Сила нервной системы и латентный период простой двигательной реакции

Зависимость времени реакции от интенсивности стимула изучена многими авторами и установлена с полной определенностью. Обзоры относящихся сюда работ можно найти в сводках Р. Вудвортса (1950), У. Тейчнера (W. Н. Teichner, 1954), а новейшие и наиболее полные – в работах Е.И. Бойко (1961, 1964). Все данные сходятся на том, что максимальное время реакции наблюдается на около-пороговые раздражители, затем при возрастании интенсивности имеет место резкое сокращение латентного периода, а начиная с некоторых, не столь высоких интенсивностей стимуляции время реакции достигает минимума и практически уже мало изменяется. Попытки дать аналитическое выражение этой зависимости приводят к функциям вида гиперболы (Н. Pieron, 1952).

Следует заметить, что время реакции, особенно на слабые раздражители, заметно поддается тренировке, так что кривая, полученная в первом опыте, может значительно отличаться от кривой, построенной в результате некоторого упражнения. Это нужно иметь в виду при рассмотрении наших материалов: поскольку одной из задач нашей работы была разработка «короткой» методики определения силы нервной системы, мы ограничивались (в основной серии) лишь одним первым опытом, так что наши кривые по своему виду несколько отличаются от графиков, приводимых другими авторами и полученных ими в результате длительной тренировки.

Работ, исследующих временные показатели двигательной реакции в связи со свойствами нервной системы, насчитывается не так уж много. Одной из первых попыток поставить параметры времени реакции в связь с силой нервной системы была работа А.Н. Васильева (1960). Автор обратил внимание на тот факт, что время реакции при росте интенсивности стимула до самых высоких значений никогда не увеличивается, как это предполагал Вундт, а все время имеет тенденцию к сокращению. Согласно предположению А.Н. Васильева, причина этого заключается в том, что запредельное торможение, которое могло бы обусловить увеличение латентных периодов, не успевает развиться при обычной форме опыта – при двигательной реакции на начало раздражителя. Если же взять в качестве показателя время реакции на прекращение очень сильного стимула, а еще лучше соотношение этого времени со временем реакции на начало раздражителя, то тогда эффект запредельного торможения может быть выявлен.

Экспериментальные данные, полученные А.Н. Васильевым, показывают существование ясно выраженных индивидуальных различий в уровне той интенсивности стимула, при которой разность латентных периодов на его возникновение и прекращение становится отрицательной. А.Н. Васильев интерпретировал появление этой отрицательной разности при малых интенсивностях стимула как признак слабости нервной системы, а отсутствие этой разности даже при очень высоких громкостях – как признак высокого уровня силы нервной системы, и опыт с кофеином, видимо, подтвердил эти предположения; однако прямого сопоставления этого индикатора с референтными силовыми показателями никогда не производилось.

В наших опытах со временем реакции, выполненных примерно в то же самое время (В.Д. Небылицын, 1960а, б), такое сопоставление было произведено, и, как мы увидим позже, его результаты помогут и истолкованию данных А.Н. Васильева.

Измерение времени реакции в наших опытах производилось при помощи релейной схемы, состоящей из источника звуковой или световой стимуляции, двух ключей – для экспериментатора и испытуемого – и электрического секундомера. Экспериментатор нажимом ключа одновременно включал раздражитель и секундомер, а испытуемый, реагируя нажатием на ключ, выключал и то и другое. Испытуемые получали инструкцию нажимать как можно быстрее на услышанный тон любой громкости или увиденный свет любой яркости. Опытам со световыми сигналами предшествовала 10‑минутная адаптация при слабой освещенности (порядка 0,002 лк).

Примененные в опытах раздражители имели шесть фиксированных уровней интенсивности. Минимальная интенсивность звука (чистого тона частотой 1000 Гц от звукового генератора ЗГ‑10) была 45 дБ от уровня 0,0002 бара; далее она возрастала ступенями по 15 дБ до максимальной величины 120 дБ. Минимальная интенсивность светового стимула (круга диаметром 5°) была около 0,02 лк, и каждая последующая ступень превосходила по яркости предыдущую в 10 раз; таким образом, наибольшая яркость светового сигнала была 2000 лк. При работе со световыми раздражителями использовалась фиксационная точка, находящаяся на расстоянии 10° от центра тестового круга.

Все опыты повторялись в условиях действия кофеина.

При работе со звуковыми раздражителями кофеин давался непосредственно после окончания «бескофеиновых» измерений, и опыт возобновлялся через 15 мин. «Кофеиновые» опыты со световыми сигналами ввиду их большой длительности ставились, как правило, на другой день после проведения основного опыта.

