научная статья по теме ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОРОГИ ВОСПРИЯТИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ И СЛУХОВОЙ МОДАЛЬНОСТЕЙ У ЧЕЛОВЕКА Биология

Текст научной статьи на тему «ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОРОГИ ВОСПРИЯТИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ И СЛУХОВОЙ МОДАЛЬНОСТЕЙ У ЧЕЛОВЕКА»

СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2009, том 23, № 4, с. 327-333

ЗРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

УДК 612.821.2

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОРОГИ ВОСПРИЯТИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ И СЛУХОВОЙ МОДАЛЬНОСТЕЙ У ЧЕЛОВЕКА

© 2009 г. М.Ю. Ходанович, Е.А. Есипенко, Е.П. Крутенкова, М.В. Светлик

Томский государственный университет, НИИ биологии и биофизики 634050 г. Томск, пр. Ленина 36, E-mail: Khodanovich@mail.tsu.ru

Поступила в редакцию 25.12.2008 г.

У 15 практически здоровых добровольцев (семь мужчин и восемь женщин) в возрасте от 18 до 26 лет исследовали дифференциальные пороги восприятия длительности стимулов в диапазоне 50-1000 мс для слуховой и зрительной модальностей. Установлено, что дифференциальный порог восприятия длительности для зрительных стимулов выше, чем для тех же интервалов, задаваемых слуховыми стимулами. Наиболее точно в диапазоне длительностей 50-1000 мс воспринимаются секундные, наименее точно распознаются слуховые интервалы длительностью менее 100 мс и зрительные интервалы длительностью менее 150 мс. Получена сходная форма зависимости относительных порогов от длительности стимула для слуховой и зрительной модальностей, что может свидетельствовать об общности мозговых механизмов оценки длительности стимулов. Зависимость относительного дифференциального порога от длительности стимула не является константой. Установлено снижение относительных дифференциальных порогов для диапазонов 150-250 мс и 350-1000 мс и его увеличение для диапазона 250-350 мс. Вероятно, это связано с действием различных мозговых механизмов оценки длительности для диапазонов 150-350 и 3501000 мс.

Ключевые слова: дифференциальный порог, психометрическая функция, восприятие времени, зрительные стимулы, слуховые стимулы.

ВВЕДЕНИЕ

Ориентация во времени является одной из важнейших функций мозга. Потеря ориентировки во времени приводит к полной дезадаптации человека. Для многих психологических явлений время - критическая переменная, а временная сум-мация - фундаментальный закон, действующий, по крайней мере, во всех сенсорных модальностях. Короткие (околосекундные) интервалы времени играют ключевую роль при восприятии субъектом целостной картины мира, являясь основой кратковременной памяти и таким образом обеспечивая связь между прошлым, настоящим и будущим (Цуканов, 1985). Точная оценка этих интервалов особенно важна при организации движений и речи.

Большинство авторов, изучавших проблему восприятия времени, пришли к выводу, что восприятие длительных (дни) и коротких (секунды, минуты) интервалов времени осуществляется при помощи различных физиологических механизмов (Лупандин, Сурнина, 1991; Меринг, 1975). Ряд авторов считают, что в восприятии интервалов бо-

лее и менее 1 с также участвуют разные мозговые механизмы (Freyd, Johnson, 1987; Hazeltine et al., 1997). Так, в работе (Hazeltine et al., 1997) показано, что при оценке и воспроизведении коротких (менее 1 с) интервалов основную роль играет мозжечок, в то время как при восприятии длинных (более 1 с) задействованы базальные ганглии и фронтальная кора (Meck, 1996). Пасынкова и Шпатенко (Пасынкова, Шпатенко, 1980) выдвигают гипотезу о кодировании интервалов времени группами а-волн, которая, как отмечают авторы, подтверждается для временных интервалов менее 500 мс и неприемлема для диапазона от 2 до 20 с. В работах Сысоевой и Вартанова (Сысоева, 2004; Сысоева, Вартанов, 2004; 2005) выявлены различия при оценке длительности зрительных стимулов более и менее 400 мс. Методом дипольного моделирования была выявлена активность слуховой коры и хвостатого ядра при оценивании интервалов короче 400 мс, а также активность хвостатого ядра, зрительной коры и мозжечка при оценивании более продолжительных интервалов.

На основании фактов маскировки раздражителя стимулом, отстающим от него на очень ко-

роткий (~30 мс) интервал времени, и особенностей дискретного распространения импульсации по цепям нейронов, Фонсова и Шестова (Фонсо-ва, Шестова, 1988) развивают представление о дискретном течении времени с шагом квантования 50-100 мс и вводят понятие психологическая единица времени. В работах Костандова с соавторами (Костандов и др., 1985) показано улучшение различения коротких (10, 60 и 180 мс) интервалов времени при обучении. Следует заметить, что минимальные временные различия между этими интервалами также составляли 50 мс (10 и 60 мс). Подобное улучшение различения коротких (от 0.35 до 0.8 с) интервалов между вспышками при обучении показано Даниловой (Danilova, 1982).

