Пороги чувствительности. Виды порогов. Психометрическая кривая. Методы измерения порогов. Статистическая природа сенсорных явлений. Прямые и косвенные измерения и шкалирования ощущений. Основной психофизиологический закон.

План ответа

1. Пороги чувствительности.

2. Виды порогов

3. Психометрическая кривая.

4. Методы измерения порогов.

5. Статистическая природа сенсорных явлений.

6. Прямые и косвенные измерения и шкалирование ощущений.

7. Основной психофизиологический закон.

Ответ:

1. Пороги чувствительности.

Работа каждого анализатора имеет свои специфические закономерности. Наряду с этим все виды ощущений подчинены общим психофизиологическим закономерностям.

ПСИХОФИЗИКА раздел психологии, изучающий количественные отношения между силой раздражителя и величиной возникающего ощущения. Основана Г. Фехнером во 2-й пол. 19 в. Охватывает две группы проблем: измерение порога ощущений, т. е. предела чувствительности сенсорной системы человека (закон Вебера - Фехнера и др.), построение психофизических шкал (С. Стивенс и др.).

Для возникновения какого-либо ощущения раздражитель должен иметь определенную величину интенсивности. Минимальная величина раздражения, которая вызывает едва заметное ощущение, называется абсолютным нижним порогом ощущения. Способность ощущать эти самые слабые раздражения называется абсолютной чувствительностью. Она всегда выражается в абсолютных числах. Например, для возникновения ощущения давления достаточно воздействия 2 мг на 1 кв.мм поверхности кожи.

Наряду с абсолютной чувствительностью следует различать относительную чувствительность - чувствительность к различению интенсивности одного воздействия от другого. Относительная чувствительность характеризуется порогом различения.

Порог различения, или дифференциальный порог, едва ощущаемое минимальное различие в силе двух однотипных раздражителей.

Порог различения - это относительная величина (дробь), которая показывает, какую часть первоначальной силы раздражителя надо прибавить (или убавить), чтобы получить едва заметное ощущение изменения в силе данных раздражителей.

2. Виды порогов

Существует 2 вида порогов: 1. Абсолютный (минимальный раздражитель, вызывающий ощущение). Нижний абсолютный порог характеризуется критерием «вижу – не вижу», верхний абсолютный порог – это болевые ощущения. 2. Дифференциальный - минимальная разница в раздражителях, которая нами ощущается (при сравнении 2 стимулов,).

Д опустим, что мы представляем индивидуальные результаты измерения абсолютного слухового порога, отмечая значения вероятности ответов испытуемого о том, что он слышит звук по оси ординат, а соответствующие значения интенсивности звука – на оси абсцисс. Если бы существовал абсолютный порог в прямом смысле, то мы получили бы график, представленный на рис.1. Существовал бы ряд интенсивностей звука, на которые испытуемый никогда не давал бы ответа, а при некоторой пороговой интенсивности наблюдался бы резкий переход к постоянным ответам, когда все предъявленные раздражители воспринимаются. Однако, в реальных экспериментах такого не происходит. По мере нарастания интенсивности звука происходит постепенное увеличение вероятности ответа испытуемого о том, что он слышит звук (рис.2). В этом случае абсолютный порог определяется как уровень стимуляции, при котором обнаружение происходит при 50% случаев. Если предположить, что сигналы подаются на фоне шума, то из этого следует, что 0 на оси абсцисс обозначает уровень фоновых шумов.

Нижний порог ощущений - минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение (обозначается J₀). Если интенсивность раздражителя меньше J₀, то он не ощущается организмом.

Верхний порог ощущений - максимальная величина, которую способен адекватно воспринимать анализатор (J_mm).

Диапазоном чувствительности называется диапазон между J₀ и J_mm.

Дифференциальный, разностный порог - наименьшая величина (*J) раз­личий между раздражителями, когда они еще ощущаются как различные.

