До сих пор мы останавливались на качественном анализе различных видов ощущений. Однако не менее важное значение имеет количественное исследование, иначе говоря, их измерение.
Известно, что человеческие органы чувств являются аппаратами, работающими с удивительной тонкостью. Так, человеческий глаз может различить световой сигнал в 1/1000 свечи на расстоянии километра. Энергия этого раздражения настолько мала, что потребовалось бы 60 тыс. лет, чтобы с ее помощью нагреть 1 куб. см воды на Г. Человеческий слух настолько тонок, что, если бы его чувствительность увеличилась вдвое, мы могли бы слышать броуновское движение частиц. Наше обоняние и вкус способны ощущать запах или вкус одной частички вещества при разведении в 1 млн раз.
Возникает, однако, проблема: как измерить остроту ощущений (абсолютных порогов чувствительности)? Какие методы можно применить для этой цели и в каких объективных единицах выразить тонкость ощущений?
Существуют два основных метода измерения ощущений: первым из них является прямой метод (метод субъективной оценки), вторым — косвенный метод (метод объективной оценки признаков, указывающих на наличие ощущения).
Прямой метод (метод словесных оценок раздражений) состоит в следующем: испытуемому предъявляется соответствующий раздражитель (кожное прикосновение, звук, свет), который сначала имеет минимальную интенсивность, а затем постепенно усиливается. Предлагается ответить, когда испытуемый впервые почувствовал соответствующее ощущение.
Для измерения кожной чувствительности применяется специальный прибор, называемый эстезиометром.
Острота слуховой чувствительности измеряется с помощью звукогенератора или аудиометра, позволяющего определять звуки различной интенсивности, или с помощью более простого прибора, в котором звук вызывается падением маленького шарика с различной высоты.
Зрительная чувствительность (ее абсолютные пороги) измеряется прибором, позволяющим наводить на глаз испытуемого, сидящего в темноте, луч света различной интенсивности, начиная с малой, еще не воспринимаемой и постепенно увеличивающейся.
Острота вкусовой и обонятельной чувствительности измеряется с помощью особых приборов, которые позволяют предъявить субъекту нарастающие вкусовые и обонятельные раздражения, начиная с минимальных разведений вкусового или пахнущего вещества с постепенным повышением концентрации этих разведений.
Простые варианты этих приборов широко используются в клинической практике.
Испытуемый, с которым проводится подобный опыт, должен отметить тот момент, когда раздражитель впервые начинает им восприниматься. Минимальное раздражение, впервые вызывающее ощущение, которое испытуемый отмечает в своем словесном отчете, называется нижним порогом ощущения.
Нижний порог ощущений осязательной чувствительности выражается в барах (единицы давления).
Нижний порог слуховой чувствительности — в децибелах (единицы интенсивности звука).
Нижний порог световой чувствительности — в люксах (единицы силы света) и т. д.
Чем острее чувствительность, тем ниже ее пороги, иначе говоря, острота чувствительности обратно пропорциональна показателям нижнего порога, выраженного в единицах интенсивности соответствующего раздражителя. Это отражено в следующей формуле:
где Е — абсолютная чувствительность, Р — величина нижнего порога ощущений.
Показатели нижних порогов тех или иных ощущений не представляют собой четко «очерченной» величины. Существует целая полоса минимальных воздействий, при которых испытуемый то замечает, то не замечает наличие соответствующего раздражителя, то, наконец, сомневается в том, имело ли это раздражение место. Поэтому за нижний порог ощущения принимается обычно величина, при которой число положительных ответов, указывающих на то, что у субъекта возникло соответствующее ощущение, превышает 50 %. Этот порог называется статистически достоверным нижним порогом ощущений.
Характерно, что нижние пороги ощущений не остаются постоянными, а меняются в зависимости от ряда факторов: привыкание к раздражителю, исходный фон и дополнительные условия, которые могут повышать или понижать чувствительность.
Рядом с нижними порогами ощущений можно выделить и их верхние пороги Под верхним порогом ощущения понимается та максимальная величина раздражителя, за пределами которой раздражитель либо не воспринимается, либо начинает принимать новую окраску, фактически заменяясь болевым ощущением.