В качестве испытуемых в опытах приняли участие 20 человек в возрасте от 18 до 50 лет. Испытуемые поступали на опыты после определения у них силы нервной системы, которое проводилось при помощи угашения с подкреплением условных фотохимических реакций, выработанных на звуковой раздражитель. Для целей статистического анализа все испытуемые по результатам этого испытания были разделены на две в известной степени условные группы: «сильных» и «слабых». В первую группу вошли те лица, у которых не было отмечено падения условных реакций после угашения с подкреплением, во вторую – те, у которых такое падение имело место.

Анализ экспериментальных данных естественно начать с индивидуальных различий по наиболее широко изучаемому показателю времени реакции – латентному периоду реакции на максимальные интенсивности стимула. Этот показатель, собственно, и характеризует обычно «время реакции» данного индивида и в этом значении употребляется во многих исследованиях прикладного характера (см. обзор у Е.И. Бойко, 1964). Однако типологическое его значение до сих пор практически не изучено. Результаты, полученные нами по этому вопросу, приведены в табл. 29, где представлены значения латентных периодов для 18 испытуемых (9 сильного и 9 слабого типа); работавших со звуковыми раздражителями, и для 12 испытуемых (6 «сильных» и 6 «слабых»), работавших со зрительными раздражителями.

Таблица 29

Латентные периоды двигательных реакций (в мс) на сильные сенсорные раздражители (звук 120 дБ от 0,00002 бара, свет 2000 лк) (В.Д. Небылицын, 1960 а)

 

Испытуемые с сильной нервной системой	Среднее арифметическое	Испытуемые со слабой нервной системой	Среднее арифметическое
Слуховой анализатор
Зрительный анализатор

Рис. 43. Время реакции как функция интенсивности светового стимула в среднем по группам «сильных» (сплошная линия) и «слабых» (штриховая линия) испытуемых при определении силы по фотохимической методике. Ось абсцисс – интенсивность света (в лк); ось ординат – время (в мс) (В.Д. Небылицын, 1960).

 

Статистическая обработка материала показывает, что наблюдаемые различия между средними «сильных» и «слабых» носят незначимый характер. Это дает основание думать, что скорость простой двигательной реакции на сильные звуковые и световые раздражители не стоит в связи с силой нервной системы испытуемого. Этот вывод косвенно подтверждает заключения тех авторов, которые отмечают, что время реакции, по-видимому, определяется каким-то особым фактором психофизиологической организации индивида, поскольку показатели времени реакции практически не коррелируют с другими индикаторами двигательной деятельности (Е. A. Fleischman, 1954, 1958).

Вывод об отсутствии связи между силой нервной системы и временем реакции на очень сильные раздражители иллюстрируется также графически. Рисунки 43 и 44 показывают, что в точках, соответствующих максимальным интенсивностям раздражителя, наблюдается близкое схождение кривых, построенных по средним результатам «слабой» и «сильной» групп. Однако при этом нельзя не заметить и весьма любопытного явления, заключающегося в том, что чем дальше значения стимуляции отходят от максимальных (при звуке начиная со 100 дБ), тем большей становится разница в абсолютных средних значениях времени реакции между двумя выделенными группами. При минимальных интенсивностях разность в случае звукового стимула составляет 76 мс, а в случае светового – 78 мс (индивидуальные и средние арифметические значения приведены в табл. 30). Таким образом, испытуемые со слабой нервной системой проявляют явную тенденцию к более быстрому реагированию на стимулы низкой физической интенсивности. В свете материалов предыдущей главы и соображений, высказанных в начале настоящей главы, это явление, на первый взгляд кажущееся парадоксальным, находит свое достаточно эффективное теоретическое объяснение. Можно считать несомненным, что более короткое время реакции у «слабых» индивидов обусловлено их более высокой чувствительностью, более низкими порогами ощущений. Именно в силу этой особенности слабой нервной системы падающий на нее стимул является физиологически более эффективным, и чем меньше по своей физической интенсивности этот стимул, тем отчетливее выявляются различия в быстроте реакции между сильной и слабой нервной системой.

рис 44. Время реакции как функция интенсивности звукового стимула в среднем по группам «сильных» (сплошная линия) и «слабых» (штриховая линия) испытуемых при определении силы по фотохимической методике. Ось абсцисс – интенсивность звука (в дБ от уровня 0,0002 бара), ось ординат – время (в мс) (В.Д. Небылицын, 1960а).

