第三章 信息的传入

第三章  信息的传入

 

     墨默觉得身体内信息的传递分为传入和传出两个方向。

     信息到达我们的体外，人体是如何接收信息的呢？信息的传入包括直接传入和间接传入两种，直接传入就是外部信息通过感受器官直接传入大。如：视觉、听觉、前庭觉、味觉、嗅觉等，其感觉器官主要分布在头部。间接传入就是信息先通过外周神经系统和中枢神经系统再传到大脑。如：触觉、前庭觉、动觉、痛觉。我们先学习《心理学与生活》第4章“感觉”。

 

                     第一节     信息直接传入大脑

 

一、 视觉系统

     视觉是人类和其他动物最为复杂,高度发展和重要的感觉.视觉能力好的动物具有极大的进化优势。视觉是研究最为广泛的感觉器官。

     人眼就像一个照相机（见图4.4）。眼也同样具有收集和汇聚光线的能力---光线进入到角膜，眼睛前面透明的。

    （一）瞳孔和晶状体

   瞳孔是虹膜上的开口，光线通过它进入眼睛。虹膜使得瞳孔舒张和收缩以控制进入眼球的光线量。通过瞳孔的光线经晶状体聚集到视网膜：晶状体倒置客体， 在视网膜上形成倒置的图像。由于晶状体具有对近处和远处客体聚焦变化的能力，所有人眼中非常重要的构造。睫状肌可以改变晶状体的厚度，我们把这种光学特征性称为调节。

      具有正常调节能力的个体的观察范围是鼻前3英寸到他能看到的最远的地方。然而，有些人患有调节障碍。可以利用虹膜内肌肉的舒张和收缩改变瞳孔的大小，瞳孔是光线进入眼睛的小孔。照相机的后部是记录通过透镜进入光线变化的感光胶片。同样，人眼中，光线通过玻璃体液，最后投射到视网膜。

    （二）视网膜

     我们用眼看，用脑觉察。人眼聚集光线，并聚焦，再向大脑传递神经信号。因此，眼睛的关键作用是把光波转换为神经信号，这个过程是在眼睛后壁的视网膜上完成的。在显微镜下，你能够看到视网膜分为几层，分别由不同的神经细胞组成。

从光能到神经反应的基本变化是通过视网膜上对光敏感的锥体和杆体细胞完成的。这些光感受器在连接外部世界（耀眼的光线）和神经过程的内部世界之间的神经系统中的位置是特异性的。由于有时候你在几乎完全黑暗中活动，而有时候在耀眼的亮光中活动，因此，需要两种加工光线的途径，锥体和杆体细胞（见图4.5）。当你处在黑暗中时， 有1.2亿个杆体细胞在活动。有700万个锥体细胞对白天的颜色和光线起作用。

     当你在晚上准备关灯睡觉的时候,你能够感觉到锥体细胞和杆体细胞功能的差异。你可能多次注意到,最初好像什么也看不到，过一会儿，你的视觉能力又恢复了。你经历了暗适应过程——从光亮到光暗处眼睛感受性逐渐提高的过程。暗适应的产生是由于在黑暗中停留一段时间后杆体细胞比锥体细胞变得更敏感，杆体细胞能够对环境中微弱的光进行反应。

     视网膜中心一个很小的区域是中央凹，这个部位只有锥体细胞，没有杆体细胞。中央凹是视觉最敏锐的区域——对颜色和空间细节的检测都十分准确。视网膜上的其他细胞能够整合锥体和杆体细胞的信息。双极细胞是一种神经细胞。它整合感受器的神经冲动，并传递到神经节细胞。每一个神经节细胞，都将整合一个或多个双极细胞的冲动，形成单一的发放频率。中央凹的锥体细胞将神经冲动传导到神经节细胞,而在视网膜的边缘,杆体细胞和锥体细胞将神经冲动会聚到相同的双极细胞和神经节细胞.双极细胞的轴突形成视神经,视神经把眼睛外面的视觉信息传递到大脑。

