感觉与知觉ppt.ppt

1、感覺與知覺,國立台灣大學心理系 胡志偉,討論大綱,透過三個個案，談本單元的教學目的 感覺與知覺的定義 討論感覺與知覺前，需要先瞭解的一些相關研究與現象 感覺 知覺,三個個案,（一）一位無法查覺動的婦女 （二）一位無法辨識人臉的男士 (放映心理學相關影片BBrain Story: 感覺與知覺部分片段 3:10-20:19) （三）一個盲視的個案,一個盲視的個案,DB 是一個英國人。在 14 歲時，他開始感到嚴重的頭疼，從此以後，頭痛就長期的困擾著 DB。剛開始時，DB 的頭痛大約每六星期發作一次。頭痛發作的情形大約如下： （一）頭痛前，DB 會在左視野看到一道閃光，然後左視野會出現一個橢圓形的視

2、盲區；他看不到區域中的東西。當頭痛消失後，視盲的現象也會消失。 （二）到二十多歲時，DB 頭痛出現的頻率變得更頻繁了；而且在一次嚴重的頭痛後，左視野部分區域的視盲現象便一直存在，不再是只有頭痛時才會出現的暫時症狀。,一個盲視的個案,X 光的檢驗結果顯示，在 DB 右腦（大腦皮質右半球）靠近視覺區（枕葉）的地方，有一個腫大的血管團；因為這個腫大的血管團， DB 才會發生頭痛和視盲的現象。在 34歲時，DB 決定接受大腦手術，切除血管團，以解決頭痛的問題。 因為手術所切除的大腦區域包括了接收由左視野傳入訊息的皮質區，所以醫生預測手術後，DB會喪失部分的視力。果然，在手術後的視力檢驗中，DB 似乎喪

3、失了部分的視力。,一個盲視的個案,視力檢驗的程序如下： （一） 將 DB 的頭固定， （二）實驗者用一個小光點直接照射 DB 的眼睛， （三）DB 報告有沒有看到光點。 醫師利用上面的方法，詳細的檢查了 DB 兩個眼睛的整個視野。檢查結果發現，DB 無法看到呈現在兩個眼睛之左視野的光點。也就是說，手術雖然醫好了 DB 的頭痛，但是卻令他失去了左視野的視力。,一個盲視的個案,然而，一些非正式觀察卻發現了幾個有趣的現象。例如， 當 DB 前面的人將手臂伸開時，雖然 DB 說他看不到手掌，但他卻可以很正確的碰到那個人的手掌。 又如， 當有人拿一根棍子放在 DB 的視盲區；DB 雖然說沒看到棍子，但是

4、他卻可以很正確的猜出棍子的指向。,一個盲視的個案,為了檢驗這些非實驗場合中發現的現象，實驗者以科學程序檢驗 DB 左視野的視力。研究者發現，在 DB 聲稱看不到的情況下，他可以正確的猜出： （一）刺激的位置， （二）線段的方向（垂直或水平）， (Weiskrantz et al，1974)。,一個盲視的個案,研究者將 DB 所呈現出的視覺現象稱為盲視(blindsight)。 盲視現象：受試者聲稱沒有看見，但是卻可以辨認投射在盲視區中刺激。 盲視是一個很矛盾，也很有趣的現象。這個現象不禁讓人提出一連串的問題： 到底是哪些神經系統負責人類視覺？ 這些負責視覺的部分，各有何種功能？ 為什麼當 DB

5、 說沒看見時，但他的行為卻顯示他看見了。這種矛盾是否行為代表視感覺和視知覺是不同的？,目的,前面所提的問題都是研究感覺和知覺的心理學家探討的議題。 本章的目的是介紹目前學界對人類感覺和知覺的研究發現和瞭解。 我們希望經過本章的討論後，同學們會知道盲視是怎麼產生的。,感覺和知覺的定義,感覺和知覺研究探討的是：人類如何接受外在物理能量，並將之轉換成心理經驗的歷程。 雖然感覺和知覺的界線並不明確，大多數心理學家認為： 感覺（sensation）是從感官系統接收外在環境刺激開始，到我們在意識中察覺這些刺激的經驗。 知覺（perception）則是人們對察覺到的刺激的解釋。 （見後圖）,感覺和知覺的定義

6、,播放影片 Perception VS Sensation,討論範疇,因為時間的關係，本課只能在人類的十種感覺系統（視覺、聽覺、痛覺、嗅覺、味覺、觸覺、溫覺、冷覺、平衡覺、肌覺 (kinesthesis)）中，介紹少數幾種感覺。 在知覺方面，本課更只能將介紹限制在視知覺方面。 在討論感覺之前，我們必須先介紹一種瞭解人類感覺非常重要的心理學研究（心理物理；psychophysics ）以及一些和感覺有關的基本現象；所以我們的討論將會以下面的順序進行： 心理物理與一些基本現象 視覺 痛覺 視知覺,心理物理,心理學對感覺的研究大致可以分為兩個主要的分支：感覺生理學和心理物理學。 感覺生理學研究的是生

