Psicofisica: l'essenza della regia. Psicologia dei processi sensoriali

3.1.1. introduzione

Psicologia dei processi sensoriali (dal lat. senso - sensazione) studia il momento iniziale dei processi mentali, e questa è la sua particolare importanza per la scienza psicologica nel suo insieme.

Il contatto primario di una persona con il mondo esterno e il proprio corpo, che gli fornisce le prime informazioni sulle proprietà e sugli stati dell'ambiente esterno ed interno, avviene attraverso sensazioni (nella terminologia classica) o processi sensoriali (nella terminologia moderna). Questo è un riflesso sensoriale diretto delle proprietà individuali di un oggetto o fenomeno percepito.

Secondo il concetto dell'origine della psiche A.N. Leontyev (1981), uno dei più sviluppati, la sensazione è la forma filogeneticamente iniziale della psiche. È dimostrato che il criterio per l'emergere della psiche è l'apparizione negli animali più semplici (in connessione con l'emergere di uno stile di vita attivo) della sensibilità come capacità di rispondere non solo a oggetti direttamente biologicamente significativi (in contrapposizione all'irritabilità delle piante), ma anche a stimoli che portano su di loro solo un segnale informativo (ad esempio, sulle sostanze chimiche che provocano l'odore del cibo, piuttosto che sul cibo stesso).

Il posto della sensazione nella serie cognitiva

processi

Per la prima volta Tommaso d'Aquino nel XIII secolo. ha individuato la sfera cognitiva (cognizione del mondo) e la sfera affettiva (stati emotivi) nella psiche e nel comportamento umano. Questa divisione rimane comune nelle linee guida moderne.

È consuetudine effettuarlo non solo su una base (funzionale, come stabilita da Tommaso d'Aquino), ma secondo due criteri: a) sempre secondo la funzione - cognitiva per la prima sfera (cognitiva), e regolatrice del comportamento e cognizione stessa - per il secondo , che, oltre a tutti i tipi di processi affettivi, comprende anche processi volitivi, stati mentali e tratti della personalità; b) in termini di produttività: i processi cognitivi sono produttivi, poiché al loro output si formano formazioni cognitive specifiche (prodotti di questi processi): immagini di sensazione, percezione, tracce di memoria, risoluzione di problemi, pensieri, immagini riflessive. I processi, le proprietà e gli stati compresi nel secondo gruppo non portano alla formazione di prodotti specifici. La comunanza della funzione cognitiva, che unisce l'intera sfera cognitiva (sebbene esistano altri punti di vista), è rappresentata anche nei concetti triadici della struttura della psiche. Vale a dire: nella triade classica “mente, sentimento, volontà”, risalente ad Aristotele (dove la volontà è separata dalla sfera affettiva in una sfera indipendente), così come nella moderna teoria della struttura sistemica della psiche, inclusa il sottosistema cognitivo, quello regolativo (che unisce sentimento e volontà secondo il principio funzionale) e quello comunicativo [Lomov, 1999].

Nei moderni libri di testo di psicologia e nei corsi universitari di tutto il mondo, lo studio dei processi cognitivi segue l'insegnamento di W. Wundt (1890) sulla loro struttura gerarchica. Basandosi sul principio di crescente complessità e specificità qualitativa, Wundt ha individuato i principali livelli strutturali e funzionali di organizzazione dei processi cognitivi: sensazione, percezione, memoria, pensiero, parola, coscienza. Pertanto, le sensazioni (i processi sensoriali stessi e i loro prodotti) sono il livello iniziale e fondamentale della sfera cognitiva della psiche.

Va detto che dalla metà del 20 ° secolo. Si sono sviluppate anche altre tradizioni per comprenderne la struttura, vale a dire: 1) attribuire la sensazione e la percezione al livello senso-percettivo, e altri processi più complessamente organizzati (dalla memoria alla coscienza) al livello cognitivo; oppure 2) considerare tutti i processi cognitivi (dalla sensazione alla coscienza) come fasi di un processo di ricezione ed elaborazione delle informazioni che è abbastanza generale nel suo contenuto psicologico (il paradigma della psicologia cognitiva), e rappresentare questo intero processo come il blocco iniziale di un atto comportamentale olistico, che include il confronto delle informazioni percepite con quelle estratte dalla memoria, inclusi l'obiettivo del soggetto, il processo decisionale, l'esecuzione.

