среды свой адекватный раздражитель. Этим и объясняется очень высокая чувствительность рецепторов.

3. Свойства анализаторов

Все анализаторы, благодаря своему однотипному строению, имеют общие психофизиологические свойства:

1. Чрезвычайно высокую чувствительность к адекватным раздражителям. Эта чувствительность близка к теоретическому пределу и в современной технике пока что не достигнута. Количественной мерой чувствительности является предельная интенсивность, то есть наименьшая интенсивность раздражителя, воздействие которой дает ощущение.

2. Абсолютный, дифференциальный и оперативный пределы чувствительности к раздражителю. Абсолютный предел имеет верхний и нижний уровни. Нижний абсолютный предел чувствительности - это минимальный размер раздражителя, который вызывает чувствительность. Верхний абсолютный предел - максимально допустимая величина раздражителя, который не вызывает у человека боль.

Дифференциальная чувствительность определяется наименьшим размером, на котором стоит изменить силу раздражителя, чтобы вызывать минимальное изменение ощущения. Это положение впервые было введено немецким физиологом Э. Вебером и количественно описано немецким физиком Г. Фехнером.

Каждое ощущение, кроме качества, непременно имеет определенную меру интенсивности, или силы. Представляется интересным выяснить, какое взаимоотношение между интенсивностью ощущения и интенсивностью раздражения. Возможно, что интенсивность ощущения или абсолютно не связанная с интенсивностью раздражения, или, напротив, она является прямым отражением этого последнего, или же, наконец, между ними есть специфическая взаимосвязь, которая подчиняется определенной закономерности.

Решить этот вопрос невозможно ни путем простого наблюдения, ни на основе того или другого теоретического рассуждения. В этом случае дать что-либо значимое может только эксперимент. Поэтому неудивительно, что первый шаг, сделанный на пути научного решения этого вопроса, носил экспериментальный характер; в то же время, это был тот первый психологический вопрос, решить которое попробовали путем эксперимента.

История экспериментальной психологии начинается с того времени, когда физиолог Э. Вебер поставил вопрос о соотношении между ощущением и раздражением, то есть между психическим и физическим, с точки зрения их интенсивности. В последующем опыты Э. Вебера продолжил физик Г. Фехнер, окончательно заложив тем самым основы той части психологии, которая известна под названием психофизики и которая в течение нескольких десятилетий считалась наиболее интересной и более важной отраслью психологии.

Так, что же выяснилось о взаимосвязи между ощущением и раздражением с точки зрения их интенсивности?

Во-первых, окончательно подтвердились наблюдения, которые свидетельствуют о том, что человек чувствует вовсе не любое изменение раздражения, а чувствует лишь раздражение относительно большой интенсивности. Во-вторых, в результате точных исследований был найденный закон, который лежит в основе соотношения между интенсивностями раздражения и ощущения.

Для понимания данного закона особенно важным является понятие так называемого порога, установленное в процессе психофизических исследований.

Выяснилось, что интенсивность раздражения должна достичь определенного уровня с тем, чтобы мы хоть как-то почувствовали его действие. Уровень раздражения, которое дает такое едва заметное ощущение, называется нижним порогом ощущения. Однако существуют и такой уровень интенсивности раздражения, после увеличения которого, интенсивность ощущения уже не усиливается. Этот уровень называется верхним порогом ощущения. Действие раздражения мы чувствуем только в интервале между этими порогами, поэтому их принято называть внешними порогами ощущения.

Примечательно, что полного параллелизма между интенсивностями ощущения и раздражения не существует и в межпороговом интервале интенсивностей. Например, беря в руки книгу, мы, понятно, чувствуем ее вес. Следовательно, в данном случае интенсивность ее веса находится в промежутке между нижним и верхним порогами. А теперь заложим в книгу лист бумаги; физически вес книги увеличился, то есть уровень интенсивности раздражения повысился. Однако, взяв книгу в руки, мы это изменение веса не почувствуем. Увеличение веса должно достичь определенного уровня, чтобы мы могли это как-то заметить. Величина прироста раздражения, необходимого для получения этого едва заметного отличия между ощущениями, называется порогом различения.

Раздражение, которое превышает эту величину по интенсивности, называется запороговым, а раздражение с меньшей интенсивностью - допороговым. Уровень порога различения (высокий или низкий) зависит от чувствительности к различению: чем выше чувствительность к различению, тем ниже порог различения.