Подобные различия впервые отметила З. Г. Туровская (19636), сопоставившая с рядом силовых индикаторов показатели времени реакции, получаемые при предъявлении последовательности зрительных раздражителей (букв) по корректурно-двигательной методике Н.С. Лейтеса (1956а). Среднее значение времени реакции для «сильных» было в ее работе больше этого же показателя для «слабых» примерно на 50 – 60 мс, а из коэффициентов корреляции между силовыми индикаторами и показателями времени реакции многие были статистически значимы (см. табл. 31, представляющую собой извлечение из матрицы интеркорреляций, приводимой З.Г. Туровской; в этой таблице положительные знаки коэффициентов указывают на положительную связь между силой нервной системы и длительностью латентного периода). При факторной обработке корреляционной матрицы оба показателя времени реакции получили значимые веса по фактору, идентифицированному как сила нервной системы по отношению к возбуждению. Автор работы, на наш взгляд, совершенно справедливо объясняет полученные отношения ссылкой на зависимость между слабостью нервной системы и чувствительностью, определяющую в данном случае более короткое время реакции у «слабых» испытуемых.

 

Таблица 30

Латентные периоды двигательных реакций (в мс) на слабые сенсорные раздражители (звук 45 дБ от 0,0002 бара, свет 0,02 лк)

Испытуемые с сильной нервной системой	Среднее арифметическое	Испытуемые со слабой нервной системой	Среднее арифметическое
Слуховой анализатор
Зрительный анализатор

Таблица 31

Коэффициенты корреляции рангов между показателями времени реакции и индикаторами силы нервной системы (З.Г. Туровская, 19636)

	Методики определения силы нервной системы
Показатели времени реакции	индукционная, вариант «повторение»	индукционная, вариант «утомление»	зрительная чувствительность	влияние на зрительную чувствительность отвлекающих звуковых раздражителей	слуховая чувствительность	влияние на слуховую чувствительность отвлекающих световых раздражителей	электрическая чувствительность глаза	критическая частота мелькающего фосфена
Время реакции на раздражитель, значительно отставленный от предыдущего положительного стимула	48**		39*	38*		45*
Время реакции на раздражитель, значительно отставленный от предыдущего тормозного стимула	37*		48**

Примечание. • р < 0,05; **р <0,01.

рис. 45. Время реакции как функция интенсивности звукового раздражителя по группам «сильных» и «слабых» испытуемых при определении силы с помощью ЭЭГ варианта угашения с подкреплением.

Обозначения те же, что на рис. 44 (по данным И.В. Равич-Щербо; В.Д. Небылицын и др., 1965).

 

Специальной проверке положение о большей быстроте реакции на слабые интенсивности у лиц со слабой нервной системой было подвергнуто в работе по сопоставлению «коротких» методик (В.Д. Небылицын и др., 1965). Данные, полученные в рамках этой работы И.В. Равич-Щербо, вновь – и даже более отчетливо – подтвердили это положение. Референтным индикатором силы нервной системы служил здесь ЭЭГ вариант угашения с подкреплением. На рис. 45 показаны две кривые латентных периодов, из которых верхняя построена по средним данным «сильной» группы (куда вошли 6 испытуемых с увеличением условной реакции после теста), а нижняя – по средним данным «слабой» группы (9 испытуемых с падением условного эффекта до значений, равных 70 % от «фона» и менее). Как и в первоначальной работе по этому вопросу, наибольшая разность средних наблюдается при минимальной интенсивности звукового стимула; эта разность, равная 221 мс, даже больше, чем была отмечена в первой работе, и связано это, несомненно, с меньшей физической интенсивностью минимального стимула (30 дБ вместо 45 дБ) – выше мы уже указывали, что эта разность должна быть тем больше, чем ближе к порогу ощущения применяемая интенсивность раздражения.

Интересна динамика величин коэффициентов корреляции, подсчитанных для каждой интенсивности стимула, между латентными периодами и некоторыми силовыми индикаторами (табл. 32): чем. меньше интенсивность, тем больше величина корреляции, и при минимальной громкости стимула она (для угашения с подкреплением) достигает граничного уровня значимости.

Таблица 32

Корреляции между индикаторами силы нервной системы и латентными периодами при различных интенсивностях стимула (В.Д. Небылицын и др., 1965)

Индикаторы силы нервной системы	Интенсивность звукового стимула, дБ
ЭЭГ вариант угашения с подкреплением				511»
Абсолютный зрительный порог

Примечание. • р < 0,05.

Все сказанное, несомненно, подтверждает тезис о том, что поведение системы при возрастании интенсивности сенсорного стимула в значительной степени определяется ее силовой характеристикой, поскольку последняя находится в неразрывной связи с уровнем ее возбудимости. При этом зависимость между количественными параметрами реакции и силой нервной системы наименее заметна при высоких интенсивностях стимула, так как в этой зоне сильные и слабые системы находятся в районе предела данной функции (рис. 43–45), а наиболее заметна эта зависимость при слабых интенсивностях стимуляции, когда разница в физиологической эффективности стимула для слабых и сильных систем наиболее ощутима.