Particolarità dei processi sensoriali

Nel corso della storia della psicologia, sono continuate le discussioni sulla relazione tra processi sensoriali e percettivi, sia come problema indipendente, sia nell'ambito del problema della struttura della sfera cognitiva nel suo insieme. La distinzione tra sensazione e percezione è stata proposta da T.

Incursione (1785). Nella moderna psicologia dei processi sensoriali e percettivi, rimane diffuso, secondo i criteri dell'integrità e dell'obiettività dell'immagine. La percezione è un riflesso di un intero oggetto o fenomeno, compreso il suo significato oggettivo (ad esempio, la percezione della luna, il suono di una campana, il gusto del melone, ecc.), in contrasto con la sensazione - un riflesso di aspetti individuali della realtà percepita, non correlata a un oggetto specifico con il suo significato oggettivo (sensazione di un punto luminoso, suono forte, sapore dolce, ecc.). In questo caso, la sensazione si riferisce sia al processo di riflessione sensoriale che al suo prodotto: un'immagine sensoriale. Psicologia associazionista del XIX secolo. rappresentava un'immagine olistica della percezione come associazione di sensazioni individuali delle caratteristiche di un oggetto tra loro e del suo significato oggettivo.

All'inizio del 20 ° secolo. Queste idee furono meritatamente criticate dai Gestaltisti, ma allo stesso tempo andarono all'estremo opposto: ignorarono completamente l'esistenza delle sensazioni nell'esperienza fenomenica e riconobbero solo percezioni olistiche, dipendenti non solo dall'oggetto, ma anche in larga misura sulle proprietà innate della percezione. Allo stesso tempo, anche prima (Fechner, 1860), l'emergere della psicofisica ha mostrato la possibilità di studiare sperimentalmente e quantitativamente le sensazioni in funzione della stimolazione. Nella seconda metà del 20 ° secolo nella psicologia straniera, il punto di vista sull'unità dei processi senso-percettivi è stato costantemente difeso da J. Gibson (1990). Tuttavia, attualmente, permangono idee sulla specificità dei processi sensoriali rispetto a quelli percettivi. Sono sviluppati da A.N. Leontiev (1959-1975) nel concetto della natura della riflessione sensoriale. In esso la dualità classica dell'immagine percettiva appare come l'unità del suo tessuto sensoriale, studiato sperimentalmente dagli studenti di Leontiev (Stolin, 1976; Logvinenko, 1976; ecc.), cioè la base sensoriale dell'immagine, che corrisponde alla concetto tradizionale di “sensazione” e significato del soggetto. Nella psicologia contemplativo-sensualistica del XIX secolo. (E. Titchener e altri) è stato proposto di isolare le sensazioni dall'esperienza soggettiva mediante il metodo dell'introspezione analitica, che le presentava alla coscienza come ulteriori elementi indecomponibili di questa esperienza. Allo stesso tempo, nelle immagini delle sensazioni, si distinguevano quattro dei loro attributi: qualità (modalità o submodalità), intensità, struttura spaziale e temporale, che, a differenza dell'introspezione analitica, non ha perso il suo significato (Boring, 1963; Hensel, 1966; Ananyev, 1977). O. Külpe alla fine del XIX secolo. e poi S. Stevens (1934) ha dimostrato che gli attributi individuali delle sensazioni possono essere distinti se cambiano indipendentemente l'uno dall'altro o rimangono costanti quando cambiano altre proprietà (ad esempio, quando cambia la luminosità soggettiva di un punto luminoso, il suo colore visibile, l'area , la durata rimane la stessa). Stevens ha costruito sperimentalmente funzioni di volume sonoro costante quando la sua altezza cambia e funzioni opposte (con lievi deviazioni alle estremità della scala). In realtà, non esiste una completa indipendenza dei cambiamenti in alcuni segni sensoriali da altri, ma esiste comunque una relativa. Pertanto, negli studi psicologici sui processi sensoriali, sono state identificate e preservate direzioni separate che studiano il riflesso soggettivo di varie caratteristiche di un oggetto nell'ambito di quattro aspetti della sensazione (nella visione: colore, luminosità, dimensione, profondità, forma, movimento , velocità, ecc.). D.; nell'udito: volume, altezza, timbro del suono; nella sensibilità della pelle: tatto, pressione, temperatura, dolore; in tutti i casi - per diverse grandezze della sensazione, le sue caratteristiche spaziali e temporali). - Una persona è in grado, se necessario, di evidenziare nella sua esperienza soggettiva questi aspetti individuali dell'immagine sensoriale, che sono anche chiamati sensazioni (ad esempio, in l'immagine sensoriale di un suono, una persona può concentrarsi solo sul volume, sull'altezza, sul timbro o sulla lunghezza

