【正文】 之前的電位是70毫伏, 去極過程中電位變?yōu)?35毫伏,然后去極過程結(jié)束, 重新極化過程開始, 直到達(dá)到70毫伏的電位, 細(xì)胞可以開始下一次脈沖. 在細(xì)胞膜極化和去極過程是產(chǎn)生的電波叫行動(dòng)電位, 這就是神經(jīng)脈沖的所在內(nèi)涵. 四. 行動(dòng)電位的原因 因此神經(jīng)電位是極化和去極過程中的一個(gè)電波, 它沿著神經(jīng)纖維以每秒1220米的速度前進(jìn). 打破靜態(tài)電位的去極過程的產(chǎn)生是由于細(xì)胞膜的滲透性的突然變化, 使得帶正電的鈣離子可以進(jìn)入神經(jīng)纖維的內(nèi)部, 幾乎是同時(shí), 神經(jīng)纖維內(nèi)部帶正電的鉀離子也向外運(yùn)動(dòng), 但由于鉀離子的數(shù)量小于鈣離子的數(shù)量, 所以使細(xì)胞內(nèi)部帶正電離子的急驟增多. 正是這些電離子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了去極過程的行動(dòng)電位. 在緊接著的重新極化過程中, 這些帶電的離子向相反的方向移動(dòng), 鈣離子向外, 而鉀離子向內(nèi). 我們回到了出發(fā)點(diǎn), 神經(jīng)膜的初始電位得到恢復(fù). 這一機(jī)械過程被稱為鈣, 鉀離子水泵. 這并不是人的神經(jīng)元所特有, 幾乎所有的生物細(xì)胞都有這一特性. 這一機(jī)械水泵所需要的能量是由ATP提供的. 鈣和鉀離子的運(yùn)動(dòng)是神經(jīng)能夠?qū)Υ碳の镒鞒龇磻?yīng)并產(chǎn)生脈沖的一個(gè)基本條件. 神經(jīng)系統(tǒng)也需要能源, 主要是保持神經(jīng)膜的電位. 這個(gè)能源是由ATP產(chǎn)生的. 當(dāng)神經(jīng)處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí), 它的新陳代謝活動(dòng)差不多增加了一倍, 但與骨胳肌肉在收縮時(shí)的能量相比, 這個(gè)增加量是很小的, 在肌肉活動(dòng)時(shí), 新陳代謝增加十倍. 五. 肌肉的神經(jīng)分布 每一塊肌肉都是通過兩類神經(jīng)系統(tǒng)與大腦這一控制中心連在一起的. 這兩類的神經(jīng)是: 傳出也叫運(yùn)動(dòng)系統(tǒng), 傳入也叫感覺系統(tǒng). 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)把神經(jīng)脈沖, 在這種情況下是運(yùn)動(dòng)命令, 從大腦帶到骨胳肌肉, 在這里它們帶來收縮或其他運(yùn)動(dòng)指令. 在一塊肌肉內(nèi), 這個(gè)神經(jīng)被分成幾個(gè)纖維, 每一個(gè)纖維與幾個(gè)肌肉纖維連在一起. 每一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞與它們所在的肌肉纖維一起組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位, 在做比較精密的技術(shù)性工作時(shí), 每個(gè)運(yùn)動(dòng)單位只有36個(gè)肌肉纖維, 而在做重體力工作的肌肉中, 一個(gè)神經(jīng)元也許會(huì)分布在100個(gè)肌肉纖維上. 在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞的末端, 神經(jīng)纖維的膜變厚. 這里就是運(yùn)動(dòng)脈沖從神經(jīng)纖維跳到肌肉纖維的地方. 這也是行動(dòng)電位最終引起肌肉收縮的地方. 感覺神經(jīng)把肌肉的脈沖帶到中心神經(jīng)系統(tǒng), 或是脊髓, 或是大腦. 感覺脈沖是信號(hào)的承擔(dān)者, 它或者被中心神經(jīng)系統(tǒng)用來指揮肌肉系統(tǒng), 或者是被作為信息被貯存起來. 一種特殊的接收器官被稱為肌肉紡錘體, 與肌肉纖維平行, 在肌肉腱的兩端終止. 肌肉紡錘體對(duì)肌肉的伸展很敏感, 并把這類信號(hào)送到脊髓. 感覺反應(yīng)的另一個(gè)器官是戈?duì)柣鞴? 這個(gè)器官包含有一個(gè)網(wǎng)狀的神經(jīng)節(jié), 這些神經(jīng)節(jié)依附在肌肉腱上. 每當(dāng)肌肉腱受到壓力時(shí), 戈?duì)柣鞴倬桶褖毫Ω杏X脈動(dòng)送到脊髓. 在脊髓, 感覺脈沖通過一個(gè)中間神經(jīng)元傳到肌肉神經(jīng), 這樣新的脈沖返回到肌肉. 這種由感覺神經(jīng)傳入然后又由運(yùn)動(dòng)肌肉神經(jīng)傳出到同一肌肉的系統(tǒng)被稱為反射弧. 這樣的反射弧使肌肉的緊張與肌肉的長度不斷地相互調(diào)整, 肌肉紡錘體和戈?duì)柣鞴偈沁@個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的探測(cè)器. 其他的感覺系統(tǒng)把肌肉脈沖送到脊髓內(nèi)的第一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞, 然后到大腦中的第二級(jí)中介細(xì)胞, 最后達(dá)到大腦皮層, 在這里傳入的脈沖最終被轉(zhuǎn)換成為感覺, 這也是肌肉產(chǎn)生的疼痛怎么感覺到的. 第二節(jié) 人的視覺系統(tǒng) 世界是豐富多彩的, 而我們是通過眼睛感受到這個(gè)豐富多彩的世界的. 在日常工作和生活中, 我們獲得的信息大約85%都是通過我們的視覺系統(tǒng)獲得的. 因此了解人的視覺系統(tǒng), 對(duì)于提高人的工作效率是有幫助的. 一. 人的視覺器官 視覺器官的外周感受器是眼睛. 人的眼睛的特點(diǎn)是神經(jīng)細(xì)胞高度發(fā)達(dá), 具有完善的光學(xué)系統(tǒng)以及各種使眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)并調(diào)節(jié)光學(xué)裝置的肌肉組織. 人的眼睛的外形接近于球形, 所以也常被稱為眼球. 眼球被一層被稱為眼球壁的一層組織包圍. 眼球壁由鞏膜, 脈絡(luò)膜和網(wǎng)膜組成. 鞏膜在眼球壁的最外層, 呈白色, 它主要起著鞏固, 保持眼球的作用. 鞏膜前面的透明部分叫角膜, 它好象是眼睛的玻璃窗戶, 光線從角膜射入眼內(nèi). 脈絡(luò)膜緊巾貼著鞏膜. 脈絡(luò)膜包含有豐富的血管和色素, 起著輸送養(yǎng)料, 滋養(yǎng)眼睛的作用. 脈胳膜的最前面的環(huán)狀部分為虹膜, 虹膜中央有一個(gè)小圓孔, 叫做瞳孔. 瞳孔的縮小和擴(kuò)大, 控制進(jìn)入眼內(nèi)的光量, 起著照相機(jī)上光圈一樣的作用. 虹膜后面為水晶體, 透明而有彈性的組織, 象一雙凸透鏡. 它的邊緣有懸韌帶, 把水晶體聯(lián)系在睫狀肌上. 睫狀肌的收縮和放松, 可以控制水晶體的曲度. 角膜與虹膜之間的空間為前房, 位于虹膜和水晶體之間的空間被稱為后房. 水晶體的后面的空間充滿著叫玻璃液的液體. 角膜, 水晶體, 水樣液和玻璃液組成了整個(gè)眼睛的折光系統(tǒng). 它們使得物體射出來的光線發(fā)生折射而成象. 眼球壁的第三層為視網(wǎng)膜, 人的視網(wǎng)膜中央計(jì)有一億三千萬個(gè)桿細(xì)胞和七百個(gè)左右的錐細(xì)胞, 它們沿著視網(wǎng)膜的分布是不均勻的. 在視網(wǎng)膜中央的黃斑部位和中央凹附近只有錐細(xì)胞, 幾乎沒有桿細(xì)胞. 在黃斑以外, 桿細(xì)胞增多, 而錐細(xì)胞數(shù)量則減少. 桿細(xì)胞的特點(diǎn)是對(duì)弱光有高度的感受性, 含有夜視所需要的視紫紅質(zhì), 對(duì)弱光反應(yīng)靈敏, 但它不能感受顏色, 對(duì)精細(xì)的辯別也沒有多大的貢獻(xiàn). 錐細(xì)胞不僅能感光(在強(qiáng)光下發(fā)生作用), 并且能產(chǎn)生色覺, 辯別細(xì)節(jié), 含有強(qiáng)光視覺所需要的視紫藍(lán)質(zhì). 桿細(xì)胞和錐細(xì)胞有著不同的視覺功能. 桿細(xì)胞是暗視覺器官, 而錐細(xì)胞是明視覺器官. 視網(wǎng)膜不同部位的視覺敏銳度的變化是與錐細(xì)胞的分布情況一致的. 中央凹的錐細(xì)胞密度最大, 所以中央凹視敏感最高. 在微光視覺中, 中央凹對(duì)微光的反應(yīng)很差, 類似夜盲, 微光視覺主要是由桿細(xì)胞發(fā)生作用. 二. 視覺的產(chǎn)生 光線經(jīng)過角膜進(jìn)入眼球, 經(jīng)過水樣液, 再經(jīng)過虹膜 . 虹膜的瞳孔隨著光線的強(qiáng)度變化其口徑大小, 起著光圈的作用. 然后光線通過水晶體和玻璃體而到達(dá)視網(wǎng)膜. 水晶體和玻璃體都 有不同的折射率, 使視網(wǎng)膜得到清晰的象. 眼睛的感光系統(tǒng)就是視網(wǎng)膜. 它猶如照相機(jī)中的底片. 視網(wǎng)膜的功能是由感光系統(tǒng)傳入的光線進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換, 將光能變成化學(xué)能, 再將這部分能量由視神經(jīng)轉(zhuǎn)化成生物電能送入至雙極細(xì)胞, 經(jīng)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞傳至視交叉. 在視交叉處, 兩 眼視網(wǎng)鼻側(cè)一邊的神經(jīng)纖維 與對(duì)側(cè)眼睛顳側(cè)視網(wǎng)膜的神經(jīng)纖維匯合形成視束, 上行至對(duì)側(cè)膝狀全. 神經(jīng)纖維 在膝狀體換元后再投射到大腦皮質(zhì)視區(qū). 加一些神經(jīng)纖維在視交叉處進(jìn)行頂蓋區(qū)和上丘, 它們與瞳孔反射及眼動(dòng)有關(guān). 一般認(rèn)為, 從視網(wǎng)膜到皮質(zhì)的整個(gè)傳導(dǎo)通路保持著解剖上的點(diǎn)與點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系. 因此皮質(zhì)視區(qū)的微小損傷會(huì)引起視野對(duì)應(yīng)部分的失明. 三. 視敏度 視敏度是眼睛辨別物體細(xì)節(jié)特征的能力, 也稱為視力. 視敏度的大小通常用可辨視角的倒數(shù)來測(cè)量. 在一定的條件下, 能分辨的視角愈小, 視敏度愈大. 臨床上將標(biāo)準(zhǔn)距離(5米). 在不同測(cè)試條件下, 視敏度的換算公式如下: V=D/D39。 式中V為視敏度, D39。為觀察者恰能分辨視標(biāo)細(xì)節(jié)的距離, 在為形成1 分視角的標(biāo)準(zhǔn)距離. , 而這視標(biāo)與眼睛形成1 , 則視敏度為: V=5/= 四 影響視敏度的因素 人的視敏度容易受主客觀因素的影響而發(fā)生變化, 下面我們對(duì)一些主要因素作一簡單討論. 1. 照明強(qiáng)度. 照明水平對(duì)視敏度有明顯的影響. 照明強(qiáng)度增加, 人眼對(duì)物體的最小視覺減少. 照明強(qiáng)度減弱, 人眼對(duì)物體的最小視覺增加. 但照明對(duì)人眼視敏感的影響隨照明強(qiáng)度的增加而逐漸減慢. 這個(gè)規(guī)律被稱為照明收效遞減規(guī)律. 2. 亮度比. 亮度比是指觀察目標(biāo)與背景之間的亮度別, 一般由下式表示 C=(BTBB)/BB式中, C為對(duì)比度, BT為目標(biāo)亮度, BB為背景亮度. 亮度也可以是負(fù)值, 表示目標(biāo)亮度低于背景亮度. 亮度過大和亮度比過高會(huì)產(chǎn)生眩光. 眩光會(huì)引起瞳孔變小, 使對(duì)象與背景間的對(duì)比減弱, 對(duì)視敏度發(fā)生不良影響. 3. 暴光時(shí)間. 在一定的時(shí)間范圍內(nèi), 人眼感受性隨光刺激時(shí)間的增長而提高. 4. 運(yùn)動(dòng). 觀察目標(biāo)運(yùn)動(dòng), 或兩者同時(shí)運(yùn)動(dòng)都會(huì)引起視敏度一下降. 當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度超過60度/秒時(shí), 動(dòng)態(tài)視敏度(DVA)迅速下降. 5. 主體因素. 視敏度受主體的多方面因素的影響. 例如, 在視網(wǎng)膜的不同部位上, 視敏度有時(shí)較明顯的差別. 中央 處視敏度高, 離中央愈遠(yuǎn), . 當(dāng)瞳孔直徑小于1毫米時(shí), 視敏度與瞳孔直徑保持精確的線性關(guān)系. 瞳孔直徑繼續(xù)增大, 視敏度的提高減慢。 , 視敏度不再提高. 此外, 人的視覺系統(tǒng)往往隨年齡的增長出現(xiàn)一些異常變化(如眼睛晶狀體調(diào)節(jié)能力下降, 瞳孔縮小, 眼球內(nèi)透明度下降以及視網(wǎng)膜和相應(yīng)的神經(jīng)通路和中樞功能退化等), 也會(huì)引起視敏感下降. 視敏感在1420歲階段最高, 在2040歲階段穩(wěn)定, 40歲以后開始下降, 60歲以后視敏度只有20歲時(shí)的1/31/4. 五. 視野 視野指人的頭部固定不動(dòng)時(shí), 眼睛注視正前方所能看見的空間范圍, 常用角度來表示. 人的視野可以分為三個(gè)部分. 最中間的部分, 即在眼睛焦點(diǎn)的1度之內(nèi), 人的眼睛看這個(gè)區(qū)域內(nèi)的東西可看得特別清淅, . 在這一區(qū)域東西開始變得模糊起來, 但人的眼睛可以發(fā)覺這一區(qū)域的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和過高的對(duì)比度. 外視野區(qū)指中視野區(qū)以外直到眼睛受到頭部遮掩的地區(qū), 這對(duì)應(yīng)于4070度. 人眼對(duì)外視野內(nèi)的物體很不敏感. 六. 視覺適應(yīng) 我們都有這樣的經(jīng)歷, 當(dāng)電影已經(jīng)開始后我們走進(jìn)電影場(chǎng)時(shí), 最初我們什么也看不到, 但慢慢地, 周圍的物體變得比原來清楚多了. 日常生活中有許多這樣的例子. 這是因?yàn)楫?dāng)視覺環(huán)境中的光量發(fā)生變化時(shí), 眼睛的對(duì)光感受性隨之發(fā)生相應(yīng)的變化, 這種現(xiàn)象稱為視覺適應(yīng). 視覺適應(yīng)有暗適應(yīng)和明適應(yīng)兩種. 1. 暗適應(yīng). 當(dāng)人們從明亮的環(huán)境轉(zhuǎn)入到黑暗的環(huán)境時(shí), 開始時(shí)視覺感受性很低, 然后逐漸升高, 這個(gè)過程稱為暗適應(yīng)過程. 一個(gè)完全的暗適應(yīng)過程約需30分鐘以上. 圖43是暗適應(yīng)曲線. 暗適應(yīng)主要是由兩種機(jī)制實(shí)現(xiàn). 第一, 當(dāng)人剛進(jìn)入黑暗環(huán)境時(shí), 眼睛瞳孔放大以增加進(jìn)入眼睛的光量. 第二, 視網(wǎng)膜感光受細(xì)胞的光色素的化學(xué)反應(yīng)過程, 尤其是視紫紅質(zhì)在暗環(huán)境時(shí)的還原, 使眼睛的感受性大大提高. 2. 光適應(yīng). 光適應(yīng)是指當(dāng)人從黑環(huán)境轉(zhuǎn)入光亮環(huán)境進(jìn)時(shí), 眼睛感受性降低的過程. 人眼的光適應(yīng)完成很快, 大約需要1分鐘. 圖44給出了一個(gè)光適應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果. 值得注意的是, 當(dāng)亮光只射入到視網(wǎng)膜的一小部分時(shí), 整個(gè)視網(wǎng)膜都進(jìn)入光適應(yīng)狀態(tài). 這就是為什么有時(shí)盡管眩光只照到我們的余光, 我們眼睛也很難看清眼睛中心比較暗的物體. 第三節(jié) 人的聽覺系統(tǒng) 除了視覺之外, 人的聽覺系統(tǒng)是人的接受外界信息的一個(gè)主要通道. 因此了解人的聽覺系統(tǒng)的特性, 對(duì)于改善人的信息接受, 提高人的工作效率也具有十分重要的意義. 一. 人耳的構(gòu)造 人的聽覺系統(tǒng)主要是聽覺器官, 即人的耳朵. 人的聽覺器官包括外耳, 中耳, 內(nèi)耳三個(gè)組成部分, 如圖45所示. 1. 外耳. 外耳由耳廓和外耳道組成, 主要起集聲和傳聲作用. 外耳道像一根一端封閉的管子, 閉端的聲壓大于開端的聲壓. 它對(duì)頻率在38004000赫 范圍內(nèi)的聲波發(fā)生共振, 使其響度增益12BA左右. 聲波頻率偏離該范圍時(shí), 增益相應(yīng)減低. 例如它對(duì)于2000赫以上的聲波的增 益約為5D BA. 2. 中耳. 中耳主要是由鼓膜和蝗小骨組成. 鼓膜位于外耳道內(nèi)端, 它將外界聲波傳至中耳. 鼓膜的聲能傳遞效率隨聲波頻率的提高而增大, 約在1500赫處達(dá)到最大值. 鼓膜的緊張程度通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)可以加以改變, 使強(qiáng)弱不同的外界聲音都能有效地傳遞, , 錘骨和蹬骨. 它們?cè)谥卸?與內(nèi)耳卵圓窗之間起著杠桿作用. 3. 內(nèi)耳. 內(nèi)耳是由前庭器官 (與聽覺無關(guān)) 和耳蝸組成. 耳蝸的外形極像蝸牛的螺旋殼體. 耳蝸由基底膜分隔成兩部分. 兩部分在耳 蝸頂端有小孔相通. 耳蝸內(nèi)部充滿淋巴液. 基底膜由大量的橫纖維組成, 這些纖維從耳蝸底部到頂部逐漸增長. 蝗覺感受器科蒂氏器官按聲壓的變化發(fā)生振動(dòng). 這種振動(dòng)促使基底膜 與蓋膜發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng), 從而改變了毛細(xì)胞與蓋膜間的位置關(guān)系, 由此產(chǎn)生了完全復(fù)制聲間音振動(dòng)的電位波形微音器電位. 對(duì)不同頻率的聲音激發(fā)不同的聽覺的解析, 主要有兩種學(xué)說地點(diǎn)說 (共嗚說)和行波說. 地點(diǎn)說認(rèn)為, 基底膜不同部位的纖維, 由于長度不同, 分別對(duì)不同頻率的聲音發(fā)生共鳴, 其原理正如豎琴弦. 短纖維對(duì)高頻聲音反應(yīng), 長纖維對(duì)低頻聲音反應(yīng). 不同纖維的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的神經(jīng)沖動(dòng)模 式傳 導(dǎo)至聽覺 中樞, 產(chǎn)生了音高聽覺. 行波說認(rèn)為, 任何聲音刺激都能引起整個(gè)基底膜 振 動(dòng), 不同頻率的聲音 在耳蝸 不同的部位產(chǎn)生最大振幅 (高音在耳蝸底部, 低音在耳 蝸頂部),音高的感 覺取決于產(chǎn)生最大振 幅的部位. 目前的研究事實(shí)還不足以肯定一種學(xué)說而否定另一種學(xué)說, 但人們一般傾向于支持行波說., 第六節(jié) 注意行, 就是因?yàn)槲覀儗?duì)走路已經(jīng)相當(dāng)熟練, 只要給予少量注意資 第五章 人的信息處理系統(tǒng) 隨著科學(xué)技術(shù)特別是電子技術(shù)的飛躍發(fā)展, 從事腦力勞動(dòng)或準(zhǔn)腦力勞動(dòng)的人已越來越多. 提高這些人的勞動(dòng)效率, 已具有越來越重