Надо сказать, однако, что при измерении времени реакции даже в этом последнем случае различия в абсолютных значениях эффекта между «сильной» и «слабой» недостаточно велики. Разность средних для минимальных интенсивностей стимула ни в одном из приведенных примеров не достигает уровня статистической значимости, а коэффициенты корреляции между латентными периодами реакции на этих интенсивностях и силой нервной системы имеют не слишком высокие значения. Таким образом, абсолютные величины времени двигательных реакций даже при самых слабых из использованных интенсивностей вряд ли могут служить надежными самостоятельными индикаторами силы нервной системы. Причиной всего этого, видимо, является вмешательство каких-то факторов, посторонних по отношению к закономерности, связывающей силу и чувствительность, и препятствующих полному и находящемуся в согласии с теорией вопроса проявлению этой закономерности в динамике данной функции.

Учитывая, что при максимальной интенсивности стимула время реакции практически не зависит от силы нервной системы и может быть равно малым или большим и у «сильных» и у «слабых», можно думать, что одним из таких факторов является та неврологическая функция, от которой непосредственно зависит скорость проведения возбуждения по участвующим в реакции центростремительным и центробежным волокнам и которая определяет наличие индивидуальных вариаций по этому качеству работы нервной системы. Влияние этого фактора, в первую очередь определяющего время реакции и, видимо, не связанного с силой нервной системы, интерферирует с влиянием параметра силы и не дает проявиться последнему, так сказать, в чистом виде. Поэтому абсолютные значения времени реакции даже при околопороговых интенсивностях стимуляции могут дать только приближенную характеристику силы нервной системы.

-Рис. 46. Отношения времени реакции для данной интенсивности света к минимальному времени реакции для групп «сильных» (сплошные линии) и «слабых» (штриховые линии) испытуемых как функция интенсивности раздражения.

Нижняя сплошная и верхняя штриховая кривые построены по данным опытов без кофеина, верхняя сплошная и нижняя штриховая – по данным опыта с кофеином.

Ось абсцисс – интенсивность света (в лк); ось ординат – указанные отношения (В.Д. Небылицын, 1960а).

 

Чтобы по возможности элиминировать влияние указанного побочного фактора, следовало попытаться ввести в обработку не абсолютные значения латентных периодов, а какие-то другие количественные показатели. Анализируя индивидуальные и средние кривые зависимости времени реакции от интенсивности раздражителя, можно заметить, что влияние силы нервной системы сказывается в этих кривых не только и не столько в разнице абсолютных величин латентных периодов, сколько в самом характере изменения последних при изменении интенсивности стимула.

Из приведенных графиков (рис. 43–45) видно, что кривые индивидов с сильной нервной системой характеризуются в целом большим наклоном, большей крутизной перехода от минимальных раздражителей к максимальным по сравнению с кривыми, принадлежащими лицам со слабой нервной системой. Следовательно, испытуемые с сильной нервной системой отвечают на изменение интенсивности сигнала, как правило, более резкими сдвигами латентных периодов, нежели «слабые» испытуемые, у которых кривая опыта является более пологой, а в некоторых случаях проходит почти параллельно оси абсцисс.

Характеристики наклона и были взяты для дальнейшего сопоставления с силовыми показателями. В качестве таких характеристик служили отношения латентных периодов при данной интенсивности к латентным периодам при наибольшей интенсивности раздражения

При использовании этих показателей кривые времени реакции, приведенные на рис. 43–44, преобразуются в графики, показанные на рис. 46–47. Из этих графиков отчетливо видно, что испытуемым с сильной нервной системой в целом свойственны более крутые, а «слабым» индивидам – более пологие кривые зависимости времени реакции от интенсивности стимула. Этот вывод подтверждается данными статистической обработки, проведенной с использованием дисперсионного анализа[33], для которого в качестве результативного признака по указанным выше причинам были взяты не абсолютные значения латентных периодов, а упомянутые выше отношения в том числе и для опыта с влиянием кофеина.

Результаты анализа, сведенные в табл. 33, показывают с весьма высокой степенью значимости (р < 0,001) существование зависимости между силой нервной системы и отношением на всех ступенях интенсивности, а значит, и величиной наклона опытной кривой как в слуховом, так и в зрительном анализаторе.

Рис. 47. Отношения времени реакции для данной интенсивности звука к минимальному времени реакции для групп «сильных» и «слабых» испытуемых. Верхние сплошная и штриховая кривые построены по данным опытов без кофеина, нижние сплошная и штриховая кривые – по данным опытов с кофеином. Ось абсцисс – интенсивность звука (в дБ от 0,0002 бара) (В.Д. Небылицин, 1960а).

 

Следует заметить, что эта зависимость является именно статистической, т. е. отнюдь не исключает существования более или менее значительных индивидуальных отклонений. В нашем материале такими отклонениями являются результаты двух «сильных» испытуемых, давших пологие кривые опыта со звуковыми стимулами, и одного «слабого» испытуемого, кривая которого при звуковых раздражителях имеет существенный наклон.

