ЛЕКЦИЯ XIII

ОЩУЩЕНИЯ

Сенсорное отражение. Сигналы и информация.

Анализаторы. Виды и свойства ощущений.

Функции и механизмы ощущений

Мы последовательно рассмотрели с вами основные внешние проявления отражательно-регуляторной деятельности психики, которые поддаются объективному наблюдению и регистрации. Это были различные типы поведения и деятельности, с помощью которых индивид приспособляется к окружающему миру, а также приспособляет его к своим нуждам.

Мы обнаружили, что для осуществления такого поведения психика должна получать и перерабатывать информацию о свойствах реальности, производить анализ и синтез этой информации, выполнять его семантическую и статистическую фильтрацию и классификацию, т.е. выявлять и отбирать устойчивые свойства и категории вещей, имеющие значение для целесообразной организации поведения. Для того, чтобы впоследствии использовать выявленные значимые свойства и категории вещей при регуляции поведения, психика должна каким-то образом их фиксировать, т.е. осуществлять ступенчатое кодирование, перекодирование и запоминание соответствующей информации. Благодаря этому становится возможным опережающее отражение, т.е. предвосхищение вероятных изменений реальности и заблаговременное реагирование на них. Или даже вызывание таких изменений, т.е. целесообразное преобразование окружающей среды (см. лекцию VI).

Далее, при изучении деятельности человека мы обнаружили, что существенной ее особенностью, отличающей от поведения животных, является регулирование действий идеальной общественно-обусловленной целью (а не непосредственными воздействиями окружающей среды и биологическими потребностями организма, как у животных). Выяснилось, что это требует от психики способности осуществлять особые процессы переработки и кодирования информации, которые называют представлением и воображением, пониманием и мышлением, волей и сознанием (см. лекцию VIII).

При изучении анатомо-физиологических основ психики мы узнали, что вся эта ее деятельность осуществляется с помощью электро-химических процессов, протекающих в нервной системе. А именно — через генерирование и передачу нейронами электро-химических импульсов, взаимное возбуждение или торможение нейронов путем интеграции или дифференцировки этих импульсов, иррадиацию и концентрацию возникших возбуждений и торможений по нейронным полям, наконец, взаимодействие этих мозаик возбуждений-торможений и образование между ними устойчивых связей (см. лекцию XII).

Наконец, мы установили, что психика не только отражает свойства окружающего мира и управляет на этой основе практическим поведением и деятельностью. Она сама порождается этим поведением и деятельностью, формируется путем интериоризации предметных (физических) действий и их вещественных результатов, т.е. возникает на основе перехода внешнего во внутреннее, практического поведения и его результатов — в психические операции и переживания, реальной деятельности и ее продуктов — в идеальную деятельность и сознаваемые образы (см. лекцию IX—X—XI).

Как же все это происходит? Как рождается из внешней видимой практической деятельности внутренняя невидимая идеальная деятельность психики? Как и в каких формах она отражает реальность, выявляет и фиксирует ее существенные, устойчивые, значимые свойства и закономерности? Как она использует эти обнаруженные свойства и закономерности для управления деятельностью и поведением?

Поставив все эти вопросы, мы решаемся сделать отважный и очень трудный шаг. От внешнего, видимого, наблюдаемого, объективного мы переходим к внутреннему, невидимому, скрытому, непосредственно ненаблюдаемому, субъективному. Можно собрать слюну, которая капает у собаки при виде лампочки — сигг пищи. Можно заснять на кинопленку поведение г зьяны, решающей задачу с палками. Можно увидет* экране осцилографа тета-ритмы мозга человека, реь ющего задачу. Можно, наконец, записать на магнит фон речевые звуки, издаваемые поэтом, который чит ет свои стихи к любимой. Но невозможно собрать пробирку ожидание пищи или ощущение голода. Ни каким киноаппаратом не снять картины, мелькающж в воображении. Нельзя увидеть чужие мысли. И никакой магнитофон не запишет эстетические переживания, пробуждаемые у слушателя стихами.

Мы видели, что именно по этой причине целое большое направление в психологии — бихевиоризм — отказалось вообще от изучения внутреннего психического мира человека. «Где кончается возможность объективного наблюдения, там кончается наука», — говорили бихевиористы. — «Невидимое, неощутимое — это область мистики, фантазии, болтовни, а не научного знания!».

Внешне, как будто, эти доводы выглядят вполне убедительно. Однако, внутренне они абсолютно неверны. Они отправляются от буржуазной философии позитивизма, которая считает, что задача науки лишь экономно организовывать и описывать ощущения, которые мы получаем от внешнего мира.

Но ни одна наука не кончается там, где кончается возможность «пощупать своими руками» и «увидеть своими глазами». Разве можно пощупать радиоволны, увидеть химическую валентность атома, сфотографировать электрическое сопротивление вещества. Диэлектрический материализм показал, что любая наука идет от внешних наблюдаемых явлений к их внутренней «неощутимой» сущности. Это возможно, потому что сущность, т.е. устойчивые свойства, отношения, связи вещей, проявляется в явлениях. Так, например, электрическое сопротивление вещества проявляется в том, как падает на нем напряжение тока, какое количество электрической энергии переходит в тепловую и т.д. Падение напряжения, количество тепла и т.д. проявляются в отклонении стрелки вольтметра, подъеме столбика ртути в термометре и т.д. И только тогда они становятся «видимы». Их можно наблюдать и фотографировать, измерять и оценивать.

Психология, как наука, не составляет исключения.

Она тоже идет от видимого к невидимому, от явлений к сущности. Для нее это — путь от наблюдаемого поведения и физиологических процессов к формам и законам отражательно-регуляторной деятельности психики.

И так же, как при определении электрического сопротивления вещества, сущность психических явлений не может быть обнаружена простым «созерцанием». Сколько ни разглядывай кубик из вольфрама, его электрическое сопротивление не угадаешь. Надо действовать! Надо включить кубик в электрическую цепь. Подсоединить вольтметр к его концам. Измерить и взвесить сам кубик и т.д. Причем надо действовать не вообще, а в соответствии с целью. Например, облизывание, или нагревание, или раскалывание кубика вряд ли что-ни-будь дадут для решения задачи. Иначе говоря, надо найти такие условия и действия, которые заставят кубик проявить именно интересующее нас свойство — его электрическое сопротивление.

Все сказанное относится и к методу психологической науки. Одним «разглядыванием», самонаблюдением своих ощущений, чувств, мыслей не доберешься до сущности этих психических процессов. Надо действовать! Т.е. надо ставить человека в разные условия, ставить перед ним разные задачи и наблюдать, что будет происходить с его ощущениями, мыслями, переживаниями. При этом надо искать такие условия и задачи, которые заставят психику проявлять интересующие нас свойства.

Иногда на это возражают так: «Но ведь отклонение стрелки вольтметра можно все-таки наблюдать, а мысль — нельзя». На это можно ответить, что мысль тоже можно наблюдать путем самонаблюдения. Для того человеку и дано сознание.

Говорят: «А как можно верить тому, что человек говорит о своих мыслях?» На это можно ответить: «А как мы верим ученому, когда он говорит, что стрелка в его опыте отклонилась на столько-то?» Скажут: «Но слова ученого можно проверить, повторив опыт в другой лаборатории». Так ведь и показания испытуемого можно проверить, повторив опыт с другими людьми.

На последнее опять возражают: но люди-то разные, и результаты будут различны. Это, конечно, верно. Однако, для разных по величине кубиков сопротивление тоже будет различным. Наука ищет не свойства отдельных единичных вещей, а общие отношения и законы. Психология, изучая, как протекают данные психические явления у разных людей, тоже ищет общие законы самих явлений и общие условия, которые определяют, как проявляются эти законы у разных людей.