Мы уже говорили, что человеческий слух может воспринимать звуковые колебания в диапазоне от 20 до 20 000 Гц, причем низкие частоты воспринимаются как низкие тоны, а высокие частоты — как высокие тоны. Если предъявлять субъекту звуки с частотами выше 20–30 000 Гц, т. е. ультразвуки, он их не будет воспринимать. Таким образом, звуки, расположенные за пределами верхних порогов, перестают вызывать ощущения.
По интенсивности звуки вызывают слуховые ощущения лишь в известных пределах. Звуки интенсивностью ниже 1 дБ могут не восприниматься и составляют нижний порог ощущений, в то время как звуки, которые по интенсивности превышают 130 дБ, начинают вызывать болевые ощущения и являются верхним порогом слуховых ощущений.
Измерение нижних и верхних порогов ощущений имеет большое практическое значение: оно позволяет выделить людей с пониженной чувствительностью того или иного анализатора, а симптом снижения чувствительности может быть использован для диагностики (периферического или центрального) поражения.
Так, нарушение осязательной чувствительности может быть симптомом поражения, расположенного в задней центральной извилине противоположного полушария или на одном из этапов его проводящих путей. Снижение зрительной чувствительности может указывать на поражение сетчатки, центральных отделов зрительного пути или затылочной области (снижение остроты зрения, связанное с застойными явлениями на глазном дне, часто является симптомом повышения внутричерепного давления, возникающего при опухолях мозга). Снижение слуховой чувствительности на одно ухо может указывать либо на поражение периферического слухового рецептора (внутреннего уха), либо же на патологический очаг в височной области противоположного полушария. Существенным при этом является факт (найденный Г. В. Гершуни, А. В. Бару и Т. А. Карасевой), что в случаях поражения височной доли у больного резко снижается чувствительность к коротким звукам (длительность которых от 1 до 5 миллисекунд), иначе говоря, повышаются пороги восприятия этих раздражений. Важность этого факта заключается в том, что нередко он является единственным симптомом, указывающим на поражение височной области головного мозга.
Не меньшее значение имеет и измерение верхних порогов ощущений.
Примером практического значения этих измерений является установление верхних порогов слуховых ощущений у тугоухих.
Известно, что тугоухие не воспринимают слабых звуков. Казалось бы, что для преодоления этого дефекта достаточно повысить интенсивность звуков с помощью известных усилительных приборов. Однако чрезмерное усиление звуков, доходящих до тугоухих, очень скоро начинает вызывать болевые ощущения, так что «зона комфорта» (т. е. диапазон, в пределах которого звуки начинают вызывать полноценные слуховые ощущения) у них очень сужена. Поэтому точное измерение нижних и верхних порогов ощущений дает возможность указать, в каких пределах должны быть усилены звуки, чтобы они сохранили нужное воздействие. Легко видеть, какое важное значение это имеет для конструирования звукоусиливающих приборов.
До сих пор мы рассматривали факты, полученные при измерении ощущений с помощью первого из указанных методов — метода субъективной оценки ощущений (или метода словесного отчета о появлении или исчезновении ощущений). Существует, однако, и второй путь измерения ощущений — с помощью объективных, или косвенных, методов, иначе говоря, с помощью оценки объективных признаков, указывающих на появление ощущений.
Этот путь является результатом исследований, проведенных за последние два десятилетия в ряде психофизиологических лабораторий и был особенно тщательно разработан советскими психологами (Г. В. Гершуни, Е. Н. Соколовым, О. С. Виноградовой и др.).
Как мы уже указывали выше, ощущения не представляют собой пассивный процесс, они всегда сопровождаются рядом изменений в вегетативных, электрофизиологических и дыхательных процессах и являются рефлекторными по своей природе. Этот факт и дает возможность использовать рефлекторные изменения, сопровождающие ощущения, как объективный показатель их появления.
