Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия

Рис. 6, 9.Закон Вебера (ΔI/I = const). Отношение ΔI к I выражается в виде горизонтальной прямой линии для широкого диапазона значений I, но эта зависимость нарушается в зоне слабых интенсивностей, когда значения ΔI/I должны быть увеличены, чтобы сигнал мог быть выделен из шума. Отношение ΔI к I, по существу, выражается в виде прямой линии вплоть до небольших значений I, что указывает на наличие скрытой константы к в знаменателе. Таким образом, мы можем записать закон Вебера следующим образом: ΔI/I + k = const, где k, по-видимому, связана с уровнем шума в нервной системе. Этот уровень увеличивается с возрастом.

Скрытая константа k может быть отнесена за счет «шума» сетчатки. Существуют доказательства того, что этот внутренний шум зрительной системы увеличивается с возрастом: повышение уровня шума, безусловно, является отчасти причиной постепенного ухудшения остроты зрения при старении.

То положение, что различительная чувствительность глаза лимитируется шумом нервной системы, имеет далеко идущие выводы. Из него следует, что старое представление о пороговых интенсивностях, которых должны достичь стимулы, прежде чем они вызовут какой-либо ответ нервной системы, — неверно. Сейчас мы считаем, что каждый стимул оказывает воздействие на нервную систему, но он воспринимается как внешний сигнал только тогда, когда вызываемые им изменения нервной активности превосходят обычный уровень шума. Пример этого можно видеть на рис. 6, 10. На нем изображено пятно света, являющееся исходным фоном (I), к которому прибавляется различимый свет (ΔI). Эти две интенсивности света приводят к появлению нервных импульсов, частота которых подчиняется статистическим закономерностям.

Рис. 6, 10. Здесь мы пытаемся показать, что действие статистических закономерностей в мозгу возникает вследствие случайной активности нервной системы. Когда сигнал (ΔI) выделяется из более слабого фона (I), частота импульсов не всегда является иной, но имеет такое распределение, как это показано на графике. Таким образом, можно увидеть «свет» на фоне «шума» или не замечать его, если частота импульсов ниже средней. Различие между сигналом и шумом должно быть достаточным для того, чтобы мозг расценил нервную активность как сигнал.

Проблема, возникающая перед мозгом, состоит в том, чтобы «решить», когда увеличение числа импульсов является просто случайным, а когда оно возникает вследствие увеличения интенсивности светового сигнала. Если бы мозг принимал любое увеличение числа импульсов по отношению к средней активности за объективный сигнал, тогда мы «видели» бы вспышки света, отсутствующие в действительности, по крайней мере, в половине случаев. Таким образом, мы приходим к мысли, что не обходимы некоторые значимые различия, чтобы возникшая нервная активность оценивалась как результат воздействия сигнала. Наименьшее различие освещенности (ΔI), которое мы можем видеть, определяется не просто чувствительностью рецепторов сетчатки, но также и различием в частоте нервных импульсов, необходимым для того, чтобы воспринять его как сигнал.

Иногда мы видим вспышки, которых на самом деле нет. По-видимому, они появляются вследствие шума, переходящего требуемый уровень значимости, вследствие готовности к восприятию сигнала, но это случается но часто.

Определение уровня, выше которого активность принимается за ответ на реальное воздействие, и используется для оценки надежности данной чувствительной системы. Существуют доказательства того, что этот уровень может колебаться и зависит от нашей «установки». Когда мы особенно осторожны, требуется большая информация и чувствительность снижается.