     水平细胞和无轴突细胞整合视网膜上的信息。但是它们并不把信息传到大脑，水平细胞把感受器连接起来，无轴突细胞则负责双极细胞之间和神经节细胞之间的连接。

视网膜的解剖结构上的一个有趣现象是，每一只眼睛的视网膜上存在神经离开视网膜的区域。这个区域称为视盘或盲点，此处没有感受细胞。但是只有在非常特殊条件下你才能感觉到看不见东西，原因有两点：首先，两只眼睛上都有盲点，一只眼睛的感受器可以加工另一只眼睛没有看到的信息；其次，大脑可以从盲点的周围区域获得相应的感觉信息。

     （三）传向大脑的神经通路

    大多数视觉信息的最后目的地是大脑枕叶称为初级视皮质的区域。然而，很多信息在离开视网膜之后，到达视皮质之前，还要经过其他的脑区。让我们来追踪视觉信息的传导途径。

     大量神经节细胞的轴突形成每条视神经在视交叉处汇合，视交叉的形状象希腊字母X。从每一条视神经的轴突在视交叉处又分为两束。从每一只眼睛内侧而来的轴突将超过中线进入到对侧大脑半球（见图4。7）

     这两束神经纤维，每一束都包括来自两只眼睛的轴突，重新命名为视束。视束向大脑中的两个细胞束传递信息。研究证明以下观点：视觉分析可以分为两个通路，客体识别——客体看起来像什么——和位置识别——客体的位置。我们可以通过由于损伤或手术后丧失部分视觉皮层的个体，观察到视觉功能的分离。

     二、 听觉系统

      从耳到达大脑，听觉信息经过了四个转换加工过程。如图4。16所示，（1）空气中的声波必须在耳蜗中转换为流动波，（2）然后流动波导致基底膜的机械振动，（3）这些振动必须转换成电脉冲，（4）电脉冲必须传入听皮层。让我们来仔细考察这些转换的细节。

     在第一个转换中,振动的空气分子进入耳朵(见图4.16)。一些声音直接进入外耳道，另外一些被外耳或者耳廓反射后进入。声波沿着通道在外耳中传播直到它到达通道的尽头。在那里遇到一层薄膜，称耳鼓或者鼓膜。声波压力的变化使鼓膜运动。鼓膜将这一振动从外耳转移到中耳，包括三块小骨头的耳室：锤骨、砧骨、和镫骨。这些骨头组成机械环节传播和集中从鼓膜到初级听觉器官——存在于内耳之中的耳蜗——的振动。

     发生在耳蜗中的第二个转换阶段，空气波变成“海浪波”。耳蜗是充满液体的螺旋管，其中基底膜位于中央并贯穿始终。当镫骨振动位于耳蜗底部的卵圆窗是，耳蜗中的液体使得基膜以波浪的方式运动（因此称为“海浪波”）

    在第三个转换阶段，基底膜的波浪形式运动使得与基底膜相连的毛细胞弯曲。这些毛细胞是听觉系统的感受细胞，当毛细胞弯曲时，它们刺激神经末梢，将基底膜的物理振动转换为神经活动。

    最后，在第四个转换阶段，神经冲动通过一捆被称作听神经的纤维束离开耳蜗。这些神经纤维与脑干的耳蜗核相遇。就像视觉系统的神经交叉一样，从一只耳朵来的刺激传递到两侧的大脑。听觉信号在到达位于大脑半球颞叶听皮层的通路上要经过一系列的神经核团。在听觉层开始对这些信号进行更高水平的加工（你马上将会了解，图4.16所显示的人耳的其他部分在其他感觉中的作用）。

     第四个转换阶段发生的整个听觉功能系统。然而，数百万人承受着各种形式听觉障碍。有两种常见的听觉障碍，每一种类型都是由一种或多种听觉系统成分的缺陷引起的。症状比较轻的类型被称为传导性耳聋，是由于空气振动传导到耳蜗时出现问题而引起的。通常在这种情况下，中耳的听小骨没有充分起作用，这个缺陷可以通过插入人造砧骨或镫骨的显微外科手术来娇正。比较严重的听觉障碍是神经性耳聋，是耳中产生神经冲动或传导到听皮层的一种神经机制的损伤。听皮层的损伤同样可以产生神经性耳聋。

