Психофизические методы

Харви Шиффман. Ощущение и восприятие. Обнаружение сигнала и абсолютный порог

Фундаментальной экспериментальной проблемой, которую приходится решать при изучении взаимосвязи некоторых особенностей внешних раздражителей и сенсорного опыта, является обнаружение слабых сигналов. Какой должна быть минимальная интенсивность сигнала, чтобы его можно было обнаружить? Иными словами, сколь интенсивным должен быть раздражитель, чтобы наблюдатель смог надежно отличить его присутствие от его отсутствия? Понятно, что ни один организм не способен реагировать на все проявления разных форм физической энергии во всем их возможном диапазоне (многообразии). Чтобы вызвать нейронную активность, необходимую для появления ощущения, потенциальный сигнал должен быть достаточно интенсивным (и продолжительным).

Min стимул (сигнал), который возможно обнаружить, называется абсолютным порогом, или абсолютным лименом. Как правило, пороговые значения раздражителей соответствуют примерному предельному уровню абсолютной чувствительности организма. Если стимул слишком слаб и не вызывает надежной ответной реакции, то его называют подпороговым, или субпороговым. Стимул, интенсивность которого превосходит пороговое значение, называется надпороговым. Разным изученным сенсорным системам свойственны разные min различимые стимулы, абсолютные величины которых зависят как от условий стимуляции, так и от индивидуальных особенностей наблюдателей. Само понятие абсолютного порога предполагает наличие точного значения, или определенной точки на шкале интенсивности энергии, при достижении которого (ой) стимул сразу же становится воспринимаемым, и наблюдатель отвечает: "Да, я принял сигнал». Следовательно, сигнал, интенсивность которого на одну единицу меньше, не будет распознан. Если это утверждение справедливо, то связь между абсолютным порогом и интенсивностью стимула может быть выражена некой гипотетической кривой.

В качестве способа аппроксимации порогового значения психологи воспользовались статистикой. Для удобства принято, что абсолютный порог соответствует такой интенсивности или величине стимула, которая в ходе экспериментов дает 50 % положительных ответов, т. е. некой конкретной величине, распознаваемой в 50 % случаев. Определенное таким образом пороговое значение выделено на рис. 2.2 штриховыми линиями.

Методы, традиционно используемые при определении абсолютного порога, были разработаны Густавом Теодором Фехнером (1801-1887), физиком и философом, который считается основоположником психофизики. Основным научным интересом Фехнера было изучение взаимосвязи между физической стимуляцией и ментальным опытом (сенсорной реакцией на нее). Чтобы изучить проблему распознавания сигналов, он разработал ряд методов количественной оценки абсолютного порога (свои результаты Фехнер изложил в работе «Элементы психофизики», опубликованной в 1860 г.).

Метод границ (метод минимального изменения). Одним из простейших методов является метод, названный методом границ, или методом min изменения. Например, чтобы определить абсолютный порог обнаружения света, мы можем начать с достаточно яркого, наверняка воспринимаемого испытуемым света (сигнала) и затем постепенно, каждый раз на определенную величину уменьшать его интенсивность с помощью реостата до тех пор, пока испытуемый не скажет, что свет больше не виден. Затем мы регистрируем этот уровень интенсивности и продолжаем эксперимент, используя тот же реостат, но теперь уже постепенно увеличивая интенсивность света до тех пор, пока наблюдатель не скажет, что свет виден. После нескольких серий опытов по уменьшению и увеличению интенсивности света рассчитывается средняя интенсивность, соответствующая точке перехода от невоспринимаемого света к воспринимаемому. Иными словами, мы определяем численное значение абсолютного порога, полагая его равным средней интенсивности сигналов, соответствующих тем моментам, когда наблюдатель достигает «предела» или когда его ответ служит отправной точкой для уменьшения или увеличения интенсивности света. Эта средняя величина является статистически определенным значением порога для данного наблюдателя при стандартных условиях тестировали.

Будучи весьма полезным, метод границ, однако, может быть источником разного рода предвзятости (необъективности, субъективных оценок) и ошибок. Одним из недостатков этого простого по исполнению метода является то, что, как правило, изменение интенсивности стимула (увеличение или уменьшение) происходит упорядоченно и ритмично. А это значит, что после серии опытов равномерные изменения интенсивности стимула в известной мере становятся для наблюдателя предсказуемыми. Следовательно, ожидания наблюдателя, связанные с тем, что каждый последующий стимул становится более интенсивным или менее интенсивным, могут сделать его ответ необъективным. Вторым источником необъективности может стать ошибка, связанная с привыканием, тенденция продолжать. «Да» в опытах с уменьшением интенсивности и «Нет» в опытах с ее увеличением. Иными словами, наблюдатели дают одни и те же ответы в последовательно проводимых опытах данной серии, потому что они «привыкают» к определенному ответу и продолжают отвечать именно так даже тогда, когда порог уже достигнут. Чтобы исключить и этот, и аналогичные ему источники необъективности и ошибок, сейчас широко используют модификации метода границ. В соответствии с одной из них, называемой методом лестницы, экспериментатор вначале предъявляет сигнал, интенсивность которого ниже предполагаемого порога чувствительности, и, получив ответ «Нет», увеличивает ее до тех пор, пока наблюдатель не обнаружит стимула, т. е. до получения ответа «Да». Как только вместо ответа «Нет» начинает звучать ответ «Да», экспериментатор меняет направление изменения интенсивности. Теперь он уменьшает интенсивность стимула до тех пор, пока ответ снова не изменится, т. е. когда наблюдатель отвечает «Нет», снова начнется увеличение интенсивности. В типичном эксперименте, основанном на «методе лестницы», порог рассчитывается как среднее всех значений интенсивности, при которых ответы испытуемого изменялись. Часто используются и другие варианты этого метода.

Метод постоянных раздражителей также является одним из методов определения абсолютного порога. Он требует проведения серии экспериментов с принудительным выбором. Определенное число стимулов разной интенсивности, изменяющейся в относительно широком интервале, в случайном порядке поочередно и многократно предъявляется испытуемому. При каждом предъявлении стимула наблюдатель должен дать либо утвердительный ответ, если сигнал принят, либо отрицательный, если сигнал не принят. Для стимула каждой интенсивности рассчитывается процент случаев (эпизодов), в которых он был зафиксирован. Интенсивность стимула, обнаруженного в 50 % случаев, обычно принимается в качестве меры абсолютного порога. Хотя метод постоянных раздражителей не только трудоемкий, но и достаточно сложный, он все же дает наиболее стабильные и точные значения абсолютных порогов чувствительности.

Процедура уравнивания стимулов (метод средней ошибки). Особенностью этого метода является то, что интенсивность стимула контролируется наблюдателем, т. е. наблюдатель должен довести интенсивность до едва распознаваемого уровня, который признается пороговым. Хотя это прямой и быстрый метод, он, как правило, дает наименее точные данные. Его основной недостаток — плохая воспроизводимость результатов, причина которой, возможно, заключается в том, что разные наблюдатели выполняют стандартные процедуры с разной точностью и аккуратностью.

Дата добавления: 2015-06-28