7、物體如何將物理刺激轉換成神經衝動，再在意識中經驗到刺激的出現。亦即感覺生理學的研究目的是探討從 接受物理能量 到 產生感覺經驗 這一連串神經活動背後的生理機轉。 如果我們將外在輸入的物理刺激當作是感覺系統的原料，則感覺（sensation）可以被想為感覺系統對原料處理後，產生的成品。心理物理學研究的是，物理刺激（原料）和感覺（產品）之間的關係。,心理物理學,一些心理物理學家會探討的問題： （一）一個物理刺激（如：聲音）需要多強的強度，人們才能察覺該刺激的出現（如：引發人們聽到的感覺） ， （二）物理刺激的強度需要做多大幅度的改變，人們才能區辨改變前與改變後的刺激。 如，在一個 10 公斤的沙袋

8、中，加入 (或拿出) 多重的沙，人們才會察覺沙袋的重量改變了。,心理物理學,在十九世紀初期，便有心理物理學家透過實驗找出物理刺激和感覺之間的關係，並用精確的方法將這個關係表示出來。 例如， 德國的Weber 在1820 年代便開始探討人們區辨兩個不同東西的能力。他探討： （1）A 法碼的重量為 100 公克，B 法碼的重量為 99 克人們能否區辨出它們的重量是不同的？ （2）B 法碼的重量是幾公克時，人們才能區辨 A 和 B 在重量上的差異？,心理物理學,從科學研究的層面來看，Gustav T. Fechner 才是第一位以科學方法，有系統的探討上述問題的人。 Fechner 是一位生於 19

9、 世紀初的德國物理學家，後來轉而研究心理物理的問題。他於 1860 年出版的書 Elemente der Psychophysik（英譯 Elements of Psychophysics），象徵著心理物理學的誕生。 對心理物理學家而言，科學心理學的誕生不是 1879 年（Wundt 於該年在德國萊比錫大學成立心理實驗室，探討人類的意識），而是 1860 年。,心理物理學,在這個新的學門中，Fechner 面對了一個重要的問題：如何用科學的方法測量人們對外界物理刺激的感覺。 因為 Fechner 不知道如何直接測量一個人的感覺，所以他採用間接的方法，從一個人對物理刺激的區辨能力來推論這個人對物

10、理刺激的感覺。 在 Elements of Psychophysics 一書中，Fechner 提出三種方法來測量心理量和物理量之間的對應關係：這三種方法分別是極限法（the method of limits）、恆定法（或定值刺激法; the method of constant stimuli）與調整法（the method of adjustment）。,心理物理學,藉著這些方法， Fechner 探討了以下兩類問題： （一）探討人類察覺外在刺激的能力（亦即，所謂絕對閾的研究）， （二）探討人類區辨兩個（或兩個以上）不同刺激的能力（亦即，所謂差異閾的研究）。,心理物理學,早在古希臘的時代，

11、便有學者提出：人類對各種物理刺激的察覺，都存在著一道閾門（threshold）；只有當刺激強度高於閾門時，人類才會感受到刺激的存在。 在現代的心理物理學中，這種閾門被稱為絕對閾（absolute threshold 或 absolute limen；簡寫作AL），以彰顯它是有感覺和沒感覺之間的分界。,心理物理學,對一個強度高於絕對閾的刺激而言，只有當刺激強度改變（變強或變弱）到一定的程度時，人們才能察覺到這個刺激發生變化了。在定義上，差異閾（difference threshold或difference limen；簡寫作DL）就是那個剛好能在感覺上造成差異感的刺激強度的變化。 這個剛好能引發

12、差異感的變化量也被稱做恰辨差（just noticeable difference； jnd）。,心理物理學-極限法,在極限法的研究中，受試者會在一個實驗嘗試中，接受到一連串由大到小或由小到大的刺激。 例如，探討人們對聲音的絕對閾時，研究者會在一個漸減嘗試中，先將刺激定在很強的程度（強到受試者一定能察覺刺激存在的程度），然後再慢慢地將刺激減弱，直到受試者察覺不到刺激的存在為止。 在一個漸增嘗試中，研究者會先將刺激定的很弱，弱到受試者一定察覺不出刺激的存在的程度，然後在慢慢地將刺激增強，直到受試者發覺刺激為止。(見後圖),心理物理學-極限法,以探討受試者對1000Hz聲音的絕對閾為例子。 （一）