Другой способ определения зависимости наклона кривой времени реакции от силы нервной системы состоит в вычислении коэффициента корреляции между соответствующими показателями. Для общей количественной оценки степени наклона кривой (при звуковых раздражителях) мы взяли сумму отношений для всех интенсивностей стимула, а показателем силы служило сохранение величины условной реакции в фотохимическом варианте угашения с подкреплением. Коэффициент корреляции, подсчитанный по методу моментов, оказался равен 0,653 (р < 0,01).

Таблица 33

Дисперсионный анализ отношений (В.Д. Небылицын, 1960а)

Источник вариации	Число степеней свободы к	Дисперсия, σ2	Критерий, F	Вероятность нулевой гипотезы, р
Слуховой анализатор
С		3,2804	49,77	<0,001
И		0,7919	12,01	<0,001
К		1,3053	19,80	<0,001
С Х К		0,0002	0,003	–
С Х И		0,2527	3,83	<0,01
К Х И		0,0185	0,28	–
С Х К Х И		0,0088	0,13	–
Z		0,0659	–	–
Зрительный анализатор
С		0,3674	40,24	<0,001
И		0,0230	2,52	>0,05
К		0,7521	82,38	<0,001
С Х К		0,0790	8,65	<0,01
С Х И		0,0075	0,82	–
К Х И		0,0003	0,03	–
С Х К Х И		0,0013	0,14	–
Z		0,00913	–	–

 

Обозначения: С – сила нервной системы; К – кофеин; И – интенсивность раздражителя; С Х И; С Х К Х И взаимодействие факторов; Z – остаточная вариация.

 

Этот же способ был применен для определения указанной зависимости и в работе с «короткими методиками», в которой исследовавшая этот вопрос И.В. Равич-Щербо для оценки наклона пользовалась величиной коэффициента b в уравнении регрессии у = а + bх; референтным показателем силы нервной системы служило сохранение условного эффекта при ЭЭГ варианте угашения с подкреплением (опыты выполнены В.Д. Небылицыным). Коэффициент корреляции между этими показателями был равен 0,591 (р < 0,01).

Положительная корреляция между величиной наклона кривой и силой нервной системы была найдена также М.Н. Борисовой (1965). Однако значение коэффициента было невысоким (0,36; р > 0,05). Это можно, видимо, объяснить тем, что сила была определена с помощью индукционной методики (зрительный анализатор), а время реакции измерялось при использовании звуковых раздражителей. Различия между анализаторами по уровню силы, вероятно, и обусловили снижение коэффициента корреляции. Однако тенденция все же остается достаточно определенной и в этом случае.

Таким образом, статистическая обработка сопоставлений, проведенных в трех разных работах, причем во второй из них – двумя независимо работавшими авторами, показывает с достаточной ясностью существование зависимости между силой нервной системы и наклоном кривых времени реакции при вариациях интенсивности стимула. У лиц с сильной нервной системой латентные периоды реакции, как правило, значительно увеличиваются при уменьшении интенсивности сигнала, в то время как у испытуемых слабого типа при тех же условиях это увеличение выражено гораздо меньше, а у многих из них латентные периоды остаются почти неизменными на всем протяжении шкалы интенсивностей (насколько она была у нас представлена). Следовательно, в известных пределах Слабая нервная система обеспечивает ту максимальную или немногим меньшую скорость реагирования, на которую она вообще способна почти независимо от интенсивности стимула.

Мы полагаем, что объяснение этому факту может быть дано только в рамках концепции взаимосвязи между силой нервной системы и абсолютными порогами. Можно думать, что именно высокая возбудимость слабой нервной системы является тем ее свойством, которое позволяет ей реагировать с полной отдачей скорости уже при тех интенсивностях, где для менее возбудимой сильной нервной системы уровень стимуляции является еще малоэффективным. В пользу этого говорят также дополнительные экспериментальные данные, полученные при использовании кофеина.

1. Статистический анализ (табл. 33) показывает, что кофеин существенно влияет на отношение в сторону его уменьшения, т. е. в сторону придания кривым опыта большей пологости, в слуховом анализаторе (F = 12,01; р < 0,001); он увеличивает также, хотя и недостоверно, пологость «сильных» кривых, полученных при световой стимуляции (рис. 46 и 47). Но действие кофеина заключается, как известно, в повышении возбудимости клеток коры. Можно с большой долей уверенности полагать, что и в данном случае уменьшение наклона кривых произошло именно вследствие повышения возбудимости корковых клеток соответствующих анализаторов.

2. Если взять в качестве результативного признака отношение которое будет характеризовать величину сдвига кривой в опыте с кофеином относительно опыта без кофеина, то можно, составив соответствующую таблицу (средние из которой приведены в табл. 34), подвергнуть статистическому анализу различия в величине этого сдвига у испытуемых с сильной и слабой нервной системой.