Тогда ссылаются на субъективность самонаблюдения. Говорят: «Чем мы гарантированы, что человек умеет правильно осознавать свои мысли и переживания?» Но следует напомнить, что вольтметр в нашем примере тоже не прямо измерял сопротивление. Он мерил падение напряжения, т.е. был третьим звеном в цепи изучаемых явлений. Вторым звеном было падение напряжения и выделение тепла, которые «прямо» можно почувствовать тоже только приблизительно и неточно.

Так вот, таким третьим звеном для психологии являются поступки и действия человека. Их-то можно и наблюдать, и измерять, и фотографировать.

Чтобы по показаниям вольтметра определить сопротивление, надо знать: а) как связано отклонение стрелки с напряжением, б) как связано падение напряжения с сопротивлением. Точно также, чтобы по поступкам и действиям человека судить о свойствах его психики, надо найти: а) как связаны эти поступки и действия с его переживаниями и мыслями, б) как эти переживания и мысли связаны с интересующими нас свойствами психики. Установление таких связей, т.е. законов психической деятельности, и есть задача психологического исследования. Ее решение возможно, потому что эти связи носят закономерный характер. И значит, они могут быть выявлены путем эксперимента, наблюдения, самонаблюдения, анализа и обобщения. Ее решение трудно, потому что эти связи имеют очень сложный и изменчивый характер. Поэтому каждый шаг вперед в психологии требует огромного количества опытов и наблюдений, тщательного анализа и проверки, большой осторожности и доказательности.

Помня об этом, попробуем теперь отыскать ответы на вопросы, которые мы поставили ранее. При этом будем следовать тому методу, который мы уже испробовали ранее: от внешнего наблюдаемого (третье звено) — к внутреннему наблюдаемому (второе звено), и на этой основе — к сущности и механизмам, обуславливающим наблюдаемые проявления психической деятельности. Наблюдаемые же явления тоже будем рассматривать последовательно — так, как они развиваются в филогенезе и онтогенезе — от наиболее простых, низших форм отражательно-регуляторной деятельности, которые есть у всех животных — к самым сложным и высшим, которые обнаруживаются только у человека.

Поэтому начнем с инстинктивного поведения. Ранее мы рассмотрели его внешние наблюдаемые характеристики и механизмы, т.е. отвечали на вопрос, как оно протекает и чем обуславливается (см. лекции II и III). Теперь поставим вопрос по-другому: какой информации об окружающем мире достаточно организму, чтобы осуществлять инстинктивное поведение? Или, иначе говоря, какие стороны реальности должна «уметь» отражать психика, чтобы регулировать поведение с помощью врожденных безусловно-рефлекторных программ.

В лекции III мы установили, что для этого достаточно «умения» выделять в окружающей среде определенные пусковые сигналы — эвокаторы. Там же мы видели, что такими эвокаторами служат определенные отдельные элементарные свойства предметов. Например, для птенцов чайки — красное пятно на клюве мамаши, для мальков цихлиды — движение предмета, для кур — смена света и тьмы. Аналогично, для запуска отдельных безусловных рефлексов — основы инстинктивного поведения. Например, для зрачкового рефлекса пусковым сигналом является изменение уровня освещенности; для сосательного — прикосновение к слизистой оболочке губ, для полового — запах самки или цвет оперения и т.д.

Таким образом, чтобы приспособиться к среде с помощью инстинктивного поведения, психика животного должна «уметь» отражать и различать отдельные простые признаки (свойства) предметов окружающего мира. Соответственно, организм, способный к инстинктивному поведению, должен располагать специальными механизмами для сбора и переработки информации об элементарных свойствах окружающих вещей и ситуаций.

Что это за механизмы и как они работают?

Чтобы ответить на эти вопросы, надо сначала разобраться в том, что такое информация и как ее вообще можно получать, передавать и перерабатывать.

Первая основная особенность информации, обнаруженная кибернетикой, заключается в том, что информация не существует сама по себе, как существуют физические объекты и явления. Она содержится в физических объектах и явлениях. Но опять-таки не в том смысле, как их части и свойства.

Так, например, информация, которая содержится в данном тексте, это не буквы, из которых он состоит, и не физические свойства букв или обозначаемых ими звуков. Это видно из того, что туже информацию можно передать другими знаками (например, стенографическими) и другими звуками (например, на другом языке). Ее же можно передать электрическими импульсами (например, по телефону), электромагнитными импульсами (например, по радио) и т.д.

Точно так же информация о пище, которую несет собаке зажженная лампочка в опыте по образованию условного рефлекса, не является свойством самой лампочки.

Отсюда видно, что в качестве носителей информации явления реальности выступают как-то иначе, чем в качестве обладателей определенных физических свойств. Соответственно, их обозначают в этом случае особым термином. Материальный объект или процесс, выступающий как носитель информации, называют сигналом.

Чем же отличается физическое явление, рассматриваемое как сигнал, от того же явления, рассматриваемого как объект?

Приведенные выше примеры наводят на мысль, что это отличие заключается в «неважное™» свойства самого объекта, когда он выступает в качестве сигнала. Однако, это не совсем верно. Разумеется, неважно, какую форму имеет буква «а». Это может быть и а (как в греческом). Точно также неважно какой, например, цвет имеет лампочка в опыте по выработке условного рефлекса.

Но важно, вернее, абсолютно необходимо, чтобы тот же знак всегда обозначал тот же звук, а тот же цвет лампочки обозначал бы тот же стимул. Иначе говоря, разным звукам должны соответствовать разные знаки. Так например, буква «д» в азбуке Морзе обозначается буква «у» обозначается «..-». Свойства букв «д» и «у» отображаются здесь только различием в расположении тех же двух точек и тире, а не самими точками и тире. Таким образом, в сигнале имеют значение не сами элементы (свойства), из которых он состоит, а соотношение этих элементов (свойств), их различия.

Соотношение свойств или элементов явления или предмета называют его структурой (строением). Отсюда вытекает, что информация передается не физическими свойствами, а структурой сигнала.

Следовательно, физическое явление выступает как сигнал, когда его собственные элементы и свойства имеют значение лишь постольку, поскольку их структура отображает свойства каких-то других предметов или явлений. Вот эти отображаемые «чужие» свойства составляют содержание информации. Сигналы, с помощью которых происходит отображение, называют кодом. Наконец, структуры, в которых осуществляется это отображение, называют алфавитом сигналов.

Вообще-то, конечно, не совсем верно то, что сказали ранее, будто сами физические свойства сигналов не важны. Совершенно ясно, что для слепого, например, недоступна будет информация, содержащаяся в букве, написанной чернилами. Зато он сможет прочесть (конечно, после обучения) рельефные буквы любой формы. Значит, чтобы объект мог стать сигналом, его сигнальные свойства еще должны как-то отобразиться в приемнике этих сигналов, т.е. должны иметь способность воздействовать на получателя.

Итак, основная особенность сигнала состоит в том, что его структура однозначно соотнесена с определенными свойствами объектов или явлений, о которых он несет информацию.

Пользуясь языком математики, можно сказать, что определенные свойства объектов или явлений изоморфно (однозначно, сохраняя структуру) отображаются в сигнале. Изучением общих законов такого отображения занимается особая область математики — топология. Поэтому, пользуясь методами топологии, можно построить математические модели информационных процессов, в частности, и тех, которыми занимается психология. Но об этом позже.