13、在一個嘗試中，研究者會 （A）先呈現一張寫著預備的卡片或信號， （B）再呈現一個10分貝（註二）的聲音， （C）最後再呈現一張寫著反應的卡片或信號。 （D）當受試者看到反應的卡片時，他必需將他對聲音的感覺講出來；如果受試者聽到聲音時，他要說有，如果他沒有聽到聲音，他要說沒。 （E）研究者會將受試者的反應記錄下來，然後他會將聲音調低一點（例如，調成9 分貝），然後再依循著預備聲音反應的順序呈現刺激，收集受試者的反應。,心理物理學-極限法,（二）這個程序會一直進行到受試者的反應從有變為沒為止；然後結束這個嘗試。 （三）在實驗中，一個受試者通常會做多個嘗試。其中只有一半是將刺激由強轉弱的漸減嘗試，另

14、一半則是將刺激由弱轉強的漸增嘗試。 在一個嘗試中，受試者的反應從有變為沒（或是從沒變為有）時，我們可以推論絕對閾是位於引發這兩個反應的刺激（強度）之間。所以在每個嘗試中，我們都可以找到一個受試者在這個嘗試中的絕對閾；通常會以這兩個刺激強度的中間值來代表。而受試者在實驗中的整體絕對閾會被定義為所有嘗試的絕對閾的平均值。 AL = (AL1+AL2+Aln) /n,心理物理學-恆定法,使用恆定法測量絕對閾需經過兩個階段。 在第一個階段中，研究者要先粗略估計絕對閾的強度 在第二個階段中，研究者選五到九個刺激（除了一個刺激為閾值的估計值外，其餘的刺激一半比估計值的強度強，另一半則比估計值得強度弱），並

15、進行以下實驗。 當將我們將這些刺激由強到弱排列時，兩兩刺激之間的差別應該一樣大。,心理物理學-恆定法,一個恆定法的實驗通常會包含很多實驗嘗試（可能多達500到900嘗試）。 在每個實驗嘗試中，研究者會： （一）先呈現一個預備信號（通知受試者預備）， （二）呈現一個實驗刺激， （三）最後再呈現一個信號讓受試者反應（有沒有感覺到刺激的出現）。 實驗時，每個刺激都會被隨機且重複的呈現；通常在實驗中，一個刺激要呈現非常多次（100次，有時甚至100 次以上）；所以整個實驗會包含數百個實驗嘗試。,心理物理學-恆定法,研究者會記錄受試者每個嘗試中的反應；然後計算每種刺激引發察覺反應的機率，並根據這些資料畫

16、一個心理計量函數（psychometric function）。,心理物理學-恆定法,在這類研究中，絕對閾的定義是，能引發50%察覺反應的刺激強度。 這個對應可以透過心理計量涵數找到。,心理物理學-調整法,在一個使用調整法找絕對閾的實驗中，我們也可以將實驗嘗試分為漸增和漸減兩類。 在漸增嘗試中，受試者主動的將刺激調升一個剛剛好察覺得到的量，在漸減嘗試中，受試者則要將刺激調降到一個剛剛好察覺不到的程度。 這位受試者在整個實驗中的絕對閾為這些剛好察覺得到與剛好察覺不到的值的平均數。,心理物理學-絕對閾,訊號察覺論,閾門,閾門（threshold）是不是真的存在呢？ 有一些心理學家並不認為在我們的感

17、覺系統中存在著所謂的閾門。 以絕對閾為例；人們對一些微弱刺激的察覺絕對不會突然從完全無法察覺突然變成能夠百分之百的發覺。 也就是說，人們對刺激的察覺不是全無或全有的，而是逐漸改變的。 如果真的存在著所謂的絕對閾，則應該會出現全無或全有的現象。,絕對閾,人們能否察覺外在的刺激往往會受到一些非感覺因素 的影響。例如，在實驗中，研究者可以操弄刺激出現的機率，而受試者察覺刺激的機率似乎會受到這項操弄的影響。當刺激出現的機率高時，受試者察覺刺激出現的機率也高，當刺激出現的機率低時，受試者察覺刺激出現的機率也低。 這個現象顯示著，一些非感覺因素會讓受試者以某種特殊的方式做反應（受試者顯示的這種現象被稱為反