Величина *J пропорциональна интенсивности сигнала J, подчиняясь закону Вебера: *J/J = К. Для зрительного анализатора коэффициент К = 0,01, для слухового К = 0,1.

Оперативный порог различимости сигналов - та величина различия между сигналами, при которой скорость и точность различения достигают макси­мума. Оперативный порог в 10 - 15 раз выше, чем дифференциальный, или разностный, порог.

Интенсивность ощущения определяется законом Вебера-Фехнера: интен­сивность ощущения (Е) прямо пропорциональна логарифму силы раздра­жителя (J): Е = k log J + с

Временной порог ощущений - это минимальная длительность действия раздражителя, которая необходима для возникновения ощущений.

Пространственный порог - минимальный размер раздражителя, едва ощутимого органом восприятия.

Латентный период реакции - это промежуток времени от момента подачи сигнала до того момента, когда возникает ощущение.

3. Психометрическая кривая.

Психометрическая кривая — график зависимости вероятности обнаружения (или различения) раздражителя от его величины, обычно получаемый в психофизическом эксперименте с помощью метода постоянных раздражителей. Ось ординат представляет собой относительную частоту положительных ответов, ось абсцисс при определении абсолютного порога — интенсивность раздражителя, а при определении дифференциального порога, как правило, — абсолютное значение разности м ежду постоянным и переменным стимулами.

4. Методы измерения порогов.

1. Метод установки. Испытуемый сам изменяет интенсивность раздражителя, то увеличивая, то уменьшая его, до тех пор, пока не получит едва заметное ощущение (при определении абсолютного порога) или ощущение, равное по силе заданному (при определении разностного порога). Чувствительность при этом повышается, а пороги понижаются.

2. Метод границы (минимальных изменений). Испытуемому предъявляется последовательный ряд раздражителей, минимальными и равными ступенями, возрастающей и убывающей интенсивности. При определении абсолютного порога определяют: 1. Величину раздражителя, впервые ощущаемую испытуемым (при возрастающей интенсивности); 2. Величину раздражителя, впервые не ощущаемую испытуемым (при убывающей интенсивности). Средняя арифметическая этих 2 величин и есть абсолютный порог. При определении дифференциального порога находят 4 величины. Если взять в качестве примера нисходящий ряд, то сначала находят значение раздражителя, при котором он перестает казаться большим по сравнению с данным, а затем доводят до уровня, при котором он впервые начинает казаться меньше, чем данный. То же самое определяют с восходящим рядом.

3. Метод постоянных раздражителей (констант). Этот метод основан на статистической обработке большого количества ответов испытуемого. Испытуемому предъявляются в беспорядочном порядке раздражители. При определении абсолютного порога испытуемый должен говорить, ощущает он что-нибудь или нет. При определении разностного порога, раздражители чередуются с нормальным. Величина порога определяется с помощью подсчета «правильных» и «неправильных» ответов испытуемого.

5. Статистическая природа сенсорных явлений.

Статистическая теория решений (теория обнаружения сигнала) основана на положении о том, что сенсорные системы всегда работают на фоне шума и для разных уровней шума существуют разные пороги. Таким образом, мы имеем 2 кривые распределения: 1. Когда имеется только шум, 2. Когда имеется сигнал на фоне шума. В опытах по обнаружению сигнала испытуемый должен был указать, слышит ли он сигнал. При таких пробах возможно 4 исхода:

1. Сигнал есть и испытуемый говорит да.