А сейчас важно другое. Топология показывает, что с помощью процессов изоморфного отображения можно в одной системе объектов построить точную модель другой системы объектов. Причем, модель эта не будет иметь никаких элементов или физических свойств оригинала и тем не менее будет точно отображать его структуру. Так, например, фотографическая карточка не имеет никаких физических свойств изображенного на ней человека и тем не менее дает полную информацию о его внешности. Вот эту возможность отобразить нечто в совершенно ином, построить модель, которая по своим физическим свойствам совершенно не похожа на оригинал, и тем не менее дает о нем полную, обширную и верную информацию — следует хорошо запомнить.

Для того, чтобы в некоторой отображающей материальной системе сформировалось такое отображение (модель) свойств другой материальной системы-ориги-нала, необходимо:

1) чтобы объекты-оригиналы взаимодействовали с отображающей системой и вызывали в ней определенные изменения ее состояний (события);

2) чтобы отображающая система превратила эти изменения своих состояний (события) в код, т.е. отвлеклась от их собственных физических свойств и выделила их структуру; иначе говоря, чтобы она реагировала лишь на определенные их различия;

3) чтобы отображающая система превратила этот код в алфавит сигналов, т.е. соотнесла различные структуры событий в ней с различными свойствами оригинала; иначе говоря, чтобы она осуществила декодирование (расшифровку) информации, содержащейся в сигналах.

Кибернетика показала, что перечисленные требования представляют необходимые условия процессов, связанных с извлечением и переработкой информации. Если центральная нервная система обладает такой способностью, то протекающие в ней процессы должны обеспечивать выполнение этих требований.

В прошлой лекции мы рассматривали процессы, ко-тоторые протекают в центральной нервной системе, как события, т.е. с точки зрения их физиологических свойств и механизмов. Попробуем теперь рассмотреть эти события, как сигналы, т.е. с точки зрения их информационных свойств и механизмов.

Из первого условия, сформулированного выше, вытекает, что для отображения окружающей реальности прежде всего необходимо ее взаимодействие с отображающей системой, т.е. организмом. Выполняется ли оно?

Ясно, что да! Более того, именно у живых организмов это условие информационных процессов реализуется в наивысшей степени. Все существование живых организмов есть непрерывное взаимодействие с окружающим миром.

Это обусловлено самой природой живого. Любой организм с термодинамической точки зрения представляет собой неустойчивую систему. Его энергетический уровень превышает энергетический уровень окружающей среды. Каждая живая клетка представляет собой как бы «горячую точку», сгусток энергии и высокоорганизованного вещества на фоне «холодного и низкоорганизованного» окружающего неорганического мира. И второй закон термодинамики слепо, но неутомимо стремится «рассосать» это отклонение, сведя его к среднему уровню энергии и организации окружающего вещества. Неумолимые законы рассеяния энергии стремятся погасить сверкающие огоньки жизни так же, как они заставляют остывать звезды и рассыпаться в прах горы. Образно об этом писал Державин:

Над всей вселенной смерть царит.

И солнца ею потушатся,

И звезды ею сокрушатся,

И всем мирам она грозит...

«Не мнит лишь смертный умирать»,

— добавляет поэт. И надо сказать, что у «смертного» есть для этого основания. Жизнь противостоит смерти за счет непрерывного обновления. Процессу разрушения она противопоставляет процесс созидания, распаду — восстановление, рассеянию — накопление. Разрушающиеся организмы жизнь заменяет, созидая путем размножения новые. Распадающиеся в организмах вещества она восстанавливает за счет веществ, черпаемых из окружающей среды. Рассеиваемую энергию компенсирует энергией, накопляемой из внешнего мира.

Жизнь способна существовать лишь за счет этого непрерывного обмена веществом и энергией с окружающим миром. Таким образом, непрерывное взаимодействие с окружающим миром составляет основное условие жизни, ее сущность, самую форму существования всего живого.

Следовательно, на вопрос, какие события порождает в живом организме его взаимодействие с окружающим миром, общий ответ будет: оно порождает самую жизнь. Отсюда вытекает, что в живом организме нет ни одного явления или процесса, которые не порождались бы взаимодействием организма с окружающим миром. Окружающая реальность непрерывно вызывает миллиарды событий в организме — изменения состава и притока питательных веществ и энергии, изменения состава, роста и взаимодействия клеток, изменения функционирования внутренних органов и мышц, изменения состояния и поведения и т.д. (В свою очередь, разумеется, ответные действия организма вызывают определенные события во внешней среде, порождают изменения ее состояний.)

С этой точки зрения все, что происходит в организме, несет одновременно информацию о состояниях внешнего мира, отображает свойства окружающей реальности. Каждый организм выступает по отношению к окружающей среде не только как сгусток энергии и высокоорганизованного вещества, но и как сгусток информации и высокоорганизованных отражений реальности.

Таким образом, первое условие формирования информационных процессов удовлетворяется в живых организмах с лихвой. Сама жизнь выступает как информационный, отражательный в своей основе процесс. Этот уровень отражения реализуется, по-видимому, в организме гуморальной системой (кровь, лимфа, эндокринные железы). Она непосредственно отражает изменения условий жизнедеятельности. Она же, реагируя на изменения состава этих продуктов, в свою очередь изменяет жизнедеятельность отдельных органов и всего организма (см. лекцию XII).

Этот низший уровень отражательной деятельности существует у всех живых организмов, начиная с амебы. Его можно назвать уровнем органического отражения, потому что информация, которая в нем используется, это —лишь информация о внутреннем функционировании и состояниях самого организма. Внешний мир как бы не интересует гуморальную систему. Информация о его свойствах, содержащаяся в работе организма, для гуморальной системы остается «запечатанной». Она «смотрит лишь внутрь», «видит» лишь то, что происходят в самом организме и пытается устранить возникающие отклонения лишь изменениями режимов работы самих внутренних органов.

Чтобы извлечь из состояний организма информацию об отраженных в них свойствах внешнего мира, необходимо еще выполнение второго сформулированного выше условия. События, вызванные внешним миром в организме, должны быть превращены в код информации об этом внешнем мире. Иными словами, их собственные физиологические свойства должны быть каким-то образом отброшены так, чтобы остались выделеными «в чистом виде» лишь их структуры, т.е. различные инварианты изменения этих свойств в пространстве и времени.

Эту работу выполняют в организме специальные устройства, именуемые рецепторами (что означает «приемники»). Рецепторы — это окна, через которые наш мозг, заключенный в непроницаемой тьме черепной коробки и позвоночника, может заглядывать во внешний мир и процессы, протекающие в самом организме.

Иногда их называют «органами чувств». Но это неверно. Никаких чувств в этих органах не возникает. Глаз чувствует свет не больше, чем сердце ощущает любовь. А ухо слышит звук в такой же мере, в какой печень испытывает гнев.

Функция рецепторов иная. Они кодируют свойства и состояния объектов внешнего мира, а также самого организма в алфавите электрохимических импульсов — единственном понятном нервной системе.

Первая форма, в которой любой живой организм сталкивается со свойствами вещей — это то, как они на него действуют. Но всякое действие представляет определенное преобразование или передачу некоторого вида энергии. Каждый рецептор — это система специализированных клеток, которые обладают способностью: (1) поглощать только определенный вид энергии,

(2) изменять при этом свое физико-химическое состояние, (3) превращать возникающую таким образом химическую энергию в электрические потенциалы.

Эти функциональные свойства рецептивных клеток называют раздражимостью.

Например, рецептивные клетки сетчатки глаза (колбочки и палочки) имеют способность переводить электромагнитную энергию света в химическую энергию, а затем в энергию электрических импульсов.

