神经对刺激的反应时间

时间:2024-06-29 01:26:07

赫姆霍尔茨通过在青蛙的身体内所发现的坐骨神经流的速度,揭开了确定神经事件所需要的时间,他也因此成为该领域内的第一人。随后,许多学者运用他的方法来研究感觉神经和神经中枢,由此得出了更多备受学术界关注的结论。

赫姆霍尔的这种方法被称之为“闪念速度”测量法。但我要指出的是,“闪念速度”是有误导性的。因为测量某一固定思维活动发生的时间时,其结果通常都是不准确的。同样,另一种被称为“神经活动速度”的说法也一定会受到批评。

神经对刺激的反应时间

毕竟在许多时候,人们对神经过程的发生并不是很清楚。但因为时间真正代表的是神经对刺激的反应时间,而这种反应被包含在蓄势待发的张力之中。至于真正的反应过程到底需要多久,暂时还找不到准确的答案。在这点上,神经活动和心理活动是一样的。

实际上,所有调查的方法都是相同的,都通过计时装置来记录刺激信号与被试者之间发生联系的过程。那时,被试者所产生的某种肌肉运动也会被自动地记录下来。这两次记录的过程,就是观察的全部时间。

不过,相关的计时装置种类有很多种。

其中,最简单的就是一种被盖上熏纸的旋转鼓。正常情况下,会有一支电笔在纸上画线,一旦有信号进入,电笔就会停止画线,被试者的反应会是接着画这条线。另外,还有另一支电笔,与一个已设定了速度的钟摆或金属棒相连。这第二支电笔会在第一支电笔所画的线的旁边画上一条时间线,这条时间线用1/n秒来表示每一次的起伏或连接的时间,人们恰好可以用这条线来测量反应线的中断时间。

此外,另一种比较简单实用的装置就是码表。其中,以希普所发明的千分秒表最为完美。

开始记录的时候,表盘上的指针能够测量1/1000秒的时间间隔,观察人员只需要浏览表盘上开始和结束的位置,就能得出观察的时间。

奥博斯坦纳和埃克森纳也发明了一种看似更为简单,但效果却不太好的“心理反应测试器”。后来被我的同事H·P鲍蒂奇做了改良,改良后的设备使用起来,效果似乎更好。

其实,最简单有效的计时法就是简单反应时间法。在这种计时法中,只有一种确定信号和确定运动,并且二者已被提前告知。

在瞬间的测试中,测试对象常常会非常紧张。而当信号开始的时候,他们会认为是自己启动了这一反应。整个测试过程比较快,所以常常会导致测试对象们觉得对刺激信号的知觉似乎是在回忆刺激的时候产生的,而并非与刺激信号同时发生的。因此,事情的时间顺序并不是对当下的读取,而是在记忆中。

在测试的时候,有一个问题很关键,那就是被测试者的大脑或心理到底发生了哪些变化?想要得到答案并不难,首先需要分析此次反应过程涉及了哪些内容?比如,以下的所有步骤在实验中都占用了一些时间:

(1)为了产生充足的电流通过感觉神经,刺激信号会对外围的感觉器官给予充足的刺激;

(2)刺激信号的电流通过感觉神经;

(3)感觉流转换成运动流;

(4)运动流通过脊髓和运动神经;

(5)肌肉遭受到运动流的刺激,产生收缩的现象。

不过,除了测试对象的肌肉外,其关节、皮肤、装置之间的活动与将刺激物加在测试者的皮肤上,以及在脊髓中所产生的感觉传导过程,都会耗费一些时间。

对于我们来说,重点应是第三个阶段。因为只有它是一个由生理发展到心理的过程,甚至可以认为,它是一个高级的中枢过程,并具有一定的意识性。但人们疑惑的是,这种意识到底是什么?