2. Сигнала нет и испытуемый говорит да

3. Сигнал есть и испытуемый говорит нет

4. Сигнала нет и испытуемый говорит нет

П ри ответе испытуемый использует некоторый критерий. Например, на рисунке критерий А1 является «решительным», т.е. испытуемый не пропускает сигналы, но и имеет большое количество ложных тревог. Критерий А3 – осторожный: испытуемый не дает ложных тревог, но и пропускает практически половину сигналов. Из этого следует, что критерий А2 – оптимальный, он позволяет давать наибольшее число правильных ответов, при минимуме ошибок. Но это так, только исходя из допущения, что плата за правильные ответы и штраф за неправильные равноценны. Однако, если мы предположим, что испытуемому платят за правильные ответы, но не берут штраф за неправильные, то критерий принятия решений сдвинется вправо (испытуемый будет указывать, что он слышит сигнал каждый раз, и, хотя, это ведет к большому количеству ложных тревог, за это он не будет никак платить). Рассмотрим эксперимент, называемый платежной матрицей. Согласно этой матрице испытуемый получает 10 центов за каждый обнаруженный сигнал и 4 за каждый правильный ответ об отсутствии сигнала. При этом он сам должен платить по 2 цента за каждую ошибку любого типа. В этом случае наиболее выигрышным будет критерий, смещенный от А1 к А2. Таким образом, испытуемый располагает свой критерий в точке, где ожидаемая величина оплаты максимальна.

Рассмотрим опыт, в котором все пробы были бы пустыми, а награды и штрафы давались таким образом, что зависимость вероятности попадания от вероятности ложных тревог изображается диагональю А. Тогда, если в пробах действительно будет предъявлен сигнал, диагональ сместится выше (А1). Это говорит о том, что форма кривой отражает чувствительность человека к сигналу и может быть использована как ее мера. Такая диагональ называется рабочей характеристикой приемника (РХП).

6. Прямые и косвенные измерения и шкалирования ощущений.

Существует 3 способа шкалирования ощущений:

1. Метод фракционирования. Испытуемому предъявляют эталон определенной интенсивности, который он должен сравнить с рядом других стимулов и выбрать тот, который равен половине эталона.

2. Оценка отношения. Испытуемому предъявляют 2 различных по интенсивности стимула и просят оценить отношение между ними. Например, составляет ли слабый звук по громкости 0,2; 0,5; или 0,7 сильного звука.

3. Прямой метод называется «оценка величины». Испытуемому предъявляют тон умеренной громкости, например, равный 80 децибелам и сообщают, что этот тон должен быть оценен 10 единицами. Испытуемый должен численно оценивать относительную громкость всех последующих тонов, приписывая более слабым числовое значение меньше 10, а более сильным – больше.

7. Основной психофизиологический закон.

Основной психофизический закон. В 1834 Вебер, повторив опыты Бугера (1760), выяснил, что минимально воспринимаемая разница в весе представляет собой постоянную величину, равную 1,30. Таким образом, Вебер вывел формулу

R

R = константа (где R – минимально воспринимаемый прирост веса, а R – вес исходного груза). Преобразовав эту формулу, Фехнер вывел следующее – величина ощущения пропорциональна логарифму величины раздражения: S = k logR. Закон Бугера-Вебера относится только к средней зоне интенсивности раздражителей. Иначе говоря, относительные пороги теряют значение при очень слабых и очень сильных раздражителях. Это было установлено Фехнером.

Фехнер установил также, что если интенсивность раздражителя увеличивать в геометрической прогрессии, то ощущение будет увеличиваться лишь в арифметической прогрессии. (Закон Фехнера). При этом он допускал, что минимальный прирост ощущения всегда одинаковый. Однако Стивенс опроверг этот закон. Он утверждал, что ощущения всех модальностей возрастают не одинаково с увеличением интенсивности стимуляции. Например, если удвоить освещенность пятна на темном фоне, то его яркость увеличится не очень сильно (по оценке типичного наблюдателя – на 25%), а если удвоить силу тока, пропускаемого через палец, ощущение увеличивается в 10 раз. Исходя из этого Стивенс вывел, что психологическая величина S относится к физической величине R следующим образом: S= kRⁿ. Показатель n принимает значение 0,33 для яркости и 3,5 для удара. Значение k зависит от выбранных единиц