Известно, что модальность используемого раздражителя оказывает влияние на точность оценки интервала времени. Например, по мнению Фрес-са (Фресс, 1961), световая субъективная секунда в отличие от звуковой близка к физической. В тех случаях, когда длительность светового раздражителя очень мала, для его обнаружения необходим высокий уровень интенсивности стимуляции; однако по мере увеличения длительности световой вспышки снижается и необходимый для ее обнаружения уровень интенсивности (Психологическая энциклопедия, 2006). Такое взаимодействие между временем (t) и интенсивностью (I) служит доказательством временной суммации и называется законом Блоха: It = const. Этот закон строго соблюдается только в области абсолютного зрительного порога и при длительности вспышек примерно до 0.1 с - величины, часто называемой критической длительностью. Временная сум-мация происходит и при большей длительности раздражителя, но полной реципрокности между временем и интенсивностью стимуляции в этих случаях не наблюдается. Для слуховой модальности отношения между временем и интенсивностью стимуляции даже в области абсолютного порога сложнее тех, что выражены формулой It = ^nst и зависят от частоты звука и возраста испытуемых. Хотя реципрокность имеет место для некоторых частот и длительностей стимуляции, она не сохраняется за пределами 100 мс временного интервала.

Несмотря на то что дифференциальные пороги в области абсолютного порога восприятия длительности 100 мс изучены достаточно хорошо, мы не нашли в литературе четких сведений о том, как изменяются дифференциальные пороги для более длительных интервалов (до 1 с). Нет также сведений о том, одинакова ли эта зависимость для

слуховой и зрительной модальностей. Настоящая статья заполняет этот пробел.

Знания о дифференциальных порогах восприятия времени помимо теоретической психофизики, необходимы для решения практических задач. Сведения о нормальных зрительных и слуховых порогах учитываются при проектировании оборудования и анализе человеческих факторов в инженерной психологии, а также используются практической медициной в качестве эталонов сравнения при постановке клинического диагноза.

Цель данного исследования - изучение дифференциальных порогов восприятия длительности слуховых и зрительных стимулов во временном диапазоне 50-1000 мс.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект исследования. В исследованиях участвовали 15 практически здоровых добровольцев (семь мужчин и восемь женщин) с нормальным или скорректированным зрением в возрасте от 18 до 26 лет, студенты томских вузов. Перед обследованием испытуемый получал инструкцию не использовать для оценки интервалов времени счет в уме, постукивание и другие аналогичные приемы.

Стимулы и задача. Зрительные стимулы предъявляли при помощи светодиодной матрицы, изготовленной из 5 х 5 светодиодов зеленого цвета (квадрата со стороной 2 см). Светодиодная матрица располагалась на уровне глаз, на расстоянии 1 м от испытуемого. Испытуемому предлагали зафиксировать взор на светодиодной матрице. Слуховые стимулы частотой 550 Гц предъявляли в наушники. Стимулы разной длительности предъявляли парами, пауза между стимулами составляла 500 мс, после каждой пары стимулов следовала пауза длительностью 1500 мс для нажатия на клавишу. Испытуемый должен был нажимать на левую кнопку мыши, когда, по его мнению, первый стимул в паре был короче, и нажимать правую кнопку, когда второй стимул в паре был короче.

Для определения дифференциальных порогов использовали метод постоянных раздражителей (Гусев, 1987). Этот метод пользуется репутацией самого точного и надежного, поскольку сама процедура метода предусматривает такую организацию стимуляции, которая исключает ошибки привыкания и ожидания. Возможность накопления большой статистики ответов, связанная с ограни-

чением числа постоянных раздражителен, применяемых в измерении, повышает надежность измерения порога этим методом.

Пары стимулов были сформированы следующим образом: стимулы постоянной длительности (1000, 800, 640, 512, 410, 338, 262, 210, 168, 107, 86 мс) - стандартный стимул. В паре к стандартным стимулам были взяты переменные стимулы, отличающиеся от стандартного на 10, 20, 30, 40, 50 %. Каждую пару стимулов предъявляли испытуемому 20 раз. Пары стимулов "короткий-длинный" и "длинный-короткий" чередовались в случайном порядке с одинаковой вероятностью. Всего каждому испытуемому было предъявлено 60 х 20 = 1200 пар зрительных стимулов и столько же слуховых. После каждых трех блоков стимулов следовал 5-минутный отдых. Чтобы избежать влияния обучения на распознавание длительности блоки стимулов следовали в случайном порядке. Для предъявления стимулов заданной длительности использовали компьютерную программу, созданную в нашей лаборатории. Программа была написана на языке Pascal для среды MS-DOS, что обеспечивало необходимую точность (до 1 мс). В среде Windows, как в многозадачной операционной системе, такая точность стимулов по длительности не могла быть гарантирована. По результатам теста подсчитывали процент правильных и ошибочных реакций испытуемого, а также среднее время реагирования.

Определение дифференциальных порогов восприятия длительности

Дифференциальные пороги для каждого стандартного стимула определяли при помощи построения индивидуальных психометрических кривых (Гусев и др., 1987). Для каждой психометрической кривой находили уравнение регрессии по точкам, соответствующим максимальному наклону S-образной психометрической кривой. При помощи уравнения регрессии подсчитывали: точку субъективного равенства как значение интервала, соответств

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком