感觉的基本知识2

1、第二节 大脑的信息处理方式 我们知道人体有各种各样的感受器来感受食品的各种不同的品质。人就像一个武装有各种感官评定仪器的流动的实验室。因此，如果人作为一个评价员接触到食物后，他的感觉器官就会将来自所有的感官接受器的信息传送给大脑进行加工。这就是问题的所在。脑子并没有真正被设计成一个用于处理所有仪器信号的信息处理器。它被设计成穴居人类的信息处理器。因此，如果我们是穴居时代的人，在丛林中缓慢的行走，你看见在你的前面有一个 犬齿突出的老虎，老虎后面是树。 大脑就会增强老虎的信号以便你看的清楚。这样，你就会知道如何小心的撤退，换句话说，你就会发疯一样的奔跑。而那些不幸的，大脑不能够将老虎的信息增强的人

2、，就会被虎吃掉。我们是那些大脑能够增强虎的信号的人的后代。当然，如果你是穴居时代的人的话，这些很重要。但是如果你吃食物时，你的大脑决定加强风味信号而减弱质构信号，你就会得到一个错误的印象。因此，学习去了解感觉器官以及大脑是如何工作的，对我们来说非常重要，这样当我们在开始进行一些感官评定工作时才不会得到一些无法解释的怪结果。 大脑中有数十亿的interconnections. 是一个功能强大的信息处理器。无可否认的，它不能像我们的笔记本电脑进行数学计算那样快，但这只是其中的一个小细节。比如，大脑可以进行任何计算机都无法进行的复杂运算。然而，即使是这么功能强大的处理器，面对从感觉器官传来的无可比拟

3、的大量信息，也会出现暂时的超载现象。为克服“信息过量”，大脑会采取几种措施。一避免信息超载的第一种策略注意力：前景和背景第一种措施不是非常的难懂，相当的显而易见。就是将注意力集中在感官输入的一部分而不是全部。我们一直都在这么做。你在听别人讲话时，你的大脑会集中注意讲话人的声音和他的外观。而不是集中在你膝盖上衣服的手感或者是天花板上阴影的形状。在这种情况下，讲话人和他的声音就成为你的感觉的前景， 其它所有的东西，包括膝盖的感觉就成为背景。心理学家已经对“前景”和“背景”感受的差异进行了研究。 总的来说，人是视觉动物。我们通常会更多的关注视觉而非味觉或嗅觉。如果你问你的同事今天在上班的路上看到了什

4、么，他们可能会相当详细地告诉你。但你问一般人在上班的路上闻到了什么，他可能会很疑惑的瞪你一眼。因此，如果你要求他们记忆路途中所遇到的各种气味，他们可能会注意到以前从来没有意识到的一系列的气味。因此，将注意力集中在传入大脑的某部分信息而不是全部，是大脑采用的，避免信息过量的一种非常有效的手段。大脑是非常自然的采取这一措施的。大脑中负责调整注意力的部分位于脑的下部，被称为脑干。这里有一个转送站，被称为网状系统。它决定是将信息传递给大脑的上游以形成意识，还是阻止其进一步传递。这一转送站的功能很容易阐释。当你进入一个人声鼎沸的聚会。找一个朋友，在一个合适的角落进行交谈。你的转送站就会集中你的注意力在你

5、的朋友声音的频率，而将你周围其它的声音抑制。这样你就能更清楚地听到的朋友的谈话。因此，如果在你和你的朋友面前放上麦克风并用录音机记录你们的谈话，回放时你就会发现你们周围的声音是多么的吵闹。可能会完全掩盖你朋友的声音。因为录音机不会象大脑一样集中注意力。大脑会非常机械的来运行。所有你可以有意的选择你注意力集中的范围（你可以选择什么作为前景，什么作为背景）。你可以自由的支配你的注意力。你可以选择将哪些作为前景，哪些作为背景。右图是一个举例。这幅图被称为 Rubin的花瓶。你可以认为这是黑色背景下有一个白色的花瓶，或者将其看成是白色背景下，两个黑色的互相对视的人脸轮廓。你选择你看到的内容。你很容易从

6、一个转换到另一个。图中去象白色背景下一系列黑色的几何图形。现在转换一下颜色，以黑色做背景，你可以看到字母“EAT。 感官评定员进行食品感官评定时集中注意力非常重要。如果两个冰淇淋的质构存在少许差异而感官评定员将注意力集中在冰淇凌的风味上的话，就可能察觉不出其质构的差异。但如果将注意力集中在质构上，他们可能会很好的分别其差异。进行感官分析时一个很重要的挑战就是将评定员的注意力集中到某些感官品质上，而感官评定员的一个很重要的技巧就是学会将注意力集中到某些感官品质而忽略那些不考察的特征。这里有一些帮助评价员集中注意力的方法。可以用鼻夹阻碍其为进入鼻腔，用眼罩挡住视觉。当你将感官评价员作为某种食品品质

