Аткинсон Р. и др. - Введение в психологию

9. Высота звука — наиболее примечательная его характеристика — возрастает с увеличением частоты звуковой волны. Из того, что человек может одновременно слышать высоты двух различных тонов, следует, что есть много рецепторов звука, реагирующих на разные частоты. Согласно временной теории восприятия высоты, слышимая высота определяется временными паттернами нервных реакций слуховой системы, которые, в свою очередь, задаются временными паттернами звуковой волны. Согласно теории локальности, каждая частота в наибольшей степени стимулирует один из участков вдоль базилярной мембраны, и слышимая высота зависит от того, в каком месте движение мембраны максимально. Эти теории вполне совместимы, поскольку временная теория объясняет восприятие низких частот, а теория локальности — восприятие высоких.

10. Обоняние имеет более важное значение для других биологических видов, чем для человека. Многие биологические виды выделяют специальные запахи (феромоны) для общения, и у человека, видимо, сохранились остатки этой системы. Стимулами для обоняния являются молекулы, испускаемые веществом. Молекулы пролетают по воздуху и активируют обонятельные рецепторы, расположенные в глубине носовой полости. Есть много типов рецепторов запаха (порядка 1000 и более). Обычно человек может различить от 10 000 до 40 000 различных запахов, причем у женщин это в целом получается лучше.

11. На восприятие вкуса влияет не только пробуемое вещество, но и генетический склад и опыт индивида. Стимулом для вкуса являются вещества, растворимые в слюне; множество рецепторов вкуса расположено на языке пучками (вкусовые почки). В разных местах языка разная чувствительность. Любой вкус можно описать как сочетание четырех основных качеств вкуса: сладкого, кислого, соленого и горького. Различные качества вкуса частично кодируются путем активации специфических нервных волокон: эти волокна лучше всего реагируют на одно из четырех основных качеств; другим способом кодирования являются паттерны активированных волокон.

12. Два вида кожных ощущений — это ощущения давления и температуры. Наиболее чувствительны к давлению губы, нос и щеки, наименее — большой палец ноги. Человек очень чувствителен к температуре и может обнаружить ее изменение величиной менее одного градуса. Разные качества температуры кодируются преимущественно путем активации рецепторов тепла и рецепторов холода.

13. Стимулом боли может быть любой стимул, достаточно интенсивный, чтобы вызвать повреждение тканей. Есть два типа боли, передаваемых по разным нервным путям: фазическая боль, которая обычно длится кратко, быстро нарастает и быстро спадает, и тоническая боль, которая обычно стабильна и длится долго. На болевую чувствительность в значительной степени влияют иные факторы, чем собственно вредящий стимул; к ним относятся преднастройка и культурные традиции. Воздействие таких факторов, видимо, осуществляется через открытие и закрытие нервных ворот, находящихся в спинном и среднем мозге; боль ощущается, только когда болевые рецепторы активируются при открытых нервных воротах.

Ключевые термины

ощущение восприятие абсолютный порог дифференциальный порог едва заметные (воспринимаемые) различия (ЕЗР) время реакции трансдукция острота зрения острота восприятия пространства острота восприятия контраста оттенок яркость насыщенность частота амплитуда тембр высота звука феромоны

Вопросы для размышления

1. Как можно использовать измерения едва заметных (воспринимаемых) различий (ЕЗР) в громкости звука для описания изменений среды в аудитории, вызванных введением новой авиалинии в расписание местного аэропорта? Сможете ли вы объяснить суть вашего метода измерений комиссии заинтересованных граждан?

2. Некоторые люди описывают сенсорные ощущения, в которых смешиваются данные двух сенсорных систем. Это явление, получившее название синэстезии, по-видимому, может иметь место как в результате естественных причин, так и под воздействием психотропных препаратов. Например, люди сообщали о том, что они способны видеть «цвет» музыки или слышать «мелодии», ассоциирующиеся у них с различными запахами. Какие возможные причины подобных ощущений вы можете предложить на основании того, что вы знаете о сенсорном кодировании?

3. Можете ли вы, придерживаясь эволюционной точки зрения, назвать причины, по которым глаза некоторых видов животных состоят почти исключительно из палочек, других видов животных — из колбочек, а третьих, к которым относятся и люди, — и из палочек, и из колбочек?

4. Как изменилась бы ваша жизнь, если бы у вас исчезло ощущение боли? Как она изменилась бы, если бы у вас исчезло ощущение запаха? Что, с вашей точки зрения, было бы хуже и почему?

Дополнительная литература

По общим вопросам сенсорных процессов и восприятия есть несколько хороших текстов. Наиболее доступные из них: Coren, Ward & Enns. Sensation and Perception (5th ed., 1999). Также полезны: Goldstein. Sensation and Perception (5th ed., 1999); Barlow & Mollon. The Senses (1982); Sekuler and Blake. Perception (1985).