18、應偏見；bias）。 反應偏見在現實生活中也常看到。例如，在戰爭的時候，戰艦上的雷達偵測員比較傾向將另一艄航行於大海中的貨輪當成敵方的戰艦。也就是說，在戰時，這位偵測員會比較傾向發佈假警報(false alarm)。,訊號察覺論（Theory of Signal Detectability，簡稱TSD）,訊號察覺論對反應偏見作過有系統的研究探討。 實際上，訊號察覺論是另一種探討感覺問題的研究取向。 在這種理論中，研究者以另外兩個概念取代了心理物理學所謂閾門的觀念。 此兩概念一個反映的是對刺激的感覺歷程，另一個則是獨立於感覺的決策歷程。 觀察者的反應偏見就是決策歷程下的產物。,訊號察覺論,在訊號

19、察覺論的實驗程序中，研究者可以同時測到感覺歷程和決策歷程。 實驗的基本設計如下。 （一）在整個實驗中，實驗者會在半數的嘗試中呈現一微弱的刺激，稱為訊號嘗試 (signal trial)， （二）在另一半的嘗試中，實驗者則不呈現刺激，稱為噪音嘗試。 （三）在一個嘗試中，如果刺激呈現了，受試者應該做有反應，如果刺激沒呈現，則做沒有反應。 （四）我們可以依照刺激是否有呈現，以及受測者做的是有或沒有的反應，將反應歸類為猜中 (hit)、失誤 (miss)、假警報 (false alarm)或正確拒絕 (correct rejection)等類別；,訊號察覺論,一般來說，一位傾向於說 有的觀察者雖然會有

20、較高的猜中次數，但是假警報約次數也很高，一位傾向於說 沒有的觀察者，其猜中率不但會偏低，假警報約次數也會下降 。 依照一些特別的數理公式 (我們將不予討論)將猜中率和假警報的比較加以演算，我們可以測量到兩個不同心理歷程的指標：感覺的區辨度（sensory discriminability以符號d加以表示）和反應偏見（以加以表示）。,三種和感覺有關的基本現象,基本現象,不論是聽覺、視覺、嗅覺或味覺系統，人們對身體外部刺激的感覺形成歷程都有著類似的神經機制： （一）感覺系統的神經細胞（一種特化的接收神經元）接受到外在刺激傳來的能量， （二）神經細胞將能量轉化為神經衝動，上傳到脊髓，再上傳到大腦形成

21、感覺。,基本現象,因為人類的感覺不但非常豐富，且在不同的情況中，出現不同的感覺現象；所以研究者不經要問，如此多樣化的感覺經驗是如何透過上述那樣簡單的機制形成的？ 以下是幾個研究者問的問題： （一）各種不同強弱的刺激（如各種不同亮度的光）是如何透過神經系統形成不同的強弱感覺的？ （二）各種不同性質的刺激（如，不同顏色的光）是如何透過神經系統形成不同的感覺的？ （三）在人的主觀經驗中，我們對一個刺激的感覺會隨著時間發生變化（如，洗冷水澡時，一開始覺得很冷，慢慢的就不再覺得那麼冷了），這是如何形成的？,基本現象-如何表現刺激的強弱,為了探討上述的問題，研究者通常會使用單細胞偵測法（single-ce

22、ll recording），記錄神經細胞對外界刺激的反應。 首先，研究者會將動物局部麻醉，然再將極細的電擊植入神經系統中（如，大腦皮層）。 研究者透過這個電擊觀察神經衝動產生的微弱電壓變化，並推論神經系統對不同刺激的反應。,基本現象-如何表現刺激的強弱,研究發現，不同強弱的刺激是透過神經衝動的頻率而非大小形成不同的感覺。 例如，亮度強的光會引發神經細胞較頻繁的反應， 亮度弱的光引發的神經衝動較不頻繁。,基本現象-如何表現不同性質的刺激,對這個問題，研究者目前還沒有確切的答案。神經系統似乎可以利用幾種不同的機制來表現刺激的質。 其中一種可能的機制是，不同性質的刺激會引起不同神經細胞的活動，而這些

23、活動會引起不同的感覺； 例如，紅光會引發紅色神經細胞活動，綠光會引發綠色神經細胞活動。,基本現象-如何表現不同性質的刺激,另一種可能的表現方式是，幾種不同類型的神經細胞會同時被一些不同性質的刺激所激化，但是這些神經細胞活動的組合型態會受到刺激性質的影響。 例如，某一種感覺系統有三種接收神經細胞，A形刺激出現時會讓第一種神經細胞產生高頻率的神經衝動，第二和第三種神經細胞產生中頻率的神經衝動型；B形刺激出現時會讓第一種神經細胞產生低頻率的神經衝動，第二和第三種神經細胞產生高頻率的神經衝動型，等等。,基本現象-如何表現不同性質的刺激,神經細胞種類刺激型態 第一種 第二種 第三種A 高 中 中B 低

24、高 高C 中 高 低 還有一種可能的方式是， 不同性質的刺激會被傳送到不同的大腦區域，然後形成不同的感覺。 到底上述的可能性哪一個是對的？則是一個還在研究中的議題，尚未有定論。,基本現象-適應,感覺的適應現象（adaptation）是一種每個人都曾經歷，且常常經歷的現象。 這種現象是因為神經系統對外在環境暫時改變反應的方式所造成的。 研究者可以透過心理物理學的測量法，表現各種感覺系統的適應情形。 我們將會在討論視覺時，再進一步討論這個議題。,視覺,國立台灣大學心理系 胡志偉 討論大綱：眼睛的構造 通往大腦的路徑彩色感覺,眼睛的構造,讓我們隨著光線進入眼睛的路徑來說明眼睛的構造。 光線最先到達的

25、地方是眼角膜（cornea；是sclera最外面的部分）；它是一個透明凸出類似膠片一樣的薄膜，具有聚光和將眼睛裡面的水樣液 (aqueoushumor)保存在眼睛裡的作用。 光線通過眼角膜後，還必須通過瞳孔（pupil）後，才能進入眼睛的裡面。 瞳孔其實是虹彩膜 (iris)的開口。虹彩膜是一片環繞於瞳孔四周的肌肉，它的收縮（最小可使瞳孔的直徑變為2mm）與舒張（最大可使瞳孔的直徑變為8mm）可以控制光線進入眼睛的量。 瞳孔的大小也會因為心理因素而改變；例如在正向情緒時，瞳孔會舒張放大，在負向情緒時，瞳孔會收縮變小。這些都是非自主性的反應，所以在我們不知不覺中就會產生 (Hess,1972)。

26、 虹彩膜上的色素，經過光的反射之後會形成不同的顏色（如，藍色、棕色）。當人的年紀漸長時，人們調整（尤其是放鬆）虹彩膜的能力下降，這使得老人對光線改變的適應力下降，尤其在昏暗的情況下，會影響他們的視力。,眼睛的構造,經過虹彩膜後，光線到達水晶體 (lens)。水晶體是一個為可伸縮的小囊，裡面包著玻璃體液 (vitreoushumor)。 水晶體的形狀可由連接於其邊緣的睫狀肌所控制；透過水晶體形狀的改變（變的比較扁平或圓凸）可以調整光的焦距，以便光準確的投射在眼睛最後面的視網膜(retina)上。 經過水晶體的影像會變成上下顛倒、左右相反的像。,眼睛的構造,近視的人不能適當地將遠方物體聚集在網膜上

27、，而遠視的人則不能將近物的影像聚集在網膜上。 一般年輕人的水晶體是清晰、透明的凸透鏡形狀；老年人的水晶體則變得較為扁平，較不透光而成琥珀暈暗色。 年老時，水晶體逐漸失去彈性，所以看近物時水晶體沒辦法變厚。大約在45歲以後，視覺上的模糊點 (blur point；我們可以看得最清楚的最近點)逐漸的變遠。 當這些現象出現後，以前不戴眼鏡的人，在閱讀或做必須看近物的工作時，就必須戴眼鏡了，而以往已經戴近視眼鏡的人就需要改戴遠近兩用眼鏡,眼睛的構造-視網膜,眼睛的主要功能是將光波所含的物理訊息轉換成大腦可以接受的神經訊號；這個轉換發生的地方是視網膜（retina） 。 視網膜有許多神經細胞；這些細胞分

28、為三層，各由不同的神經細胞組成。,眼睛的構造-視網膜,最裡層是一些對光線很敏感的神經細胞（一些特化出來的光接受器，分為柱狀體（rod）和錐狀體（cone）。 柱狀體分布於視網膜上的外圍部位，因為它的絕對閾很低，所以在昏暗的照明度也能反應，產生視覺（但是沒有色彩感）。 雖然在視網膜上的外圍也有一些錐狀體，但是錐狀體最主要的分布區是視網膜的中央部位（稱為中央小窩；fovea）。錐狀體可使我們在正常照明的情況下產生彩色的視覺感覺。 網膜上的柱狀體超過1億1千五百萬，而錐狀體只有約6百萬個。,眼睛的構造-視網膜,最中間一層由三種細胞組成；在柱狀體和錐狀體外緣是一些水平細胞（horizontal cel

29、l）；它們可以將一些內層的視神經細胞（i.e., 柱狀體和錐狀體）連接起來，形成一些細胞小組。 中間層中，最靠近外面的是amacrine 細胞；透過它們，可以將一些位於外層的節細胞（ganglion cell）連結在一起。 在中間層最中間的是一些雙極細胞（bipolar cell）；雙極細胞只有單一的樹狀突，由此樹狀突會形成一些分枝，分別連結在不同的光接受器上。當雙極細胞接收了很多光接受器的反應衝動後，將接收的結果結合起來形成單一的神經衝動，透過單一的軸突傳送到神經節細胞。,眼睛的構造-視網膜,最外層是一些節細胞；它們將其它層的細胞反應收集起來，傳送到大腦。所以所謂的視神經纖維其實是由節細胞的

30、軸突組成的。 視神經離開眼球的部位，稱為視盤 (optic disk)；因為此處沒有任何光接受器所以又稱為盲點 (blind spot)。在我們主觀經驗中並沒有體驗到盲點的存在的原因是，一眼因盲點所喪失的視覺訊息會被另一眼的神經細胞接受到，當兩眼的訊息傳到大腦時，大腦會根據兩眼傳入的訊息，將兩眼盲點的訊息相互的填補起來，形成完整的訊息。,眼睛的構造-盲點,（一）拿一張紙，畫一個10乘5公分的長方形，然後再在長方形的兩端分別畫一個十字和一個圓點。 （二）將左眼閉起來，右眼集中注意力，看著十字。 （三）前後移動你的頭，直到圓點從視線中消失。,暗適應,暗適應其實有兩個階段，分別對應著柱狀體和錐狀體的

31、適應狀態。 在整個暗適應完成後，人類的瞳孔放大了16倍，但是視覺的敏銳程度卻增加100000倍。,視神經通往大腦的路徑,（一）視覺神經離開眼睛後，首先傳到視交叉（英文為optic chiasma；如此命名的原因是視神經在此點的交叉狀類似希臘文的(唸作chi)）。 （二）視神經在視交叉開始分為兩束；分別通往左腦與右腦。,視神經通往大腦的路徑,（三）經由視交叉傳入某一大腦半球的神經束會再分為兩束。 較大的部份則通往視丘（thalamus）中的側膝核 (lateral geniculate nucleus)，再到達大腦後面的視覺皮層。 側膝核也會接來自大腦其它部位訊息（如，大腦的網狀組織），使得人可

32、以將來自眼睛和其它部位的訊息交互作用，然後再將訊息傳送至大腦皮層上的主要視覺區。 較小的部份會通往上丘 (superior colliculus；它是腦幹中，神經細胞體的聚集處)。上丘是一個較為原始的視覺中樞，似乎能處理有關外界物體座落於何處的訊息，而不是用來區辨外界物體為何物的訊息(Schneider, 1969)。,視神經通往大腦的路徑,（四）大腦皮層將來自雙眼的訊息加以處理，使得我們產生顏色、深度和形狀知覺，並可以進行物件辨認 (pattern recognition)等工作。,對視盲的解釋,回憶一下開頭所說的盲視案例。 （一）DB的視皮質區被移除， （二）他在意識上已經沒有視覺了， （

33、三）在行為上，DB似乎仍能察覺視覺刺激的出現。 一種解釋盲視的方式如下：人類具有兩套分開而平行的視覺系統： 一個視覺系統負責物件辨認（東西看起來怎樣）；它由側膝核到枕頁視皮質區的這條通道負責。 另一個視覺系統和位置辨認（東西在何處）有關；它經過上丘的這條通道，通道後頂頁 (Bridgeman,1983; Poppel,1977; Schhneider,1969)。,對視盲的解釋,在手術中，DB的枕頁上的視皮質區被移除了一部份， 因為上丘位於大腦皮質下方，故DB的手術並未切除這個部分；所以造成DB產生盲視的現象。,視神經通往大腦的路徑,彩色感覺,國立台灣大學心理系 胡志偉,光的特性,可見光是我們

34、的感覺接受器可以發覺的一種物理能量。 我們可以看到的光線其實只是一種稱為電磁波光譜 (electromagnetic spectrum)中的一小段。 電磁波光譜不但包括了人類所能看到的這段光譜，還包括了X光、微波、傳送收音機和電視機的電波等。因為我們的視覺系統中並沒有這些光波的接受器，所以我們必須在儀器的輔助之下才能夠查覺到這些光波的存在，例如X光機和收音機和電視機等設備，可以將這些光波轉換成我們可看到的影像或聽到的聲音。,光的特性,所有的電磁波都可被視為是一些光子(photons )運動的結果。光子是一種很小，且小到不可再分割的能量單位。 光子有兩種物理性質：波長(wavelength)和震

35、幅（amplitude）。 波長是光子在傳播路徑上的波狀距離；其測量單位為奈那米 (m；nanometers，為十億分之一公尺，10(-9)m)。 可見光的波長在350到750 (m) 的範圍內（最短波長的為紫色，最長的為紅色）；這一段波長的光才能被神經細胞接收，產生神經衝動。,光的特性,白色太陽光是可見光譜中所有波長以相同數量所組成的混合色。 我們可以用稜鏡將太陽光中的各種波長分開，分開後不同波長的光會讓我們產生像 彩虹般的視覺經驗。 在此的重要觀點是，在物理上，光是以波長來描述，而不是顏色。顏色只是我們的感覺經驗。,光-顏色的向度,研究者以顏色空間來表現人類對顏色的感覺經驗；空間中的每一個

36、位置都代表著一個顏色感覺。 顏色空間由人類對顏色知覺的三個基本向度組成：色調、飽和度及明亮度。,光-顏色的向度,色調（hue）就是一般人所稱的顏色(essential color)。人類能夠區辨的約150種色調。 在顏色柱（或顏色空間）上，引起不同色調感覺的各種光波長依序以一片一片的方式，圍繞於顏色柱上。屬於同一大片的小色塊都有著同樣的波長。 不同的小色塊會讓我們感到不同顏色感覺的原因是，它們在顏色的另外兩個向度上有差異；這兩個向度分別是顏色的飽和度和亮度。,光-顏色的向度,飽和度(saturation)是一般所謂的顏色感覺的純度。飽和度越高的光含有某一種波長光的比率越高。 在顏色柱中，飽和度

37、所指的是一條小色塊中的不同色塊；最純的顏色座落於最外圍的位置（飽和度最高）。靠近中央縱軸區域的色塊看起來最灰暗（因為含有許多種不同波長的光），其飽和度較低。 亮度 (brightness)代表著光線的強度;白色最明亮，而黑色最暗。 在顏色柱中，亮度高的顏色落於顏色柱縱軸的上方（趨近白色的色塊坐落於最頂端），低的落於下方（最底端趨近黑色）。,光-顏色的混合,顏色可以透過兩種方式加以混合：光波加入法和光波去除法。 光波加入法是在顏色中加入一些光波，而形成新的顏色感覺。一種簡單的作法是將手電筒包一層色紙，然後將不同顏色的光加在一起。例如將紅、藍、綠三種光加在一起會形成白色的光；將紫、黃、青綠（cya

38、n）色混起來變成黑色。 光波削減法是從光源中將某種波長的光去除（或吸收），剩下來的光波會形成新的顏色感覺。一種簡單的作法是用有顏色的透鏡過濾光波，例如在手電筒上包一層色紙便可以將各種其它顏色的光波消減掉。,光-顏色的混合,其實大多數有顏色的東西都不會自己產生顏色。 它們之所以會讓我們看到顏色的原因是，它們將一部份照在物體上的光吸收掉，將另一部份反射到我們的眼中。 例如，紅蘋果之所以會產生紅的顏色是因為它將大多數非紅色的光波吸收，將紅色的光反射回來所致。（顏料也是以類似的機轉產生顏色感。）,顏色感覺的理論-一些現象,補色和後像 (Complementary Colors and After im

39、ages) 當我們注視著一個具高度飽和的色塊一段時間（至少30秒）後，然後再快速的將視野轉移到一個白色的畫面時，這時在白色畫面中會出現一個顏色區；區中的顏色便是原本我們所看色塊（上的顏色）的後像，而後像上顏色為原本顏色的補色。,一些顏色感覺的現象-補色和後像,在顏色圓中，兩種互補顏色正好排在相對的位置上。 綠色的補色為紅色，黃色的補色為藍色等等。,（一）請注視下面的國旗。（二）注視幾秒鐘（30s）後，快速的將注意力移到它右邊的空白位置上。,一些顏色感覺的現象- -補色和後像,後像其實有兩種：負(negative)後像和正(positive)後像。 在前面所舉的例子中，我們所經驗的就是負後像；負

40、後像與原來的顏色經驗相反（或在上述的顏色圓中位置相對），是一種比較常發生，而產生後持續時間較久的經驗。 正後像比較少見，而且發生後持續的時間非常短暫。它是由於接受器和神經系統在刺激消失後，仍然持續著某種神經衝動而產生的現象。例如，如果我們看一個發亮的燈泡，當燈熄滅後，我們還會繼續看到亮光；這便是一種正後像。,一些顏色感覺的現象-色盲,並非所有的人看到的顏色皆完全相同。 色盲占全球人數約8% （絕大多數為男性，其中女性只占約0.5% ）；這些人不能區辨顏色柱中的部份顏色（甚至所有顏色） 。 在白人（高加索人種）中，大約有10%的男性和05%的女性有某種形式的色盲(Color Blindness)

41、 。,要判定妳是否有顏色的區別力，請看下圖。假如你看到由點所組成的形態為阿拉伯數字9和5，即可確定你的顏色視覺應該是正常的；反之，你可能有色盲 。,一些顏色感覺的現象-色盲,大部份有色盲的人為紅綠色盲；他們不能分辨紅色和綠色，尤其是低飽和度的顏色。 黃藍色盲的人很少；比率大約只有1%到2%。 完全看不到顏色（全色盲），而只能看到不同明亮度的人非常稀少 (三萬分之一)；直到目前為上，文獻上可查的只有500人。 但在大西洋上的平格拉普島(Pingelap)和彭培島(Pohnpei)上卻有極高的比例為全色盲。 一個可能造成這個現象的原因是，島上的基庫因小，難以避免近親繁殖，至使島上全色盲的比例很高。

42、 平格拉普島人口約七百人，全色盲的比例高達十二分之一，這種造成全色盲的基因叫作馬斯肯基因，島上約有三分之一的人為帶因者。,貓狗眼中的色彩世界,狗眼中只有兩種錐 狀體。 狗能夠分辨深淺不 同的藍、靛和紫色， 但是不能感覺紅綠等 色彩。 紅色對狗來說是暗色， 而綠色對狗來說則是 白色，所以綠色草坪 在狗看來是一片白色 的草地。,顏色感覺的理論-三色論,第一個有關顏色視覺的科學理論是由Thomas Young在1802年提出。 Young認為正常的人有三種型態的顏色接受器，它們分別負責三種原色(紅、綠、藍)的心理感覺。Young相信所有的顏色都是由這三種原色所混合而成的。 這種看法在50年後，經由H

43、ermann Von Helmholtz加以改善，而成為大家所悉知的Young-Helmholtz理論或三色理論 (trichromatic theory)。 再經過約一百年以後，George Wald和他的同僚證明視網膜中存有三種錐狀體，分別對不同波長的光波產生最大的反應。,顏色感覺的理論-三色論,第一種類別的錐狀體對短波長的光反應特別強(看成藍色光)， 第二種類別對中波長的光反應特別強 (看成綠色光)， 第三種則對長波長的光反應特別強 (看成紅色光)。,顏色感覺的理論-三色論,三色理論一直被廣泛的接受，因為根據這個理論不但有生理研究的支持（如上述Wald和他的同僚的研究），也可以用來解釋色

44、盲的現象。 因為一般人擁有三種錐狀體（光接受器） ，故可以看到所有的顏色，而色盲的人卻只有一種或兩種接受器，所以有些顏色看不到。,對抗歷程理論(opponent-process theory),三色理論一直被廣泛的接受，是也有一些沒辦法用這個理論解釋的現象。例如， （A）為何對某一種顏色適應以後，產生的後像會具備此顏色的補色? （B）何以色盲的人總是不能區辨配對的互補顏色（紅色和綠色或藍色和黃色）。,對抗歷程理論,大約在1800年代的後期，Ewald Hering提出另一個顏色視覺的理論來解答上述的問題 。 根據他的對抗歷程理論，所有的顏色經驗皆透過三組處理管道而產生。 在每一組管道中，都存在

45、著一對相互對抗的顏色處理系統；它們分別是：紅色對綠色、藍色對黃色，以及黑色對白色。 黑白系統處理的是三色的飽和度和亮度，而紅綠和黃藍系統處理的是顏色的色調。,對抗歷程理論,Hering的理論認為各種顏色所產生的互補後像，是因為一組處理管道中的任一系統發生疲勞的狀況時，另一個對抗的系統的活動變會會相對的增強。 所以久看紅色之後，綠色系統的活動便變強，而使我們產生綠的顏色感。,對抗歷程理論,Hering的理論也可以解釋色盲的現象。 因為處理顏色的管道是一組一組的對抗系統，所以色盲不能區辨的顏色總是一組一組配對的。 Hering的理論也有生理上的證明。例如，研究顯示，網膜上的神經節細胞以不同的方式結合三種錐狀體所輸出的訊息；而其結合方式與Hering的對抗理論所說的相當吻合(R. DeValois 大腦自己產生的嗎啡鹼）。腦啡可以使人產生analgesia，降低疼痛的作用。 中醫可以利用針灸的方法（也可以用電刺激直接刺激腦幹），刺激腦啡的產生，達到止痛的效果。 研究發現，遭受慢性疼痛，而且使用西方正統醫學治療無效的病人的腦脊髓液中，含有有低濃度的嗎啡 (Akil,1978)。顯然地，身體有除了endorphins以外，還有其它的機制來減低疼痛(Lewisetal，1