「意識百問之4」爲什麼人對不同的刺激的適應性不一樣?

在[意識百問之2]中我們探討了神經系統調節的基礎在於 ,並分析了人是如何定性環境刺激信號的趨性(消極或積極)的。

本篇文章我們將繼續就這一機制做進一步的探討,那就是當一種有趨性的刺激信號重複出現時,人會出現怎樣的反應?下面是關於這個課題的[意識百問之4]:“為什麼一件新衣服剛穿上身時會有些不舒服,穿了半天之後就沒什麼感覺了?為什麼皮膚受傷腫痛時,輕輕一碰就會疼痛難受,即使隔了半天依然這樣敏感?這種不同的敏感度反應對身體調節有什麼意義?”

「意識百問之4」為什麼人對不同的刺激的適應性不一樣?

一種或積極或消極的趨性刺激通常引起一種特定機體反應,但這不一定是絕對的,機體能夠根據刺激的頻次和強度而調整響應力度。在對水蛭的實驗研究中發現,一種重複的觸碰刺激會使得水蛭的條件反射逐漸減弱,這個過程稱為習慣化;在水蛭沒有適應習慣化時施加一個強刺激,水蛭的反應強度會變得超過正常水平,這個過程稱為敏感化;而對於一個已經適應習慣化的水蛭再施加強刺激時,水蛭又會去習慣化,重新恢復對刺激的敏感性[1]。

習慣化和敏感化現象在許多動物當中均有表現,包括人在內。一件新衣服可能會讓人不舒服,穿了半天就會沒什麼感覺了;經常處在充滿糜爛腐臭的環境中,對臭味也會失去敏感性;皮膚不小心刮掉一塊皮後,即使輕輕觸碰掉皮的地方,都會讓人有明顯的刺痛感;剛有飢餓感時會比較難受,可是熬一會兒又習慣了,直到更強烈的飢餓感來襲……這些也可視為習慣化和敏感化的典型表現。個體在面對重複的刺激時,因為刺激力度的不同,使得機體的後續反應也有所不同。對於刺激幅度較大的刺激信號,機體始終保持敏感性,而對刺激幅度較小的刺激信號,機體有時會逐漸喪失敏感性,有時持續保持敏感性,從而達到一個新的適應基準,這個對刺激信號的再適應過程,就是本覺[2]的

學習機制。本覺對刺激信號的分化的目的是規避消極信號並趨近積極信號,從而使得機體保持適宜性。非適宜性會引發機體一系列的調節行為,而適宜性則會使得機體的行為迴歸收斂,因此適宜性是機體的一種均衡狀態,從圖中我們也可以看出這種收斂趨向。

「意識百問之4」為什麼人對不同的刺激的適應性不一樣?

對於已經處於適宜狀態的機體來說,當出現一種低反差信號的重複刺激時,機體會趨向於習慣化,行為觸發不明顯,而出現一種高反差信號的刺激時,機體會趨向于敏感化,行為觸發較為明顯。從適宜性到非適宜性,這是一種高反差信號,因而通常會保持敏感化,直到機體消除這種非適宜性。

對於當前處於非適宜狀態的機體來說,當刺激迴歸適宜時同樣屬於一種高反差信號,機體會趨向于敏感化,並順應於這種迴歸適宜的刺激,而刺激信號持續保持非適宜時,則有兩種表現,一種是刺激信號雖然不適宜,但未達到傷害性的程度,此時重複的不適宜刺激下,機體也會漸漸習慣化。如果刺激信號較為強烈,且觸發了傷害性感受器(如痛覺),那麼就會導致機體持續敏感化,此時哪怕是輕微的觸碰都會導致機體產生強烈的反應[3]。

從上述的機體反應過程可以看到,對於非傷害性的刺激來說,機體可以適應低反差的刺激信號,同時保持對高反差刺激信號的敏感,而一旦出現傷害性刺激,則機體會持續保持敏感(下圖)。換句話說,一個適度區間內的的刺激信號的持續激發,會較容易替代原有的適宜性,而一個非適度區間內的刺激信號的持續激發,會較難以替代原有的適宜性。較難以適應並不意味著不能適應,只是適應的過程偏向消極。當個體適應了某種刺激時,就能夠作為一個新的穩態基礎,成為建構下一次再適應學習的起點。

「意識百問之4」為什麼人對不同的刺激的適應性不一樣?

在感覺系統對各種刺激信號趨性進行反覆體驗的同時,個體也逐漸積累了關於自身感覺系統的感受範圍的基本集合,包括哪些是積極的、哪些是消極的、各自的觸發敏感度區間如何等,它代表的是機體內部或外部的各種刺激信號與機體響應之間的映射關係,這一集合關係也稱為本元關係。本元關係不是單個關係,而是機體所能感受的所有刺激信號的屬性集合,集合的大小受制於機體感受器的多寡,同時也與個體在實際環境中的作用經驗呈正相關,體驗的刺激過程越多,積累的刺激信號感受就越多,本元關係集合就越龐大。人的所有價值分化原則和認知表現,都與這個集合關係密切相關。

學習機制對於完善個體對環境狀況的認知能力具有至關重要的作用,缺乏學習,大腦的關係數據庫就基本上是一片空白,大腦也就不具備對更復雜維度關係的處理能力,學習是讓認知能力升級的必經途徑。這句話不是一種單純的哲學描述,而是基於人的認知體系的層次遞進規律而推導出的結論,在後續文章中,會繼續深入介紹各個意識層次的學習機制,從中我們會進一步體會感悟到學習機制是如何一步步豐富出人的知識體系的。


[1] John G, Nicholls, A.Rober Martin, Paul A. Fuchs, David A. Brown, Mathew E.Diamoud, David A. Weisblat.神經生物學[M].楊雄裡,等,譯.五版.北京:科學出版社,2014:428-429.

[2] 本覺指神經系統校驗並定性刺激信號趨性是否適宜的感知過程,其概念詳細闡述請見“『意識百問之2』動物機體存續的基本條件是什麼?”

[3] Ikeda, H., Stark, J., Fischer, H., Wagner, M., Drdla, R., Jäger, T., Sandkühler, J., 2006.“Synaptic amplifier of inflammatory pain in the spinal dorsal horn”. Science 312, 1659-1662.


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