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心理学与生活(英文版)

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第33章

书籍名:《心理学与生活(英文版)》    作者:格里格·津巴


                                    :  Objective  Evidence  for  the  Anatomical

        Unity  of  Nerve  Cells,  arguing  that  the  nervous  system  is  comprised  of  neurons.  Twenty-one  years

        later,  scientists  using  the  electron  microscope  show  Ramón  y  Cajal’s  arguments  are  correct.

        1944  Oswald  Avery,  Colin  Macleod,  and  Maelyn  McCarty  discovered  that  DNA  (Deoxyribonucleic

        Acid)  was  the  material  of  which  genes  are  made.

        1953  James  Watson  and  Francis  Crick  discovered  the  double  helix  structure  of  DNA.

        1957  The  Russian  satellite  Sputnik  was  launched.

        1960–

        1980

        The  Leakeys,  Louis  and  Mary,  and  their  sons  Richard,  Jonathon,  and  Philip  discovered  the

        fossilized  remains  of  prehumans  and  the  earliest  humans  near  Lake  Turkana  in  Kenya.

        1978  Louise  Brown,  the  world’s  first  “test-tube  baby”  is  born  in  England.

        SUGGESTIONS  FOR  FURTHER  READINGS

        Adelman,  G.  (Ed.).  (1987).  Encyclopedia  of  Neuroscience.  (Vols.  1  &  2).  Boston:  Birkauser.  Provides  brief  essays  on  a

        wide  range  of  topics  by  leading  neuroscientists.

        Bloom,  F.  F.,  &  Lazerson,  A.  (1988).  Brain,  Mind,  and  Behavior.  (2nd  ed.).  New  York:  Freeman.  Built  around  the  PBS

        eight-part  television  series,  “The  Brain.”  Includes  excellent  color  illustrations.

        Carlson,  N.  R.  (1998).  Physiology  of  Behavior  (6th  ed.).  Boston:  Allyn  and  Bacon.

        47

        PSYCHOLOGY  AND  LIFE

        Damasio,  A.  R.  (1994).  Descartes’  Error.  Emotion,  Reason,  and  the  Human  Brain.  New  York:  Putnam.

        Edwards,  A.  J.  (1994).  When  Memory  Fails:  Helping  the  Alzheimer’s  and  Dementia  Patient.  New  York:  Plenum  Press.

        Offers  an  excellent  overview  of  the  disease  processes  involved  in  these  illnesses  and  of  how  to  care  for  both  the

        patient  and  the  caregiver  in  easily  comprehensible  terms.

        Gazzaniga,  M.  S.  (1998).  The  Mind’s  Past.  Berkeley,  CA:  University  of  California  Press.

        Helfer,  M.  E.,  &  Kempe,  R.  S.  (1997).  The  Battered  Child.  (5th  ed.).  Chicago:  University  of  Chicago  Press.

        Plomin,  R.,  &  McClearn,  G.  E.  (Eds.).  (1993).  Nature—Nurture  and  Psychology.  Hyattsville,  MD:  APA  Press.  Leading

        environmentalists  and  geneticists  explore  the  gap  between  nature  and  nurture  and  contend  that  the  concept  may

        indeed  be  linked.

        Sacks,  O.  W.  (1985).  The  Man  Who  Mistook  His  Wife  for  a  Hat  and  Other  Clinical  Tales.  New  York:  Harper  &  Row.

        Offers  fascinating  accounts  of  work  with  individuals  with  various  neurological  and  neuropsychological

        problems.

        Sacks,  O.  W.  (1995).  An  Anthropologist  on  Mars:  Seven  Paradoxical  Tales.  New  York:  Knopf

        Sapolsky,  R.  M.  (1994).  Why  Zebras  Don’t  Get  Ulcers:  A  Guide  to  Stress,  Stress  Related  Diseases,  and  Coping.  New

        York:  Freeman.

        Sapolsky,  R.  M.  (1997).  The  Trouble  with  Testosterone:  And  Other  Essays  on  the  Biology  of  the  Human  Predicament.

        New  York:  Scribner.

        DISCOVERING  PSYCHOLOGY

        PROGRAM  3:  THE  BEHAVING  BRAIN

        Overview

        The  structure  and  composition  of  the  brain:  how  neurons  function,  how  information  is  collected  and  transmitted,

        and  how  chemical  reactions  determine  every  thought,  feeling,  and  action.

        Key  Issues

        The  biology  of  the  brain,  how  the  brain  processes  information,  the  electroencephalogram  (EEG),  neurometric

        evaluation,  the  effects  of  drugs  on  the  functions  of  the  brain,  the  brain’s  own  manufactured  chemicals,  and

        neurotransplantation.

        Demonstrations

        Multiple  brain  wave  recording  to  reveal  various  types  of  brain  malfunction.

        Effects  of  chemicals  on  learning  and  memory  in  rats.

        New  Interviews

        John  Gabrieli  illustrates  how  the  brain  stores  and  retrieves  information.

        PROGRAM  4:  THE  RESPONSIVE  BRAIN

        Overview

        How  the  brain  controls  behavior  and,  conversely,  how  behavior  and  environment  influence  the  brain’s  structure

        and  functioning.

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        CHAPTER3:  THE  BIOLOGICAL  BASES  OF  BEHAVIOR

        Key  Issues

        The  effect  of  human  touch  on  the  growth  of  premature  babies,  the  effect  of  the  mother’s  touch  on  the  growth  of

        rats,  psychosocial  dwarfism,  the  effect  of  stress  on  memory  and  learning  in  rats,  how  behavior  modifies  the

        physiology  of  the  African  Cichlid  fish,  and  the  effects  of  social  status  on  the  health  of  baboons

        Archival  Demonstrations

        Effects  of  change  in  social  status  on  sexual  reactions  and  growth  of  fish.

        Effects  of  social  status  on  hormones  and  behavior  in  wild  baboons.

        Demonstrations

        Effects  of  physical  stimulation  on  growth  of  brain,  body  and  health  of  rats.

        Relationship  between  early  stimulation  and  adult  resistance  to  stress-induced  decline  in  memory  of

        rats.

        Interviews

        Tiffany  Field  explains  the  benefits  of  touch  on  the  cognitive  and  motor  development  of  premature  babies.

        Saul  Shanberg  underscores  the  importance  of  contact  by  the  mother  in  the  process  of  growth  and  development

        in  rats.

        Michael  Meaney  examines  the  effects  of  stress  on  memory  and  learning  in  rats.

        R.  Fernald  examines  the  effects  of  behavior  on  the  physiology  of  the  brain  and  the  effects  of  the  brain  on

        behavior  in  African  Cichlid  fish.

        Robert  Salopsky  discusses  the  direct  effects  of  social  status  on  the  health  of  wild  baboons.
  />        FILMS  AND  VIDEOS

        The  Brain  (1993).  Encyclopedia  Britannica  Educational  Co.,  50  minutes

        This  program  describes  the  structure  and  function  of  the  brain.  Using  a  variety  of  video  techniques,  the

        viewer  is  shown  the  major  anatomical  structures  of  the  brain,  and  the  function  of  each  of  these  is  discussed.

        The  Brain,  Mind,  and  Behavior  Series  (1984).  IU  (FI),  60  minutes

        A  PBS  series  that  examines  the  mysteries  and  intricacies  of  the  human  brain.  Because  the  role  of  the  brain  is

        the  focus  of  each  program,  any  of  these  can  be  a  helpful  supplement  to  your  coverage  of  brain  structure  and

        function.  An  excellent  series.

        Program  1:  The  Enlightened  Machine

        A  general  introduction  to  the  brain’s  functions.  Uses  models,  graphics,  animation,  and  real-life  action.  Examines

        the  mysteries  of  consciousness.

        Program  2:  Vision  and  Movement

        Explains  how  people  perceive  the  world  and  how  the  brain  coordinates  vision  and  movement.  Includes

        appearances  by  champion  diver  Greg  Louganis  and  Nobel  Prize  winners  Hubel  and  Weisel.

        Program  3:  Rhythms  and  Drives

        Uses  examples  from  both  the  animal  world  and  human  society  to  explain  instinctive,  unconscious  rhythms  and

        drives,  and  the  working  of  the  primitive  portion  of  the  human  brain.  Shows  the  behavioral  changes  that  result

        from  injury  to  the  hypothalamus  and  shows  the  effects  of  seasonal  and  circadian  rhythms  on  some  people.

        Program  4:  Stress  and  Emotion

        Explains  the  interrelationship  of  pain,  anxiety,  behavior,  and  the  brain.  Uses  two  case  studies,  one  about  a  man

        who  suffered  an  accidental  frontal  lobotomy,  the  other  about  a  stress-ridden  professional,  to  tell  the  story.

        49

        PSYCHOLOGY  AND  LIFE

        Program  5:  Learning  and  Memory

        Discusses  how  humans  remember,  and  why  they  forget.  Focuses  on  brain  organization,  activity  at  the  synapse,

        and  workings  of  the  hippocampus  to  explain  memory.

        Program  6:  The  Two  Brains

        Explores  the  cortical  hemispheres,  the  relation  of  thought  and  language,  and  sex  differences  of  the  human  brain.

        Illustrates  lateral  specialization  through  the  research  conducted  with  split-brain  patients.

        Program  7:  Madness

        Explores  the  lives  of  schizophrenics  and  their  families  to  explain  how  much  brain  researchers  know  and  what  they

        have  yet  to  accomplish  to  understand  schizophrenia  fully.

        Program  8:  States  of  Mind

        Surveys  the  current  state  of  our  knowledge  about  the  brain  and  what  lies  in  the  future.  Examines  how  this

        knowledge  will  be  applied  in  the  coming  years  to  the  fields  of  medicine  and  artificial  intelligence.

        Decision  (1985).  IU  (FFHS),  27  minutes

        Demonstrates  how  the  brain  organizes  input  and  output  to  make  simple  but  life-saving  decisions.  Explains

        how  the  cortex  assesses  incoming  information,  sends  outgoing  messages  to  the  muscles,  and  stores  maps  of

        the  world  and  the  body.  Shows  how  circuits  of  nerve  cells  operate  in  the  brain  and  how  individual  nerve

        cells  function.

        Odyssey:  Lucy  and  the  First  Family  (1980).  PBS,  59  minutes

        The  study  of  3.5  million-year-old  Lucy,  one  of  the  most  complete  human  skeletons  that  has  been  discovered,

        has  led  to  a  controversy  regarding  evolution.  This  videotape  provided  a  link  between  the  field  of

        anthropology  and  the  social  sciences.

        Our  Talented  Brain  (1985).  IU  (FFHS),  27  minutes

        Explores  the  physiological  brain  capacity  of  human  beings,  their  use  of  memory,  and  their  use  of  symbols.

        Explains  how  these  capacities  relate  to  the  neural  structure  of  the  brain.

        The  Infinite  Voyage:  Fires  of  the  Mind  (1988).  WQED  and  the  National  Academy  of  Sciences,  58  minutes

        Covers  the  development  of  human  intelligence,  and  how  cells,  electric  signals,  and  chemicals  make  up  the

        creative  mind  of  man.  Features  a  study  of  the  cells  of  Einstein’s  brain.

        The  Nervous  System:  Nerves  at  Work  (1982).  Salubris  Productions  (PBS),  26  minutes

        The  electrochemical  nature  of  neural  transmission  and  neural  action  in  reflexive  behaviors  is  examined  in

        this  film.

        CASE  STUDY  LECTURE  LAUNCHER

        Five-and-a-half  weeks  before  her  twins  were  due,  Christine  felt  the  first  sharp  pains  of  labor.  Her  husband

        drove  her  to  the  hospital  where,  for  16  hours,  the  two  of  them  followed  the  breathing  instructions  given  to

        them  during  their  natural  childbirth  class.  Then  a  fetal  monitor  showed  that  the  heartbeat  of  one  of  the

        babies  was  weakening.  Doctors  quickly  performed  a  Cesarean  section.  Within  minutes,  4-pound  Nicole  and

        3-pound  14-ounce  Alexis  entered  the  world.

        Immediately  after  birth,  Nicole  and  Alexis  joined  half  a  dozen  other  babies  in  the  Neonatal  Intensive  Care

        Unit.  For  two-and-a-half  weeks,  electronic  devices  monitored  their  vital  signs.  Experienced  nurses  tended  to

        their  physical  needs  and  held  them  frequently.  Christine  spent  a  good  part  of  each  day  with  her  babies,

        holding  and  rocking  them  and  feeding  them  her  breast  milk  from  bottles,  awaiting  the  day  when  she  could

        50

        CHAPTER3:  THE  BIOLOGICAL  BASES  OF  BEHAVIOR

        actually  breast  feed  them.  Wearing  diapers  barely  the  size  of  cocktail  napkins,  the  twins  looked  fragile  and

        unfinished.  With  no  layers  of  baby  fat,  every  little  rib  showed.

        Had  Nicole  and  Alexis  been  born  20  years  earlier,  their  first  few  weeks  of  life  would  have  been  quite

        different.  Until  the  late  1970s,  premature  infants  were  touched  as  little  as  possible.  Parents  and  medical

        personnel  feared  that  any  unnecessary  contact  with  the  outside  world  might  harm  the  babies.  Fortunately

        for  Nicole  and  Alexis,  we  now  know  better.

        Research  with  infant  rats  and  humans  has  led  scientists  to  conclude  that  brain  functioning  can  be  altered

        by  touch,  and  that,  for  newborns,  touch  is  essential  for  normal  growth  and  development.  Biologist  Saul

        Schanberg  found  that  when  rat  pups  were  removed  from  their  mothers,  the  levels  of  an  enzyme  important

        for  growth  decreased  dramatically.  The  longer  they  were  deprived  of  maternal  contact,  the  less  responsive

        the  pups  became.  The  effects  of  maternal  deprivation  could  be  reversed  in  only  two  ways:  by  returning  them

        to  their  mother,  who  immediately  started  to  lick  them,  or  by  having  a  researcher  vigorously  stroke  them  with

        a  small  paintbrush.  Shanberg  concluded  that,  “the  need  for  a  mother’s  touch  is  really  brain  based.  It  is  not

        just  nice  to  have  it.  It’s  a  requirement  for  the  normal  development  and  growth  of  the  baby.”

        Psychologist  Tiffany  Field,  who  had  collaborated  with  Schanberg,  conducted  similar  stimulation  studies  of

        premature  human  infants.  Her  research  team  randomly  selected  20  preemies  to  receive  periodic  massages

        throughout  the  day,  while  20  others  received  normal  hospital  treatment  in  the  intensive  care  unit,  treatment

        that  did  not  include  massage.  According  to  Field,  “The  premature  babies  who  were  massaged  for  45

        minutes  a  day  for  ten  days  before  they  were  discharged  gained  47  percent  more  weight  than  the  babies  who

        did  not  get  massaged.  They  were  more  active.  They  were  more  alert.”  Eight  months  later,  the  massaged

        babies  had  maintained  their  weight  advantage  and  were  more  advanced  in  motor,  cognitive,  and  emotional

        development.  This  research  is  being  extended  and  replicated  in  larger  samples  of  preemies  in  order  to

        establish  the  power  of  human  touch  on  biological  and  psychological  health.

        In  the  United  States,  more  than  0.25  million  infants  are  born  prematurely  each  year.  Those  who  are  touched

        and  cuddled  leave  the  hospital  several  days  sooner  than  usual,  reducing  care  costs  by  about  $3,000  per

        child.  Unfortunately,  not  all  hospitals  apply  what  scientists  have  learned  about  the  positive  effects  of  early

        touch  on  development.  If  they  did,  the  lives  of  thousands  of  children  would  be  improved,  saving  billions  of

        dollars  each  year—both  practical  benefits  of  this  basic  research.

        When  Nicole  and  Alexis  left  the  hospital,  they  were  still  small,  but  were  developing  so  well  that  doctors  felt

        confident  they  would  be  all  right.  At  home,  the  babies  shared  a  crib  in  the  living  room,  where  relatives  and

        friends  who  remarked  on  their  tiny  size  were  encouraged  to  pick  up  the  babies  gently  and  cuddle  them.

        Christine  and  her  husband  were  acutely  aware  of  the  important  role  played  by  human  touch  in  the  optimal

        development  of  the  brain  and  the  mental  and  psychical  processes  that  it  controls.

        51

        CHAPTER  4

        Sensation

        LEARNING  OBJECTIVES

        On  completion  of  this  chapter,  students  should  be  able  to:

        1.  Understand  the  basic  processes  through  which  sensory  stimuli  are  converted  into  neural

        events

        2.  Describe  Müller’s  doctrine  of  specific  nerve  energies

        3.  Relate  the  differences  in  thresholds  (absolute  and  difference)  and  know  why  these  concepts

        are  relevant

        4.  Discuss  the  concepts  of  response  bias  and  signal  detection  theory

        5.  Identify  the  parts  and  functions  of  the  human  visual  system

        6.  Understand  the  basic  processes  involved  in  color  vision,  and  the  theories  supporting  those

        processes

        7.  Describe  the  physiological  components  of  the  auditory  system

        8.  Explain  the  two  theories  of  pitch  perception

        9.  Define  pheromones  and  describe  their  role  in  olfaction

        CHAPTER  OUTLINE

        I.  Sensory  Knowledge  of  the  World

        A.  Sensation  is  the  process  by  which  stimulation  of  sensory  receptors  produces  neural

        impulses  that  represent  experiences  inside  or  outside  the  body

        B.  This  chapter  deals  with  sensory  processes,  with  the  sense  organs  and  peripheral  aspects  of

        the  nervous  system  that  put  you  in  contact  with  the  world  around  you

        C.  Your  senses  have  two  basic  functions

        1.  Survival

        2.  Sensuality

        D.  While  some  animals  specialize  in  one  sensory  medium,  such  as  the  sight  of  hawks,  humans

        are  equipped  with  a  variety  of  sensory  mechanisms

        E.  Psychophysics

        1.  The  study  of  the  relationship  between  physical  stimuli  and  the

        behavior  or  mental  experiences  the  stimuli  evoke.  The  oldest  field  in

        psychology.

        2.  Gustav  Fechner  (1801–1887)

        a)  The  most  significant  figure  in  psychophysics

        52

        CHAPTER  4:  SENSATION

        b)  Coined  the  term  “psychophysics”  and  developed  procedures  to

        relate  the  intensity  of  physical  stimulus  to  the  magnitude  of  the

        sensory  experience.

        3.  Absolute  Thresholds  and  Sensory  Adaptation

        a)  The  absolute  threshold  for  stimulation  is  the  smallest,  weakest

        stimulus  energy  that  the  organism  can  detect

        b)  Operationally  defined  as  the  stimulus  level  at  which  a  sensory

        input  is  detected  half  of  the  time

        c)  Sensory  Adaptation  is  the  diminishing  responsiveness  of  sensory

        systems  to  prolonged  stimulus  input.  Sensory  systems  are  more

        sensitive  to  change  in  stimulus  input  than  to  steady  input.

        4.  Response  Bias

        a)  The  systematic  tendency  for  an  observer  to  favor  responding  in  a

        particular  way  that  is  unrelated  to  the  qualities  of  the  sensory

        stimulus.  For  instance,  tending  to  say  “yes”  or  “no”  all  of  the  time.

        There  are  at  least  three  sources  of  response  bias.

        i)  Desire

        ii)  Expectation

        iii)  Habit

        5.  Signal  Detection  Theory

        a)  A  systematic  approach  to  the  problem  of  response  bias

        b)  Focuses  on  the  process  of  making  a  judgment  about  the  presence

        or  absence  of  a  stimulus

        c)  Unlike  classical  psychophysics  which  conceptualized  a  single

        absolute  threshold,  Signal  Detection  Theory  identifies  two  distinct

        processes  in  sensory  detection:  Sensory  Processes  and  Decision

        Processes

        i)  Sensory  Processes  reflect  an  observer’s  sensitivity  to  the

        stimulus

        ii)  Decision  Processes  reflect  an  observer’s  response  bias  to

        the  stimulus

        6.  Difference  Thresholds

        a)  The  difference  threshold  for  stimulation  is  the  smallest  physical

        difference  between  two  stimuli  that  can  still  be  recognized  as  a

        difference

        b)  Operationally  defined  as  the  point  at  which  the  stimuli  are

        recognized  as  different  half  of  the  time

        c)  The  difference  threshold  value  is  known  as  the  Just  Noticeable

        Difference  (JND)

        7.  Weber’s  Law

        a)  The  JND  between  stimuli  is  a  constant  fraction  of  the  intensity  of

        the  standard  stimulus

        53

        PSYCHOLOGY  AND  LIFE

        F.  From  Physical  Events  to  Mental  Events

        1.  Sensory  Physiology

        a)  The  study  of  the  way  biological  mechanisms  convert  physical

        events  into  neural  events

        b)  Transduction  is  the  conversion  of  one  form  of  energy,  such  as

        light,  into  another  form,  such  as  nerve  impulses

        2.  The  Doctrine  of  Specific  Nerve  Energies

        a)  Proposed  by  Johannes  Müller  in  1826

        b)  Different  sensory  experiences,  such  as  sight  and  smell,  do  not

        produce  different  types  of  nerve  activity.  Rather  they  produce  the

        same  type  of  nerve  activity,  but  in  different  regions  of  the  brain.

        c)  All  sensory  systems  share  the  same  basic  flow  of  information.

        Environmental  events  are  detected  by  specialized  sensory  receptor

        neurons,  called  stimulus  detector  units,  which  convert  the

        physical  energy  received  from  the  environment  into  neural  signals

        that  can  be  processed  by  the  central  nervous  system.

        II.  The  Visual  System

        A.  The  Importance  of  Vision

        1.  The  most  complex,  highly  developed,  and  important  sense  for  humans

        and  most  other  mobile  creatures

        2.  Provides  a  tremendous  evolutionary  advantage

        B.  The  Human  Eye

        1.  Light  enters  the  eye  through  the  cornea,  a  transparent  bulge  on  the  front

        of  the  eye

        2.  Light  then  passes  through  the  anterior  chamber,  which  is  filled  with  a

        clear  liquid  called  aqueous  humor

        3.  Then  through  the  pupil,  an  opening  in  the  opaque  iris

        4.  Then  through  the  lens,  which  focuses  the  incoming  light

        5.  Then  through  the  vitreous  humor,  another  clear  liquid

        6.  And  then  finally  strikes  the  retina,  a  thin  sheet  of  neuron  that  lines  the

        rear  wall  of  the  eyeball

        C.  The  Pupil  and  the  Lens

        1.  The  iris  makes  the  pupil  dilate  to  control  the  amount  of  light  entering  the

        eye.  The  lens  focuses  the  light  on  the  retina,  reversing  and  inverting  the

        light  as  it  does  so.  The  lens  is  responsible  for  focusing  to  account  for  the

        distance  to  the  object.

        2.  Accommodation  is  the  change  in  the  thickness  of  the  lens.  Problems  with

        accommodation  are  responsible  for  many  vision  problems,  such  as  near-

        and  far-sightedness.

        D.  The  Retina

        54

        CHAPTER  4:  SENSATION

        1.  The  retina  is  composed  of  specialized  photoreceptor  cells  called  rods  and

        cones  that  convert  light  energy  into  nerve  energy

        a)  Rods  function  best  in  low  light

        b)  Cones  function  best  in  bright  light

        2.  Dark  adaptation  is  the  gradual  improvement  of  the  eyes’  sensitivity  after

        a  shift  in  illumination  from  light  to  near  darkness

        3.  The  area  of  sharpest  vision  is  called  the  fovea,  a  small  area  near  the

        center  of  the  retina  that  contains  only  densely  packed  cones

        4.  Bipolar  cells  are  nerve  cells  that  combine  information  from  many  receptor

        cells  and  send  the  results  to  ganglion  cells

        5.  Ganglion  cells  then  integrate  the  information  from  bipolar  cells  into  a

        single  firing  rate

        6.  The  axons  of  the  ganglion  cells  comprise  the  optic  nerve,  which  carries

        visual  information  to  the  brain

        7.  Horizontal  and  Amacrine  cells  do  not  send  information  to  the  brain  but

        rather  integrate  information  across  the  retina

        a)  Horizontal  cells  connect  receptors  to  each  other

        b)  Amacrine  cells  connect  bipolar  cells  to  bipolar  cells  and  ganglion

        cells  to  ganglion  cells

        8.  The  optic  disk  or  blind  spot  is  the  area  where  the  optic  nerve  exits  the

        retina.  It  contains  no  receptor  cells.  Blindness  is  not  experienced  at  this

        spot  because  the  blind  spots  for  each  eye  are  different  areas  of  the  visual

        field  and  because  the  brain  automatically  fills  in  the  blind  spot.

        E.  Pathways  to  the  Brain

        1.  After  processing  by  other  brain  regions,  the  ultimate  destination  of  much

        visual  information  is  the  part  of  the  occipital  lobe  known  as  the  visual

        cortex

        2.  The  axons  of  the  millions  of  ganglion  cells  that  form  the  optic  nerve

        come  together  at  the  optic  chiasma,  where  they  are  divided  into  two

        bundles  called  optic  tracts

        3.  Half  of  the  nerve  fibers  from  each  retina  stay  on  the  side  from  which  they

        originated.  The  other  half  cross  over  to  the  other  side  of  the  brain.

        4.  Much  visual  information  then  flows  to  the  primary  visual  cortex,  where

        roughly  30  anatomical  subdivisions  of  the  primary  visual  cortex  process

        information  concerning  form,  color,  position,  and  depth

        F.  Seeing  Color

        1.  Visible  light  (wave  length  of  400–700  manometers)  is  just  a  small  portion

        of  the  electromagnetic  spectrum,  which  includes  X  rays,  microwaves,  and

        radio  waves

        55

        PSYCHOLOGY  AND  LIFE

        2.  Wavelength  refers  to  the  distance  between  crests  of  two  consecutive

        waves.  Wavelength  determines  the  color  perceived.

        3.  All  experiences  of  color  can  be  described  in  terms  of  hue,  saturation,  and

        brightness

        a)  Hue  captures  the  qualitative  experience  of  color  of  the  light

        stimulus

        b)  Saturation  captures  the  purity  and  vividness  of  color  sensations

        c)  Brightness  captures  the  intensity  of  the  light

        4.  Humans  can  discriminate  about  7  million  different  colors

        5.  The  combination  of  all  wavelengths  of  light  yields  white  light

        6.  Wavelengths  of  light  that  appear  directly  across  from  each  other  on  the

        color  wheel  are  called  complementary,  and  create  the  sensation  of  white

        light  when  mixed

        7.  Color  Blindness  is  the  inability  to  distinguish  colors.  More  males  than

        females  are  color  blind,  and  most  color  blindness  involves  the  inability

        to  distinguish  red  from  green.

        8.  There  are  two  primary  theories  of  color  vision:  The  Young-Helmholtz

        Trichromatic  Theory  and  the  Opponent-Process  Theory

        a)  The  Trichromatic  Theory  of  color  perception,  proposed  by  Sir

        Thomas  Young  and  Hermann  von  Helmholtz,  suggests  that  all

        colors  perceived  are  produced  by  just  three  types  of  color  receptors

        in  the  eye:  red,  green,  and  blue.  All  other  colors  are  combinations

        of  these.  This  theory  adequately  explains  color  blindness  and

        people’s  color  sensations,  but  did  not  explain  afterimages  and

        certain  types  of  color  blindness.

        b)  The  Opponent-Process  Theory  of  color  perception,  proposed  by

        Ewald  Hering,  suggests  that  color  results  from  three  systems,  each

        of  which  includes  two  opponent  elements:  red  versus  green,  blue

        versus  yellow,  or  black  versus  white.  Hering  argued  that

        afterimages  were  produced  when  one  element  of  a  system  became

        fatigued,  due  to  over  stimulation,  and  thus  led  to  the  over

        contribution  of  its  opponent  element.  This  theory  also  better

        explained  why  color  blindness  is  usually  found  in  pairs.

        9.  After  debating  the  relative  merits  of  these  two  theories,  scientists  came  to

        agree  that  they  are  not  in  conflict,  but  rather  describe  different  stages  in

        color  perception

        10.  A  modern  version  of  the  Opponent-Process  Theory,  proposed  by

        Hurvich  and  Jameson,  suggests  that  the  two  members  of  each  color  pair

        work  in  opposition  by  means  of  neural  inhibition.  Some  ganglion  cells

        are  excited  by  light  that  appears  red  and  inhibited  by  light  that  appears

        green.  Other  cells  are  excited  by  green  light  and  inhibited  by  red  light.

        G.  Complex  Visual  Analysis

        1.  David  Hubel  and  Torsten  Wiesel  won  a  Nobel  Prize  for  their  work  on

        receptive  fields  in  the  visual  cortex  in  1981

        56

        CHAPTER  4:  SENSATION

        2.  Hubel  and  Wiesel  found  there  are  several  types  of  receptive  cells

        a)  Simple  cells  respond  most  strongly  to  bars  of  light  in  their

        “favorite”  orientation

        b)  Complex  cells  respond  most  strongly  to  moving  bars  of  light  in

        their  “favorite”  orientation

        c)  Hypercomplex  cells  respond  most  strongly  to  moving  bars  of  light  of

        a  particular  length  or  angle

        III.  Hearing

        A.  Hearing  is  the  Principle  Sensory  Modality  for  Human  Communication

        B.  The  Physics  of  Sound

        1.  Sound  travels  as  a  vibrational  sine  wave  through  a  medium,  usually  air,

        at  a  rate  of  about  1100  feet  per  second

        2.  Sine  waves  have  two  basic  properties:  frequency  and  amplitude

        a)  Frequency  measures  the  number  of  cycles  the  wave  completes  in  a

        given  amount  of  time  and  is  usually  measured  in  Hertz  (Hz),  or

        cycles  per  second

        b)  Amplitude  measures  strength  of  the  wave  in  peak  to  valley  height

        C.  Psychological  Dimensions  of  Sound

        1.  Pitch  is  the  highness  or  lowness  of  a  sound  as  determined  by  a  wave’s

        frequency.  High  frequencies  produce  high  pitch,  while  low  frequencies

        produce  low  pitch.

        2.  Loudness  is  the  physical  intensity  of  a  sound  as  determined  by  a  wave’s

        amplitude.  Small  amplitude  waves  are  experienced  as  quiet  sound  and

        large  amplitude  waves  are  experienced  as  loud  sound.

        3.  Timbre  reflects  the  complex  components  of  a  sound  wave.  A  pure  tone

        has  only  one  frequency  and  one  amplitude.  Most  sounds,  however,  are

        not  pure  tones,  which  is  reflected  in  timbre.

        D.  The  Physiology  of  Hearing

        1.  In  order  for  hearing  to  occur,  four  basic  energy  transformations  must

        take  place

        a)  First,  airborne  sound  waves  must  be  translated  into  fluid  waves

        within  the  cochlea  of  the  ear.  Sound  waves  travel  into  the  ear  until

        they  reach  the  end  of  the  canal.  There  they  encounter  the  tympanic

        membrane  or  eardrum.  The  sound  waves  move  the  eardrum,  and

        the  eardrum  transmits  the  vibrations  from  the  outer  ear  to  the

        middle  ear,  which  contains  the  hammer,  the  anvil,  and  the  stirrup.

        These  tiny  bones  transmit  the  vibrations  from  the  eardrum  to  the

        primary  organ  of  hearing,  the  cochlea  in  the  inner  ear.

        b)  Second,  the  fluid  waves  must  stimulate  mechanical  vibrations  of

        57

        PSYCHOLOGY  AND  LIFE

        the  basilar  membrane.  Vibration  of  fluid  in  the  cochlea  causes  a

        coiled  tube  membrane  in  the  cochlea,  the  basilar  membrane,  to

        move  in  a  wavelike  fashion.

        c)  Third,  these  vibrations  must  be  converted  into  electrical  impulses.

        The  wavelike  motion  of  the  basilar  membrane  bends  tiny  hair  cells

        connected  to  the  membrane.  As  the  hair  cells  bend,  they  stimulate

        nerve  endings,  transforming  the  wave  motion  into  neural  activity.

        d)  Fourth,  the  impulses  must  travel  to  the  auditory  cortex  from  the

        cochlea  via  the  auditory  nerve.  Information  from  one  ear  goes  to

        both  sides  of  the  brain.

        2.  There  are  two  types  of  hearing  impairment,  each  caused  by  a  defect  in

        one  or  more  components  of  the  auditory  system:  conduction  deafness

        and  nerve  deafness

        a)  Conduction  deafness  is  the  less  serious  of  the  two  and  involves  a-
  />        problem  in  the  conduction  of  air  vibrations  to  the  cochlea.  It  can

        often  be  corrected  by  the  insertion  of  artificial  anvils  or  stirrups.

        b)  Nerve  deafness  is  more  serious  and  involves  a  defect  in  the  neural

        mechanisms  that  create  nerve  impulses  or  that  relay  them  to  the

        auditory  cortex

        E.  Theories  of  Pitch  Perception

        1.  Two  major  theories  have  been  posited  to  explain  sensations  of  pitch:

        place  theory  and  frequency  theory

        a)  Place  theory,  proposed  first  by  Helmholtz  and  later  modified  by

        Bekesy,  suggests  that  different  portions  of  the  basilar  membrane

        move  depending  on  the  frequency  of  the  sound  wave.  High-

        frequency  tones  produce  greatest  motion  at  the  base  of  the  cochlea,

        while  low-frequency  tones  produce  the  greatest  motion  at  the

        opposite  end.

        b)  Frequency  theory  suggests  that  the  rate  of  vibration  of  the  tone  is

        reflected  in  the  rate  of  vibration  of  the  basilar  membrane.  If  a  tone

        vibrates  at  100  Hz,  the  basilar  membrane  will  also  vibrate  at  100

        Hz  and  will  cause  neurons  to  fire  at  100  Hz.  For  high-pitched

        sounds,  however,  this  is  impossible,  because  they  cannot  fire  more

        than  1,000  times  per  second.  The  volley  principle  may  overcome

        this  limitation.

        2.  The  Volley  Principle  suggests  that  several  neurons  could  work  together

        and  could  fire  in  a  volley  to  match  higher  cycles  per  second

        3.  Frequency  and  Place  Theories  are  not  mutually  exclusive.  Place  theory

        accounts  well  for  pitch  perception  of  frequencies  above  1,000  Hz,  while

        frequency  theory  accounts  well  for  pitch  perception  of  frequencies  below

        5,000  Hz.

        F.  Sound  Localization

        1.  Some  animals,  such  as  bats,  use  echolocation  instead  of  vision  to

        determine  distances,  locations,  sizes,  textures,  and  movements  of  objects.

        Humans  lack  this  ability,  but  do  use  sound  to  determine  location

        58

        CHAPTER  4:  SENSATION

        through  two  primary  mechanisms,  assessment  of  relative  timing  and

        relative  intensity.

        2.  Relative  timing  involves  the  comparison  of  the  relative  times  at  which

        incoming  sound  reaches  the  ear.  For  example,  a  sound  to  your  right

        reaches  your  right  ear  before  it  reaches  your  left  ear.

        3.  Relative  intensity  involves  the  comparison  of  the  relative  intensity  at

        which  incoming  sound  reaches  the  ear.  The  head  casts  a  sound  shadow

        over  the  ear  farthest  from  the  sound  that  weakens  the  sound.

        IV.  Your  Other  Senses

        A.  Smell

        1.  Odors  first  interact  with  receptor  proteins  on  the  membranes  of  tiny

        hairs  (olfactory  cilia)  in  your  nose

        2.  As  few  as  eight  molecules  of  a  substance  can  initiate  a  nerve  impulse,

        but  at  least  40  nerve  endings  must  be  stimulated  before  a  substance  can

        be  smelled.

        3.  Once  initiated,  nerve  impulses  convey  odor  information  to  the  olfactory

        bulb,  located  just  above  the  receptors  and  just  below  the  frontal  lobes  of

        the  cerebrum

        4.  Olfactory  neurons,  unlike  most  neurons,  are  constantly  dying  and  being

        replaced

        5.  Although  it  is  thought  that  smell  developed  primarily  as  a  means  of

        detecting  food,  it  can  also  be  used  for  active  communication  by  the

        secretion  of  pheromones

        6.  Pheromones  are  chemical  substances  used  by  a  specific  species  to  signal

        sexual  arousal,  danger,  territorial  boundaries,  and  food  sources

        B.  Taste

        1.  Many  tastes  are  really  smells,  as  the  two  work  closely  together  when  we

        eat

        2.  The  surface  of  the  tongue  is  covered  with  papillae

        3.  Many  papillae  contain  clusters  of  taste  receptor  cells  called  taste  buds

        4.  Taste  buds  respond  best  to  one  of  four  primary  taste  qualities:  sweet,

        sour,  bitter,  and  saline

        5.  Taste  buds  may  be  damaged  by  alcohol,  smoke,  and  acids,  but  the  taste

        system  is  the  most  resistant  to  damage  of  all  sensory  systems,  as  taste

        receptors  are  replaced  every  few  days,  even  more  often  than  smell

        receptors

        C.  Touch  and  Skin  Senses

        59

        PSYCHOLOGY  AND  LIFE

        1.  Cutaneous  senses  are  sensations  produced  by  the  skin,  such  as  pressure,

        cold,  and  warmth.  Because  the  skin  responds  to  so  many  types  of

        stimuli,  many  different  types  of  receptors  are  located  near  the  surface  of

        the  skin.

        2.  Meissner  corpuscles  respond  best  when  something  rubs  against  the  skin

        3.  Merkel  disks  are  most  active  when  a  small  object  exerts  steady  pressure

        on  the  skin

        4.  The  skin  has  separate  receptors  for  hot  and  cold

        5.  Erogenous  zones  are  areas  of  the  skin  that  give  rise  to  erotic,  sexual

        sensations

        D.  The  Vestibular  and  Kinesthetic  Senses

        1.  Vestibular  sense  tells  how  the  body  is  oriented  in  the  world  with  respect  to

        gravity  through  tiny  hairs  in  fluid-filled  sacs  and  canals  in  the  inner  ear

        a)  The  saccule  and  utricle  detect  acceleration  and  deceleration

        b)  The  semicircular  canals  are  at  right  angles  to  each  other  and  can

        thus  detect  movement  in  any  direction

        c)  Motion  sickness  occurs  when  information  from  the  visual  system

        conflicts  with  information  from  the  vestibular  system

        2.  The  kinesthetic  sense  provides  constant  sensory  feedback  about  what  the

        body  is  doing  during  motor  activities.  There  are  two  sources  of

        kinesthetic  information:  receptors  in  the  joints  and  receptors  in  muscles

        and  tendons

        a)  Receptors  in  the  joints  respond  to  pressures  that  accompany

        different  positions  of  the  limbs  and  to  pressure  changes  that

        accompany  movements

        b)  Receptors  in  the  muscles  and  tendons  respond  to  changes  in

        tension  that  accompany  muscle  shortening  and  lengthening

        E.  Pain

        1.  Pain  is  the  body’s  response  to  noxious  stimuli  that  are  intense  enough  to

        cause  damage  or  threaten  to  do  so.  Pain  is  critical  to  survival.  People

        with  insensitivity  to  pain  often  become  scarred  and  their  limbs  deformed

        from  injuries  that  could  have  been  prevented  had  they  been  sensitive  to

        pain.

        2.  Pain  mechanisms

        a)  Nociceptive  pain  is  the  negative  feeling  induced  by  a  noxious

        external  stimulus,  such  as  a  hot  stove

        b)  Neuropathic  pain  is  caused  by  the  abnormal  functioning  or  over

        activity  of  nerves

        60

        CHAPTER  4:  SENSATION

        c)  The  network  of  pain  receptors  is  a  fine  mesh  that  covers  the  entire

        body.  Some  receptors  respond  only  to  temperature,  while  others

        respond  to  chemical  or  mechanical  stimuli.

        d)  Peripheral  nerve  fibers  transmit  signals  to  the  central  nervous

        system  in  two  ways:

        i)  Fast-conducting,  myelinated  nerves

        ii)  Slower,  smaller,  nonmyelinated  nerves

        e)  Pain  impulses  start  at  the  spinal  cord,  are  relayed  to  the  thalamus,

        and  then  to  the  cerebral  cortex

        3.  The  Psychology  of  Pain

        a)  Emotional  responses,  context  factors,  and  subjective  interpretation

        can  be  as  important  as  actual  physical  stimuli  in  determining  how

        much  pain  is  experienced

        b)  Phantom  limb  phenomenon  is  the  experience  of  sensation  or  pain

        in  a  limb  that  is  no  longer  there.  It  occurs  in  up  to  10  percent  of

        amputees.

        c)  Pain  is  partly  a  psychological  response  and,  thus,  can  be

        influenced  by  psychological  processes,  such  as  hypnosis,  deep

        relaxation,  and  thought  distraction.  The  Lamaze  preparation  for

        childbirth  is  an  excellent  example  of  the  psychological  control  of

        pain.

        d)  The  Gate-Control  Theory  of  pain,  proposed  by  Ronald  Melzack,

        suggests  that  cells  in  the  spinal  cord  act  as  neurological  gates,

        interrupting  and  blocking  some  pain  signals  and  letting  others

        through  to  the  brain.  The  brain  and  receptors  in  the  skin  send

        messages  to  the  spinal  cord  to  open  or  close  the  gates.

        e)  In  recent  years  Melzack  proposed  an  updated  neuromatrix  theory

        of  pain  which  incorporates  the  reality  that  people  often  experience

        pain  with  little  or  no  physical  cause.

        DISCUSSION  QUESTIONS