在冯特看来,这是一种能够被细分的意识。他说,在接收意识的过程中,会经过两个阶段,一是知觉,二是统觉。知觉是刺激对象接收刺激信号的简单过程,而统觉则是知觉主体被刺激信号占据的整个过程。但我却认为,知觉应该是“无意中察觉”某一对象,统觉应该是刻意地注意刺激对象。除此之外,冯特还认为,“行为意志”也是一种察觉形式。

冯特还说,想要得到第三阶段所需要的时间,最简单的办法就是用总体的时间减去其他阶段所占用的时间。但这种方式却显得太过于粗陋。

在我个人看来,第三阶段只是一个中央刺激和释放的阶段,它与某些情感共存。但具体是何种情感,暂时还无法知晓。毕竟这一过程的速度实在是太快,而且还会受到其他反应的干扰。所以,我们能够推测出第三阶段的情感,或许只是一种反射释放的感觉。

如果事先刺激了被测试者接受刺激的感觉器官到释放反应的运动中枢之间的区域,其在高度期待的注意力的主导下,会变得很敏感。因而,信号在发出后,刹那间就可以引起强烈的反应。

但此刻,神经系统中并无其他区域处于这种紧张的状态,所以经常会促使被测试者对错误信号给予积极的回应,尤其是当这一信号与我们所期待的信号相似时。不过当被测试者精神状态并不是很好,或是信号变弱时,他们或许不会及时给出反应。只有明显地感知到信号后,他们才会做出反应。可这一反应的时间会变得更久,而且这一过程还会发生本质的变化。

此时,刚好可以将之前所了解到的关于刺激聚合的知识,运用在测量反应时间的实验上。

之后,冯特对赫尔·兰格的实验结果进行了分析,随后便突然转变了自己的观点,开始认为在时间最短的反应中,意志和统觉都是不存在的,它们只是因习惯而产生的大脑反射罢了。

赫尔·兰格在将注意力对信号所做出的反应进行了区分之后发现,时间值的差异与方式成正比。在被他称为“纯粹感觉”的反应实验中,测试对象既要尽量专心地保持对预期信号的期待,而且还要在头脑中想象出即将要实行的动作。但在“纯粹肌肉”的反应实验中,测试对象则完全不用考虑那么多,只需要尽量做好动作就可以了。

肌肉反应实际上要比感觉反应短1/10秒左右,由此,冯特将肌肉反应称为“短缩反应”,他和兰格都认为它不过只是一种单纯的反射。

可是,针对冯特认为的“感觉反应是完整”的这一说法,我持反对意见。因为真正的感觉反应时间,只有在反应者通过持续有意识的行为,完美地协调其自愿冲动与感觉印象的情况下,才能准确地得到。

在我看来,同样的肌肉反应之间的差别应该不会很大,除非在肌肉反应中对错误的信号也做出了反应,或者提前对刺激信号做出了反应。

其实,反应时间根据测试者的不同而有所差异。比如,有些人或许对某种感觉信号的反应时间会短点,而对其他信号的反应时间却很长。而且,刺激信号的性质,也会影响到反映时间的长短。冯特所做的一项实验中就表明,皮肤对电刺激的反应时间要少于触摸的感觉时间。

多年前,温特施高与A·戈得斯艾德在测量了热反应后发现,热反应的时间,要比触觉的时间长很多。具体需要多久,由皮肤中的神经末销来决定。

温特施高在测量了味觉的反应时间后,发现味觉的反应时间由使所用材料的不同所决定。若是包括被测试者分辨材料的时间在内,大概需要1/2秒。但要是测试者只对舌头上的材料做出反应,则只需要1.219秒左右。

温特施高和布克洛等人还对嗅觉的反应时间进行了深入的研究,发现它的平均值在半秒左右。

实际上,反应时间也会受到刺激信号强弱的影响。其中,反应时间越短,说明刺激信号越强。但倘若刺激信号是触觉信号,那么反应时间也会受到刺激位置的影响。经过科学家多年的研究发现,上臂中央对触觉的反应时间要长于指尖。

而且,反应时间还会受到季节的影响。在其他前提条件完全相同的情况下,冬天的反应时间要比夏天长1/100秒。

还有毒品、茶、咖啡、酒等都会影响反应时间,甚至某些疾病,也会对反应时间产生强烈的影响。