talità o localizzazione nello spazio). Pertanto, la specificità dei processi sensoriali rispetto a quelli percettivi avviene principalmente nell'ambito di un compito specifico assegnato all'osservatore e da lui svolto. Vale a dire: un compito che richiede l'identificazione di una determinata caratteristica di un oggetto (e allo stesso tempo la distrazione dal resto) e l'esecuzione delle azioni richieste con esso (ad esempio, rilevare un suono più forte su uno sfondo di rumore, distinguere due segnali luminosi in base a luminosità, valutando quanto sono acide le soluzioni a diversa concentrazione). Compiti simili sono diffusi in vari tipi di attività umana pratica (vedi sottosezione 3.1.5). Pertanto, lo studio dei processi sensoriali è della massima importanza non solo teoricamente (come studio della forma originaria della riflessione mentale), ma anche applicata. Si noti che negli studi nazionali, insieme al termine "sensoriale", viene utilizzato anche il termine "sensoriale-percettivo", mentre nelle opere straniere, di regola, viene utilizzato il primo concetto ("sensoriale").

Psicofisico, psicofisiologico

e metodi di studio psicosemantici

processi sensoriali

La ricerca sui processi sensoriali viene condotta nell'ambito di tre discipline principali: psicofisica, psicofisiologia e psicosemantica utilizzando i loro metodi specifici.

I metodi psicofisiologici consentono di identificare i meccanismi dei processi sensoriali associati al funzionamento del sistema nervoso umano. Si tratta della registrazione e dell'analisi delle manifestazioni autonomiche dei processi sensoriali (molto spesso GSR), reazioni recettoriali (effetto microfono della coclea, elettroretinogramma), reazioni periferiche adattative (costrizione della pupilla alla luce e dei vasi sanguigni al freddo), indicatori della Proprietà tipologiche del sistema nervoso. Tali caratteristiche vengono utilizzate nello studio del differenziale

meccanismi psicologici della variabilità interindividuale dei processi sensoriali e loro dinamiche individuali associate a cambiamenti nel livello di attivazione psicofisiologica; negli studi sulla sensibilità subsensoriale (alla stimolazione sottosoglia, che è insufficiente per le sensazioni coscienti e provoca una risposta solo a livello di reazioni fisiologiche involontarie), così come nei casi in cui una risposta volontaria è difficile (nelle persone con patologia del linguaggio e nei bambini piccoli ). I metodi psicofisiologici includono anche la registrazione e l'analisi dell'attività bioelettrica del cervello, che consente di identificare una soglia oggettiva per il rilevamento del segnale ed è maggiormente sviluppata negli studi sulla visione dei colori e sui meccanismi di codifica delle informazioni sensoriali nel sistema nervoso. Tuttavia, i meccanismi psicofisiologici dei processi sensoriali sono oggetto di questo campo di conoscenza indipendente, quindi saranno considerati (nelle sottosezioni 3.1.3, 3.1.4) solo in connessione con i materiali della psicofisica - la principale tra le direzioni in lo studio dei processi sensoriali utilizzando metodi psicologici.

Un'altra direzione simile (che sta diventando sempre più diffusa) è la psicosemantica: lo studio di sistemi individuali di significati e categorie, idee, associazioni emotive ed estetiche che mediano la percezione degli attributi sensoriali degli oggetti. In questi studi (sottosezione 3.1.3), basati sui metodi del differenziale semantico di Osgood, sui costrutti della personalità di Kelly, sul ridimensionamento multidimensionale, sulle interviste specializzate ai soggetti, in particolare, è stato rivelato che tale mediazione aumenta l'effettiva sensibilità sensoriale di una persona; Inoltre, sono stati costruiti modelli psicologici degli spazi sensoriali per aiutare a comprendere come le caratteristiche sensoriali sono rappresentate nel mondo soggettivo di una persona.