Тема биологического базиса зрения прекрасно изложена в работе: Spillman & Werner. Visual Perception (1990) Анализ цветового зрения: Boynton. Human Color Vision (1979); Gurvich. Color Vision (1981). Введение в слуховое восприятие: Moore. An Introduction to the Psychology of Hearing (2nd ed., 1982). Об обонянии: Eugen. The Perception of Odors (1982). Об осязании: Schiff & Foulke (eds.). Tactual Perception (1982). О боли: Melzack & Wall. The Challenge of Pain (1988).

Просто для информации: есть четыре многотомных издания, в каждом из которых несколько глав посвящены органам чувств. Среди них: Carterette & Friedman (eds.). Handbook of Perception (1974-1978); Darian-Smith (ed.). Handbook of Psychology: The Nervous System: Section 1, Volume 3, Sensory Processes (1984); Boff, Kaufman & Thomas (eds.). Handbook of Perception and Human Performance: Volume 1, Sensory Processes and Perception (1986); Atkinson et al. (eds.). Steven's Handbook of Experimental Psychology: Volume 1 (1988), edited by Atkinson, Herrnstein, Lindzey and Luce.

На переднем крае психологических исследований

Искусственные уши и глаза

Научно-фантастическая идея о замене дефектных органов чувств новыми, искусственными, начинает становиться реальностью. Много лет ученые работали над искусственными заменителями (протезами) поврежденных глаз и ушей, и некоторые из них были допущены к применению Управлением Соединенных Штатов по пищевым продуктам и препаратам. Этот труд имел важное значение как для уменьшения количества случаев инвалидности из-за повреждения органов чувств, так и для понимания сенсорных процессов.

Исследования в области слуховых протезов сосредоточены вокруг устройств, которые обеспечивают электрическую стимуляцию слухового нерва. Они проектируются в помощь людям, у которых разрушены волосяные клетки (рецепторы), из-за чего у них полностью потеряна нервная чувствительность и соответственно слух, но слуховой нерв сохранился и может работать. В большинстве таких устройств используется электрод, который вставляется через круглое отверстие в улитку, чтобы стимулировать нейроны вокруг базилярной мембраны (улиточный имплантант). Поскольку электрод входит непосредственно в улитку, рабочая часть уха оказывается обойденной (включая рецепторы); улитка — просто удобное место для стимуляции слуховых нейронов, так как здесь они достижимы и расположены в виде упорядоченного массива.

Помимо стимулирующего электрода, в улиточном имплантанте есть 3 других компонента, работающих по очереди: (а) микрофон, расположенный рядом с внешним ухом, который улавливает звуки; (б) маленький процессор, работающий от батарейки (его носят снаружи на теле) и преобразующий звук в электрические сигналы; и (с) система передачи электрического сигнала сквозь череп к электроду, имплантированному в улитку. Последний этап этого процесса осуществляется путем радиопередачи, чтобы избежать прокладки провода через череп.

Относительно простое устройство подобного рода разработал в 70-х годах Вильям Хаус (см. рис.). Имплантант Хауса всего на 6 мм входит в улитку и у него всего один электрод. К этому электроду подводится сигнал, представляющий собой электрическую волну в основном той же формы, что и форма звуковой волны. Когда глухому пациенту, пользующемуся этим прибором, предъявляют звук, он слышит сложный шум с переменной громкостью. Такие приборы были имплантированы сотням людей с сильной глухотой. Большинство из них считают этот прибор значительным улучшением по сравнению с их предыдущей глухотой. С ним они, по крайней мере, слышат звуки и способны в какой-то степени различать их интенсивность.

Улиточный имплантант. На схеме показан слуховой протез, разработанный Вильмом Хаусом и его коллегами. Звук улавливается микрофоном и фильтруется процессором сигналов (на схеме не показан), который носят снаружи на теле. Процессор вырабатывает электрическую волну, которая затем передается радиоволнами сквозь череп к электроду внутри улитки.

В более современных разработках используются приборы со многими электродами. Один из самых сложных — «Нуклеус 22 Ченнел Коклеа Имплант» имеет 22 электрода. Они глубже входят в улитку, и их конструкция предусматривает одновременное стимулирование нескольких групп нейронов, расположенных вдоль базилярной мембраны. Поскольку размер улитки — всего с горошину и поскольку у нее твердая костная оболочка и очень хрупкие внутренние структуры, изготовление и имплантация электродов — сложная техническая задача. Большинство многоканальных имплантантов укомплетованы более сложным электронным процессором, фильтрующим звуки из различных частотных диапазонов — по одному диапазону на каждый электрод. Звуковая волна каждого частотного диапазона преобразуется в электрический сигнал и подается на соответствующий электрод. Хотя результаты получаются очень разные, у некоторых пациентов они весьма неплохи, включая распознавание до 70% слов (Loeb, 1985). Несколько улиточных имплантантов были сделаны для детей, и некоторые результаты опять-таки обнадеживают (Staller, 1991).