Свойство объекта, на которое реагируют рецептивные клетки, в нашем примере — отраженный или излучаемый свет — называется раздражителем. Сам переход энергии раздражителя в химическую энергию рецептивных клеток именуется раздражением. Переход химической энергии рецептивной клетки в электрический импульс в афферентном нервном волокне называют возбуждением.

Таким образом физиологический механизм рецепции можно представить себе как цепочку: раздражитель — раздражение — возбуждение. Свойство рецепторов отвечать только на определенный вид энергии именуют специфической раздражимостью.

Так, например, для глаза, точнее, для чувствительных клеток сетчатки специфическим раздражителем являются электромагнитные волны. Для уха, точнее, нервных волокон улитки, это — механические колебания воздуха (звук). Для терморецепторов — это тепловое движение молекул. Для вкусовых луковиц языка — это электрохимические свойства вещества и т.д.

Следует отметить, что специфическая раздражимость имеет обычно довольно узкий характер. Рецепторы, как правило, реагируют только на некоторые возможные участки (или свойства) соответствующих видов энергии. Так, например, зрительный рецептор человека «вырезает» из всего спектра электромагнитных волн лишь узенький интервал от 400 до 800 миллимикрон. Только через это маленькое «окошечко» глаз заглядывает в мир. Все световые колебания с меньшей длиной волны (ультрафиолетовые) и с большей (инфракрасные) оставляют его «равнодушным» и остаются невидимыми. Аналогично, слуховые рецепторы реагируют на звуковые волны лишь в пределах примерно от 15 до 20000 колебаний в секунду (герц). Волны с меньшей частотой (инфразвуки) и с большей частотой (ультразвуки) остаются для уха неслышимыми. Рецепторы химической энергии и свойств тоже, по-видимому, ограничены лишь некоторыми чертами раздражителей. Например, вкусовые рецепторы реагируют лишь на такие черты химического строения вещества, как наличие в его водном растворе ионов водорода, или металлов, или углеводов и т.д.

Таким образом, и на уровне специфической раздражимости происходит фильтрация, отбор тех видов раздражителей, на которые откликается рецептор.

Механизм следующих за раздражением процессов нам уже знаком. Потенциалы, возникающие в рецептивных клетках, вызывают электрические импульсы в начале сопряженного с ним центростремительного аксона. Частота и ритм этих импульсов определяются уровнем потенциала, возникшего в рецептивной клетке. Наведенные им импульсы бегут по аксону, передаваемые, как эстафета, от участка к участку (через перехваты Ранвье) с помощью уже известных нам ионных механизмов переразрядки. Достигая тела сенсорного нейрона, они создают в нем потенциал возбуждения. Через дендриты окружающих нейронов этот потенциал оказывает влияние на их состояния, на химизм меж-синаптических щелей и глии и т.д.

Как видим, наше первоначальное сравнение рецепторов с окнами, через которые мозг заглядывает в окружающий мир, по-существу, неверно. Рецептивные элементы скорее похожи на датчики, вроде микрофона, иконоскопа, термопары. Так же, как эти приборы, они переводят звуковую, световую, тепловую и другие виды энергии в колебания электрических потенциалов, а последние — в серии электрических импульсов, структура которых соответствует структуре энергетических воздействий на соответствующие рецептивные элементы.

Каким же образом кодируются в этих импульсах различия между энергетическими свойствами раздражителей?

Первая идея, как будто самая естественная, это зависимость между величиной энергетического воздействия раздражителя и величиной импульса, который им порождается. Например, чем ярче свет, тем больше потенциал импульса в зрительном нерве, чем громче звук, тем сильнее порождаемый им импульс, и обратно. Такой принцип формирования сигналов о состояниях определенного источника энергии называют в технике амплитудной модуляцией. Он используется в микрофонах, иконоскопах, обычных радиопередатчиках, многих измерительных устройствах (например, термометрах, манометрах и т.п.).

Фактически, однако, дело обстоит не так просто. В рецептивных клетках принцип амплитудной модуляции действительно обычно используется: чем интенсивнее разраздражитель, тем выше потенциал раздражения.

Но уже в центростремительных аксонах циркулируют, как мы знаем, только стандартные импульсы одинаковой величины и формы.

Соответственно, и уровень энергии раздражителя на входе рецепторов, и ее распределение, и ее колебания кодируются только частотой и ритмом следования электрохимических импульсов в центростремительных аксонах. В технике такой принцип формирования сигналов

о состояниях определенного источника энергии называют частотной модуляцией. Он используется, например, в ультракоротковолновых радиопередатчиках и некоторых других устройствах. По сравнению с другими способами модуляции (например, обычной амплитудной) этот способ имеет то преимущество, что он является наиболее помехоустойчивым.

Нетрудно заметить, что описанный механизм действительно решает задачу превращения в сигналы тех событий, которые происходят в нервной системе под влиянием внешних воздействий. Поскольку любой вид энергии кодируется в рецепторах одинаково — электрическими импульсами с напряжением около +40 милливольт и длительностью около 2 миллисекунд — физические свойства самого импульса не несут никакой информации. Все свойства раздражителя отражаются лишь частотой и ритмом этих импульсов, т.е. их расположением в пространстве и времени. Но ведь это и означает, что информация кодируется не физико-хими-ческими свойствами событий, происходящих в нервных клетках, а только структурой этих событий, т.е. их соотношениями в пространстве и времени.

Описанная особенность является свойством любого кода с конечным алфавитом знаков. Так, например, код письменной речи в русском языке содержит 33 знака (включая пробел, т.е. конец слова). Сама по себе буква (или соответствующий ей знак) ничего не обозначает. Сигнал возникает как комбинация букв. Причем все зависит от его структуры. Так, например, сочетания «кот» и «ток» несут совершенно разную информацию, хотя состоят из тех же знаков.

Самым простым из всех возможных кодов является двоичный, т.е. состоящий из двух знаков, например, 0 и 1.

Несмотря на такую его простоту, в этом коде можно выразить любую информацию. Так, число можно будет записывать в двоичной системе счисления, как сумму степеней двойки. (В принятой десятичной системе они записываются, как сумма степеней десятки).

Например, число 125 означает

Ь10* + 2. ИР + б* 10°

В двоичной системе то же самое число запишется как: 1111101, что означает

1 -2®+ 1-2»+ 1-2⁴+ 1-2® + 1.2^е + 0.2* + 1.2^е;

(64) (32) (16) (8) (4) (0) (1)

А как выразить слова? Очень просто. Пронумеруем все буквы алфавита. Тогда «к» получит номер 10, «о» — И, «т» — 18. Слово «кот» запишется:

1010—1110—10010 к—10) (о—14) (т—18)

10010—1110—1010

Нетрудно заметить, что при переходе от тридцатидвухзначного кода к двухзначному информация сохранилась. Изменилось только количество знаков, которые потребовались для передачи того же сообщения. (В двузначном — 13, а в 32-значном — 3.)

Существует формула, которая определяет число букв в коде, достаточное для передачи определенного количества сведений, сообщений:

/ = log_an

где /— число знаков, достаточное, чтобы передать п различных сообщений в коде, имеющем алфавит из а разных букв.

Например, в двоичном коде, чтобы описать 64 разных состояния действительности понадобятся слова длиною до

I = log_a64 = 6

т.е. до шести букв.

Если состояния неравновероятны, т.е. одни сообщения будут поступать чаще, а другие реже, применяется более общая формула

(=п

Н = — ^pilogp,

где Pi — вероятность состояния (т.е. сообщения),

2 — знак суммирования по всем возможным состояниям.