Таблица 34

Средние арифметические отношений времени реакции в опытах без кофеина к времени реакции в опытах с кофеином (В.Д. Небылицин, 1960а)

Испытуемые	Интенсивности
И1	И2	И3	И4	И5	И6
Слуховой анализатор
«Сильные»	1,21	1,23	1,15	1,24	1,12	1,07
«Слабые»	1,07	1,09	1,10	1,10	1,06	0,96
Зрительный анализатор
«Сильные»	1,12	1,11	1,12	1,10	1,09	1,04
«Слабые»	1,06	1,06	1,05	1,08	1,04	1,07

Примечание. И1, И2 и т. д. – ступени интенсивности раздражителя от минимальной до максимальной.

Результаты такого анализа (табл. 35) показывают, что в слуховом анализаторе это различие является значимым (F = 8,07; р < 0,01); в зрительном оно имеется также, хотя и не достоверно (возможно, ввиду меньшего числа испытуемых). Таким образом, у представителей сильного типа кривая опыта после приема кофеина испытывает в общем больший сдвиг вниз по оси ординат, чем у лиц со слабой нервной системой; у этих последних обе кривые – «кофеиновая» и «бескофеиновая» – располагаются в целом теснее, ближе одна к другой. О чем может говорить этот факт? По-видимому, о том, что слабая нервная система в отличие от сильной обладает реактивностью, более близкой к пределу, и поэтому при воздействии кофеина не может шагнуть так же далеко в направлении улучшения скоростной характеристики реагирования, как сильная. Согласно этой логике, «слабые» испытуемые должны давать перегиб кривой кверху в тех случаях, когда сенсорный эффект раздражи теля будет выше предела реактивности данной системы.

 

Таблица 35

Дисперсионный анализ отношений времени реакции в опытах без кофеина к времени реакции в опытах с кофеином

Источник вариации	к	σ 2	F	р
Слуховой анализатор
С		0,2712	8,07	0,01
И		0,0546	1,62	0,05
С Х И		0,0071	0,11	–
Z		0,0336	–	–
Зрительный анализатор
С		0,0242	2,52	0,05
И		0,0026	0,26	–
С Х И		0,0034	0,35	–
Z		0,0096	–	–

Примечание. Обозначения те же, что в табл. 33.

Наши данные в общем подтверждают это предположение: если у испытуемых сильного типа при максимальной звуковой стимуляции (в табл. 34 И6) отношение сохраняется в среднем больше 1, то у большинства испытуемых слабого типа, а также в среднем у них оно перешагивает рубеж и становится правильной дробью[34] (в зрительном анализаторе этого не наблюдается, вероятно, ввиду недостаточно большой интенсивности шестой ступени светового раздражителя).

Подытоживая приведенный экспериментальный материал, можно сделать следующий общий вывод: настолько, насколько это позволяет специфика примененной методики, прием измерения функции при изменениях интенсивности стимула дает возможность показать, что слабая нервная система действительно отличается от сильной, во-первых, большей скоростью реакции в зоне околопороговых интенсивностей, а во-вторых, более быстрым приближением к: пределу исследуемой функции при возрастании стимуляции. Эти различия можно объяснить, только допустив, что слабая нервная система обладает более низким абсолютным порогом, в силу чего стимуляция, падающая на нее, имеет больший физиологический эффект, чем та же по своей физической интенсивности стимуляция, принимаемая сильной нервной системой. В итоге кривая времени реакции испытуемых с сильной нервной системой как бы несколько отстает в своем движении к пределу функции от кривой «слабых» испытуемых, и величина этого отставания теоретически должна быть равна разности абсолютных порогов «сильных» и «слабых» индивидов.

Последнее предположение поддается прямой экспериментальной проверке, которая может быть произведена в опыте путем применения шкалы раздражителей, взятых не в абсолютных физических единицах, а в единицах индивидуального порога. Таким приемом мы как бы снимаем различие «сильных» и «слабых» испытуемых по уровню их чувствительности, так как в этом случае каждая ступень шкалы интенсивностей обладает одним и тем же физиологическим эффектом для каждого испытуемого независимо от фактической величины его индивидуального порога. И если предположение, о котором идет речь, правильно, то кривые времени реакции, получаемые при изменении интенсивности раздражителя, должны в этом контрольном эксперименте иметь приблизительно одни и те же ординаты как у «сильных», так и у «слабых» испытуемых, т. е. обладать примерно одной и той же степенью наклона независимо от индивидуальных различий в уровне абсолютной чувствительности. Такой эксперимент и был поставлен с использованием звуковых раздражителей на новой группе испытуемых. Опишем методику эксперимента.