Многоэлектродные приборы сделаны на основе представлений о восприятии высоты звука, разработанных в рамках теории локальности. В нормальном ухе для того, чтобы различные частоты заставляли вибрировать соответствующие участки базилярной мембраны и таким образом активировались соответствующие нервные волокна, используются механические средства. В многоэлектродных системах эта же задача решается электронными фильтрами. После электронной фильтрации сигнал посылается в место, точно соответствующее тому, куда поступил бы сигнал в нормальном ухе. Успех таких приборов в некоторой степени подтверждает эту теорию.

Однако в результате применения многоэлектродных систем появились некоторые данные, не согласующиеся с теорией локальности. Согласно последней, когда электрические стимулы подаются на один небольшой участок базилярной мембраны, должен слышаться звук определенной высоты, и эта высота зависит от того, на какое место подается сигнал. Однако звук, который слышен при помощи многоэлектродной системы, вовсе не похож на чистый тон: он больше похож на «утиное кряканье» или «удары по мусорным бакам», даже если в нем есть какая-то грубая высота. Применение многоэлектродных систем не оказалось серьезной поддержкой и для временнЫх теорий восприятия высоты. Сторонники последних ожидали, что при изменении частоты электрической стимуляции ощущение будет меняться. На самом деле оно менялось при этом незначительно. Все это говорит о том, что помимо только локального или только временного фактора в восприятии высоты звука участвует еще один фактор. Возможно, это некий сложный пространственно-временной паттерн стимуляции вдоль базилярной мембраны, который нельзя воспроизвести с помощью всего нескольких электродов (Loeb, 1985).

Разработка искусственных глаз для слепых не достигла такого прогресса, как разработка искусственных ушей. Проблема не в том, чтобы получить оптическое изображение: видеокамера прекрасно с этим справляется. Проблема в том, как передать эту информацию в зрительную систему в таком виде, чтобы мозг смог ее использовать. Исследователи остановились на непосредственной электрической стимуляции зрительной коры у добровольцев, которые либо слепы, либо им делают операцию на мозге. Если бы мы знали, что видит человек, когда различные участки его коры стимулируются электрическими импульсами, то стало бы возможным, управляя электрической стимуляцией, вызывать различные ощущения. И тогда следующим этапом было бы формирование образа сцены, находящейся перед слепым человеком, с тем чтобы затем вызвать у него ощущение этой сцены.

Полученные до сих пор результаты показывают, что мы еще далеки от разработок искусственного глаза. Когда небольшой участок зрительной коры стимулируют слабым электрическим сигналом, человек переживает смутные зрительные ощущения. Люди описывали эти ощущения как небольшие пятна света, видимые на разных расстояниях. Их величина меняется от «рисового зерна» до «монеты». Большинство из них белые, но есть и цветные. Если зрительную кору стимулировать одновременно в нескольких местах, то обычно соответствующие пятна ощущаются вместе. Хотя множественная стимуляция зрительной коры может послужить основой для искусственного видения простых изображений (Dobelle, Meadejovsky, & Girvin, 1974), сомнительно, чтобы этот подход привел к успешному протезированию поврежденного глаза. Нервный ввод сигналов в зрительную кору крайне сложен, и маловероятно, чтобы его можно было адекватно повторить искусственными средствами.

Современные голоса в психологии

Следует ли использовать опиаты при лечении хронической боли?

Применение опиатов - эффективная терапия при хронической боли Роберт Н. Джемисон, Гарвардская медицинская школа В США, как и во всем мире, боль представляет серьезную проблему, из-за которой страдает более 80 млн. человек, то есть около одной трети населения страны. Боль — это основная причина, по которой люди обращаются к своим терапевтам за первой помощью. Ежегодно 70 млн. человек приходят на прием к врачу с жалобами на боль. Хроническая боль может пагубно сказываться на всех сторонах жизни, препятствуя нормальному сну, работе, общению и повседневным занятиям. Те, кто страдают от хронической боли, часто жалуются на подавленное настроение, беспокойство, раздражительность, проблемы в половой сфере и упадок сил. Ограничение привычного образа жизни вызывает изменение материального положения и беспокойство о будущем. Средства от кратковременной боли часто не помогают при болях продолжительных. Несмотря на прогресс медицины, для многих людей хроническая боль и по сей день остается неразрешимой, изматывающей проблемой (Jamison, 1996).