Quindi, la direzione principale nello studio dei processi sensoriali utilizzando metodi psicologici (cioè registrazione e analisi delle risposte volontarie di una persona alle informazioni sensoriali percepite) è la psicofisica. Questa è storicamente la prima area sperimentale della psicologia. La nascita ufficiale della psicologia risale al 1879: l'apertura del primo laboratorio sperimentale al mondo di V. Wundt, ma già nel 1860 l'opera principale di G.T. Fechner "Elementi di psicofisica". Presentava una nuova scienza sviluppata dall'autore: la teoria della soglia della psicofisica, i suoi metodi sperimentali e i risultati fondamentali ottenuti (nel corso di molte migliaia di misurazioni) sulla valutazione delle soglie di sensibilità. La teoria, i metodi e i risultati sono diventati classici. Il significato più importante del lavoro di Fechner è la conferma della misurabilità fondamentale dei fenomeni mentali soggettivi (basati sulle sensazioni) e la possibilità di studiarli utilizzando rigorosi metodi sperimentali. Pertanto, Fechner ha inizialmente gettato le basi della scienza naturale della psicologia: lo studio dei processi mentali attraverso le loro manifestazioni comportamentali oggettive, che consente di descrivere fenomeni soggettivi. Grazie a ciò, la psicologia si è trasformata da una sezione puramente descrittiva della filosofia in una scienza sperimentale indipendente. Fechner sviluppò una metodologia per lo studio quantitativo dei processi mentali, il cui significato è duraturo per la psicologia e viene utilizzato ancora oggi (così come i suoi metodi soglia). I principi e i metodi di misurazione psicologica sviluppati in psicofisica (ovviamente dopo Fechner) vengono applicati in tutte le aree della conoscenza psicologica.

Lo scopo di questa presentazione è, innanzitutto, quello di evidenziare la ricerca moderna sui processi sensoriali. Elencheremo solo brevemente i primi concetti e quelle sezioni che sono presentate in dettaglio nei manuali esistenti, rimandando il lettore alla letteratura consigliata. Questo è lo sviluppo storico del periodo pre-

concetti sugli organi di senso e le loro funzioni: la legge delle energie specifiche degli organi di senso, il concetto di analizzatori, teorie dei recettori e dei riflessi delle sensazioni, tipi di classificazioni delle sensazioni, adattamento e sensibilizzazione [Velichkovsky et al., 1973; Luria, 1975; Lettore di sensazione e percezione, 2002], interazione di analizzatori, sinestesia, organizzazione sistemica dei sensi [Velichkovsky et al., 1973; Gibson, 1990; Luria, 1975; Processi cognitivi, 1982], modelli multidimensionali dello spazio sensoriale, realizzati a metà del XX secolo. per la visione dei colori [Sokolov, Izmailov, 1986], teoria sensoriale-tonica della percezione [Skotnikova, 2002].

Quando si presentano i materiali della psicofisica, l'attenzione viene ancora una volta prestata principalmente alla sistematizzazione dei concetti e delle aree di ricerca moderni, che sono presentati solo nella letteratura in lingua inglese o sparsi in varie fonti nazionali, nonché alle teorie generalizzanti più fondamentali. Le informazioni trattate in dettaglio nei manuali disponibili vengono fornite brevemente o omesse. Si tratta delle teorie classiche e più moderne della discrezionalità-continuità del sistema sensoriale e dei metodi di misurazione della sensibilità [Bardin, 1976; Gusev et al., 1997; Problemi e metodi della psicofisica, 1974; Svete et al., 1964], il concetto di dispersione e discriminazione sensoriale di L. Thurston [Gusev et al., 1997; Problemi e metodi di psicofisica, 1974], scala soggettiva di S. Stevens e due classi di continui sensoriali: protesici e metatetici [Gusev et al., 1997; Lupandin, 1989; Stevens, 1960], modelli decisionali di rilevamento e discriminazione con apprendimento esterno [Atkinson, 1980], il concetto di zona subsensoriale e sensometria oggettiva, la teoria dei livelli di adattamento [Chrestomathy on feeling and percezione, 2002].