Сила нервной системы испытывалась снова методом угашения с подкреплением условного фотохимического рефлекса.

Опыты по определению слухового порога и исследованию времени реакции проходили в звуконепроницаемой камере. Слуховые пороги, на частоте 1000 Гц измерялись при помощи генератора чистых тонов ЗГ‑10.

Интенсивности сигнала, применявшиеся в опытах на время реакции, составляли 3, 9, 24, 42, 62, 82 и 92 дБ от индивидуального порога испытуемого, измеренного в начале опыта. Раздражители предъявлялись вразброс (каждый раз после двух предупреждающих световых сигналов), однако порядок их подачи сохранялся один и тот же для всех испытуемых. Кривые времени реакции строились по данным последнего из 2 –4 опытов, проведенных с каждым испытуемым; тренировочные опыты были необходимы потому, что вначале почти все испытуемые с трудом различали минимальные громкости (особенно 3 дБ) и время реакции на них было весьма нестабильным. В основном опыте каждая интенсивность раздражителя предъявлялась 16 раз.

В опытах приняли участие 13 испытуемых – 6 «сильных» и 7 «слабых».

Результаты этой серии опытов приведены в табл. 36. Здесь даны величины порогов испытуемых, выраженные в децибелах от уровня 0,0002 бара. Различие между средними значениями порогов для групп испытуемых сильного и слабого типов статистически значимо на уровне р < 0,01.

В той же таблице для каждого испытуемого даны отношения времени реакции на применявшиеся раздражители к времени реакции на максимальный раздражитель 92 дБ, являющемуся, как правило, наименьшим. В таблице представлены также средние значения этих отношений для групп «сильных» и «слабых» испытуемых, а на рис. 48 приводятся соответствующие кривые для обеих групп испытуемых.

Как видно из рисунка, средняя кривая «сильных» испытуемых (сплошная линия) проходит почти по тем же самым ординатам, что и кривая испытуемых слабого типа (пунктирная линия). Это означает, что, несмотря на довольно значительный разброс индивидуальных показателей внутри каждой из групп (табл. 36), в целом «сильные» и «слабые» испытуемые практически одинаково реагируют на возрастание стимуляции в том случае, когда раздражители берутся в единицах порога и являются, таким образом, на каждой ступени интенсивности физиологически равными для всех испытуемых независимо от индивидуального порога. Следовательно, подтверждается наше предположение о том, что различия в наклоне кривых латентных периодов у «сильных» и «слабых» испытуемых при использовании раздражителей в диапазоне 45 – 120 дБ обусловлены более низкими порогами слабой нервной системы.

Таблица 36

Отношения времени реакции на применявшиеся раздражители к времени реакции на максимальную интенсивность у испытуемых с сильной и слабой нервней системой (в опыте с отсчетом интенсивностей от индивидуального порога) (В.Д. Небылицын, 19606)

Испытуемые	Сила нервной системы	Порог слуха, в дБ от уровня 0,0002 бара	Интенсивность раздражителя, в дБ от индивидуального порога
						/92
Т.Л.	Сильная		3,00	2,23	1,71	1,45	1,29	1,13	1,00
Л.Л.	»		2,06	1,68	1,29	1,12	1,00	1,00	1,00
П.В.	»		2,88	2,00	1,54	1,42	1,15	0,96	1,00
П.Л.	»		2,58	2,19	1,81	1,54	1,42	1,04	1,00
М.Е.	»		2,55	1,74	1,29	1,24	1,05	1,00	1,00
P.O.			2,47	1,89	1,37	1,21	1,24	1,05	1,00
Средние	13,0	2,59	1,96	1,50	1,33	1,19	1,03	1,00
М.Ю.	Слабая		3,52	1,94	1,44	1,36	1,26	1,02	1,00
П.А.	»		–	2,21	1,64	1,27	1,18	1,06	1,00
К.Л.	»		2,63	1,76	1,37	1,15	1,13	0,98	1,00
М.Л.	»		3,00	2,05	1,46	1,30	1,19	1,03	1,00
П.Ю.	»		3,17	2,06	1,31	1,26	1,14	1,14	1,00
Д.Л.	»		2,92	2,17	1,25	1,25	1,23	1,00	1,00
О.А.	»		2,50	1,93	1,54	1,43	1,21	1,11	1,00
Средние	7,7	2,96	2,02	1,43	1,29	1,19	1,03	1,00

 

Из факта совпадения средних кривых вытекают еще и некоторые другие выводы. Один из них касается весьма важного вопроса о соотношении между верхним и нижним. порогами реагирования нервной системы. Представление о том, что соотношение между верхним порогом реакции (пределом функции) и нижним порогом (порогом возбуждения) является относительно постоянным и может быть записано как не могло быть до сих пор экспериментально доказано при прямом сопоставлении показателей чувствительности и силы, так как эти показатели пока несоизмеримы; выводы основывались лишь на факте корреляции между абсолютными порогами и силой нервной системы. Теперь мы имеем определенный экспериментальный материал для прямого ответа на этот вопрос.