В кибернетике величину Н называют энтропией, а величину (—Н) информацией.

Как и в примере с буквами, знаки 1 и 0 сами по себе ничего не означают. Информацию несет только определенное их сочетание, т.е. структура сигнала, образованного из них.

Нетрудно заметить, что переработка энергии раздражителя в события внутри рецепторного аппарата по своему характеру вполне аналогична процессу двоичного кодирования информации о свойствах этого раздражителя.

Попробуем применить формулу (1) для вычисления «длины слов» в этом алфавите. Предположим, что рецептор в состоянии передать 100 тысяч различных сообщений. (Примерно таковы, по-видимому, информационные возможности зрительного рецептора.) Тогда для отражения ста тысяч различающихся состояний раздражителя понадобятся слова длиною до

/ = log, 10⁵ ^ 17

Если принять, что длительность каждого импульса

0,002 сек, а «скважина» между импульсами — до 0,01 сек, то длительность самого длинного слова будет

17-[(0,002 + 0,01):2] ^0,102

Т.е. около 0,1 сек хватит для передачи любого из 100000 возможных сообщений. Если же эти сообщения не равновероятны, то вступает в действие формула (2), и тогда для передачи любого из сообщений понадобится еще меньше времени.

Таким образом, нервная система использует, по-видимому, самый простой из всех возможных кодов. В нем практически совершенно не имеют значения физикохимические свойства используемых знаков и достаточно лишь различать два полярных (т.е. противоположных) состояния нервной клетки.

Что такими состояниями являются потенциалы клеток, а средствами их переноса — электрические импульсы, факт в общем случайный, обусловленный устройством и происхождением нервной системы. В принципе та же функция формирования сигналов о свойствах раздражителя могли бы осуществляться и по-другому.

Например, вполне возможно, что наблюдаемые нами электрические процессы являются лишь побочными или промежуточными эффектами, а основными механизмами кодирования воздействий являются химические реакции и переносчиками информации — определенные молекулы.

Для этого нужно лишь выполнение в них главного требования: чтобы набор химических реакций или молекул оставался тем же для всех видов сигналов, а информация выражалась лишь различием их структуры, т.е. сочетания и расположения этих реакций и молекул в пространстве и времени.

Сегодня мы знаем, что такой механизм кодирования информации действительно используется природой. Во всяком случае, установлено, что генетическая информация, т.е. врожденные программы развития организма, кодируется именно так — различными комбинациями четырех типов атомных групп в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

До сих пор мы говорили об отдельной рецептивной клетке и единственном центростремительном аксоне. Фактически в реакции на каждый раздражитель участвуют обычно множество рецептивных клеток. Такая совокупность рецептивных клеток, вовлеченных в одновременное реагирование на определенный раздражитель, называется рецептивным полем.

Естественно, что рецептивное поле возбуждает уже не один центростремительный аксон, а целую группу таких аксонов. Соответственно, в ответ на действие каждого раздражителя по афферентным нервам одновременно выстреливается целый пучок параллельно бегущих импульсаций.

Иными словами, каждое сообщение о свойствах раздражителя кодируется не только чередованием импульсов во времени, но и мозаикой их распределения в пространстве в каждый момент времени, т.е. рецептивный сигнал имеет четырехмерную структуру.

Следует также учесть, что как показывают исследования, клетки рецептивных полей обычно взаимодействуют не только с раздражителем, но и друг с другом. Параллельные связи и взаимодействия наблюдаются также и между синаптическими окончаниями центростремительных аксонов.

Таким образом, четырехмерный сигнал, идущий по афферентному нерву, является уже не простой трансляцией точечных реакций отдельных рецептивных клеток на раздражитель, а продуктом определенной периферической переработки этих реакций — их суммирований, дифференцировки и т.д. Что дает эта переработка, мы увидим позже, когда займемся отдельными конкретными рецепторами. Итак, четырехмерный, структурированный в пространстве и времени сигнал поступает по центростремительным аксонам в сенсорные клетки центральной нервной системы. Совокупность клеток, аксоны которых идут от рецептивных полей, именуются первичными сенсорными полями.

Первичные сенсорные поля имеют двойственную структуру. Они включают ядро и элементы, рассеянные по коре головного мозга. В ядрах сосредоточены основные массы сенсорных нейронов, к ним идут проводящие пути от рецепторов. Рассеянные элементы находятся за пределами ядра. Они разбросаны в областях по соседству с ядрами других сенсорных полей.

Именно здесь, в сенсорных полях, происходит самый таинственный процесс — превращения этих афферентных сигналов в ощущения.

Ощущения дают уже информацию о свойствах самого раздражителя, а не о свойствах порожденного им сигнала. Действительно, ощущение, например, красного цвета не содержит в себе информации о том, какая структура нервных импульсов его породила. Но зато оно содержит информацию о том, что раздражитель, породивший эту структуру импульсов, излучает электромагнитные волны длиной 0,7—0,8 микрон.

С этой точки зрения, возникновение ощущений можно рассматривать как процесс декодирования (расшифровки) информации, содержащейся в афферентных сигналах.

Как это происходит? К этому коренному вопросу мы вернемся. Пока же сформулируем общий вывод, к которому мы пришли. Информация о свойствах раздражителя, которая содержится в афферентных сигналах, кодируется мозгом в форме ощущений.

Весь этот нервный аппарат кодирования, передачи и декодирования информации, состоящий из рецептора, афферентных нервов и первичного сенсорного поля, называют анализатором.

Итак, каждый рецептор порождает определенные, своеобразные ощущения, которые не похожи на ощущения от другого рецептора. Например, раздражения зрительного рецептора переживаются как ощущение света, раздражения слухового — как ощущения звука, и ощущения эти совсем не похожи друг на друга. Вот это специфическое качество ощущений, порождаемых данным рецептором, называют модальностью ощущений.

Какие же виды ощущений существуют и какую информацию о свойствах реальности они сообщают? Ответ на этот вопрос не так прост.

Прежде всего, у разных организмов оказываются существенно различны возможности их рецепторов. Так, например, слуховые анализаторы летучих мышей реагируют на звуковые колебания с частотой до 130000 в секунду, т.е. на ультразвуки, неслышимые для человека.

Медузы реагируют на колебания с частотой 3—4 в сек, т.е. на инфразвуки, тоже неслышимые для человека. Пчелы видят ультрафиолетовую часть спектра, для человека невидимую, и, наоборот, для них не существует красного цвета. А тараканы, комары, клещи и некоторые змеи реагируют на инфракрасное излучение, которое тоже лежит за пределами чувствительности человеческого глаза. Зато кошка, по-видимому, вообще не различает цвета.

Далее, разные организмы обладают рецепторами, чувствительными к разным видам энергии. Так, например, миноги и электрические угри обладают рецепторами, чувствительными к электрическим полям. Рыбы обладают специальными органами для восприятия вибрации воды и перепадов ее давления. А обыкновенная речная улитка оказалась способной улавливать магнитное поле Земли.

Казалось бы, дело значительно упростится, если мы откажемся рассматривать во многом еще загадочный мир животных, а ограничимся лишь ощущениями, присущими человеку. Однако и здесь видимость знакомо-сти оказывается обманчивой. Исследование показывает, что наряду с хорошо известными ощущениями, как слух, зрение, обоняние и т.д., у человека обнаруживается целый ряд «чувств», которые невозможно объяснить работой известных рецепторов.

Так, например, слепые узнают на расстоянии знакомых людей. Причем, иногда это удается, когда человек движется в другой комнате и зрячие его еще не слышат и не видят. Однако, стоит постелить человеку под ноги мягкий ковер, как слепой теряет способность обнаруживать его приближение. Отсюда видно, что у людей имеются также рецепторы вибрации, которые особенно развиваются у слепых.