3.1.2. Concetti più grandi

psicofisica e direzioni principali

ricerca formata

fino alla metà degli anni '70. XX secolo

La psicofisica è una disciplina psicologica che studia la misurazione delle sensazioni umane, cioè la determinazione delle relazioni quantitative tra le quantità di stimoli e sensazioni fisiche. Attualmente, il campo della psicofisica comprende non solo la sensazione stessa, ma anche altri fenomeni mentali che interagiscono nel processo di costruzione di un'immagine sensoriale o la influenzano: percezione e memoria, processo decisionale, attenzione, ecc. Pertanto, la psicofisica è intesa come un'area ramificata area della psicologia , che studia le leggi della riflessione sensoriale, nonché il comportamento e l'attività umana nella percezione e valutazione dei segnali provenienti dall'ambiente esterno ed interno [Zabrodin, Lebedev, 1977].

Avendo posto il problema della misurazione delle sensazioni, G. Fechner presupponeva che una persona non sia in grado di quantificare direttamente i propri valori. Pertanto, ha proposto un metodo di misurazione indiretto, in unità di grandezza fisica dello stimolo. L'entità della sensazione era rappresentata come la somma dei suoi incrementi appena percettibili rispetto al punto di partenza. Per designarlo, Fechner introdusse il concetto di soglia di sensazione, misurata in unità di stimolo. La soglia assoluta e la soglia discriminativa (differenza differenziale o appena percettibile - ezr) è il valore minimo di uno stimolo (o, di conseguenza, la differenza tra due stimoli), il cui eccesso provoca una sensazione cosciente di questo stimolo (o la differenza tra gli stimoli), mentre una diminuzione no. Per misurare le soglie assolute e differenziali, Fechner ha sviluppato tre metodi: cambiamento minimo, errore medio e stimoli costanti. Riassumendo i valori misurati di ер al di sopra della soglia assoluta per una determinata sensazione, otteniamo il suo valore. Il concetto di soglia di Fechner e i suoi metodi di soglia sono sopravvissuti e sono ampiamente utilizzati oggi. Nel lavoro applicato viene utilizzata anche la determinazione dell'entità della sensazione in base al numero di unità. Basandosi sulla legge di Weber sulla costanza di un incremento appena percettibile della grandezza di uno stimolo rispetto al suo valore originale e accettando un postulato a priori sull'uguaglianza delle grandezze soggettive, specialmente nell'intera gamma di stimoli, Fechner derivò matematicamente una funzione logaritmica della dipendenza dell’entità della sensazione dall’entità dello stimolo. Questa è la legge psicofisica fondamentale di Fechner: R = k (InS - lnS 0), dove R è l'entità della sensazione, S è l'entità dello stimolo agente, S o è la soglia assoluta. Pertanto, misurando la soglia assoluta, è possibile calcolare l'entità della sensazione per lo stimolo attuale. Il postulato di Fechner viene criticato perché infondato (meritatamente), e la teoria viene criticata perché ignora il fenomeno dei falsi allarmi, a cui la psicofisica moderna presta grande attenzione. In generale, la psicofisica di Fechner era e rimane classica [Bardin, 1976]. Quasi un secolo dopo la comparsa della psicofisica di Fechner, parallelamente ad essa fu stabilito un altro paradigma, basato sul presupposto che una persona possa quantificare direttamente l’entità delle sue sensazioni. S. Stefano negli anni '40-'60. (seguendo i suoi predecessori - Platone, Brentano, Thurston) sviluppò metodi diretti per misurare le sensazioni e costruire scale sensoriali soggettive (basate sulla determinazione da parte di una persona dell'ordine crescente delle sue sensazioni, o delle distanze o delle relazioni tra loro, o sull'assegnazione di valori numerici a loro). Le grandezze soggettive delle sensazioni, determinate con metodi diretti, si sono rivelate correlate alle grandezze oggettive degli stimoli mediante una dipendenza dalla legge di potenza. Stevens lo ottenne anche matematicamente: R = k (S - S 0) n (legge psicofisica fondamentale di Stevens), introducendo un postulato a priori (che suscita sia critiche che consenso) sulla costanza del rapporto tra gli appena percettibili

un aumento della sensazione al suo valore originale attraverso l'intera gamma delle sensazioni.

