Procesele senzoriale

Senzatiile au fost considerate a constitui procesele elementare prin care omul ia cunostinta de transformarile din mediul exterior si interior, informatii pe baza carora el actioneaza. Senzatiile sunt experiente fundamentale, primare prin care organismul inregistreaza actiunea diversilor stimuli ce actioneaza in fiecare moment asupra sa si ii codifica in impulsuri nervoase transmise catre creier.

Caracteristicile senzatiilor

Exista doua caracteristici comune tuturor modalitatilor senzoriale: codificarea senzoriala si sensibilitatea. Prima se refera la descrierea simturilor la nivel biologic, cea de a doua vizeaza descrierea analizatorilor la nivel psihologic.

Codificarea senzoriala

Analiza senzatiilor la om este extrem de dificila datorita dinamicii si complexitatii aparatului psihic care determina integrarea si interpretarea acestor senzatii brute, astfel incat la nivelul individului adult nu mai putem vorbi de senzatii pure, ci doar de perceptii. Senzatiile vizeaza in special aspectul biologic, cuprinzand organele de simt si caile neurale care pleaca catre centrii nervosi, pe cand in perceptie sunt implicate si nivelurile superioare de prelucrare a informatiei din cadrul scoartei cerebrale care determina asocierea senzatiilor in unitati de perceptie (complexe de senzatii; e.g. caldura, lumina si mirosul de ars asociate cu vizualizarea unei flacari) cu sens (semnificatii pe care acestea le au pentru om; e.g. pericolul unui incendiu ce vine imediat in minte). Cu alte cuvinte, nu exista nicio granita riguroasa intre inregistrarea informatiilor de catre organele de simt si prelucrarea acestora in creier. Diferenta dintre acestea este, in mare masura, arbitrara. Din punct de vedere biologic, al suportului organic al aparatului senzorial, senzatii separate nu intalnim decat la animalele inferioare si la copiii nou nascuti in primele saptamani cand datorita mielinizarii incomplete a fibrelor asociative din cortex nu este posibila comunicarea cvasi-instantanee a diverselor parti ale acestuia.

Un al doilea factor care face dificila analiza senzatiilor il constituie subiectivitatea acestora. Se vorbeste despre calitatile obiectelor si fenomenelor externe: dur, rece, amar, puternic, dar in fapt ne referim la transformarile pe care acestea le determina la nivelul aparatului receptor si starile subiective produse de acestea. Ceea ce receptam la constiinta nu este calitatea si starea obiectelor externe, ci aceea a starii nervilor nostri senzitivi. Acest fapt a fost observat si teoretizat, plecand de la experiente extrem de simple, inca de la sfarsitul secolului al XIX-lea de catre psihologul Johannes Müller sub forma legii energiei specifice a organelor de simt. Din aceasta perspectiva, putem spune ca nu exista senzatii produse de cauze externe, ci doar senzatii determinate de starea receptorilor nostri determinata de cauze externe. Ceea ce resimtim noi este modificarea energiei nervilor senzoriali si nu calitatile stimulilor exteriori. In functie de natura receptorului, acesta nu poate oferi decat un tip specific de senzatii: ochiul - senzatii vizuale, urechea - auditive, pielea - tactile sau termice etc. indiferent de natura excitantului (raza luminoasa, lovitura, curent electric) nervul optic va codifica tot senzatii luminoase. Din acelasi motiv una si aceeasi cauza determina senzatii diferite conforme organelor receptoare respective (o lovitura determina senzatii de contact si dureroase la nivelul pielii, puncte luminoase in ochi si zgomot in ureche). (Cosmovici, 1996)

Cum s-ar explica insa faptul ca omul nu este captiv in lumea sa subiectiva? Unul din argumente il constituie suportul evolutionist. Specializarea senzoriala a diverselor organe de simt s-a realizat in decursul evolutiei speciei umane, astfel ca exista un suport filogenetic pentru corespondenta dintre codificarea stimulului la nivelul sistemului nervos si cauza care l-a produs.