Известно, что у лягушки чувствительностью к свету обладают не только глаза, но и вся кожа. Опыты, проведенные советскими психологами (А.Н. Леонтьев, Н.Б. Познанская, А. Новомейский) показали, что такой способностью обладают кончики пальцев и у некоторых людей. Существуют наблюдения, свидетельствующие о чувствительности некоторых людей к радиоактивности (F.A. Зубовский).

10 Чак. ?14?

Дело запутывается еще тем, что не все раздражители, к которым человек чувствителен, порождают у него ощущения особой модальности. Так, например, раздражение светом кончиков пальцев порождает у людей, которые обладают соответствующей чувствительностью, не зрительные, а осязательные ощущения. В частности, одна из таких испытуемых (Роза Кулешова) ощущала черный цвет, как выпуклость, а белый — как углубление. Другой ощущал желтую бумагу как пористую и гладкую, а красную — как липкую и т.д.

В ряде случаев сенсорная реакция может быть еще более смутной и нечеткой. Так, например, у некоторых людей приближение шторма вызывает чувство безотчетной тоски и тревоги. По-видимому, здесь имеет место инфразвуковая чувствительность. Когда море волнуется, инфразвуковые колебания становятся мощнее и распространяются на далекое расстояние. (Именно так «предчувствуют» шторм и спешат в глубину медузы). У людей, реагирующих на приближение шторма, имеются рецепторы, чувствительные к этим инфразву-ковым волнам. Но нет специальных сенсорных полей. Поэтому возникающее раздражение декодируется какими-то другими полями, порождающими ощущения общего самочувствия. Есть данные и о том, что сетчатка глаза реагирует на инфракрасные и ультрафиолетовые волны.

По-видимому, у человека существуют также рецепторы, чувствительные к атмосферному давлению и электромагнитной радиации. Это, в частности, отражается в общеизвестных изменениях самочувствия и настроения «к погоде». Так, у некоторых людей систематически наблюдаются вялость, подавленность за сутки-двое до резкого изменения погоды к дождю и ветру и, наоборот, общий подъем при предстоящем улучшении погоды. Менее известны, но достоверно зарегистрированы изменения самочувствия, настроения и общего состояния людей при изменениях уровня космической радиации, в частности, состояния ионосферы Солнца. Есть наблюдения, свидетельствующие о влиянии магнитных полей на человека. Так, например, помещение на длительное время между полюсами мощного электромагнита вызывает головную боль, замедление реакций, затруднение мыслительных процессов.

До сих пор мы говорили лишь об ощущениях, которые несут информацию о состояниях окружающего мира. Но еще более темны, смутны и разнообразны ощущения человека, отражающие состояния его собственного организма. В частности, очень трудно проанализировать и расшифровать ощущения, получаемые от внутренних органов, мышц и суставов. Описания типа «тянет», «давит», «покалывает», «сосет» и т.п. мало что дают. Так, например, одни только попытки расклассифицировать виды боли дали более 30 ее видов — стреляющая, тупая, острая, покалывающая, опоясывающая и т.п. Единственное, что можно сделать здесь более или менее достоверно — это указать источники ощущения, внутренние органы, определенные мышцы, суставы и т.д.

Однако, существует много внутренних ощущений, которые не поддаются и такой локализации. Например, ощущение положения в пространстве, ощущение бодрости или подавленности и т.п. Подобные ощущения разлиты, или, как говорят, диффузны и переживаются, как состояния всего организма в целом. Впрочем, и болевые ощущения иррадиируют, т.е. распространяются на другие участки и органы.

Из сказанного видно, что сегодня мы еще очень далеки от возможности составить полный перечень видов ощущений, которые переживает человек, а также рецепторов и анализаторов, которыми располагает его организм.

Пока возможна лишь грубая классификация ощущений на несколько основных классов. В частности, например, следующая:

I. Экстероцептивные ощущения (от слова «экстер-нум» — внешний), которые несут информацию о внешнем мире. Их источником являются экстерорецепторы. Ощущения эти можно подразделить на две группы:

1) Контактные, которые возникают при непосредственном взаимодействии рецептора с объектом. К ним относятся, например, ощущения вкуса, а также кожные — прикосновения, давления, тепла и холода, зуда, боли.

2) Дистантные, которые дают информацию о свойствах стимула без непосредственного контакта рецепторов с самим предметом. К ним относятся, например, зрительные, слуховые, обонятельные, вибрационные.

II. Интероцептивные ощущения (от слова «интер-нум» — внутренний), кодирующие информацию о состояниях самого организма. Их источниками являются интерорецепторы. Ощущения эти можно разделить на три группы:

1) Проприоцептивные, которые сообщают о положении организма и состояниях его двигательного аппарата. Сюда относятся, например, ощущения равновесия, положения в пространстве, степени напряженности и сокращениях мышц, движениях и расположении частей тела. Сюда же относится, по-видимому, «чувство времени».

2) Органические, которые отражают состояние внутренних органов. К ним относятся, например, ощущения голода, жажды, боли в определенных органах, удушья, тошноты и т.д.

3) Аффективные, которые содержат информацию относительно общего состояния организма. К ним относятся, например, ощущения удовольствия, ащения, возбуждения, покоя, комфорта и диском форта, бодрости и подавленности, общего самочувствия, утомления и т.д.

Нетрудно заметить, что переживания, подпадающие под перечисленные категории, чрезвычайно разнообразны. Роднят их между собой следующие черты:

1. Все они возникают в результате непосредственного взаимодействия раздражителя с рецепторами.

2. Все они представляют продукт первичного декодирования афферентных импульсаций.

3. Все они составляют первичные, далее неразложимые непосредственные психические переживания.

4. Все они отражают свойства раздражителя, проявляющиеся в характере его воздействия на рецепторы.

Отмеченные общие черты и позволяют отнести все эти разнообразные психические переживания к категории первого уровня психического отражения реальности, как она является организму при непосредственном его взаимодействии с нею. Этот уровень отражения можно назвать сенсорным или чувственным.

С точки зрения отношений организма к реальности, которые реализуются в ощущениях, последние можно охарактеризовать как непосредственное психическое отражение взаимодействий среды и организма. С точки зрения отношения ощущений к реальности, их можно охарактеризовать как субъективную форму отражений объективных свойств реальности. С точки зрения отношения этой формы психического переживания к остальным видам психической деятельности, ощущения можно охарактеризовать как первичный универсальный код психического отражения реальности.

Нам уже известно, что любой вид энергии, воздействующий на рецепторы, кодируется в афферентных нервах одинаково, а именно: в форме электрических импульсов стандартной формы. Спрашивается, почему же одни серии таких импульсов мы ощущаем как свет, а другие серии ощущаем как звук?

Оказывается, все дело в том, куда направляются эти импульсы. Если импульсы попадут в зрительное поле, то мы будем ощущать свет. Если те же самые импульсы попадут в слуховое поле, то мы будем ощущать звук. Если те же импульсы попадут в осязательное поле, то мы будем ощущать какое-то прикосновение и т.п.

Следовательно, различие в модальности ощущений зависит только от того, в какое сенсорное поле попадают соответствующие афферентные импульсы, или, как это короче говорят, от локации импульсов. Локация же импульсов от различных рецепторов определена генетически, устройством нервной системы. Организм построен так, что импульсы от сетчатки идут именно в зрительное поле и поэтому ощущаются как свет. А нервы, предположим, от слуховых рецепторов идут в слуховое поле, поэтому ощущаются всегда как звук.