Successivamente furono sviluppate leggi espresse da altre equazioni matematiche: funzione esponenziale (Putter, 1918), tangenziale (Zinner, 1930-1931), arcotangente (Beneze, 1929), funzione integrale phi-gamma (Houston, 1932), ecc. , che non pretendono versatilità e hanno ambiti di applicazione piuttosto ristretti. Le varie espressioni della legge psicofisica nella maggior parte dei casi non si contraddicono tra loro, poiché descrivono aspetti diversi dei processi senso-percettivi. Sono state proposte varianti di una legge psicofisica generalizzata che descrivono sia le funzioni logaritmiche che quelle di potenza (Ekman, 1956; Baird, 1975), così come queste e qualsiasi funzione matematica intermedia tra loro [Zabrodin, Lebedev 1977]. Questa legge, come quella più generalizzata, sarà discussa di seguito.

In alcune opere straniere, la psicofisica di Fechner è chiamata oggettiva e la psicofisica di Stevens è chiamata soggettiva (secondo il principio metodologico [Pieron, 1966]).

È anche consuetudine distinguere due sezioni principali della psicofisica: la cosiddetta “Psicofisica-I” (lo studio della sensibilità dei sistemi sensoriali) e la “Psicofisica-II” (lo studio delle scale sensoriali per la misurazione delle sensazioni sopra soglia). . Per Fechner tale divisione non esisteva, poiché la misurazione sia della sensibilità che dell'entità delle sensazioni si basava su una base: il concetto di soglia. Tuttavia, successivamente, in entrambe le sezioni della psicofisica, furono creati metodi di misurazione senza soglia e queste sezioni si trasformarono in aree di ricerca indipendenti con la propria metodologia, fenomenologia e apparato concettuale. Una posizione intermedia tra loro è occupata dai problemi legati alla legge psicofisica fondamentale.

Esistono anche la psicofisica classica e la cosiddetta psicofisica moderna. Nel campo della psicofisica-I, la differenza tra i due è che la psicofisica moderna tiene conto del rumore intrinseco nel sistema sensoriale e vede il rilevamento di stimoli a bassa intensità come un modo per isolare un segnale debole dal rumore fluttuante. Nella psicofisica classica, il rumore sensoriale non è paragonabile al livello nemmeno di un segnale debole. Pertanto, per la psicofisica moderna, la reazione al falso allarme è una risposta naturale del sistema sensoriale, e per la psicofisica classica è una reazione comportamentale causata da fattori non sensoriali. Nel campo della psicofisica, la psicofisica classica è la costruzione di scale di unità accumulate, mentre la psicofisica moderna è la scala delle valutazioni soggettive di uno stimolo. Esiste anche una distinzione tra la psicofisica dei processi sensoriali e la psicofisica dei processi percettivi, che studiano, rispettivamente, i modelli quantitativi di riflessione delle proprietà individuali di un oggetto (disciplina tradizionale) e dell'intero oggetto.

Il problema della discrezione - continuità delle serie sensoriali nella psicofisica classica

Il concetto di soglia di Fechner postulava la realtà dell'esistenza di una soglia sensoriale, dividendo tutti gli stimoli in sentiti e intangibili. Pertanto, una serie di sensazioni sembrava discreta: all'aumentare dell'entità dello stimolo, la sensazione successiva si verifica dopo quella precedente solo quando l'aumento dello stimolo supera il valore di soglia (ezr). Questo fu il primo concetto di funzionamento discreto del sistema sensoriale. I metodi della soglia di Fechner descrivono il processo di transizione dalla non sensazione alla sensazione sotto forma di una funzione psicometrica: la dipendenza della frequenza delle risposte corrette del soggetto dall'entità dello stimolo. Teoricamente, la funzione ha la forma di una curva liscia a forma di S, il punto di soglia in cui si trova mediante calcolo (Fig. 3.1). Fechner ha spiegato la natura regolare della curva con il fatto che la soglia fluttua nel tempo, e i suoi avversari (G. Müller, J. Jastrow, G. Urban) con l'assenza di una soglia nel sistema sensoriale.

