关键概念
生物学
感官
知觉
感受器
引言
你认为你每天用手触摸多少物体?很多!每次你触摸东西时,你的手都能感觉到物体有多光滑、冰冷、温暖或粗糙。事实上,你的手和手指非常善于感知形状和表面纹理的细节,以至于你可以仅凭触摸而不用看就能识别物体。但这里有一个挑战:你认为你的脚足够敏感到可以做到同样的事情吗?它们能够仅通过触摸来识别物体吗?试试这个活动来找出答案!
背景
当我们触摸某物时,我们会获得关于该物体的许多信息。这是可能的,因为我们的皮肤包含广泛的神经末梢和触觉感受器网络,使其对许多不同类型的刺激敏感。刺激可以是任何触发皮肤感受器产生反应的东西,例如压力、温度、振动或疼痛。一旦感受器被刺激激活,就会触发一系列神经冲动并将其传递到我们的大脑,然后大脑利用这些信息来识别物体。然而,仅仅是被动接触物体不足以识别它。为了辨别其形状和细节,我们必须通过在手中移动它来积极探索其表面和整个物体。这被称为触觉感知。
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为了能够仅通过触觉感知来识别物体,我们使用不同的感受器类型,每种类型负责感知不同的刺激。例如,机械感受器感知诸如振动、压力或纹理的感觉,而热感受器则对物体的温度做出反应。特殊的疼痛感受器负责拾取任何可能损害皮肤的东西,而本体感受器可以感知身体不同部位彼此之间以及与周围环境相关的姿势。这些传感器的组合使我们能够仅通过触摸就拾取物体的形状和温度以及其表面纹理。然后,收集到的信息使我们的大脑能够识别它。
但是,为什么我们能够仅用手识别物体呢?是因为我们在触摸物体时,一生都在看到物体在我们面前的经历吗?这种视觉和触觉感知的结合是否以某种方式连接了我们的大脑,使其能够结合这两种感官输入?我们是否在进化上被条件反射为用手“看”?有一个简单的实验来调查这些问题。如果我们使用另一个身体部位来识别一个熟悉的物体,而这个身体部位没有被训练来做这种任务:你的脚!你认为你的脚能“看”吗?
材料
椅子
助手
眼罩(例如围巾)
大约20个要识别的熟悉物体,例如玩具、食物、家居用品、衣服等。(确保这些物体都没有尖锐的末端或容易破碎。它们的大小应至少与你的拳头一样大或与你的手指一样长。让你的助手收集这些,并确保你看不到它们。)
准备工作
坐在椅子上。你的脚仍然可以舒适地够到地面。
让你的助手蒙上你的眼睛。
让你的助手从你的环境中拿出20个熟悉的物体。
你只有10秒的时间来识别每个物体,所以一旦你拿到一个物体,你的助手必须慢慢数到10,然后再次把它拿走。
步骤
在仍然蒙着眼睛并坐在椅子上的情况下,请你的助手将其中一个物体放在你的手中。在你的双手之间移动物体,并探索其形状和纹理。物体有多大?感觉是温暖还是寒冷?它的表面是粗糙还是光滑?
一旦你认为你已经识别出物体,就告诉你的助手你的猜测并把它还回去。你能在给定的10秒内识别出它吗?你觉得识别它容易还是困难?
一旦你的助手拿回物体,他或她就会在不告诉你任何事情的情况下,如果你无法识别它,则将其放在“错误”堆中,如果你可以识别它,则将其放在“正确”堆中。这样,你可以跟踪你的反应。
在完成第一个物体后,用另外九个物体重复这些步骤,这样你就用双手探索了总共10个物体。有没有你无法及时猜出的物体?你觉得这项任务容易还是困难?在识别物体时,是否有任何刺激对你帮助更大或更小?
对于接下来的10个物体(它们应该与之前的物体不同),你将用脚来识别它们。脱下鞋子和袜子,使你的脚裸露。
在仍然蒙着眼睛并坐着的情况下,让你的助手将一个物体放在你的脚附近。然后用你的脚和脚趾探索该项目,并在前10秒内再次尝试猜测该物体的身份。你觉得用脚探索物体容易吗?比用手容易还是困难?
10秒钟后做出猜测,让你的助手把物体拿走。你的助手应该为脚部实验制作两个单独的堆,具体取决于你是否猜对了物体。
按照相同的步骤(仅使用你的脚)来识别剩余的九个物体。你能用脚感知物体的细节,如表面纹理、形状或温度吗?你能在10秒内识别所有物体吗?你是否在识别所有物体时遇到困难?
一旦你完成识别所有20个物体(10个用手,10个用脚),摘下眼罩并查看所有物体。首先,让你的助手向你解释你用手猜对和猜错的物体。你猜对所有的物体了吗?哪些物体很难或猜错了?你能想到原因吗?
接下来,让你的助手向你展示你用脚猜对和猜错的物体。你猜对、猜错或无法及时猜出的物体有多少?你能在10秒的限制内用手还是用脚识别更多的物体?你能解释你的结果吗?
额外:除了用双手和双脚之外,再次运行相同的实验(使用不同的物体)。但这次只用一只手或一只脚来探索物体。与用双手和双脚相比,是更容易还是更困难?使用左脚或右脚或手是否有区别?
额外:不要只允许每个物体10秒钟,而是花时间直到你能自信地猜测物体的身份。让你的助手分别计时你用手和脚识别每个物体需要多长时间。你在结果中看到任何趋势吗?用手还是脚需要更长的时间?这取决于物体的类型吗?
额外:探索物体大小如何影响你的结果。用不同大小的物体尝试相同的测试。哪些更容易识别——大的物体还是小的物体?
观察和结果
当用手探索物体时,你是否猜对了所有物体?当你用双手触摸和感觉物体时,你可能能够识别出大部分物体。你手中的感受器经过训练并习惯于识别来自物体的各种刺激,例如其表面纹理、形状和温度。结合对某些物体外观和感觉的了解,即使你的大脑并没有真正看到物体,它也能对物体做出积极的识别。10秒钟可能也足够让你对每个物体做出很好的猜测——如果你没有猜对物体,很可能是因为这是一个你不熟悉、以前没有见过或触摸过的物体。
用你的脚,一切都会变得更加复杂。原因之一是你的脚与你的手有非常不同的解剖结构。你的脚趾比你的手指短得多,而且灵活性差得多,这使得抓住和包裹物体更加困难。另一个原因是你的脚不习惯像你的手那样使用它们的触觉感受器来感觉和探索物体。因此,你应该注意到,当使用脚来识别物体时,你猜错的次数更多(或无法及时做出猜测)——尽管你可能对你猜对了多少物体感到惊讶!
如果你测量了每个物体的反应时间,你可能会发现用脚识别比用手识别慢。用脚识别也应该随着物体尺寸的增大而得到改善,因为小物体很难用脚趾抓住。现在你知道不仅你的手,而且你的脚也能够仅通过触觉来识别物体,你认为你能“训练”你的脚,使其和你的手一样好吗?
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