Психофизиология цветового зрения - Измайлов Ч.А. - Учебное пособие

Год выпуска: 1989

Автор: Измайлов Ч.А., Соколов Е.Н., Чериоризов А.М.

Жанр: Физиология

Формат: DjVu

Качество:  Отсканированные страницы

Описание: Психофизиология как самостоятельная наука определилась в первой трети XX века на стыке общей психологии и нейрофизиологии. Истоки психофизиологии можно обнаружить в «Физиологической психологии» Вундта и в значительно более ранних работах, если проследить, как зарождалась основная идея и основной вопрос психофизиологии — вопрос о связи мозга и психики.
Формирование психофизиологии продолжается и в настоящее время, свидетельством чему служат оживленные методологические дискуссии по поводу предмета психофизиологии и специфичности психофизиологических методов исследования (26; 23; 18; 27). Эти дискуссии вызваны большим потоком экспериментальных данных, порождаемых новым методическим вооружением как психологов, так и нейрофизиологов. В настоящее время вряд ли найдется ученый, отрицающий прямую взаимосвязь между мозгом и психикой. Однако на вопрос, как именно осуществляется эта связь в конкретных психических и нейрофизиологических явлениях, в большинстве случаев специалисты не всегда могут дать определенный ответ — все еще ограничены сведения в этих областях знания.
Тем не менее в общей психологии и нейрофизиологии есть раздел, исследованный к настоящему времени значительно глубже и полнее по сравнению с другими — это психология ощущения и восприятия и сенсорная физиология. История науки в будущем прольет свет на причины такого разительного продвижения именно в этом направлении. Нам представляется, что значительную роль здесь сыграли две соответствующие экспериментальные методологии — психофизическая в психологии и электрофизиологическая в нейрофизиологии. Хотя психофизические и электрофизиологические методы повлияли на все разделы психологии и физиологии, для исследования сенсорных систем человека и животных они оказались особенно эффективными, позволив исследователям оперировать принципиально новыми экспериментальными фактами и открыв возможность интеграции психофизических и нейрофизиологических данных в едином психофизиологическом исследовании. Показательными в этом отношении являются руководства по сенсорным системам: «Физиология сенсорных систем», 1971 —1975, тт. I–III и «Handbook of Sensory Physiology», 1972–1980 гг., тт. 1—22, в которых представлены и нейрофизиологические, и психофизические данные.
В обширном поле экспериментальных работ по сенсорным системам следует выделить область цветового зрения, где объем психофизических и нейрофизиологических данных особенно значителен. Эти данные систематически обобщаются и концептуализируются в руководствах и монографиях ведущими зарубежными специалистами по цветовому зрению. Однако для широкой отечественной аудитории эта англоязычная литература оказывается малодоступной.

В 50-х годах на русском языке были опубликованы две монографии: С. В. Кравкова «Цветовое зрение» и Г. Хартриджа «Современные успехи физиологии зрения» (в переводе А. Л. Вызова), которые давали хорошее представление о состоянии исследований по цветовому зрению. Издававшиеся затем книги были посвящены главным образом использованию цвета в практике: в цветном телевидении, светотехнике, колориметрии, цветной фотографии, разработке красителей, что давало представление о большом практическом значении исследований цветового зрения. Но в настоящее время этого материала совершенно недостаточно. За последние 35 лет в науке о цветовом зрении произошли буквально» революционные изменения. Метод двухцветного порога, метод, кансиляций, метод называния цветов, методы стабилизации изображения на сетчатке, метод многомерного шкалирования, метод микроденситометрии, метод внутриклеточной регистрации — вот далеко не полный перечень принципиально новых психофизических и нейрофизиологических методов исследования цветового зрения, которые позволили получить фундаментальные сведения о цветовом зрении человека и животных.
Это новое состояние науки о цветовом зрении частично отражено в руководстве по «Физиологии сенсорных систем» (1971), к монографиях А. Я. Супина (1981), В. Д. Глезера «Зрение и мышление» (1985), в учебном пособии Ч. Пэдхема и Дж. Сондерса «Восприятие света и цвета» (в переводе Р. Л. Бурновой и М. А. Островского). Авторы этой книги поставили перед собой задачу изложить современные представления о цветовом зрению как о психофизиологическом явлении, включив в нее как психофизические, так и нейрофизиологические данные.
Эта задача требует сформулировать понимание психофизиологического подхода, не рассчитывая на то, что оно станет общепринятым. Традиционно психофизиологию определяют как науку о-физиологических механизмах субъективных процессов и состояний, однако ядром механизмов психических процессов и состояний являются нейронные системы. Это особенно отчетливо можно» проследить в сенсорной психофизиологии. Наложение сенсорных процессов на канву нейронных структур — наиболее характерная особенность современной сенсорной психофизиологии. Общая постановка такой задачи содержится уже в трудах И. П. Павлова, С. Рамон-и-Кахаля. Интеграция концепции биологического анализатора с принципами нейронной организации оказалась чрезвычайно плодотворной при изучении сенсорных процессов. Начала интеграции изучения сенсорных процессов и анализа нейронных реакций положили труды Е. Д. Эдриана. Однако они в основном касались вклада в сенсорные процессы периферических нейронов. Принципиально новый шаг в направлении интеграции классической психофизики с исследованием нейронных механизмов сделал Р. Юнг, объяснивший динамику последовательных зрительных образов соотношением возбуждения-торможеиия в реципрокно реагирующих яркостных и темновых нейронах. Подход X. К. Хартлайна при изучении латерального торможения в глазе мечехвоста положил начало математическому и компьютерному моделированию как средству интеграции данных психофизики и нейрофизиологии.
Важным этапом на пути развития сенсорной психофизиологии явились работы У. С. МакКаллока. В смелой работе совместно с У. Питтсом, X. Матураной и Дж. Летвиным «Что говорит глаз лягушки мозгу лягушки» МакКаллок обосновал понятие нейрона-детектора, селективно настроенного на определенную комбинацию признаков внешнего сигнала. Концепция детекторного принципа сенсорного кодирования получила всестороннее обоснование в нейрофизиологических работах Д. Хьюбела и Т. Визеля.
Новым элементом в развитии сенсорной психофизиологии стал метод многомерного шкалирования, развиваемый в работах У. С. Торгерсона, Р. Н. Шепарда, Дж. Б. Крускела. Сначала построение перцептивных пространств рассматривалось только как способ редукции данных в целях их наглядного представления. Оказалось, однако, что координаты, определяющие положение стимулов в перцептивном пространстве, могут рассматриваться также в связи с возбуждением независимых нейронных каналов, которые кодируют этот сигнал в нервной системе. Такое векторное кодирование сигнала удалось далее связать с детекторной теорией, представив селективное возбуждение нейрона-детектора в виде скалярного произведения поступающего на него вектора возбуждения и вектора его синаптических связей [45]. Этот подход был использован при изучении цветового зрения и в данной работе.
Таким образом, современную психофизиологию можно рассматривать как науку о нейронных механизмах психических процессов, выраженную языком математических моделей. Математическая модель в психофизиологии должна отвечать следующим требованиям: выходная характеристика модели должна соответствовать описываемому психическому процессу, а внутренняя формальная структура модели поэлементно соответствовать характеристикам нейронной сети, реализующей этот процесс.
Такая специфическая формулировка предмета психофизиологии, не ограничивая область исследования, оказывается особенно полезной на стадии обсуждения полученных экспериментальных результатов и соотнесения их с результатами других исследований.
В соответствии с этими представлениями о психофизиологии в одной части книги изложена психологическая феноменология цветового зрения и ее исследование психофизическими методами, в другой — нейрофизиология цветового зрения и отдельно рассматриваются математические модели, которые объединяют психологические и физиологические данные в единую систему цветового кодирования. Предваряет эти разделы исторический обзор, в котором авторы попытались изложить эволюцию психофизиологического понимания природы света и цвета.

Книга «Психофизиология цветового зрения» предназначена для  студентов  психологических и биологических факультетов, а также для широкого круга специалистов — худож-. пиков, светотехников, дизайнеров, колорнметрнстов, медиков и др., — имеющих практическое отношение к цвету и интересующихся проблемами цветового зрения.

Содержание книги

«Психофизиология цветового зрения»

ПРИРОДА СВЕТА И ЦВЕТА (ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

1. Обыденные представления о цвете и свете
2. Понятие света н цвета в физике
3. Античные представления о природе света
4. Гипотезы о физической природе цвета
5. Цветовые опыты Ньютона
6. Развитие идеи о психофизиологической природе цвета
7. Одностадийная теория цветового зрения
8. Двух стадийная теория цветового зрения
9. Трехстадийиая концепция цветового зрения

ПСИХОФИЗИКА ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Основные принципы психофизики

1. Психофизическая функция
2. Психологические шкалы
3. «Сильные» (метрические) шкалы
4. Производные шкалы
5. Модель шкалирования Терстона

Многомерное шкалирование

1. Основные положения
2. Матрица попарных сходств или различий
3. Построение пространственной модели стимулов
4. Построение метрической модели субъективных различий

Цветовой стимул и цвет

1. Ощущение и восприятие цвета
2. Цветовой стимул
3. Взаимоотношение апертуриых и предметных цветов

Психофизическая феноменология цвета

1. Спектральная чувствительность зрения
2. Хроматические характеристики цвета
3. Влияние яркости на хроматнчность спектральных цветов
4. Геометрическая модель смешения цветов
5. Цветовые сходства и различия

Цветоразличение

1. Дифференциальная чувствительность к цветовым характеристикам
2. Надпороговые цветовые различия
3. Субъективное цветовое пространство
4. Неевклидовость цветового пространства
5. Неевклидовость ахроматического пространства

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Фоторецепция

1. Морфология рецепторов сетчатки
2. Зрительные фотопигменты
3. Электрофизиология фоторецепторов
4. Реакции фоторецепторов на световое излучение

Анализ спектрального состава излучений нейронами сетчатки

1. Горизонтальные клетки
2. Биполярные клетки
3. Амакрнновые клетки
4. Ганглиозные клетки
5. Мюллеровские клетки. Электроретинограмма

Нейронные механизмы кодирования цветд в наружном коленчатом теле

1. Организация афферентных входов
2. Спектрально-оппонентные и ахроматические нейроны
3. Особенности нейронов парво- н магноцеллюлярных слоев
4. Корреляция спектральных характеристик нейронов НКТ с феноменологией цвета

Корковые механизмы цветового зреиия

1. Зрительные зоны коры мозга
2. Цветовые рецептивные поля корковых клеток
3. Детекторы спектральных излучений
4. Организация каналов из тонических неоппонеитных клеток
5. Цветовые колонки
6. Особенности процессов кодирования цвета в престриарной зоне VA

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Одностадийные модели

1. Теория и модель в науке
2. Модель Гельмгольца
3. Модель Стайлса

Двухстадийная теория и ее модели

1. Модель Харвича и Джемсои
2. Модель Boca и Уолравена

Трехстадийная модель цветового зрении

1. Достижения и недостатки одно- и двухстадийных теорий
2. Модель Гуса
3. Трехстадийная модель ахроматического зрения
4. Трехстадийная модель хроматического зрения
5. Общая трехстадийная модель цветового зрения

Литература

скачать книгу: «Психофизиология цветового зрения»