      三、嗅觉

     你可以很容易地想像出一些让你宁愿没有嗅觉的情况：你是否曾经有一只打架输给臭鼬的家犬？但是，为了避免臭鼬气味的体验，你同样也要放弃新鲜玫瑰的芬芳、热黄油苞米花和海风的气味。气味——不论好的还是坏的——首先与嗅纤毛（见图4。19）膜上的感受蛋白质相接触就能闻到。只要有8个物质分子就可以发起一个神经冲动，不过至少要刺激40个神经末梢才能闻到那个物质的气味。一旦启动，这些神经冲动将嗅觉信息传递到位于感受器上方和大脑中前额叶下部的臭球。气味刺激产生嗅觉的过程开始化学物质流入嗅神经元的离子通道，从第3章的知识我们可以知道，这一活动触发了一个动作电位。嗅觉是比较少的需要不断更新嗅神经的神经系统之一。当臭神经细胞老化并且死亡后，它们将被与臭球形成联结的新细胞所替代。

     嗅觉很可能是作为侦察和定位食物的系统来进化和发展的。对于许多种族，嗅觉也同样用来侦察潜在的危险源。这种功能被很好地保留下来，因为生物体不需要为了闻到气味而直接与其他生物接触。另外，气味也是一种有效的交流形式。某些物种内的成员通过一种隐秘的，可觉察的称为信息素的化学信号来相互联络。信息素是特定物种一种用来传递性感受性，危险、邻地分界和食物源等信息的化学物质。例如，一些种类的雄性昆虫通过释放性信息素来警示种族内的雌性它们是可以交配的。

     四、味觉

     尽管一些食物和酒类和美食家具有辨别微小和复杂味觉的超常能力,但很多时候他们主要依靠的是嗅觉而非味觉。当你吃饭的时候，味觉和嗅觉常常紧密地联系在一起而共同起作用。事实上，当你患感冒时，食物似乎显得很无味，因为你的鼻部通道被堵塞了，你闻不到食物的味道。你可以自己验证这一原理：捏住你的鼻子，然后试着去辨别质地相似但味道不同的食物，例如苹果片和生土豆。一些住在集体宿舍的学生报告说，当用鼻塞堵住鼻子后去吃那些众所周知很难吃的食物时，所有食物都变得没有什么味道——比平时吃起来好多了。

      你舌头的表面布满了乳头，这使得舌头表面起伏不平。大部分乳头中含有称作味蕾的成束的味觉感受细胞（见图4。20）。味觉感受器的单细胞记录结果表明，单个感受细胞对于四种基本味觉：甜、酸、苦和咸中的某一个反应强烈。近此年，有研究者发现了对第五种基本味觉——umami---起作用的感受器。Umami是对于味精的味道感觉。这种化学物质通常被添加在亚洲的食物中，在富含蛋白质的食物诸如肉、海鲜和陈年的奶酪中也可以发现。尽管对这五种性质起反应的感受细胞也对其他味觉产生微小的反应。但是“最佳”反应仍然是直接对应于特定的味道。这似乎显示着每一种基本性质的味觉都有一个独立的转换系统。

     味觉感受器可以被你放入嘴中的许多东西所破坏，例如酒精、香烟和酸性物质。幸运的是，你的味觉感受器每隔几天就要更新一次，甚至比起嗅觉感受器的更换更为频繁。事实上，味觉系统对于感觉系统的损坏的抵抗性是最强的，很少有人会遭受完全的，持久的味觉丧失。

     墨默觉得不能将嗅觉、味觉感觉到的信号定义为信息，因为它们都是到达了身体内，与身体接触后才产生信号，这种信号传送到了大脑，才分辨出具体的信息， 没有直接的接触，不会产生信息。物质在空气中的扩散，被鼻神经接收而产生信号，我们无法将它复制，让在远方的朋友感知这种信号。同样，物质在口中，舌头与物质接触而让味蕾产生信号，我们同样无法将这种信号传递给别人。

     五、前庭觉

     前庭觉告诉你的身体——特别是头部是如何根据重力作用确定方向的。这些信息的感受器是位于内耳中充满液体珠导管和囊中的小纤毛。当快速旋转头部时，内耳中液体流动并压迫纤毛从而导致纤毛弯曲。内耳迷中的球囊和小囊负责直线上的加速和减速运动。三个导管，被称作半规管，它们是相互垂直的，因此能够告诉你在任何方向上的运动。当你旋转、点头和倾斜的时候，这些结构会告诉你头部是怎样移动的。