А что, если изменить направление импульсов? Если, например, импульсы, которые идут от уха, послать в зрительное поле, а импульсы сетчатки послать в слуховое поле? Тогда возникнут парадоксальные явления: свет начнет ощущаться, как звук, звук начнет выглядеть, как свет. Мы знаем такие случаи по собственному опыту. Например, при сильном ударе в области глаза у человека возникает ощущение света — «искры из глаз брызнули». Как видите, здесь механическое раздражение зрительного нерва дает ощущение света. Почему? Потому что зрительный нерв кончается в зрительном поле и любое его раздражение вызывает ощущение света. Аналогично, в опытах, где искусственно раздражали электрическими импульсами, а также слабыми растворами химических веществ зрительный нерв, у человека возникали ощущения световых вспышек.

Другой интересный эксперимент поставил случай. Дело в том, что у нас в зубах есть отростки от слуховых и зрительных нервов. И вот однажды в Западной Германии некий пациент, которому запломбировали зуб, пришел к врачу с жалобами на то, что его мучают кошмары, раздается какая-то музыка, крики, мелькают вспышки, какие-то картины. Оказалось, что состав пломбы имел полупроводниковые свойства. Он, грубо говоря, принимал передачи ближайших радиостанций и преобразовывал их в электрические потенциалы. Они действовали на отросток зубного нерва. А так как он соединен со слуховым и зрительным нервом, последние тоже возбуждались, и у человека возникали звуковые, а также зрительные ощущения.

Итак, первое грубое декодирование информации, содержащейся в афферентных сигналах, осуществляется путем их разнесения в пространстве. Координаты области, куда попали сигналы, в пространстве мозговых полушарий служат индикатором формы энергии раздражителя.

Таким образом, модальность ощущений представляет собой код, с помощью которого из нервных сигналов извлекается информация о виде энергетического воздействия раздражителя на рецептор — электромагнитные ли это волны, или упругие колебания воздуха, или тепловое движение молекул, или химическое движение атомов и т.п.

Разные виды энергии вызывают чувственные переживания разного типа. Соответственно, уже механизм специализированных анализаторов разлагает (дифференцирует) окружающий мир по формам движения материи, которые в нем встречаются. Каждая форма движения материи, для которой имеются рецепторы, отображается в особой модальности порождаемых ощущений.

Фактически, впрочем, дело обстоит значительно сложнее, чем описывается этой упрощенной схемой. Во-первых, мы знаем, что во всех сенсорных полях, кроме специализированных, имеются еще мультисен-сорные нейроны. Это значит, что сигналы из каждого рецептора поступают не только в его собственное поле, но вызывают возбуждение в сенсорных полях других рецепторов. Кроме того, в зонах каждого ядра имеются рассеянные элементы «чужих» сенсорных полей. Поэтому модальность ощущений никогда не бывает «чистой». Переживание определенной категории ощущения оказывается более или менее окрашено интра-модальными связями, такими, как звукоцветовые, вкусообонятельные, звукоцветотактильные и т.д. Так, глядя на бархат, мы «ощущаем» его мягкость, рассматривая зрелое яблоко, «чувствуем» его вес, в раздавленной виноградине «видим» ее влажность, а в дольке лимона — ее кислый вкус.

Такие интрамодальные связи ощущений называют «синэстезиями». Исследования показывают, что они представляют собой универсальное явление.

Так, слуховые ощущения часто распространяются на область осязательных ощущений («бархатный голос», «зудящий писк комара», «режущий ухо визг» и т.п.). У некоторых людей они распространяются и на зрительную сферу (так называемый, «цветной слух», когда звуки кажутся окрашенными). В свою очередь зрительные ощущения связаны с осязательными (вид —мягкий, шершавый, влажный) и температурными («теплые» и «холодные» тона), вкусовые — с обонятельными и т.д.

Следует подчеркнуть, что речь здесь идет не о метафорическом переносном значении (как, например, когда красный цвет воспринимается как революционный), а о реальной физиологической связи. Например, измерение показателей обмена веществ свидетельствует, что организм человека действительно реагирует на помещение его в голубую комнату так, как будто в ней холоднее, чем в розовой, хотя объективно температура одинакова. Аналогично, скребущий звук вызывает ту же кожную реакцию («мурашки по коже»), что и действительный зуд. Слуховые раздражения объективно влияют на чувствительность к зрительным раздражителям и т.п. Например, установлено, что зеленый цвет повышает чувствительность слуха, а красный — понижает. В свою очередь громкие звуки повышают чувствительность глаз к сине-зеленым цветам и понижают к оранжево-красным. Кисло-сладкий вкус во рту, запах бергамотного масла и гераниола улучшают ночное зрение. Красное освещение влияет на чувство равновесия.

Холодные и теплые грузы кажутся тяжелее. При ярком свете пища кажется вкуснее. Под музыку тот же груз ощущается как более легкий. Раздражение кожи электрическим током повышает чувствительность слуха, а запах изменяет чувствительность глаз к электрическим раздражениям и т.д.

Однако, отнюдь не всякое специфическое раздражение рецептора порождает соответствующее ощущение. Прежде всего, если раздражение слишком слабо, то ощущения не возникает. Например, мы не слышим своего дыхания, не слышим биения сердца собеседника, не ощущаем веса мухи, которая села нам на рукав, и многое другое.

Точно так же адекватное ощущение не возникает, если раздражитель слишком силен. Например, если в темноте вдруг направят вам в глаза яркую лампу, вы на мгновение как бы слепнете. Здесь сильный раздражитель временно выводит из строя рецептор, а может его вообще разрушить. Чаще всего слишком сильный раздражитель порождает просто боль, а не соответствующее ощущение.

Итак, значит для того, чтобы возникло ощущение, сила раздражителя должна лежать в каком-то интервале. Если она ниже минимума, то ощущение не возникает. Если она выше максимума, то ощущение данной модальности тоже не возникает, а просто анализаторы парализуются или ощущают боль.

Эти крайние значения в психологии называют абсолютными порогами ощущения. Минимальная интенсивность раздражителя, которая еще вызывает ощущение, именуется нижним абсолютным порогом. Максимальная величина раздражителя, при которой еще возникает адекватное ощущение, называется верхним абсолютным порогом. Нижний порог (Н) характеризует чувствительность рецептора. Она измеряется величиной, обратной нижнему порогу (р_н), т.е.

Пороги у человека довольно широко расставлены. Например, нижний абсолютный порог для зрения составляет сила света примерно в один биллион раз меньше, чем в обычный солнечный день. Для слуха она примерно в сто пятьдесят тысяч раз слабее, чем обычная громкость речи и т.д.

Нетрудно заметить, что, чем порог ниже, тем чувствительность больше, и обратно.

Не только не всякое раздражение вызывает ощущение, но и не всякое изменение силы раздражения замечается человеком, т.е. вызывает у него изменение ощущения. Так, например, если в комнате, где горит люстра в 1000 свечей, зажгут еще карманный фонарик, мы вряд ли заметим, что стало немного светлее. Изменение освещенности окажется таким небольшим, что мы его не ощутим.

Величина, на которую должен измениться раздражитель, чтобы возникло изменение порождаемого им ощущения, характеризуется относительным или дифференциальным порогом ощущения.

Существеннейшей особенностью относительной (дифференциальной) чувствительности является то, что изменение ощущения определяется не абсолютной величиной прироста или убывания раздражителя, а отношением этого прироста к силе предшествующего раздражения.