In al doilea rand, desi creierul cunoaste doar limbajul semnalelor electrice care se asociaza descarcarilor nervoase, modalitatea de transductie (transformarea energiei fizice in semnale electrice care circula spre creier) se realizeaza prin modalitati diferite fapt ce permite decodificarea lor corecta ulterioara. Cele mai importante calitati care trebuie transmise pentru a obtine o imagine cat mai similara a realitatii sunt modul (ce tip de stimul este) si intensitatea (cat de puternic este acesta). Fiecare organ de simt are receptori specifici (celule specializate sensibile la anumite categorii de stimuli fizici). Odata activate acestea transmit catre creier, in anumite arii receptoare, semnale electrice ale starii lor. Datorita acestui fapt, diferentele calitative dintre modalitatile senzoriale sunt recunoscute dat fiind faptul ca ele sunt codificate potrivit cailor neurale implicate. De cealalta parte, cercetarile moderne au aratat ca intensitatea stimulului este proportionala cu numarul de impulsuri pe unitatea de timp. Adica cu cat stimulul este mai intens, desi marimea impulsurilor transmise de celula receptoare la creier este aceeasi, frecventa acestora creste. Omologia dintre diferentele intre senzatiile corespunzatoare stimulilor si cele corespunzatoare senzatiilor poate explica similaritatea dintre imaginea sensibila reflectata la nivelul creierului si starea de fapt a lucrurilor. Prin urmare, desi senzatia de rosu este altceva decat vibratia electromagnetica corespunzatoare, diferentei dintre senzatiile de verde si rosu ii va corespunde o diferenta intre lungimile de unda electromagnetica responsabile de declansarea acestora. In functie de complexitatea receptorului (analizatorului) implicat, in cadrul unora dintre modalitatile senzoriale putem distinge mai multe calitati. (v. si Golu, 2005)

Calitatile senzatiilor

Modalitatea - senzatiile corespund unei anumite categorii: vizuale, auditive etc. (corespunzand de obicei unui anumit tip de stimul);

Intensitatea -senzatiile au o anumita forta mai mica sau mai mare (determinand tipuri specifice de raspuns);

Reflectarea - fiecare senzatie reflecta un aspect determinat al realitatii, codificat in forma specifica a organului receptor;

Referentialitatea - senzatiile ne relationeaza si raporteaza la realitatea externa avand si functie de cunoastere;

Instrumentalitatea-reglarea - senzatiile pot regla si declansa reactii comportamentale adaptative;

Durata - orice senzatie are o anumita persistenta in timp ce corespunde duratei de actiune a stimulului;

Motricitatea - studii numeroase sustin ideea ca perceptia senzoriala este dependenta de miscare: pentru a determina asprimea unei suprafete mana trebuie sa se miste pe aceasta, vizualizarea unui obiect implica fixarea ochiului, acomodarea cristalinului si numeroase miscari imperceptibile ale globului ocular in zona limitelor acestuia, discriminarea inaltimii sunetelor implica miscari imperceptibile ale corzilor vocale etc.

Diversitatea intramodala - in cadrul fiecarei modalitati ale senzatiilor se pot diferentia calitati specifice (nuanta, saturatie, luminozitate pentru cele vizuale, inaltime, intensitate, timbru pentru cele auditive etc.);

Afectivitatea - fiecare senzatie se asociaza cu o anumita tonalitate afectiva, fiind resimtite ca agreabile sau dezagreabile, determinand reactii diferite. Unele sunete sunt percepute ca agreabile, unele gusturi ca placute, unele culori ca relaxante sau dimpotriva excitante etc.

Culturalitatea - senzatiile umane, de la cele gustative la cele vizuale, sunt modelate si pot integra, in continut si semnificatie, influente ale factorilor socio-culturali.

Sensibilitatea

Nu toate senzatiile sunt la fel de intense si nu toti stimulii din natura produc senzatii. De asemenea, studiile si experimentele au aratat ca sensibilitatea senzoriala este dependenta de mai multe categorii de factori. M. Golu clasifica aceste determinari in trei mari grupe: factori psihofizici, psihofiziologici si socioculturali.

Determinarile psihofizice. Pentru a declansa o senzatie, stimulii trebuie sa aiba o intensitate minima care este cunoscuta sub numele de prag absolut. Pragul absolut reprezinta intensitatea minima a unui stimul care poate genera o senzatie. Masuratorile realizate prin diverse tehnici experimentale de determinare a relatiei dintre magnitudinea fizica a unui stimul si reactia psihologica dezvaluie impresionanta sensibilitate pe care diversele noastre organe de simt o au la schimbarile din mediul inconjurator.

Pe langa pragurile absolute mai importante sunt: pragul de discriminare - intervalul minim intre care pot fi diferentiati doi stimuli de aceeasi natura (pragul de discriminare tactila reprezentand distanta minima in care simtim doua puncte de contact pe piele ca fiind diferite, pragul de discriminare vizuala fiind dat de distanta minima necesara pentru a distinge doua puncte apropiate (acuitate vizuala testata de oculist) etc., pragul superior - reprezentand intensitatea maxima a stimulului care mai poate fi codificata in modalitatea senzoriala respectiva, valorile ce depasesc acest prag nemaiputand fi transpuse corespunzator, fiind resimtite de obicei ca senzatii dureroase (pragul superior al audibilitatii, de exemplu, este de 20.000 de vibratii/secunda, iar pragul absolut de 16 vibratii/secunda.)

Mai importante sunt pragurile diferentiale care se refera la diferenta minima de intensitate necesara pentru a percepe modificarea intensitatii unui stimul. Un individ cu o sensibilitate inalta la schimbare va detecta diferente foarte mici intre stimuli, ceea ce inseamna ca va avea o valoare mai mica a pragului diferential. Valoarea pragului diferential se afla intr-un raport constant fata de marimea care trebuie adaugata. Cei care au pus in evidenta pentru prima data aceasta relatie au fost fiziologul Ernst Heinrich Weber si fizicianul Gustav Fechner. (De aceea, aceasta relatie este cunoscuta sub numele de curba lui Weber-Fechner). Ei au aratat ca cu cat valoarea standard initiala este mai mare cu atat sistemul senzorial este mai putin sensibil la modificari, cu alte cuvinte sensibilitatea receptorilor se adapteaza intensitatii stimulilor. Valoarea cu care trebuie marita intensitatea stimulului standard pentru o diferenta perceptibila este proportionala cu intensitatea stimulului standard: Δ s/S =K. Iata valorile intuitive pentru cateva categorii de senzatii:

Astfel, daca intr-o camera sunt aprinse 25 de lumanari pentru a putea fi detectata o diferenta de luminozitate mai trebuie adaugate 2 lumanari (8%), daca sunt insa aprinse 100 de lumanari ar mai trebui adaugate inca 8 pentru a putea fi sesizata o diferenta de luminozitate. Aceasta relatie este insa corecta doar pentru intensitati medii ale stimulilor, deoarece la intensitati foarte mari sau foarte mici ea se transforma intr-o zigmoida.

Formula care descrie cel mai bine raportul dintre sensibilitate si intensitatea excitantului (demonstrata in multe alte experimente) este de forma S=Kˇlog E+C (unde S este senzatia resimtita, E - excitantul, iar K si C sunt constante). In cazul pragurilor superioare, ce depasesc capacitatea de percepere, ele semnaleaza, de obicei, intensitati periculoase ale stimulilor, fapt tradus prin senzatia de durere (lumina prea puternica, presiunea tactila prea puternica, zgomotul prea tare sunt resimtite dureros).

Determinarile psihofiziologice Adaptabilitatea. Pragurile psihofizice absolute si diferentiale sunt crescute de actiunea prelungita a stimulului sau scazute de absenta acestuia (scaderea semnificativa a sensibilitatii tactile poate fi observata cand ne imbracam, in 3 secunde ajunge pana la 1/5 din valoarea initiala, sensibilitatea vizuala creste de pana la 200.000 de ori la trecerea de la lumina la intuneric, adaptabilitatea termica si cea olfactiva sunt la fel de puternice insa cea auditiva si la durere foarte slabe, aproape nule).

Contrastul. Sensibilitatea creste in cazul interactiunii simultane sau succesive a stimulilor de intensitati diferite. Contrastul simultan se refera la accentuarea reciproca a claritatii si pregnantei stimulilor sau a celui dominant sub influenta celor secundari (se manifesta in special in cazul senzatiilor vizuale, contrastul marimilor si al culorilor, slab in cazul celor auditive si dificil pentru celelalte), contrastul succesiv se refera la cresterea sensibilitatii pentru stimulii de aceeasi modalitate dar de intensitate diferita dupa ce primul a actionat timp indelungat (extrem de pregnant se observa contrastul gustativ, olfactiv, termic si cel vizual).

Interactiunea. Se refera la cresterea sau scaderea sensibilitatii unui analizator prin interactiunea diverselor sale campuri receptoare sau cu a celorlalti receptori. Stimularea luminoasa slaba a anumitor segmente retiniene determina sensibilizarea segmentelor apropiate. Sunetul unui diapazon se aude mai tare cand simultan se aprinde o lumina si mai slab cand ea se stinge. Sensibilitatea vederii crepusculare creste cand fata e stearsa cu apa rece, se mesteca tablete dulci-acre sau se respira fortat.

Sinestezia. Actiunea unui stimul asupra unui receptor poate produce simultan senzatii caracteristice altora. Sunete ascutite sau reci, culori moi, gusturi tari, foarte cunoscut fiind cazul auditiei colorate specifica multor compozitori celebri.

Oboseala. Datorita faptului ca functionarea receptorilor se bazeaza pe cantitatea de energie stocata in structura lor care este limitata, ei obosesc in timp, fapt manifestat prin scaderea severa a sensibilitatii lor. Oboseala poate fi de trei tipuri: de suprasolicitare - ce se formeaza la nivelul aparatelor senzoriale datorita functionarii indelungate in conditiile unor stimuli de intensitate peste medie, subsolicitare - scaderea excitabilitatii scoartei cerebrale in lipsa stimularii externe, si de asteptare - datorat incordarii neuropsihice.

Determinarile socioculturale ale sensibilitatii. Constientizarea. Odata cu maturarea constientului experientele senzoriale sunt determinate de gradul de focalizare a constiintei: astfel sensibilitatea va fi mai crescuta in cazul unui stimul asteptat decat a unuia neasteptat.

Selectivitatea. Pe parcursul maturizarii prin invatarea senzoriala sau perceptiva organizata si dirijata si ulterior prin specificul profesiei, individul isi poate dezvolta o sensibilitate crescuta pentru anumite modalitati senzoriale.

Estetizarea. Functionarea mecanismelor senzoriale este reglata si modelata de catre codurile culturale in care individul se formeaza prin evaluarea calitatii diverselor tipuri de senzatii in baza unor categorii speciale: frumos-urat, agreabil-dezagreabil.

Semantizarea. Vizeaza calitatea de reprezentare, referentialitate a senzatiilor care, in cazul omului, ajung sa desemneze relatii intre diverse insusiri ale obiectelor stimul, determinand raporturi de sens nu numai in cazul stimulului, ci si semnificatii legate de altii, stimuli absenti.

Verbalizarea. Sensibilitatea poate fi influentata, optimizata prin instructaj si comenzi verbale. Experimentele au aratat ca verbalizarea modifica semnificativ efectele determinarilor psihofizice sau psihofiziologice.

Clasificarea senzatiilor

Senzatiile pot fi clasificate dupa doua criterii complementare: potrivit naturii continutului informational si potrivit analizatorului in care acestea se realizeaza.

Dupa primul criteriu avem trei tipuri de senzatii: a) exteroceptive - care ne furnizeaza informatii cu privire la stimulii externi; b) interoceptive - care ne dau informatii despre starile propriului organism si c) proprioceptive - care ne dau informatii despre pozitia si miscarea corpului. In functie de analizatorii implicati, vom avea: senzatii tactile, vizuale, auditive, olfactive, gustative.

Senzatiile interoceptive sau organice

Pot fi clasificate in: a) cele legate de nevoia de functionare a corpului, cele responsabile de mentinerea homeostaziei - foamea, setea, sufocarea, senzatia de descarcare, oboseala si de somn.

Senzatia de sete este legata de scaderea cantitati de apa din sange si de la nivelul celulelor.

Senzatia de foame este determinata de scaderea concentratiei substantelor nutritive necesare functionarii organismului.

Senzatiile de descarcare legate de procesul metabolic sunt generate de acumularea la nivelul aparatului excretor a rezidurilor metabolice.

Senzatia de oboseala marcheaza atingerea punctului critic al proceselor energetice in intregul organism sau parti ale sale in urma desfasurarii unei activitati indelungate.

Senzatia de somn reprezinta manifestarea psihologica a necesitatii alternarii starii de veghe cu cea de somn si se integreaza mecanismului de reglare a ciclului circardian si marcheaza sfarsitul perioadei de veghe stabilita anterior prin conditionare. (Cel mai cunoscut este fenomenul jet-lag-ului resimtit de cei care calatoresc cu avionul si isi schimba semnificativ fusul orar).

b) Senzatiile de durere reprezinta un tip aparte de senzatii, fiind o forma de sensibilitate nespecifica (nu exista un receptor individualizat, receptorii durerii fiind distribuiti la nivelul tuturor tesuturilor si organelor fiind reprezentati de formatiuni nervoase libere amielinice) si nu relationeaza cu natura stimulilor, ci doar cu intensitatea si durata acestora. Ea este definita ca o reflectare in forma unei trairi subiective negative a efectelor actiunii oricarui stimul a carui intensitate depaseste pragul superior de toleranta. (Golu, 2005) Spre deosebire de celelalte senzatii al caror continut informational ne trimite la natura substantiala a stimulilor, durerea vizeaza doar propriul corp. Sensibilitatea la durere difera foarte mult de la individ la individ si nu se conformeaza, in general, legilor sensibilitatii, ca celelalte modalitati senzoriale. (De exemplu, sensibilitatea la durere nu scade in timp, scaderea senzatiei subiective de durere datorandu-se modificarilor atentiei si nu scaderii sensibilitatii la durere). Durerea este mai mult influentata de minte decat de receptori, existand diverse mecanisme fiziologice ("teoria portilor", Melzack si Wall (1988)) ce pot fi, in principiu, controlate mental (prin reglarea secretiei de endorfine care actioneaza similar morfinei). Pe scurt, pentru aparitia durerii nu este necesara doar activarea receptorilor, ci si a "portilor neurale" din maduva spinarii care transmit informatia la creier. Ea se caracterizeaza prin intensitate (dependenta de marimea actiunii sau nivelul de lezare a tesutului), durata (relativ proportionala cu durata actiunii stimulului), calitate (in functie de tipul ariei afectate: superficiale - cutanate, profunde - musculare, viscerale - organice si centrale - la nivelul sistemului nervos central) si nu in ultimul rand, localizabilitate (ne da informatii despre locul si pozitia zonei de leziune).

Senzatiile proprioceptive

Sunt de trei tipuri: cele legate de pozitia si miscarea membrelor - somatostazice si chinestezice si care se datoreaza existentei unor terminatii nervoase din muschi, tendoane si ligamente, cele de echilibru - care ne dau informatii despre pozitia capului si corpului in spatiu, si cele statice legate de pozitia capului si a corpului in spatiu si care sunt datorate activarii unor receptori de la nivelul urechii interne.

Senzatiile exteroceptive

Senzatiile tactile

Sunt resimtite datorita unor receptori aflati la nivelul pielii. Ele pot fi de doua tipuri. Senzatii de presiune apar atunci cand survine o deformare a pielii, unele zone precum obrajii, buzele sau nasul fiind mult mai sensibile decat altele in functie de numarul de receptori existent. Se considera ca acestea s-ar datora existentei a doua categorii de corpusculi (de suprafata - Meissner si de profunzime - Vater-Pacini), dar in multe tipuri de senzatii tactile intervin cu siguranta si alti senzoreceptori cum ar fi simtul vibratil al perilor existenti la nivelul pielii pentru senzatia de asprime sau acei durerosi pentru mancarime. Senzatii de temperatura (datorate, ca si senzatiile de durere, terminatiilor libere a nervilor din piele). Nu exista o clara specializare a acestor receptori, cei pentru rece putand reactiona si la temperaturi foarte inalte (la peste 45sC). Sensibilitatea senzatiilor tactile este extrem de plastica fiind printre cele cu adaptabilitatea cea mai mare.

Senzatiile gustative

Gustului i se atribuie, deseori, experiente care apartin altor analizatori. De multe ori, ceea ce socotim a se datora gustului alimentelor se datoreaza de fapt mirosului (fara miros nu poti deosebi vinul rosu de otet sau ceapa de mar), unor senzatii tactile ale limbii (gust fainos, uleios), termice (menta) sau dureroase (sifon, mustar). Zestrea genetica (sensibilitatea diferita dovedita la amarul din cafeina si zaharina (Bartoshuk, 2000)) si experienta (aprecierea ca placut a gustului citric si al chininei de catre indienii din Karnataka, fata de cei crescuti in Occident (Moskowitz, et al, 1975)) determina gusturi extrem de diferite. Se considera ca orice gust poate fi descris ca fiind format din unul sau patru gusturi fundamentale : dulce (de ex., zaharoza), acru (acid citric), sarat (clorura de sodiu) si amar (chinina), desi unii autori mai adauga gustul alcalin (lesios) si cel metalic. Senzatia de gust se datoreaza activarii mugurilor gustativi aflati in special pe suprafata limbii (dar si pe faringe si laringe) la contactul cu o substanta dizolvata in saliva sau apa. Limba este inegal sensibila la aceste gusturi: dulcele preponderent pe varf, saratul in varf pe partea anterioara, amarul la baza si acrul pe margini, in centrul limbii aflandu-se o zona insensibila la gust.

Senzatiile olfactive

Importanta fiecarui simt in supravietuirea speciei este reflectata in marimea suprafetei ariei corticale consacrata acestuia. Desi mirosul este inca extrem de important pentru om, (cu ajutorul lui detectam alimentele alterate, emisiile de gaze si contribuie decisiv la cresterea apetitului) cortexul olfactiv acopera numai 5% din suprafata creierului (la caini acesta este de aproximativ 33%, iar la pesti aproape in totalitate); la fel ca si senzatiile gustative, cele olfactive se pot amesteca uneori cu cele de durere (mirosurile usturatoare) si cele gustative (mirosurile dulci sau cele amarui). Exista mai multe clasificari ale mirosurilor, incepand cu cea a lui Carl Linné in 1756 - sapte clase:

1. aromatice, 2. fragante (crinul), 3. ambrosiace (moscul), 4. aliacee (usturoiul), 5. hircine (valeriana), 6. repulsive (ca cele de ploșnita), 7. gretoase (ca acelea de cadavru in descompunere),

completata de Hendrik Zwaardemaker in1895 - noua clase:

1. Mirosuri eterate (eterurile din esente de fructe, cloroformul, vinul, ceara), 2. Mirosuri aromatice (camforul, eucaliptolul, mentolul, mararul, acidul cianhidric), 3. Mirosuri balsamice (lacramioarele, violetele, vanilia), 4. Mirosuri ambrosiace (moscul, ambra), 5. Mirosuri aliacee (usturoiul, acidul sulfhidric, clorul, bromul, iodul), 6. Mirosuri empireumatice (de ars) (benzolul, fenolul, gudronul, painea prajita, cafeaua), 7. Mirosuri fetide (transpiratia, acidul caprilic, mirosul de tap), 8. Mirosuri respingatoare (piridina, opiuul, ploșnitelu), 9. Mirosuri gretoase (scatolul, indolul, asafoetida, cadavrul in descompunere),

la prisma mirosurilor propusa de Henning:

1. parfumate sau fragante (florile), 2. eterate (fructele), 3. aromatice (mararul, piperul), 4. balsamice (rasinoasele), 5. empireumatice sau arse (gudronul) si 6. putrede (hidrogenul sulfurat),

sau patratul lui Woodworth.

Mecanismul neuro-fiziologic al mirosului este inca supus unor aprinse dezbateri, existand doar ipoteze referitoare la modul in care ia nastere senzatia olfactiva. Henning, de exemplu, considera ca mirosul unei substante depinde de trei factori: nucleul moleculei, gruparile atomice atașate la acest nucleu, si modul sau locul de asezare, propunand o teorie a mecanismului olfactiv bazata pe relatia dintre structura moleculara și tipul mirosului (teoria chimica). Alti cercetatori sustin ca responsabile pentru aparitia senzatiei olfactive sunt valenta electronilor sau atomilor in molecule, aratand ca vibratii electronice specifice caracteristice substantei excita receptorii in mod diferentiat, potrivit cu numarul acestora (teoria vibratorie). Multitudinea acestor teorii se datoreaza faptului ca o persoana sanatoasa poate distinge intre 10000 si 40000 de mirosuri diferite (femeile avand o sensibilitate mai buna decat barbatii (Cain, 1988)) si care poate ajunge pana la 100000 de mirosuri diferite in cazul degustatorilor profesionisti sau ai creatorilor de parfumuri. Pe de alta parte, in cazul mirosului exista numeroase tipuri de receptori olfactivi diferiti (Buck si Axel, (1991) presupun nu mai putin de 1000).

Senzatiile auditive

Alaturi de vedere, auzul reprezinta pentru om unul dintre cele mai importante canale de obtinere a informatiilor. Senzatiile auditive se produc datorita miscarii unei membrane de la nivelul urechii interne cauzata de variatia presiunii exercitate de sunete. Sunetul este prin natura sa vibratie care se transmite prin aer sub forma de unda. Unda sonora este cel mai simplu descrisa printr-o diagrama a aerului in functie de timp. El se caracterizeaza prin trei calitati: inaltimea, ce traduce frecventa vibratiei moleculelor de aer, amplitudinea, ce reprezinta marimea maxima a oscilatiilor (cat de tare se aude sunetul) si timbrul - totalitatea sunetelor secundare ce insotesc tonul dominant (felul in care percepem complexitatea sunetului).

Una dintre problemele cele mai controversate ale psiho-fiziologiei auzului o constituie discriminarea inaltimii sunetelor. Exista doua teorii: teoria temporala propusa de Rutherford in 1886 (si imbunatatita de Weaver in 1949) care sustine ca sub actiunea undelor sonore intreaga membrana auditiva bazilara vibreaza, iar frecventa acestei vibratii determina frecventa impulsurilor nervoase din nervul auditiv. Cu alte cuvinte, inaltimea perceputa a sunetului depinde de variatia in timp a acestuia. Aceasta teorie insa lasa descoperite frecventele de peste 1000 hertzi[1] (frecventa maxima cu care impulsurile nervoase pot fi transmise de catre fibrele nervoase, fapt dovedit experimental); cea de a doua teorie, propusa de Joseph Guichard Duverney in 1683 si imbunatatita ulterior de Helmholtz si descoperirile lui Bekesy, numita teoria localizarii, vine sa completeze aceasta deficienta sugerand ca frecventa sunetului este codificata in mod mecanic prin rezonanta - masura in care un anumit sunet de o anumita frecventa reverbereaza pe o distanta calculata matematic. In varianta moderna, exista mai multe locuri specifice pe membrana bazilara care determina anumite senzatii in functie de inaltimea sunetului. Mai exact, sub actiunea stimulului sonor intreaga membrana vibreaza, dar difera locul frecventei maxime, ceea ce inseamna ca vom avea mai multi receptori, excitati diferit pentru inaltimea sunetului, cei care vor vibra cel mai intens vor determina fibrele nervoase activate si tonul ce se va fi auzit. (Smith, et al, 2005) Cele doua teorii, cea temporala si cea a localizarii se dovedesc complementare atata timp cat prima nu poate explica perceperea sunetelor inalte, iar cealalta a celor foarte joase (sub 50 hertzi intreaga membrana bazilara vibreaza la fel). S-a dovedit, de asemenea, ca localizarea directiei sunetului (dreapta - stanga) se datoreaza diferentei de intensitate a sunetului perceput in cele doua urechi (diferenta interaurala a sunetului) (in mod inconstient, deoarece aceasta este foarte mica, si pentru frecvente mai mari de 500 de Hz, si a diferentei temporale a sunetului (diferenta temporala interaurala) iar pozitia sursei sale (fata - spate si sus - jos) este detectata datorita indicatorilor monoaurali (functia de transfer anatomic) datorati reliefului pavilionului urechii (astuparea acestuia, lasand loc doar pentru canalul auditiv, face imposibila detectarea locatiei) si modului in care sunetul venind din exterior este reflectat din cap, umeri si piept.

Senzatiile vizuale

Ca si sunetul, lumina este o forma de energie electromagnetica, alaturi de razele X, undele ultraviolete si infrarosii, cele radio si TV emanate de la soare si alte corpuri, mai exact acea parte din spectrul electromagnetic la care ochiul uman este sensibil. Receptorii sensibili la lumina se afla in retina (un strat subtire de tesut din partea posterioara a ochiului) si constau in doua tipuri de celule: celule cu conuri - specializate pentru vederea pe timp de noapte (115 milioane), sensibile la intensitati extrem de mici si bastonase ce se activeaza la intensitati mari ale luminii responsabile de senzatiile colorate (6 milioane). Animalele lipsite de celulele cu bastonase, precum gainile, nu pot vedea noaptea si de aceea se adapostesc, cele lipsite de celulele cu conuri, precum cainii, desi nu pot distinge culorile se descurca foarte bine noaptea si pe lumina crepusculara. Conurile si bastonasele contin niste substante chimice (fotopigmenti) care absorb lumina si o transforma in impuls nervos care, prin intermediul nervului ocular este transmis la creier. Sensibilitatea ochiului este extrem de dinamica, la trecerea de la lumina la intuneric, pe langa dilatarea pupilei (pentru a capta o cantitate cat mai mare de lumina) are loc si cresterea sensibilitatii celulelor receptoare (a celor cu conuri mai rapid, in aprox. 5 minute, a celor cu bastonase mai lent, in aprox. 40 de minute). Lumina poate fi caracterizata prin trei calitati: tonul (sau nuanta) care se refera la tipul culorii, luminozitatea (intensitatea radiatiei) - cantitatea de lumina ce pare reflectata de o suprafata colorata si saturatia (puritatea) in raport cu cantitatea de alb din ea. Exista 6 culori fundamentale (mai demult indigoul - intre albastru si violet - era considerata o culoare distincta).

Vederea culorilor se datoreaza capacitatii ochiului de a transforma lungimile de unda ale radiatiilor electromagnetice din spectrul vizibil (cele cu lungimea cuprinsa intre 380 si 750 nm) in culori. Undele scurte par albastre, cele medii verzi, iar cele lungi, rosii. Dat fiind ca ochiul este un receptor extrem de sensibil pragul diferential al sensibilitatii vizuale este de aproximativ doi nanometri si, in medie, intre aceste limite putem diferentia nu mai putin de 150 de nuante (si fiindca fiecare dintre acestea poate varia in functie de luminozitate si saturatie, numarul estimat este mai mare de 7 milioane de nuante). NIST (National Institute of Standards and Technology) are nume pentru mai bine de 7500 de culori. Studiind termenii care desemneaza culorile in 98 de limbi, Berlin si Kay (1969) "Basic Color Terms, their Universality and Evolution" arata ca exista 11 termeni universali pentru culori:

rosu portocaliu galben verde albastru violet roz maro gri negru alb

Cum se explica insa perceptia culorii? O proprietate extrem de importanta a fizicii culorilor o constituie faptul ca toate nuantele posibile de culori pot fi obtinute prin amestecul a numai trei culori de baza, numite primare (verde, rosu si albastru). Pe baza acestei proprietati fizice a culorilor a fost dezvoltata teoria Young-Helmholtz a vederii tricromatice conform careia exista trei tipuri de conuri sensibile, in special la lungimile de unda corespunzatoare celor trei culori primare.[2] Datorita stimularii in grade diferite a celor trei tipuri de celule (si nu a fiecareia separat!) rezulta calitatea culorii. Prin urmare, aceasta teorie explica posibilitatea reproducerii tuturor culorilor prin combinarea celor trei culori primare prin procesul de discriminare a culorilor prin raspunsurile diferite induse in cei trei receptori de catre diversele lungimi de unda si diferentele intre tipurile de deficiente in perceperea culorilor. Exista insa alte constatari experimentale din psiho-fizica care dovedesc incompletitudinea acestei teorii. In 1878, Ewald Hering a observat ca ochiul este incapabil sa observe combinatii de rosu - verzui sau galben - albastrui, adica acele culori complementare (sau opuse) a caror combinatie da alb. In acelasi timp, s-a constatat fenomenul de contrast, culorile complementare se potenteaza reciproc, fiecare culoare iradiind in jurul ei culoare complementara. Daca privim intens mai intai culoarea rosie si ne fixam apoi privirea pe o suprafata alba, vom vedea o pata de culoarea verde, deoarece componentele sensibile la rosu din celulele respective obosesc si se activeaza cele pentru verde. A aparut, astfel, teoria culorilor oponente (bicromatica sau tetracromatica) conform careia exista in celulele cu conuri trei substante fotosensibile care pot reactiona in doua moduri fiecare (prin asimilatie sau dezasimilatie (marirea, de exemplu, a ratei de transmisie a impulsurilor nervoase la rosu si scaderea ei la verde)) la radiatia primita, rezultand astfel senzatii pentru patru culori din al caror amestec rezulta toate celelalte nuante. La acestea se adauga celulele sensibile la alb si negru.

Teoria se numeste bicromatica, daca tinem cont de existenta a doua categorii de conuri care dau senzatiile celor patru culori sau tetracromatica, daca tinem cont ca se bazeaza pe existenta a patru culori fundamentale. Din nou, ca si in cazul auzului, s-ar parea ca vederea colorata se explica prin sinteza celor doua procese. La ora actuala, se considera ca cele doua procese functioneaza concomitent. Teoria bistadiala sustine ca cele trei tipuri de receptori realizeaza receptia primara transmitand aceste informatii unor unitati de codare a culorilor oponente (neuroni bicolori) de la un nivel superior al sistemului vizual (in talamus). (Hurvich si Jameson, 1974) Se presupune ca aceste celule se activeaza spontan marindu-si frecventa de transmisie a influxului nervos relativ la lungimea de unda care ii activeaza. Mecanismul exact al procesului este, inca, supus unor aprinse dezbateri (v. Devalois si Jacobs (1984), Shapley Hawken (2002) sau Conway (2001)). Cu toate acestea, ultimele cercetari ale proceselor de prelucrare primara la nivelul retinei si talamusului indica faptul ca culorile nu sunt procesate in mod izolat ci simultan cu informatia despre luminozitate si formele vizuale in aceleasi circuite neurale pentru a face posibila o reprezentare unitara si robusta a lumii vizuale. (Gegenfurtner, 2003)

Rezumat

In acest capitol am analizat senzatiile ca trairi asociate stimulilor fizici, tipurile de receptori, mecanismele de codare si transformare a semnalelor fizice in impulsuri nervoase (fenomenul de transductie), proprietatile si caracteristicile principalelor modalitati senzoriale: vazul, auzul, mirosul, simtul tactil, senzatiile; pragurile diferentiale (legea Weber-Fechner), absolute si de discriminare. Am insistat mai mult pe caracterizarea proceselor senzoriale, dat fiind rolul lor de interfata biofizica cu lumea fizica. Celelalte procese studiate in continuare sunt, in special, procese complexe de prelucrare a informatiilor astfel primite, procese de reglare sau moduri de adaptare si reactie la provocarile din lumea inconjuratoare (biofizica).

Cuvinte cheie: codificarea senzoriala, sensibilitate, senzatii exteroceptive, interoceptive, proprioceptive, prag absolut, prag diferential, prag de discriminare, (determinari) psihofizice, psihofiziologice, socioculturale, transductie; teoria bistadiala, teoria culorilor oponente (bicromatica sau tetracromatica), teoria Young-Helmholtz a vederii tricromatice, teoria localizarii, teoria temporala, constanta culorii, receptori, senzatie, inaltimea perceputa a sunetului, timbru, frecventa, luminozitate, saturatie.

Intrebari de verificare a cunostintelor

Ce se intelege prin codificare senzoriala?

Care sunt factorii ce determina nivelul sensibilitatii?

Cum sunt clasificate senzatiile?

Care sunt caracteristicile senzatiilor vizuale si auditive?

Care sunt caracteristicile senzatiilor olfactive, gustative si tactile?