     由于偶然事故或疾病而丧失前庭觉的人，开始的时候会感觉失去方向感、容易摔倒和头晕。但他们中的大多数最终会通过更多地依赖视觉信息之得到补偿。当来自视觉系统和前庭系统的信息相互冲突时，就会发生运动性疾病。人们之所以在移动的汽车上看书会感到恶心，是因为视觉提供的是静止的信号，而前庭觉提供的信号却是移动的。司机很少会患运动疾病，这是因为他们同时看和感觉着运动。

    不论你是在垂直地站立、画画或做爱，你的大脑都需要精确的关于你当前身体各部分位置和相互关系的信息。

 

             第二节    信息间接传入大脑

 

     一、触觉与肤觉

     皮肤是一个特别多功能的器官。除了能保护你免受表面的损伤，保持体液和帮助调整体温，它还包含了产生压力、温暖和寒冷感觉的神经末梢。这些感觉被称为肤觉。

由于通过皮肤可以接受很多的感觉信息，因此在身体的表层分布着众多类型的感受器细胞（见图4。21）。每一种感受器对与皮肤接触的不同类型的刺激产生反应。例如下面的两个例子：当摩擦皮肤时，迈斯纳小体对此最为敏感：当一个小物体持续按压皮肤时，梅克尔触盘的反应最剧烈。你可能会很奇怪，我们具有独立的感受温和冷的感受器。大脑能够整合独立的温和冷的信号来监控环境的温度变化，而不是具有类似温度计功能的一种感受器。

 

          图4.21  肤觉感受器

     几种不同的感受器分别负责对压力、温和冷等肤觉的感知。例如，当摩擦皮肤时，迈斯纳小体对此最为敏感：当一个小物体持续按压皮肤时。梅克尔触盘的反应最剧烈。

     身体不同部分的分肤对压力敏感性的变化非常大。例如，指尖对刺激位置感觉的精确度是后背皮肤的10倍。身体不同部分皮肤感受性的差异，不仅与这些部位皮肤神经末梢分布的密度有关，而且与负责这这些部位的感觉皮层区域的大小有关。最经常使用和需要的部分（如面部、舌和双手）的感受性最高。来自这些身体部位的精确感觉反馈使得我们可以有效地饮食、说话和抓握。

     肤觉在人类的关系中扮演重要角色的一个方面是：触摸。通过触摸，你可以和他人进行交流，这个人是你渴望给予或接受安慰、支持、爱和热情的人。然而，得到抚摸和抚摸他人是不同的，那些引起性冲动感觉的皮肤区域被称作性感区（或性性欲发生区）。对于唤醒潜能不同的个体而言，对触觉敏感的性区域是不同的，这依赖感受器的联想和集中注意的了解。

     抚摸还对生存起着重要作用。例如，在医院中，如果每天抚摸早产婴儿45分钟，不但会使他们比没有受到抚摸的婴儿成长得快，而且他们的智力发展也得到了促进。类似的对白鼠的研究表明，强刺激会导致生长激素的释放并激活大脑和重要器官中的生长酶ODC。在出生早期获得触摸的幼鼠，它们健康的很多方面都得到改善。与控制组的动物相比，获得触摸刺激的幼鼠抵抗压力的能力更强，成长得更为健康，大脑的细胞数量更多且记忆更好。结果清晰表明：经常触摸你所关心的人，并且鼓励他人抚摸你，这不仅感觉很好，而且对你和他人的健康有好处。

     二、动觉

    动觉为我们提供运动过程中身体状态的反馈信息。没有它，你就不可能协调很多自主运动。

     你拥有两个运动信息的来源：位于关节中的感受器和位于肌肉和腱中的感受器。位于关节中的感受器对伴随不同肢体位置和关节运动的压力变化起反应。肌肉和腱中的感受器对伴随肌肉收缩和舒张时的张力变化起反应。

    大脑通常将动觉的信息和触觉的信息相结合。例如，如果不知道十个手指的相对位置，你的大脑不可能完全感知来自于手指的信息。想像一下你闭着眼睛拣起个物体。触觉可能使你猜测这是一块石头，而动觉才能告诉你它有多大。

