神经量子理论

神经量子理论：神经量子理论

神经量子理论（neuralquantumtheory）是由史蒂文斯等人（Stevensetal.，1941）提出用来解释阈限的一种理论。他们在响度和音高的辨别实验中，推论其基本神经过程是按全或无定律（或全有全无律）（all-or-nonelaw）进行的。神经量子理论假设反应刺激变化过程的神经结构在机能上被分为各个单元或量子。具体地说，被试者只有在此增量大到足以兴奋一个附加的神经量子单位时，才能够察觉到刺激增量。必要的刺激增量的大小将取决于某一个刺激高于上一个兴奋了的神经单位的阈限多少。超过上一单位的阈限越多，兴奋下一个单位所需要的刺激量则越少（见图5-2）。图5-2表明两种连续：（1）刺激连续（stimuluscontinuum）（任意度标）。（2）神经单元阶梯式的感觉连续（sensorycontinuum）。在刺激连续上，St是标准刺激值；a是肯定够兴奋附加量子的刺激增量；△φ只能部分兴奋神经量子所需要的刺激增量。

在感觉连续上，P是S所产生的“剩余”兴奋量，如果说假定17个能量单位的刺激量足以兴奋神经量子a、b、c、d，而且还能部分兴奋“d”量子，这个剩余量只是由超出20能量单位的那点能量所引起的。由此可见，剩余量和感受性的波动紧密相关。只有△φ和S剩余量总合达到等于和大于兴奋一个附加量子所需的能量时，才能产生可觉的感觉反应。因此剩余和能量是有关的，即剩余大，要求增量便小；反之亦然。用数学式表述如下：


△φ=Q-P[公式5-1]

△φ：使附加量子活动所需要的刺激增量

Q：肯定能够兴奋一个量子的增量的大小

P：标准刺激S剩余能量引出的部分兴奋量

上式表明当△φ≥Q-P时，给定的△φ就完全可以兴奋附加量子。增量愈大，辨认的数量愈增加。诚然，这也取决于不同剩余量出现的相对频率。

继续加强增量，务必达到兴奋一个附加量子才会有一个最小可觉差。这样所得到的理论上的刺激反应间关系曲线应是梯形跳跃式的。但是，在实际测量阈限的实验研究中，所得到的总是一条递加的拱形曲线（ogivecurve）。原因在哪里？史蒂文斯认为在于缺少对于被试的动机、注意疲劳等这些随机的波动因素的全面控制。未控制因素的波动可能是常态分配，因而是拱形曲线。史蒂文斯指出，如果满足下面四个条件，便能够得到理想的梯形曲线。

1.必须仔细地控制刺激，避免噪音干扰。

2.被试者在整个实验过程中必须保持恒定的判断标准，最好由动机高度明确、训练有素的实验者充当被试者。

3.如果神经量子的大小在实验期间改变了，那么曲线将变为拱形。

4.从标准刺激向比较刺激的转换必须迅速。