Психофизиологические основы сенсорного восприятия

Главная  I  Научные интересы  I  Сенсорный анализ и нейрофизиология I Психофизиологические основы сенсорного восприятия

 

Прием человеком информации о внешнем мире, в том числе о свойствах пищевых продуктов, рассматривается как процесс формирования чувственного образа. Под ним понимается субъективное отражение в сознании человека объ­ективно существующей действительности.

 

Формирование чувственного образа. Физиологической основой форми­рования чувственного образа является работа анализаторов, состоящих из трех функционирующих последовательно частей: рецептора, проводящих нервных путей и центра в коре больших полушарий головного мозга.

Вход рецептора воспринимает внешние импульсы разной модальности (вида): световые, звуковые, осязательные и др. Рецептор кодирует полученную информацию в единые по своей природе сигналы и мгновенно посылает их в центральную нервную систему.

Проводящие нервные пути передают импульсы в кору головного мозга.

Определенные области головного мозга человека, связанные с соответст­вующими сферами восприятия (рис. 1), подвергают полученную по нервным путям информацию анализу и снова возвращают в рецепторы.

Рис. 1. Схема расположения главных сфер в мозге человека:

1 ― двигательная; 2 ― жевательная ; 3 ― обоняния; 4 ― центральная борозда; 5 ― осязания; 6 ― вкусовая; 7 ― зрительная и 8 ― слуховая

 

Полученные от центральной нервной системы импульсы в обратном на­правлении передает другая группа нервных образований. Оба вида нервных во­локон в подавляющем большинстве расположены в одном стволе и проводят импульсы в двух противоположных направлениях.

Помимо импульсов от внешних рецепторов мозг получает информацию и о внутреннем мире (движении мышц, суставов, боли и т.п.). Под влиянием со­вокупности информации в мозгу происходит отображение происходящих фи­зических явлений.

 

Сенсорная впечатлительность. Способность к восприятию импульсов специфическим образом, обусловленная свойствами организма, на­зывается его впечатлительностью.

Органы чувств обладают различным временем реакции, которое зависит от индивидуальных свойств человека и от интенсивности импульса. Значения пределов колебания времени реакции (×10^-3) составляют для зрения 13-45, слуха ― 12,7-21,5, осязания ― 2,4-8,9 и вкуса ― 1,5-4,0.

Характеристики нервных процессов носят индивидуальный ха­рактер. В одинаковых условиях различные лица по-разному реагируют на один и тот же раздражитель. Это зависит от величины интенсив­ности импульса, а также от подвижности нервных процессов.

Процессы возбуждения и торможения можно тренировать и целенаправ­ленно формировать, что имеет принципиаль­ное значение в органолептическом исследовании.

Реакция органов чувств достигает естественного максимума обычно при­мерно к 20 годам. В этом возрасте человек видит, слышит, чувствует лучше всего. Однако в этот период человек не всегда способен к правильной интерпретации восприятий. По мере старения организма наступает ослабление способности орга­нов чувств к реакции на влияние условий внешней среды. Этот процесс происхо­дит избирательно по от­ношению к различным органам чувств и в различной сте­пени, что зависит от индивидуальных особенностей человека и его образа жизни.

При здоровом образе жизни впечатлительность органов чувств сохра­ня­ется, а иногда даже со временем возрастает. У людей, занимающихся трени­ров­кой своих органов чувств, параллельно с профессиональным опытом развивается исключительная впечатлительность вкуса, обоняния, осязания, со­храняющаяся даже до старости.

 

Порог чувствительности. Восприятие импульса рецептором возможно при оп­ределенной начальной его концентрации. Между величиной раздражителей и вызванными ими реакци­ями нерва, а следовательно, и полученными ощущениями существует определенная зависимость. Реакция нерва возрастает с ростом уровня раздражения. Взаимосвязь между этими ве­личинами описыва­ется кривой, близкой к синусоиде. Вместе с тем сен­сорный ответ с увеличением уровня раздражения возрастает до опреде­ленного предела, после чего интенсивность ответа стабили­зируется вследст­вие насыщения или достижения уровня боле­вого ощущения.

Уровень чувствительности сенсорной системы человека характеризу­ется порогом ощущений. В инженерной психологии используют понятия о четырех видах порогов восприятия органолептических свойств, характерных для всех органов чувств (рис. 2).