     三、痛觉

     前面我们回顾了触觉的有利方面。然而，你知道一些物理接触会导致疼痛。痛觉是身体至有害刺激的反应，所谓有害刺激就是那些强度足够导致组织损伤或避免导致损伤的刺激。有这样一个好的痛觉系统你会感到高兴吗？你的回答可能是“是，也不是”。回答“是”是因为痛觉对于生存是至关重要的。天生没有痛觉的人不会感到痛楚。但他们的身体总是有疤痕,而且他们的肢体因受伤而变形，但如果大脑能够警告他们这些危险，这些伤害是可以避免的。这些经验使你意识到痛觉是重要的防御信号——警示你远离伤害。回答“也不是”是因为总有某些时候切断疼痛的感觉会使你很高兴。在美国，有超过5千万的人忍受着慢性的、持续的疼痛的折磨。每年对疼痛的药物治疗和因疼痛而无法工作的损失大约为70亿美元。无休止的对慢性疼痛的抱怨以及因忍受慢性疼痛而对自己生活的负性评价都会导致严重的抑郁。因此你知道为什么研究者希望更好地了解疼痛感觉产生的机制了，因为只有这样才能产生更有效的技术缓解人们的痛苦。

    （一）痛觉的机制

     几乎所有动物都天生具有某种痛觉防御系统，可以引发对某些刺激自动的回避反射。当刺激强度达到阀限时，如果可以有机体会产生逃避反应。而且，它们会很快的学会识别痛觉刺激情景，从而在可能的时候避免它们。

    人们会经受两种疼痛：伤害性疼痛和神经痛。伤害性疼痛是由外部有害刺激引发的负性感觉：例如，当你用手触碰热的火炉时的感觉。皮肤中的特定神经末梢将疼痛信息传递到你的手臂，在经由脊髓到达你的大脑。躲避就可以终止这种疼痛。神经痛是由神经的不正常功能或过度激活造成的。比如，意外事故或癌症引发的神经受伤和神经疾病。用镇静神经的药物或其他治疗可以缓解这种疼痛。

    科学家开始鉴别对疼痛刺激反应的特定感受器。他们发现一些感受器只对温度起反应，一些对化学物质起反应，另一些对机械刺激起反应，还有一些对痛觉刺激的组合起反应。痛觉纤维的网络是一个很好的网络，并覆盖全身。外周神经纤维通过两条路径将痛觉信号传递到中枢神经系统：神经纤维外部包裹髓磷脂的快递传导路径和神经纤维外部没有包裹髓磷脂的慢速的、小的传导路径。痛觉神经冲动从脊髓开始到达丘脑，最后到达大脑皮层，并在那里确定痛觉产生的位置和强度，评估受伤的严重性，并形成行动计划。

     （二）痛觉心理学

     在对所经受疼痛程度的判断过程中，你的情绪反应、背景因缘和你对情景的解释与实际的物理刺激一样重要。心理过程在痛觉感受中的重要性可以用两个极端的例子来说明：一是没有物理刺激而感到疼痛，二是当受到很强的疼痛刺激时没有感觉到痛。例如，约有10%的截肢者报告，他们感到断肢处严重的和慢性的疼痛，但这些肢体已经不存在了，这就是幻肢现象。相反，一些参加宗教仪式的人在活动过程中可以阻断疼痛的感觉，尽管活动中涉及很强的刺激，如行走在热的碳床上或用针刺他们的身体。

     总的来说，对疼痛的感受会受到疼痛所发生情景和习得的反应习惯的影响。因为痛觉在一定程度是一种心理过程，因此可以用像催眠，深度放松和分散注意力等心理过程进行治疗并达到缓解。例如，无麻醉亮剂生产的心理助产法就企图通过将几种方法组合达到减少产妇强烈阵痛的目的。心理助产法的呼吸训练可以帮助放松，并能将注意力从疼痛部位转移开。分散注意、愉快想像、产生适度相反刺激的信息，以及来自配偶或朋友的社会支持都会使准妈妈能够克服疼痛情境的能力增强。

    对疼痛的认识很重要，它会让你认识自己的身体情况。