Известно, что каждый раздражитель, приводящий к возникновению ощущений, вызывает такие рефлекторно возникающие процессы, как:
• сужение сосудов;
• появление кожно — гальванического рефлекса (изменение электрической сопротивляемости кожи);
• изменение частот электрической активности мозга (и прежде всего явление депрессии альфа — ритма);
• поворот глаз в сторону раздражителя, напряжение мышц шеи и т. п.
Все эти объективные симптомы появляются тогда, когда раздражитель доходит до субъекта и вызывает ощущения. Они и могут быть использованы как объективный показатель появления ощущений.
Опыты, проведенные исследователями, показали, что, если субъекту предъявить настолько слабый раздражитель, он не вызовет никакого ощущения, и описанные рефлекторные изменения не имеют места. Если интенсивность раздражителя повышается, переходит за пределы нижнего порога и начинает вызывать ощущения, появляются объективные изменения сосудистых, электрофизиологических и мышечных реакциях. Именно поэтому появление описанных измерений и может служить объективным показателем нижних порогов ощущения.
Обращает на себя внимание и тот факт, что чем интенсивнее раздражитель, тем более сильную сосудистую и электрофизиологическую реакцию он вызывает. Это дает основания использовать эти приемы для объективного измерения интенсивности ощущений, что было очень трудно при применении одних лишь субъективных методов.
Следует отметить, что сосудистые или электрофизиологические реакции на едва различимые («припороговые») раздражители могут быть значительно резко выражены, чем реакции на обычные, хорошо воспринимаемые раздражители. Этот факт объективно отражает те сомнения, которые испытывает субъект, когда ему даются едва заметные раздражения и тот эмоциональный фон, на котором протекают попытки четко выделить раздражитель из нейтральных шумов. Поэтому усиление объективных реакций на припороговые (едва заметные) раздражения может быть само использовано как важный дополнительный показатель припорогового диапазона ощущений.
Легко видеть, что описанные объективные методы измерения ощущений имеют особенно серьезное значение в тех случаях, когда получение данных путем прямого опроса испытуемых почему — либо невозможно или затруднено (у маленьких детей, у некоторых душевнобольных или при намеренной симуляции).
Однако возникает естественный вопрос: как относятся данные, полученные путем прямого опроса, к данным, полученным путем изучения объективных физиологических показателей? От ответа на этот вопрос зависит то, можем ли мы с достаточной достоверностью использовать объективные показатели как надежные симптомы появления субъективных ощущений.
Исследования, проведенные советским психофизиологом Г. В. Гершуни, показали, что в норме объективные показатели порогов ощущений точно соответствуют субъективным порогам, иначе говоря, что описанные изменения в сосудистых, кожно — гальванических и электроэнцефалографических реакциях появляются именно тогда, когда у испытуемого впервые появляются субъективные ощущения. Расхождения между субъективными и объективными показателями возникают лишь в некоторых специальных случаях, например, при тормозных состояниях коры. Это имеет место, например, в случаях так называемого постконтузионного снижения слуха или постконтузионной глухоты, наступающей в результате удара воздушной волны.
У испытуемых этой группы, слуховая кора которых находится в состоянии патологического торможения, предъявление звуковых раздражителей не вызывает никаких субъективных ощущений, однако приводит к возникновению указанных выше объективных физиологических изменений в сосудистых, кожно — гальванических и электро — энцефалографических реакций. У этих испытуемых предъявление звука (который больной не ощущает) вызывает отчетливый улитково — зрачковый рефлекс (сужение зрачка в ответ на звуковое раздражение). Такое расхождение между объективными и субъективными реакциями на слуховые раздражения позволило Г. В. Гершуни выдвинуть положение о наличии у человека особого субсензорного диапазона, который указывает на неосознаваемые физиологические реакции и на неощущаемые раздражители. По мере обратного развития заболевания пороги субъективных ощущений постепенно снижаются и в конце концов начинают совпадать.
Исследования субсензорного диапазона, проведенные Г. В. Гершуни, имеют большое теоретическое и практическое значение для диагностики некоторых форм тормозного состояния коры.