Сенсорный порог
В психофизике , сенсорный порог — это самый слабый стимул организм который может ощутить . Если не указано иное, его обычно определяют как самый слабый стимул, который можно обнаружить в половине случаев, например, как указывает точка на кривой вероятности. [1] Разработаны методы измерения порогов в любом из смыслов.
Было определено несколько различных сенсорных порогов; [2]
- Абсолютный порог : самый низкий уровень, на котором может быть обнаружен стимул.
- Порог распознавания: уровень, на котором стимул можно не только обнаружить, но и распознать.
- Дифференциальный порог : уровень, на котором можно ощутить усиление обнаруженного стимула.
- Терминальный порог: уровень, после которого любое усиление стимула больше не меняет воспринимаемую интенсивность.
История
[ редактировать ]Первые систематические исследования по определению сенсорных порогов были проведены Эрнстом Генрихом Вебером , физиологом и пионером экспериментальной психологии в Лейпцигском университете . [3] Его эксперименты были направлены на определение абсолютных и разностных, или дифференциальных, порогов. Вебер смог статистически определить абсолютный порог и порог различия, что привело к созданию закона Вебера и концепции едва заметной разницы для описания порога восприятия стимулов.
Следуя работам Вебера, Густав Фехнер , пионер психофизики , изучил взаимосвязь между физической интенсивностью стимула и психологически воспринимаемой интенсивностью стимула. [4] Сравнивая измеренную интенсивность звуковых волн с воспринимаемой громкостью, Фехнер пришел к выводу, что интенсивность стимула изменяется пропорционально логарифму интенсивности стимула. Его выводы привели к созданию шкалы децибел . [3]
Измерение и тестирование сенсорных порогов
[ редактировать ]Определение и измерение сенсорных порогов требует установки предела чувствительности таким образом, чтобы наблюдения за восприятием приводили к абсолютному порогу. При определении порогового предела уровень чувствительности обычно предполагается постоянным. Существует три распространенных метода определения сенсорных порогов: [2]
- Метод пределов:
- На первом этапе субъекта стимулируют сильными, легко обнаруживаемыми стимулами, которые постепенно уменьшаются (нисходящая последовательность), пока он не перестанет обнаруживать стимул. Затем применяется другая последовательность стимуляции, называемая восходящей последовательностью. В этой последовательности интенсивность стимула увеличивается от подпороговой до легко обнаруживаемой. Обе последовательности повторяются несколько раз. Это дает несколько мгновенных пороговых значений. На следующем этапе средние значения рассчитываются отдельно для восходящей и нисходящей последовательностей. Среднее значение будет ниже для нисходящих последовательностей. При аудиометрии диагностическое значение имеет различие средних значений при восходящей и нисходящей последовательностях. На последнем этапе среднее значение ранее рассчитанных средних значений приведет к абсолютному порогу.
- Метод постоянных раздражителей:
- Стимулы различной интенсивности предъявляются испытуемому в случайном порядке. Интенсивность включает в себя стимулы, которые заведомо являются подпороговыми, и стимулы, которые заведомо надпороговые. Для создания ряда примерный порог оценивают более простым методом (т.е. методом пределов). Случайные последовательности предъявляются испытуемому несколько раз. За пороговую будет принята сила стимула, воспринимаемая более чем в половине предъявлений.
- Адаптивный метод:
- Стимуляция начинается с обязательно надпорогового стимула; затем подаются дальнейшие стимулы с интенсивностью, уменьшающейся с заранее определенным шагом. Серия прекращается, когда сила стимула становится подпороговой (это называется феноменом поворота). Затем шаг уменьшается вдвое и стимуляция повторяется, но уже с возрастающей интенсивностью, пока испытуемый снова не воспримет звук. Этот процесс повторяется несколько раз, пока размер шага не достигнет заданного минимального значения. С помощью этого метода пороговое значение можно определить очень точно. Начальный размер шага можно выбрать в зависимости от ожидаемой точности.