До сих пор не прекращаются споры о применении при хронической боли анальгетиков группы опиатов. Большинство врачей и медицинских работников не решаются выступить в пользу употребления этих препаратов из-за опасений по поводу их эффективности, побочных действий, привыкания и возникновения зависимости. Существует мнение, что после длительного применения опиатов у определенного числа пациентов возникает психологическая зависимость. Некоторые врачи считают, что анальгетики группы опиатов приводят к возникновению расстройств психики, снижению эффективности лечения, нарушениям когнитивных функций и развитию лекарственной зависимости. Однако научная литература эти опасения не подтверждает (American Academy of Pain Medicine & American Pain Society, 1996).

В основном беспокойство по поводу использования опиатов при хронической боли вызвано необоснованным убеждением, что длительный прием наркотических препаратов всегда наносит вред. Исследователи и клиницисты отмечают, что число случаев злоупотребления и привыкания среди пациентов с хронической болью относительно невелико, и сообщают, что, как стало ясно, привыкание не развивается у пациентов с патофизиологией, вызывающей постоянную боль (Portenoy, 1990). Возможность повысить работоспособность и улучшить качество жизни значительно перевешивает риск злоупотребления. Исследователи также отмечают, что опиатная терапия при хронической боли позволит снизить затраты на реабилитационные программы для таких пациентов и в то же время улучшить результаты лечения.

Вместе с коллегами мы провели предварительное изучение действия опиатной терапии при неонкологического характера хронической боли в спине (Jamison et al., 1998). Целью исследования стало проверить безопасность и эффективность продолжительного применения опиатов на случайной выборке пациентов с болью в спине. Участникам эксперимента в произвольном порядке назначили один из трех режимов лечения: 1) ненаркотическое болеутоляющее; 2) немного наркотических средств кратковременного действия ежедневно; 3) применение наркотических препаратов кратко- и долговременного действия по необходимости. После года наблюдения за состоянием больных прием препаратов был постепенно прекращен. Результаты исследования показали, что опиатная терапия оказала положительное действие: ослабила боль и улучшила настроение пациентов. Что самое важное, при лечении опиатами хронической боли в спине не было выявлено существенного риска злоупотребления, и мы обнаружили, что прекращение приема препаратов не составляло трудности для пациентов и проходило без признаков привыкания или зависимости.

Результаты исследований, проведенных нами и другими учеными, свидетельствуют о том, что применение морфия и других опиатов в качестве болеутоляющих средств редко приводит к наркотической зависимости. Это было доказано экспериментально, путем проведения опытов на людях и на животных. Дальнейшее изучение проблемы поможет определить, каким пациентам опиатная терапия принесет максимальную пользу. Мы не теряем надежду, что будущие открытия принесут облегчение тем, кто страдает от боли в спине, мигрени, артрита и от болей онкологического характера. Между тем миллионы людей продолжают жить и умирать, мучаясь от напрасной боли. Многих обращающихся за препаратами от неонкологической боли врачи принимают за наркоманов. Нужно повышать уровень культуры, чтобы искоренить предвзятое отношение к применению наркотиков в качестве болеутоляющего средства. Мы знаем, что при разумном использовании опиаты могут помочь значительно ослабить боль. Как отметил доктор Рональд Мелзак, всемирно известный психолог и исследователь обезболивания, необходимо общественное содействие в продвижении применения анальгетиков группы опиатов, чтобы прекратить эту «ненужную трагедию» (Melzack, 1990).

Почему не следует применять опиаты для лечения хронической боли Деннис Дж. Турк, Медицинская школа Вашингтонского университета Пожалуй, самое раннее упоминание использования опиатов для снятия боли содержится в папирусе Эберса, датированном IV веком до нашей эры. С тех пор мало кто сомневался в эффективности их применения от острой боли, например после операции. До недавних пор даже длительное применение опиатов практиковалось повсеместно. Однако в 60-70-х гг. XX в. мнения по поводу использования наркотиков в медицинских целях разделились.

Уилберт Фордайс (Fordyce, 1976) высказал мысль, что невозможно определить, насколько сильную боль испытывает человек, кроме как с его слов и судя по его реакциям. Но ведь если эти «болевые реакции» можно наблюдать, то они вызывают ответные действия со стороны наблюдателей, будь то члены семьи или врачи. Фордайс также отметил, что опиаты могут способствовать негативному закреплению болевых реакций. То есть если пациент принимает препарат опия «по необходимости», как это часто предписывается рецептом, болевые реакции будут расти, чтобы организм вновь и вновь испытывал болеутоляющий эффект лекарства. По мнению Фордайса, отказ от терапии опиатами поможет устранить болевые реакции.