Basato sulla natura fluida della psico-

Riso. 3.1. Visione teorica della funzione psicometrica.

S - asse dello stimolo; P - asse delle probabilità (frequenze) delle risposte; S O 25, S_, 5 - valori di stimolo che danno il 25 e il 75% di risposte corrette; S s [ - valore dello stimolo di riferimento (nel compito di discriminazione); Md è il valore medio della funzione corrispondente alla soglia assoluta (nel compito di misurarla) o al punto di uguaglianza soggettiva (l'equivalente soggettivo dello standard) - nel compito di discriminazione.

La teoria classica della continuità delle serie sensoriali è stata sviluppata utilizzando la curva metrica. Era rappresentata come una serie continua di gradi intermedi di chiarezza, quindi non c'è nessun punto sulla curva psicometrica che differisca nelle sue proprietà dal resto. La fonte della variabilità nei risultati sperimentali è stata considerata l’effetto di variabili extrasensoriali casuali e non le fluttuazioni della soglia nel tempo (come nella teoria della soglia di Fechner). Il saldo dei fattori casuali favorevoli e sfavorevoli è distribuito secondo la normale legge gaussiana. Si sviluppò così una discussione sul problema della discrezione-continuità delle serie sensoriali, che fino ad oggi rimane uno dei principali problemi della psicofisica [Bardin, 1976].

Teoria del rilevamento psicofisico

segnale- moderno concetto di continuità

funzionamento del sistema sensoriale

La soglia era costituita dai due principali paradigmi sperimentali e teorici esistenti in psicofisica fino alla metà del XX secolo

Riso. 3.2. Densità di probabilità della distribuzione dei valori istantanei dell'effetto sensoriale del rumore (N) e del segnale (S).

Xs - asse dei valori degli effetti sensoriali; C - posizione del criterio decisionale. L'ombreggiatura verticale è la densità di probabilità delle risposte corrette “sì” (“risposte positive”), l'ombreggiatura obliqua è la densità di probabilità delle risposte “sì” errate (“falsi allarmi”). UN - criterio simmetrico: P(S) = P(N) = 0,5; B - criterio “liberale”: P(S) = 0,8; P(N) = 0,2; c - criterio “rigoroso”: P(S) = 0,2; P(N) = 0,8.

La psicofisica di Fechner e la psicofisica delle valutazioni soggettive di Stevens. Il terzo paradigma è associato all’emergere della teoria psicofisica del rilevamento del segnale (teoria del rilevamento del segnale - SDT) (Tanner, Swets, Birdsall, Green, 1954-1972), basato sulla teoria delle decisioni statistiche sviluppata in radioingegneria. Si tratta di una revisione della precedente psicofisica e di un passo fondamentale nella comprensione della natura delle risposte umane nei compiti sensoriali. La teoria è stata sviluppata per il compito di rilevare un segnale audio su uno sfondo di rumore ed è stata ulteriormente applicata alla discriminazione del segnale e ad altre modalità. Nella psicofisica classica la risposta del soggetto era intesa come un riflesso diretto delle sue impressioni sensoriali, pertanto, in base a queste risposte, veniva valutata la sensibilità (come reciproco della soglia). L'SDT ha identificato due componenti nella risposta: l'effettiva sensibilità sensoriale dell'osservatore e il suo processo decisionale sulla natura dell'impressione sensoriale. È stato sviluppato un modello teorico che descrive entrambe le componenti del comportamento dell'osservatore, i metodi per studiarle e le misure di valutazione separate. È diventato chiaro che gli indicatori di soglia non sono caratteristiche di sensibilità “pura”, ma misure sintetiche di esecuzione, dipendenti dalle caratteristiche del processo decisionale. (Tuttavia, i metodi soglia sono rimasti nell'arsenale della psicofisica e sono ampiamente utilizzati, soprattutto in una serie di aree applicative, per una valutazione approssimativa e rapida della sensibilità, dove hanno mostrato vantaggi rispetto ai metodi SDT - sottosezione 3.1.4.)