Рис. 2. Пороги восприятия органолептических свойств

 

Различают нижний и верхний абсолютные пороги ощущений. Мини­маль­ный абсолютный нижний порог ощущений в свою очередь подразде­ляется на порог обнаружения и порог распознавания. Под порогом обнаружения пони­мают самую низкую концентрацию, при которой измене­ние, по сравнению с пробой без раздражителя, хотя и чувствуется, но не позволяет еще качественно распознать оцениваемый признак, под поро­гом распознавания — наиболее низ­кую концентрацию, позволяющую рас­познать качество признака. Понятие аб­солютно верхнего порога вводит­ся только по отношению к энергетическим ха­рактеристикам (свету, звуку, давлению).

Абсолютный верхний порог, или порог насыщения, — это максимальный уровень раздражителя, выше которого человек ощу­щает боль (от яркого света, сильного звука и т.п.). Интервал между ниж­ним и верхним порогами является диапазоном чувствительности.

Дифференциальный порог, или порог различия, — это минимальное разли­чие между двумя раздражителями (или двумя состояниями раз­дражи­теля) вы­зывающее едва заметное различие ощущений.

Появление заметной разницы ощущений, прямо пропорцио­нально абсо­лютной величине импульса:

ΔВ / В = const,

где: ΔВ ― приращение силы импульса, необходимое для появления замет­ной разницы ощущений;

В ― сила импульса.

Следует иметь в виду, что не всякое изменение силы импульса улавливается органами чувств. Интенсивность ощущений, получаемых человеком от внешних раздра­жи­телей, зависит от многих факторов, в том числе от его индивидуаль­ных особен­ностей, наличия опыта или специальной подготовки, степени заинтересо­ванно­сти в работе, а также от способности человека избира­тельно относиться к своим ощущениям, условий стимуляции одних явле­ний, не затрагивающих дру­гие, способности к адаптации, утомляемости и различным контрастным эффектам.

В связи с этим пороговые величины для отдельных индивидуумов и раз­ных раздра­жите­лей оказываются далеко не одинаковыми. Например, индивиду­альные расхождения диффе­ренциаль­ного порога различных вкусовых качеств составляют (% аб­солютной концен­трации): сладкого (сахароза) 0,25 — 0,50, соленого (хлористый на­трий) 0,10 — 0,40, кислого (лимонная кисло­та) 0,09 — 0,62 и горького (кофеин) 0,15 — 0,87.

При одновременном воздействии нескольких импульсов впечатления мо­гут компенсироваться, взаимно ослабляться или усиливаться. Эта взаимосвязь очень сложна и за­кономерности, характеризующие взаимное воздействие ощу­щений, изучены еще недостаточно полно.

Взаимодействие импульсов обусловливает явление контраста, что осо­бенно важно при зрительных и вкусовых ощущениях. Из-за контраста ощуще­ний, воспринимаемое впечатление изменя­ется в  направлении к другому впе­чатлению, которое служит фоном для первого. Пред­мет белого цвета, напри­мер, кажется значительно более светлым на черном фоне, и наоборот; вкусовая впечатлительность к сладкому импульсу возрастает после воздействия соле­ного, а кислого – после сладкого.

 

Адаптация. Большое влияние на ощущения органов чувств оказывает длительность импульса, в зависимости от которой, может наступать адаптация (привыкание) или же физиологическая усталость органов чувств. Если воздей­ствие импульса продолжается слишком долго, то ощущение ослабевает или даже исчезает полностью. При многократном воз­действии одного и того же импульса на рецептор реакция может постепенно исчезнуть полностью.

Явления адаптации возникают при всех ощущениях, воспри­нимаемых ор­ганами чувств. Если, например легкое надавливание, или какой-нибудь зри­тельный или вкусовой импульс воздействует на органы чувств, то нервные раз­дражения передаются немедленно с высокой частотой. Однако, постепенно эта частота падает, органы чувств и нервная система приспосабливаются к приему возрастающего раздражения при условии, что рост импульса в органах чувств никогда не становится настолько большим, чтобы вызвать местную разность потенциалов, необходимую для сильного раздражения нервов.

Быстрая адаптация рецепторов органов чувств затрудняет выявление за­висимости величины силы импульса от вызванного им ощущения. Можно на­блюдать отчетливую и быструю адаптацию в области ощущений обоняния, ося­зания, вкуса и температуры и более медлен­ную — при восприятии зрительных, слуховых и болевых ощущений.

Например, продолжающееся в течение 3 с прикосновение к поверхно­сти кожи снижает ощущение давления на 80 % от первоначального. При проведе­нии органолептической оценки применяются методы, исключающие появление адаптации у дегустаторов.