В самом деле, в опыте с временем реакции устранена основная трудность – трудность сопоставления верхнего и нижнего порогов, так как оба они – порог ощущения и та громкость, при которой прекращается уменьшение латентных периодов, – выражаются в одних и тех же единицах, а применявшиеся раздражители уравнены по их физиологическому эффекту. В этих условиях нужно только убедиться в том, что кривые изменения латентных периодов и «сильных» и «слабых» испытуемых достигают предела при одном и том же уровне стимуляции. Рисунок 48 показывает нам, что дело обстоит именно так: интенсивности порядка 85 – 90 дБ над индивидуальным порогом, т. е. около 4,5 логарифмических единиц порога ощущения, представляют собой как раз тот уровень сигнала, при котором обе средние кривые если не достигают предела, то вплотную – и вместе – к нему приближаются. Мы вправе заключить отсюда, что соотношение между пределом исследованной функции (скорости двигательной реакции) и ее порогом (порогом ощущения) является в целом для групп «сильных» и «слабых» индивидов постоянным, практически одинаковым. и не зависит от абсолютного уровня порогов.

Рис. 48. Отношение времени реакции для данной интенсивности звука к минимальному времени реакции для групп «сильных» (сплошная кривая, черные кружки) и «слабых» (пунктирная кривая, белые кружки) испытуемых при стимуляции в единицах порога. Ось абсцисс – интенсивность звука (в дБ от индивидуального порога); ось ординат – указанные отношения (В.Д. Небылицын, 1960б).

Другой вывод относится к проблеме поведения систем в зоне «промежуточных» интенсивностей стимула. Вопрос ставился так: существуют ли между индивидами, различающимися по уровню силы, различия в самой динамике перехода от порога к пределу, или характер этого перехода одинаков для тех и других? Как явствует из рис. 48, полученные данные говорят, видимо, скорее в пользу последнего предположения: если бы характер перехода от порога к пределу был различен (например, если бы слабая нервная система быстрее стремилась к предельным значениям функции), совпадение кривых, очевидно, не имело бы места.

Весь приведенный в этом разделе материал, видимо, говорит о том, что наклон кривой времени реакции как функции интенсивности стимула может сам по себе служить достаточно надежным индикатором силы нервной системы, а определение его может быть использовано в качестве «короткой» методики при диагностике этого свойства.

Если это так, то появляется, в частности, возможность с какой-то степенью точности оценить правильность гипотезы А.Н. Васильева (1960) относительно связи предложенного им временного показателя двигательной реакции с силой нервной системы. Действительно, если это предположение верно, то тогда испытуемые, различающиеся по выдвинутому А.Н. Васильевым индикатору, должны демонстрировать и различный наклон кривых латентных периодов. По материалам, приводимым А.Н. Васильевым, такие кривые для выделенных им групп «сильных» (7 человек) и «слабых» (5 человек) были нами построены. Они показаны на рис. 49, из которого видно, что кривая сильных» действительно проходит по более высоким ординатам и обладает несколько большим наклоном, чем кривая «слабых» испытуемых. Этот факт свидетельствует в пользу предположения А.Н. Васильева о зависимости выдвинутого им показателя от силы нервной системы.

Рис. 49. Время реакции как функция интенсивности звукового раздражителя в среднем по группам «сильных» и «слабых» испытуемых при определении силы по методике, предложенной А.Н. Васильевым (1960). Ось абсцисс – градации интенсивности звука. Остальные обозначения те же, что на рис. 44.

Правда, различие в наклоне невелико, и коэффициент корреляции рангов между оценкой наклона и упомянутым показателем равен только 0,35 (р > 0,05), однако это можно объяснить тем, что в опытах А.Н. Васильева диапазон интенсивностей звукового раздражителя составлял всего лишь 50 дБ (в то время как в изложенных выше работах он составлял 75 и 80 дБ), и, следовательно, поскольку максимальный стимул в его опытах был чрезвычайно сильным, минимальный был весьма далек от среднего порога. А близость стимуляции к порогу, как мы указывали, является в методике с временем реакции необходимым условием проявления достаточно четких различий по силе нервной системы.

Итак, можно считать, что определение влияния силы нервной системы на зависимость времени реакции от интенсивности раздражителя оказалось полезным приемом, подтвердившим некоторые следствия, вытекающие из положения о связи между чувствительностью и силой нервной системы, а значит, и само это положение.

Другим приемом, исследованным в этом же аспекте, явилось определение влияния силы нервной системы на критическую частоту мелькающего фосфена.