При измерении сенсорного порога необходимо учитывать шум. Сигнальный шум определяется как наличие лишней нежелательной энергии в системе наблюдения, которая скрывает интересующую информацию. По мере того, как измерения приближаются к абсолютному порогу, изменчивость шума увеличивается, что приводит к затенению порога. [5] Различные типы внутреннего и внешнего шума включают избыточные раздражители, чрезмерную или недостаточную стимуляцию нервной системы, [6] и состояния, которые ложно стимулируют нервы в отсутствие внешних раздражителей.
Универсальный абсолютный порог трудно определить в качестве стандарта из-за изменчивости измерений. [7] Хотя ощущение возникает на физических нервах, могут быть причины, по которым оно непостоянно. Возраст [8] или повреждение нерва может повлиять на чувствительность. Точно так же психологические факторы могут влиять на восприятие физических ощущений. Психическое состояние, память, [9] психическое заболевание, [10] усталость и другие факторы могут изменить восприятие.
Использование авиации
[ редактировать ]Когда речь идет о движении с любой из шести возможных степеней свободы (6-DoF), тот факт, что сенсорныесуществуют пороговые значения, поэтому так важно, чтобы самолеты имели приборы для слепого полета. Устойчивый полет в облаке невозможен только с помощью сигналов «сидения в штанах», поскольку ошибки накапливаются из-за движений самолета ниже сенсорного порога пилота,в конечном итоге приводит к потере контроля.
- В авиасимуляторах с подвижными платформами пороги восприятия движения используются в методе, известном как « сигнализация начала ускорения ». Это когда движущаяся платформа, совершив начальное ускорение, которое ощущается экипажем симулятора, возвращается примерно в нейтральное положение, перемещаясь со скоростью ниже сенсорного порога, и затем готова реагировать на следующее действие. ускорение, требуемое компьютером симулятора.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Смит, Кристофер UM (20 ноября 2008 г.). Биология сенсорных систем . Джон Уайли и сыновья. стр. 34–5. ISBN 978-0-470-69438-1 . Проверено 11 октября 2014 г.
- ^ Jump up to: а б «Определение сенсорных порогов» . ttktamop.elte.hu . Проверено 2 декабря 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Ощущение: пороги и психофизика» . user.ipfw.edu . Проверено 2 декабря 2016 г.
- ^ Светс, Джон А. (21 июля 1961 г.). «Существует ли сенсорный порог?». Наука . 134 (3473): 168–177. Бибкод : 1961Sci...134..168S . дои : 10.1126/science.134.3473.168 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 13774294 .
- ^ Кон, Теодор Э; Лэсли, диджей (1986). «Зрительная чувствительность». Ежегодный обзор психологии . 37 : 495–521. дои : 10.1146/annurev.ps.37.020186.002431 . ISSN 0066-4308 . ПМИД 3963783 .
- ^ «Сенсорная обработка – введение в понятия» . Classes.kumc.edu . Проверено 2 декабря 2016 г.
- ^ Меддис, Рэй; Леклюз, Венди (2011). «Психофизика абсолютного порога и продолжительности сигнала: вероятностный подход» (PDF) . Журнал Акустического общества Америки . 129 (5): 3153–3165. Бибкод : 2011ASAJ..129.3153M . дои : 10.1121/1.3569712 . ISSN 0001-4966 . ПМИД 21568418 .
- ^ Хьюмс, Ларри Э; Бьюзи, Томас А; Крейг; Кьюли-Порт (1009 г.). «Влияние возраста на сенсорные пороги и временной разрыв в слухе, зрении и осязании» . Внимание, восприятие и психофизика . 71 (4): 860–871. дои : 10.3758/APP.71.4.860 . ISSN 1943-3921 . ПМЦ 2826883 . ПМИД 19429964 .
- ^ Тергуд, Клементина; Уитфилд, TWA; Паттерсон (2011). «На пути к порогу визуального распознавания: новый прибор показывает, что люди идентифицируют животных всего за 1 мс визуального воздействия» . Исследование зрения . 51 (17): 1966–1971. дои : 10.1016/j.visres.2011.07.008 . ISSN 0042-6989 . ПМИД 21787801 .
- ^ Адлер, Георг; Гаттаз, Вагнер Ф (1993). «Порог восприятия боли при большой депрессии». Биологическая психиатрия . 34 (10): 687–689. дои : 10.1016/0006-3223(93)90041-Б . ПМИД 8292672 . S2CID 10091855 .