 

Синэстезия. Одним из известных эффектов взаимодействия ощущений является синэстезия – соощущение. Суть синэстезии заключается в возникно­вении побочных ощущений или увеличении чувствительности при действии несвойственных этим ощущениям раздражителей. Так, в ответ на слуховые раздражения могут возникать цветовые ощущения и наоборот. Появление зри­тель­ных образов под действием не соответствующих им раздражителей назы­вается фотизмом, слуховых – фонизмом. Отмечается увеличение вкусовой и обоня­тельной чувствительности под действием освещенности, что следует учи­тывать при организации работы дегустатора. К явлениям синэсте­зии можно отнести эффект так называемого ретроназального обоняния, когда молекулы паху­чего вещества, попадая в носоглотку, а оттуда на вкусовые рецепторы, вы­зы­вают вкусовые ощущения. Одновременно с вкусовыми, в ротовой полости воз­никают тактильные и температурные ощущения, которые иногда могут на­столько слиться, что образуют комплекс, не поддающийся анализу и расчлене­нию на элементы. В такой ситуации дегустатор вынужден опираться на гедони­ческие (эмоциональные) реакции.

 

Сенсибилизация. Повышение чувствительности под воздействием раз­личных причин и условий (многократное повторение с одинаковым интервалом слабых импульсов) называется сенсибилизацией анализаторов.

Повышение чувствительности достигается с помощью стимуляции, ин­тенсивность которой равна пороговой. Помимо этого необходимо повышение активности самого испытателя. Он должен настраивать свои анализаторы на улавливание слабого, повторяющегося раз­дражителя. Интервал времени между повторным воздействием зависит от вида раздражителя и может варьироваться, например, для слуха и зрения в пределах 1,5 - 3 мин.

Сенсибилизация характеризуется стойкостью. Экспериментально вызван­ная сенсибилизация обоняния может удерживаться в течение 7-22 дней, а про­павший эффект восстанавливается после нескольких последовательных сеансов воздействия. Эффект сенсибилизации успешно используют при ответственных анализах, когда требуется повышенная чувствитель­ность к какому-либо раз­дражителю. Повышение чувствительности к определенному раздражителю в среднем на 60-70 % достигается после 30-35 мин  воздействия на анализатор с интервалом 1-2 мин. Для каждого вида чувствительности необходима коррек­ция условий в зависимости от вида раздражителя.

Сенсибилизация для некоторых анализаторов избирательна и наблю­дается только для раздражителей, вызвавших ее. Однако из этого пра­вила имеются ис­ключения: сенсибилизация по отношению к од­ному запаху, цвету или вкусу  вы­зывает незначительное увеличение чувствительности к другим. В области цвето­вого зрения выявлено, что сенсибилизация к красному цвету, как правило, снижает чувствительность к зеленому, а в некоторых случаях и к желтому, а сенсибилиза­ция к горькому одновременно повышает чувствительность к сладкому вкусу и на­оборот. В то же время сенсибилизация, например, к соленому вкусу может у одних дегустаторов снизить чувствительность к сладкому, а у других - повысить ее.

Известны случаи, когда специалисты благодаря сенсибилизации с высо­кой точностью определяли содержание поваренной соли, алкоголя и других веществ в составе продукта.

 

Физиологическая усталость. Физиологическая усталость органов чувств в отличие от адаптации появляется  при более или менее длительном воздейст­вии импульсов и зависит от многих условий (состояния организма в целом, не­умение сосредоточиться, удержать внимание). Физиологическая вынос­ливость органов чувств в основном стабильна, однако для быстрой фиксации и оценки нервных импульсов в коре головного мозга при множественности анализов, не­обходимо прилагать значительные усилия, внимание и силу воли. Явление адаптации и физиологической усталости учитывают при разработке методов органолептического анализа. Например, ограничивают число проб особенно при определении показателей качества в однородном продукте. Для восстанов­ления впечатли­тельности отдельных органов чувств требуется 5—20 мин, что определяет интервал между подачей проб.

 

Осознание и внимание. В зависимости от концентрации внимания лица, проводящего оценку, ощущения, воспринимаемые органами чувств, могут быть выражены в разной степени интенсивности..

Степень осознания ощуще­ний зависит от уровня концентрации внимания.

Различают произвольное внимание, когда данное явление желают заме­тить, и непроизвольное, когда нет мотива для приложения усилий. Аналитиче­ская оценка качества продукта основана на произвольном внимании, так как де­густатор сознательно ставит перед собой задачу. Способность к управлению вниманием и поддержанию его развивается при постоянном выполнении анали­тических оценок. На воспроизводимость результатов органолептической оценки  влияют степень напряже­ния внимания, отсутствие отвлекающих  факторов, вид и степень качественных отличий в продукте.