Э. Вебер первым обратил внимание (1834) на то, что порог различения бывает двояким - абсолютным и релятивным и что очень важно отличать их один от другого. Абсолютным порогом различения называется прирост интенсивности раздражения, необходимый для достижения порога различения. Например, если для того, чтобы почувствовать едва заметное изменение 2000-грамового веса, к нему необходимо прибавить 200 граммов, и тогда эта величина является абсолютным порогом ощущения. Показатель абсолютного порога не является постоянной величиной и зависит от веса основного раздражителя. Например, если к основному раздражителю весом в 2000 граммов следует добавить 200 грамм, то в случае раздражителя весом 4000 граммов 200 граммов уже недостаточно - к нему надо добавить больше.

Если эту же величину (в нашем примере - 200 граммов) выразить не в твердых физических единицах измерения (граммах), а числом, которое выражает отношение между дополнительным раздражением и основным раздражением, то получим релятивный порог различения. В нашем примере вес основного раздражителя составлял 2000 граммов, а дополнительного - 200 граммов; отношение между ними составляет

Следовательно, релятивный порог равняется 0,1. Когда Э. Вебер вычислил релятивный порог различения для разных случаев основного раздражения, выяснилось, что этот порог является константной величиной. В области модальности веса он равняется 0,1. Это значит, что для того, чтобы почувствовать едва заметное изменение веса, его надо увеличить или уменьшить на одну десятую часть.

Именно в этом заключается известный основной психофизический закон Э. Вебера, который сыграл такую значительную роль в истории психологии.

Основной психофизический закон физиологии Вебера-Фехнера: интенсивность ощущений пропорциональна логарифму интенсивности раздражений. В математической форме закон Вебера - Фехнера выражается так:

где p - интенсивность (или сила) ощущения;

S - значение интенсивности действующего раздражителя;

S₀ - нижнее предельное значение интенсивности действующего раздражителя: если 𝑆<𝑆₀, раздражитель вовсе не ощущается;

K - константа, зависящая от субъекта ощущения.

Графически закон Вебера-Фехнера отображается в виде графика функции y = log₂x (рис. 2).

Рис. 2. Графическое отображение закона Вебера-Фехнера

По своему содержанию интенсивность ощущения и сила раздражителя очень близки: 1) существуют количественные отношения между интенсивностью ощущения и интенсивностью раздражителя; 2) ощущения изменяются непропорционально интенсивности раздражителя; 3) интенсивность ощущения растет намного медленнее, чем сила раздражителей.

3. Возможность к адаптации, то есть возможность приспосабливать уровень своей чувствительности к раздражителям. При высокой интенсивности раздражителей чувствительность снижается и, напротив, при низких - повышается. Это достаточно часто мы встречаем в повседневной жизни, и это не нуждается в комментариях.

4. Возможность тренироваться. Данное свойство выражается как в повышении чувствительности, так и ускорении адаптации (например, часто говорят о музыкальном слухе, чувствительные органы дегустаторов и т. д.).

5. Возможность определенное время сохранять ощущение после прекращения действия раздражителя. Например, человек может возобновить в своем сознании на короткое мгновение увиденную характеристику или услышанные звуковые интонации. Такая "инерция" ощущений определяется как следствие. Длительность последовательного образа значительно зависит от интенсивности раздражителя и в некоторых случаях даже ограничивает возможность анализатора.

6. Постоянное взаимодействие друг с другом. Известно, что окружающий нас мир многогранен, и только благодаря взаимодействию анализаторов осуществляется полное восприятие человеком объектов и явлений внешней среды.

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проявлением закона Вебера-Фехнера. Например, тень от свечи незаметна при свете солнца, при сильном шуме мы не слышим тихих звуков и тому подобное. Такая реакция человеческого организма обусловлена процессом тысячелетнего отбора, в ходе которого наше сознание воспроизвело мощную систему самосохранения и самозащиты организма. Если бы организм человека фиксировал все без исключения внешние раздражители, то была бы потеряна защитная реакция всей нервной системы. Именно поэтому внешние раздражители фиксируются не по их абсолютной величине, а только по относительной.

Существует порог, запрещенная граница внешнего влияния на организм человека, в пределах которого происходят ее физическая и психическая деградация вплоть до полного разрушения генофонда. Такие явления наблюдаются в зонах стихийного бедствия.