7、测定仪器使用时，这些方法会有帮助。然而，当你进行消费者测试的时候，这些方法就不是好的方法， 只有那些非常古怪的消费者才会戴鼻夹或眼罩来吃食物。2避免信息超载的第二种策略：感觉适应转化注意力对于控制意识来说相对容易。不过，还有更精细防止大脑信息过载的方法。 这些方法不依赖于意识控制。首先是感官适应。假设感官受到一个持续不变的刺激。输入信号已经在大脑中注册，如果刺激不变的话，大脑就不想再处理这一信号。如果就是同一事物不断不断的重复，为什么还要为它烦恼呢？大脑非常忙碌，还有其它的信息需要处理。当该刺激发生变化后，它可以从重新关注它。因此，大脑的工作方式是很微妙的。对持续不变的刺激，它会削弱，因此系统

8、对该刺激的灵敏度下降。灵敏度甚至会降低到使感觉完全消失的程度。这种感觉的衰减或消失就称为“感觉适应”。感受感觉适应非常容易。当你走进一个有些许气味的房间，鼻子中的接受器就会与空气中的挥发性化学物质反应，形成嗅感。然而，房间中任一位置的挥发性物质浓度相等，因此，气味刺激的强度就保持不变。相应的，大脑就不是持续感受一个不变的气味，而是感觉系统逐渐形成对该气味的适应。气味感会逐渐减弱直至完全消失。大脑系统不想浪费时间加工多余的信息。因此，过一段时间，我们就不再能感受这气味。感觉适应是有限度的。如果气味非常浓或刺激性很强，它就不会完全消失。神经系统没有能力将其完全删除。不过，对于温和的气味，嗅感可能完

9、全消失。俗语说，你仅可以闻玫瑰一次。这不完全正确。不过，反复闻的时候，玫瑰的香气确实在减弱，甚至消失。一个人身上如果有不良的气味的话，周围的人也可能逐渐的适应并闻不到它。视觉的适应很容易阐释。注意看下图中左侧的脸谱。它是白色的脸，黑色的眼睛、鼻子和嘴。 将你的眼睛盯在脸的中央，慢慢的数到20。不要左顾右盼，否则就没有效果。如果你向旁边看了，就重新开始。现在，盯住脸谱右侧的空白部分。大约4秒钟后你可以逐渐看到一个底片脸谱。就是脸是深灰色，眼睛，鼻子，嘴是白色。颜色的感知光感受器我们的感知产生反应的有三种光感受器（3 元色）：红、绿、蓝。当眼睛看到白光时，所有三种光感受器都被激发。他们都把神经中枢

10、的刺激传输给大脑，因此“白”就被感知了。 下面我们了解一下呈色系统是如何工作的：如果我们把事情简单化，可以认为在视网膜上有对色光产生反应的三种类型的接受器。一种对红光，一种对绿光，还有一种对蓝光。当眼睛看到白光时，三种类型的接受器都同时起作用。他们都发出神经脉冲，形成白色感。当眼睛看到红光时就只有红色的接受器在工作，以此类推。紫色或紫红色光会刺激红色和蓝色接受器，绿宝石色光主要刺激蓝色和绿色接受器，而黄光主要刺激红色和绿色接受器。盯住国旗中间的圆点，慢慢的数20个数。然后看页面中间的空白区。你应该可以看见颜色正常的国旗。仍然需要强调的是这时候让眼睛死死的盯住中间的圆点非常重要。这两个国旗中有很

11、多重要的细节，因此，眼睛的稍微移动就会导致失去持续刺激的效果。零点的设定和生理适应：看下边的图形。你可以看到两组线条。看下面一组线条中间的圆点，确定这两条线是垂直，平行的。现在盯住上面一组内弯曲线中间的圆点看，并缓慢计数至20。在此过程中，你大脑后部，存在于枕骨皮层中的一系列方向感受器都产生适应。直线是内弯曲线和外弯曲线的折中。如果你的感受曲线内弯的方向感受器已经产生了适应，它就不再象感受曲线外弯的方向感受器一样敏感。因而如果数到20后，你再盯住位于平行线中间的圆点看的话，这组平行线就会表现出外弯。因为感受外弯的方向感受器这时占主导地位。 如果你要连续品尝几种食物，就像进行感官评定时通常需要的

12、那样，感官适应就是一个麻烦事。你品尝第一个食物并将它吐出来。这时第一个食物的某些风味就会留在口中。仅仅采用吐的方式不可能将食物的所有成分都从口中清除。相应的，你会对那些风味产生适应从而在品尝下一个食物时，你对第一种食物残留在口中的那些组分所具有的风味的敏感性就会下降。第二种食物的风味就会被破坏。因此，在进行任何一个感官评定项目之前，首先需要确定的就是在连续品尝时如何清除口中的残余物及其不良效应。这需要作一些预备实验。感官评定员在品尝中间需不需要漱口？如果需要，几次？是用水还是别的东西？ 有一种方法就是给评定员两个非常相似的样品进行成对比较实验，就像你将要实验的一样。你不断地进行该实验知道评定员

13、不能在实验为止。然后你可以试着在样品之间漱口，漱两次，或者漱口一次加上别的什么。你进行这些尝试然后找到一种能够在一次实验中品尝样品数最多的方法。 人和人之间是有差异的。有人可能用力漱口一次即可，而有人需要温柔的漱口几次。漱口几次的人可能会把前面品尝的样品的风味忘记了。而记忆力好的人可能忘不了。因此，你最好让每个人找到他们各自最佳的方式。我们曾经让所有的评价员都采用同一的漱口方式。但现在，对于有些感官评定实验，我们开始允许他们用他们自己认为最佳的方法。由于我本人的记忆力比较差，我属于那种采用一次漱口或很少漱口的类型。发现最佳方式的唯一途径就是实验。因此，当我们开始一个项目之前，我们通常需要在测试

14、者正的样品之前留出时间来找到最有效的品尝方法。项目开始前花费的时间会在以后得到补偿。对你的特殊样品寻找最有效的评定方法有利于你设计出更有效的实验，而且实验结果也不会由于感官适应而导致错误。当然，对于工业界来说，这样的时间很难找到，但是如果你有空的话，这样做还是很值得的。 精神物理学家在进行品尝方面的基础性研究工作时，可以通过使用“流动机器”来克服感官适应问题。采用这种装置，可控制需要品尝的化学品溶液通过一个小管子流过舌头的前部。但在此之前，需要进行一个适应性刺激，比如让低浓度的NaCl从舌头上流过直到舌头对它失去感觉。通常采用的浓度为5mM。对这样一个低浓度的样品产生适应仅仅需要几秒钟的时间，

15、因为这一浓度与唾液中的盐浓度相当。这就是你不能感受到你唾液咸味的原因，即使其浓度应足以对你形成刺激。就像研究中的血管一样，对于唾液中的组分，舌头已经完全适应了。 因此，让5mM的NaCl溶液流过舌头直至产生适应。然后舌头停留在原地，评价员按一个按钮，让流动的液体自动转换成需要品尝的样品。我们称之为刺激物“A”。评价员作出判断后，按另一个按钮，流动停止。它可以停顿一下。再按一个按钮， 5mM的NaCl溶液再次流过，直到舌头对它失去感觉。现在，舌头的味觉适应与第一次品尝前相同。因此， 当接下来品尝刺激物“B”时，味觉接受器处于与品尝刺激物“A”时同样的适应状态。因为我们已经重新调整了味蕾。采用这种

16、方式，可以在每次品尝前使用“适应物质流”。3避免信息超载的第三种策略：数据缩减大脑用于对付“信息过载”的第三个措施是数据缩减，这一方法更为微妙。这与神经系统对感官传输来的数据编码的方式有关。感官仅将尽可能少的数据传递给大脑。不过，这些数据仍然足以使大脑准确的转译信息。它与神经系统对感观数据的编码有关。感觉只输送了小部分的信息到达大脑。然而已经足够让大脑对信息作出正确的解释。大体上是，从形象的事物提炼出特征，然后大脑从这些特征构建出一个感知对象。其中最重要的特征就是轮廓。当关于一个事物的大量信息传入大脑，在中枢神经进行信息处理时，各神经传导之间会产生支线抑制”的作用，因此，处于中心区的信息就会由

17、于支线抑制效应而衰减，处于边缘的信息则被传递，以最终形成对事物的印象。这是对中枢神经工作原理的简化介绍。作为一个生物系统，其活动更加复杂，但原理是一样的。也就是说，神经系统工作的方式就是从接受器收集仅够形成一个正确意识的尽可能少的信号。感官系统收集图像的轮、颜色、运动方向、线条宽度等信息并将这些信息传给主程序，形成一个包含所有特征的图片。这项工作比你能想象的最复杂的锯齿拼图还要复杂。图像边缘的位置是一个必须传递给主程序的信息。看下面的图片。左侧你可以看到一个活泼的男孩。右侧是眼睛传递给大脑主程序的信息。大脑只得到“边缘图片”，其它的自己完成。如果没有边缘，主程序就不能形成一个可视图片。感观系统

18、从形象的事物提炼出特征，然后把他们送到大脑的控制程序以构建出你意识里的画面。控制程序检查出特征以后决定你所看到的是什么。 看右图，你看到了什么？你可能会回答你看到了一只狗。但你不是。你看到的是一些列的图形，你的大脑将它加工成一只狗。主程序只是在按照其设计功能去运行。他考察特征并决定出最佳的图片。我们可以说是选择了一个最佳图片，因为它可以推翻这个决定。这些现象与食品有关吗？是的。当你将食物放在嘴里，味觉接受器会受到一个呈味物质浓度突然增大的刺激。这就像一个时间的边缘。某一瞬间，刺激物浓度非常低，下一瞬间，突然跳跃到非常高的浓度。这象是时间里的一个尖锐的边缘，从低浓度到高浓度。但是如果浓度增大的非

19、常缓慢，就没有哪一时刻是浓度变化的时间边缘。我们最好将之称为边缘模糊。就像黑色圆点周围白光模糊的边缘，由于时间边缘的模糊，你不能够感受到更强的味感。浓度的缓慢变化可能由于味觉接受器的适应而不能察觉。这因为如此，你不能够察觉到唾液分泌的变化。这是一个很好的例子。你对分泌的唾液中的化学物质浓度的变化不敢兴趣，而且这种变化也由于感官适应而不能察觉了。你仅仅对进入你口中的食物感兴趣。也就是说，你对味觉刺激物浓度的突然变化，而不是逐渐变化。4. 大脑信息处理的一些其他特征看左图。你看到了什么？它可以是一个脸向右的兔子或是一只脸向左的鸟。兔子的耳朵成了鸟的嘴。主程序可以决定你看到的是一只兔子，也可以改变主

20、意，认为看到的是一只鸟。你可以根据自己的意愿改变决定。你可以改变决定就证明这个决定是做出的。 看左下图。这次你看到了什么？首先，你可以把它看作是一个年轻女郎。穿着毛皮大衣，头戴白色的围巾，头发上有一片羽毛。它向你的远处望，左下颚线朝向你。你可以看见她的左耳和一点项链。不过，你还可以看到一个完全不同的图片。你可以看见一个老太太。年轻女郎的耳朵变成老人的眼睛。她的下颚线变成老人的鼻子。项链变成嘴巴，脖子变成下巴。 看左图的两个三角形图片。你可以看到黑线三角形顶点朝下，白色三角形顶点朝上。当然，白色三角形并不真正存在。你大脑中的主程序收到的信息仅仅是一些实事，黑色圆圈中的部分被拿掉，黑线包围的三角形

21、的部分被打破。然而，你仍然可以很清楚的看到白色的三角形。现在，如果你仔细看图片的话，你可能注意到白色三角形内部的亮度比周围高。它实际上并不必周围亮，只是大脑通过“润色”图片使之看起来比周围亮。大脑只是想有帮助。事实上，这对于需要将白色三角涂黑的人的确有帮助。但是当吃一个食物时大脑决定其质构或味道需要一点改进的话，这对你来说就不是有益的事情。你会得到一个被歪曲的图片。看右面的图片。你看到的是 Ponzo Illusion的一个版本。你看到高速公路上一些汽车在行驶。你还可以到两个白条。上面的白条看起来比下面的长，但实际上他们是一样长的。如果你不相信的话，就用尺子量一量。但为什么主程序会让上面的看起

22、来比下面的长呢？并不是所有的幻觉都能够解释的清楚。看左面的“Twisted Cord Illision” 图片。你可以看到一组垂直的平行线，但他们看起来是弯的，彼此靠近或远离。但实际上他们是平行的。你可以用尺子量一量。仔细看这些线，你可以发现他们有一些造型使他们看起来像拧起的绳子。这是这个幻觉的命名。这些扭曲以某种方式使主程序错误判断了线的方向。似乎是主程序更多的关注绳子扭曲部分斜的方向而没有注意到他们实际上是直线。为什么会这样我们还不知道。右图是“Frasers Circles”。这是“Twisted Cord Illision”更壮观的版本。尽管看起来不像，但他们都是完美的圆圈。由于圆圈盘旋方式不同，他们被以不同的方式扭曲。第一个看起来像螺旋。试着将你的手指绕着螺旋转，你就会发现实际上是一组同心圆。如果你仔细看这些圆圈，你会发现两个图形中圆圈扭曲的方式略有不同。背景模式似乎对幻觉并不重要，只是使之加强。它们并不象前面讨论的图形一样，表现出很强的边线抑制效应。对这一幻觉的解释有