При проектировании и создании лабо­ратории сенсорного анализа для по­вышения сосредоточенности внимания предусматривают спокойную нейтраль­ную обстановку.

 

Перенос внимания. Сознательная и целеустремленная смена внимания с одного импульса на другой называется переносом внимания. Подвижность внимания является одной из характеристик функциональной способности дегу­статоров особенно при количественной (балльной) оценке, когда различные импульсы улавливают быстро и постоянно. Способ­ность переносить и скон­центрировать внимание на определенных качественных показателях можно приобрести или улучшить специальной тренировкой, что важно при вы­полне­нии органолептических оценок непосредственно на месте производства пище­вых продуктов, где сенсорные лаборатории отсутствуют.

 

Субъективность ощущения. Своеобразие ощущений человека пред­став­ляют со­бой явление, относящееся к человеческой психике. Совокупность пси­хических явлений обусловливает субъективный характер сенсорного исследо­вания продуктов питания.

В то же время заключение о свойствах продукта (сладости, кислоте, сухо­сти, сочности) представляет собой объективную констатацию существования и интенсивности импульсов.

Ощущения, воспринимае­мые органами чувств под влиянием внешних импульсов, вызывают не только определен­ные чувства, но и представления и мысли, которые субъективно отображают действительность.

 

Желательность ощущения. При восприятии ощущений, вызываемых раз­личными продуктами, прояв­ляется индивидуальное отношение к их желательности.

Различают три основные зоны желательности ― желательная, нейтраль­ная и нежелательная, связанные с возможным диапазоном интенсивности ка­кого-либо импульса (цвета, запаха, вкуса). Минимальная интенсив­ность обычно вызывает неприятные ощущения и впечатления. При ее росте постепенно появ­ляется приятное ощущение, которое возрастает до оптимального значения. Дальнейший рост интенсивности импульса ведет к вто­ричному появлению не­приятных ощущений и, следовательно, к низкой желательности продукта.

Вышеуказанная взаимозависимость между интенсивностью и желатель­ностью импульса существует при исследовании любого пищевого продукта. Поэтому при появлении любого импульса, вызванного даже хорошим качест­вом продукта, можно обнаружить две зоны неприятных ощущений: при ниж­нем и верхнем значении интенсивности, причем зона оптимальной желательно­сти обычно находится посередине.

Переход ощущений от нежелательных к желательным  и обратно осуще­ствляется через нейтральную зону, в которой практически невозможно опреде­лить наличие положительных или отрицательных свойств продукта. Степень желательности ощущений определяют как для единичных показателей каче­ства, так и для общего впечатления о продукте.

 

Сенсорная память. Важную роль в органолептическом анализе играет сенсорная память ― запо­минание впечатлений, сохранение их в памяти, воспо­минание и распознавание. Четкое и продолжительное механическое запоминание какого-либо им­пульса основано на многократном повторении оценок. Сенсорная память характеризуется такими чертами как достоверность и оперативная готов­ность. Эти характеристики индивидуальны для отдельных лиц.

Достоверность сенсорной памяти характеризуется постоянством результа­тов и зависит от умения запоминать типичные черты продукта и исключать влияние субъективного фактора на результаты оценки. При отсутствии досто­верности памяти, все остальные свойства ее теряют большую часть своей ценно­сти, поскольку дегустатору трудно избе­жать догадок, предположений и необос­нованных выводов.

Оперативная готовность памяти определяется умением очень быстро из­влекать из накопившихся представлений наиболее необходимые сведения о ка­честве продуктов. Готовность сенсорной памяти зависит от постоянства прове­дения тренировок и системности приобретения знаний.

Чем сложнее и тоньше различие в качестве продукта, тем труднее его об­наружить и сохранить в сенсорной памяти. Особенно это характерно для оценки запаха и вкуса пищевых продуктов. Наличие стандартных образцов (эталонов) позволяет установить предельно допустимую интенсивность орга­нолептических показателей, что способствует снижению погрешности их опре­деления. Однако органолептическая оценка осуществляется на основании ут­вердившихся в па­мяти внутренних (ментальных) стандартов, так как качество эталонных образцов большинства пищевых продуктов видоизменяются во вре­мени.

Таким образом, к профессиональным чертам дегустатора относятся умение наблюдать и анализировать воспринимаемые органами чувств ощущения, фиксиро­вать их в памяти, интерпретировать и ясно излагать ре­зультаты своих наблюдений.

 

Обновлено 29.03.2025 12:02