Психофизические исследования

контрольная работа

1.1 Психофизические показатели

Психофизика измеряет отношения между ощущениями и контролируемыми раздражителями, то есть между субъективными и объективными величинами. Все психофизические методы подразделяются на две группы: методы измерения сенсорной чувствительности (пороговые методы) и методы сенсорного шкалирования (для измерения надпороговых ощущений).

Изначально психофизика использовалась лишь для установления связей между интенсивностью воздействий и силой ощущений. Однако в последние годы ее методы все чаще применяются при изучении организации перцептивных механизмов. Для этих целей, как правило, используются методические приемы, связанные с пространственной (временной) суммацией, адаптацией и маскировкой. Этот подход основан на парадигме взаимодействия, предполагающей, что сигналы, адресуемые разным каналам обработки, не взаимодействуют и не влияют на пороги их обнаружения. Если же сигналы обрабатываются общими перцептивными механизмами, пороги их обнаружения снижаются (в случае пороговой суммации) или возрастают (в случае маскировки и адаптации).

Пороговая психофизика

Один из основоположников психофизики Г. Фехнера постулировал, что внешнее воздействие должно достигнуть определенной величины, чтобы вызвать ощущение. Этот, так называемый дискретный подход, рассматривает порог в качестве реального свойства сенсорной системы. В противоположность этому мнению Г. Мюллер, Дж. Ястребов, Ж. Дельбеф постулировали непрерывность сенсорного ряда. Речь идет о том, что любое возрастание раздражителя дает соответствующее возрастание ощущения. Этот так называемый непрерывный подход подразумевает, что порог выступает в качестве дискретного способа анализа непрерывной величины.

Приемлемое решение пороговой проблемы (проблемы дискретности / непрерывности сенсорного ряда) было предложено В. Таннером и Дж. Светсом. В своих работах по общей теории обнаружения сигналов они предложили схему, в основу которой были положены нейрофизиологические данные (рис. 1).

психофизиологический исследование восприятие временной

Рисунок 1 - Схема, объясняющая механизм обнаружения сигнала в нервной системе

Благодаря наличию в нервной системе собственного шума, даже при отсутствии сигнала наблюдается определенный уровень фоновой активности. Причем ее величина постоянно варьирует в определенных пределах вокруг некоторого среднего значения, что на шкале нервной активности (Z) выражается куполообразной кривой, близкой к нормальному распределению (Ш). Добавление к фону некоторого сигнала вызывает прирост нервной активности (K(I)), что выражается в смещении распределения активности вдоль данной шкалы (С+Ш). Чем больше отличие стимула от фона, тем больше величина этого смещения. Ход психофизической кривой (см. рис. 2), отражающей зависимость вероятности правильного обнаружения стимула от его интенсивности, определяется изменением площади под кривой распределения вызванной активности, которая не перекрывается с распределением фоновой активности.

Методика измерения порогов

Аппаратура: персональный компьютер, программа предъявления стимулов и регистрации ответов испытуемого, набор файлов со стимулами или программа генерации стимулов.

Процедура: существует несколько способов определения порогов:

- метод минимальных изменений. Реализуется путем последовательного предъявления стимулов с определенным меняющимся параметром, величина которого дискретно изменяется в восходящем и нисходящем направлении (попеременно). Абсолютный порог чувствительности вычисляется, как среднее арифметическое его значений на восходящей и нисходящей шкалах.

- метод средней ошибки (установки, подравнивания). Реализуется путем субъективного выравнивания стимулов. Метод предназначен для определения дифференциальных порогов. В качестве его показателя используется одна из мер разброса оценок уравнивания (средняя ошибка, стандартное отклонение и т.п.).

- метод постоянных раздражителей (констант). Реализуется путем использования набора стимулов, в котором один из них является эталонным, а другие (с разной величиной отличия от эталона) - тестовыми. Для определения порога строится психометрическая функция, отражающая зависимость вероятности обнаружения отличия тестового и эталонного стимулов от физической величины этого отличия (рис. 2). В качестве порога берется величина различий (Ic), при которой вероятность их обнаружения составляет 50%.