Поэтому относительный порог каждого ощущения характеризуется безразмерной дробью, которая показывает отношение величины прироста силы раздражения (AI) к его исходной величине (I), минимально необходимое для изменения ощущения.

Очень важно, что значение этой дроби оказывается для каждого вида ощущений величиной постоянной, т.е.

— = const /

Этот кардинальный факт по имени ученого, который его установил, называют в психологии законом Вебера. Например, для того, чтобы заметить, что вес удерживаемого предмета изменился, необходимо, чтобы этот вес прирос не меньше, чем на 1/30 первоначального. Иными словами, если на палец подвешен грузик весом в 30 г, то достаточно добавить 1 г, чтобы мы почувствовали изменение веса. Но если у нас лежит на руке груз весом в 300 г, то нужно добавить для той Же цели уже 10 г. А если мы несем на спине мешок в 90 кг, то нужно добавить туда еще 3 кг.

Аналогично, относительный порог для слуховых ощущений составляет 0,1, а для зрительных ощущений — 0,01.

Позже открыли, что закон Вебера соблюдается не всегда. Ближе к абсолютным пороговым значениям раздражителей он начинает нарушаться. Но все же для довольно широкого интервала «обычных» значений раздражителей этот закон, как правило, справедлив.

Ранее мы говорили, что если сила раздражителя ниже порога, то мы его не ощущаем. Но это еще не означает, что подпороговые раздражители никак не воздействуют на наше поведение. В последние годы ряд опытов показали, что у человека могут вырабатываться условные рефлексы и на подпороговые раздражения.

Например, если чрезвычайно тихий звук, которого человек не слышит, каждый раз сопровождать дуновением в глаз, то образуется условная связь. И в дальнейшем при таком звуке у человека срабатывает мигательный рефлекс, хотя он ничего не слышит, и, так сказать, «сам не понимает, чего он моргает».

Факты такого рода заслуживают особого внимания. Они показывают, что отражение воздействий внешнего мира может происходить в психике и помимо сознания. В этом случае оно (отражение) не находит выражения в соответствующих внутренних субъективных переживаниях, а обнаруживает себя только в ответном поведении или состояниях организма.

Таким образом, с самого начала мы обнаруживаем, что даже у человека отражательные процессы не вполне совпадают с процессами сознавания, а область психического отражения не ограничивается сферой сознательного.

Ту область, в которой отражательные и регуляторные процессы протекают вне круга сознания, называют бессознательной. Предполагают, что именно такие реакции на неосознаваемые раздражения лежат в основе многих необъяснимых явлений нашего поведения, таких, как неожиданные для нас самих поступки, непонятные смены настроения, «предчувствия», ощущение «чужого взгляда», внезапные симпатии и антипатии и т.п.

Как абсолютный, так и относительный пороги (а соответственно, и чувствительность) не являются величинами постоянными. Чувствительность рецепторов изменяется в зависимости от силы и длительности воздействия на них.

Например, человек со света входит в темноту. Сначала он ничего не видит. Потом постепенно начинают выступать контуры предметов. Они становятся все четче, и, наконец, кажется, что в помещении совсем не так уже темно. В чем дело? Глаза «приспособились» к темноте, чувствительность их повысилась. И, наоборот, когда человек выходит из темноты на яркий свет, он на некоторое время как будто слепнет. Но затем глаз приспосабливается к новой освещенности и начинает видеть. Такое изменение чувствительности рецепторов под влиянием изменения раздражителя называется адаптацией.

Например, глаз может повышать свою чувствительность в сто тысяч раз. Некоторые исследователи утверждают даже, что в миллион раз. Иногда, наоборот, адаптация проявляется в понижении чувствительности. Пример — адаптация обоняния. Благодаря ей уже минут через 10-15 мы перестаем ощущать самый острый запах.

Длительность процесса адаптации различна для разных рецепторов и разных изменений раздражителя. Например, при переходе из тьмы на свет она длится всего несколько секунд, а при переходе со света в темноту — до двух часов. Период полной обонятельной адаптации — около 40 минут. Период адаптации тактильных ощущений (прикосновения) еще короче.

Некоторые рецепторы вообще почти не адаптируются. Например, слуховые и болевые. Целесообразность этого понятна. Если бы слух адаптировался, то через некоторое время мы переставали бы слышать речь оратора, голос учителя и т.д. Еще опаснее была бы адаптация к боли. Ведь боль — это сигнал жесточайшей опасности, иногда для самого существования организма.

Если длительное воздействие того же раздражителя вызывает иногда понижение чувствительности к нему, то, наоборот, изменение раздражителей часто повышает чувствительность. Это явление называют контрастом ощущений. Так, например, ощущение кислого обостряется после ощущения сладкого и сладкого — после соленого, ощущение холодного обостряется после горячего и т.д.

Величина порогов зависит от многих факторов. В частности, она связана с характером раздражителя. Так, например, глаз человека максимально чувствителен к световым волнам длиной около 555 ммк (зеленый цвет). С удлинением или укорочением волны чувствительность к ней начинает падать. К волнам длиной около 400 ммк глаз примерно в 10000 раз менее чувствителен. А с приближением к красному краю (800 ммк) порог повышается в сотни тысяч раз. Аналогично, максимальная чувствительность слухового рецептора лежит в районе 1000 гц. При уменьшении частоты чувствительность начинает понижаться в сотни и тысячи раз (в районе 15 гц — в 100 раз, в районе 15000 гц — ъ сотни тысяч раз).

Величина порогов зависит также от индивидуальных врожденных и приобретенных особенностей нервной системы. У разных людей пороги чувствительности различны. Причем, чувствительность, особенно относительная, является свойством, до определенной степени тренируемым. Она может значительно повышаться под влиянием систематического упражнения. Так, например, текстильщики, выпускающие черные ткани, научаются различать до 40 оттенков черного цвета там, где глаз обычного человека видит лишь 2—3 оттенка. Известна также исключительная чувствительность к оттенкам запаха и вкуса, которая вырабатывается у дегустаторов духов, чая, вина и других продуктов. Аналогично, у людей, занимающихся музыкой, наблюдается значительное повышение чувствительности к различению высоты тона, у канатоходцев и конькобежцев улучшается чувство равновесия и т.д.

Чувствительность рецепторов существенно зависит также от биологического значения раздражителей. Так, например, лягушки реагируют на слабый шорох, производимый насекомыми, но «не замечают» намного более сильных звуков, которые не имеют для них биологического значения. Собака обладает высочайшей чувствительностью к заахам органических кислот и пониженным обонянием по отношению к ароматическим веществам. Потому что органические кислоты содержатся в следах животных, выделяются их телом и поэтому имеют для собаки биологическое значение. А ароматические вещества выделяются цветами, травами. Их запахи представляют «помехи», забивающие запах следа.

Аналогично, у человека чувствительность к раздражителям существенно зависит от того, какое значение представляют соответствующий предмет или его свойство для деятельности человека, решаемых им задач, его нужд, влечений, желаний интересов. Раздражитель той же силы может оказаться ниже порога чувствительности, если он безразличен для человека, и, наоборот, вызовет сенсорную реакцию, если он имеет значение или представляет интерес для данного человека.

С этой точки зрения чувствительность рецепторов всегда приспособлена к особенностям жизнедеятельности человека. И изменяется она не только под влиянием изменений обстановки, но и под влиянием задач, на которые направленна деятельность человека. Такую адаптацию сенсорных реакций к нуждам организма и его поведению называют специфической чувствительностью.

Специфическая чувствительность служит для выделения более слабых, но значимых раздражителей из общего фона более сильных, но безразличных воздействий среды. С этой точки зрения рецеп