- метод двухальтернативного вынужденного выбора. В настоящее время - самый популярный психофизический метод, позволяющий определять как абсолютные, так и дифференциальные пороги. Основан на том, что сравниваемые стимулы предъявляются друг за другом. Один из них является эталонным, другой - тестовым. Их последовательность в паре носит случайных характер. Испытуемый должен определить, какой из стимулов в паре (первый или второй) является тестовым. При этом в зависимости от правильности ответов, разница между эталонным и тестовым стимулом меняется по правилу сдвоенной лестницы: в случае неправильного ответа она увеличивается на одно деление (его величина устанавливается заранее), после трех подряд правильных ответов - уменьшается на одно деление. Фиксируются 6 значений разницы тестового и эталонного стимулов, при которых изменялось направление движения по лестнице: со снижения на подъем и наоборот. Усреднение фиксированных значений дает величину порога. Стандартная процедура двухальтернативного вынужденного выбора определяет порог на уровне 82% правильных ответов.

По оси абсцисс: логарифм контраста стимула

По оси ординат: вероятность обнаружения стимула

Рисунок 2 - Типичный вид психометрической функции

Обработка результатов: пороговые психофизические исследования проводятся с использованием небольшого числа испытуемых (достаточно 3-4). Для каждого испытуемого в результате многократных измерений определяются пороговые значения и их доверительные интервалы. Строятся необходимые зависимости, в которых значения порога являются зависимой переменной. В качестве независимой переменной выступает определенный контролируемый параметр стимула.

Анализ полученных результатов

Проверяемая гипотеза считается доказанной, если полученные зависимости для всех испытуемых совпадают. Пример психофизических результатов, полученных пороговым методом, показан на рис. 3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Зависимость порога обнаружения амплитудной модуляции от числа периодов модуляции при разных частотах модуляции

Приведены данные четырех испытуемых. Каждая точка кривой получена в результате усреднения 400 измерений. По оси абсцисс: количество периодов модуляции; по оси ординат: порог модуляции (дБ).

Факторы, влияющие на величину порога

- критерий принятия решений;

- тренированность;

- функциональное состояние.

Надпороговая психофизика

Методика сенсорного шкалирования

Аппаратура: персональный компьютер, программа предъявления стимулов и регистрации ответов испытуемого, набор файлов со стимулами или программа генерации стимулов.

Процедура: существуют следующие способы определения сенсорных шкал:

- метод построения шкалы наименований (без установления порядка). Реализуется путем установления объекта отличного от других, или установления сходного объекта.

- метод построения прямой шкалы порядка. Реализуется путем парного порядкового сравнения, множественного порядкового сравнения и косвенного установления отношений порядка.

- метод построения шкалы интервалов. Реализуется путем установления равенства субъективных различий.

- метод построения шкалы отношений. Реализуется путем установления равенства субъективных отношений.

Обработка результатов: надпороговые психофизические исследования проводятся, как правило, с использованием большого числа испытуемых (несколько десятков). Для каждого испытуемого однократно определяется сенсорная шкала. Затем результаты, полученные на разных испытуемых, усредняются. Строится зависимость силы ощущения от величины контролируемого параметра стимула.

Анализ полученных результатов

Определяется тип функции, связывающей силу ощущений с величиной независимой переменной (линейная, степенная, логарифмическая и т.д.). Определяется чувствительность сенсорной системы к изменению определенного параметра стимула в широком диапазоне его значений. Пример психофизических результатов, полученных методом шкалирования, показан на рис. 4.

Слева - шкалы линейные. Слева - ось абсцисс прологарифмирована.

Рисунок 4 - Примеры результатов сенсорного шкалирования

Делись добром ;)