Il principale paradigma sperimentale dell'SDT è il rilevamento di un segnale su uno sfondo di rumore casuale - esterno (presentato all'osservatore) o interno del sistema sensoriale. Le densità di probabilità della distribuzione dei valori di rumore istantanei sono descritte dalla legge normale. La stessa distribuzione (spostata solo a destra lungo l'asse intensità segnale-rumore) caratterizza il segnale sommato al rumore. Gli effetti sensoriali del segnale e del rumore sembrano essere una rappresentazione esatta di queste due distribuzioni. Si presuppone che il soggetto conosca queste distribuzioni e decida quale di esse ha causato l'effetto sensoriale stimando il loro rapporto di verosimiglianza in base al criterio decisionale scelto (Figura 3.2). Il criterio può corrispondere a qualsiasi valore del segnale e del rumore, poiché è determinato da informazioni non sensoriali sulle probabilità a priori di presentare il segnale e il rumore e sui costi delle risposte - l'osservatore lo apprende dalle istruzioni. Pertanto, il concetto classico di soglia come confine reale tra stimoli sentiti e immateriali sull'asse sensoriale viene sostituito dal concetto

Riso. 3.3. La forma teorica della caratteristica operativa dell'osservatore (OCH) p(N) - probabilità di successo; p(FA) - probabilità di falsi allarmi. L'arco RC viene costruito utilizzando punti che caratterizzano varie posizioni del criterio dell'osservatore nell'esperimento.

criterio, che l'osservatore può posizionare arbitrariamente in qualsiasi punto di questo asse. Pertanto, l'asse sensoriale è continuo.

Le risposte dell'osservatore sono di quattro tipi: colpito (rilevamento corretto del segnale), riposo (negazione corretta del segnale), falso allarme (risposta "sì - c'era un segnale" - quando era presentato solo rumore) e segnale mancato. La SDT sposta il focus della ricerca psicofisica sull’analisi del processo decisionale. A questo scopo, in diverse serie dell'esperimento, all'osservatore vengono fornite informazioni non sensoriali che lo spingono a spostare il criterio decisionale (nel metodo “sì” - “no”), oppure deve, in ogni prova, in più categorie (4-6), stimare la probabilità che si sia verificato un segnale (ovvero utilizzare il numero appropriato di criteri decisionali nel metodo di valutazione). In entrambi i metodi, per ciascun valore del criterio, i risultati del rilevamento sono caratterizzati da due frequenze empiriche: risultati positivi e falsi allarmi (il che è sufficiente, poiché le frequenze di riposo e di mancati risultati non fanno altro che completarle all'unità).

L'analisi dei risultati del rilevamento viene effettuata costruendo la caratteristica operativa dell'osservatore (OCH) - la dipendenza della probabilità di un colpo (Hit - H) dalla probabilità di un falso allarme (False

Riso. 3.4. Caratteristiche prestazionali dell'osservatore corrispondenti a diversi valori di sensibilità, ad es. aumento dell’indice <Х a partire da 0 (ipotesi casuale).

allarme - FA) (Fig. 3.3). L'RH descrive il comportamento umano negli esperimenti SDT, in cui la stimolazione è stazionaria: viene presentata solo una coppia di stimoli: rumore e segnale. (Nella discriminazione, che è descritta allo stesso modo della rilevazione ed è studiata con gli stessi metodi, una coppia di stimoli diversi viene solitamente impostata come segnale e una coppia di stimoli identici viene solitamente impostata come rumore, ma può essere il viceversa.) Una diversa descrizione del comportamento dell'osservatore è data dalla funzione psicometrica, poiché i problemi di soglia sono costruiti in modo opposto: lo stimolo in diverse prove può avere molti più valori (5-7 nel metodo delle costanti e un numero quasi illimitato di valori negli altri due metodi), ma si assume che il processo di soluzione sia stazionario. (In effetti, molti studi moderni hanno documentato l'incostanza dei criteri negli esperimenti con soglia - ma questo è il risultato dell'influenza di "variabili del soggetto" e non di informazioni non sensoriali appositamente specificate, come nel paradigma SDT.) I punti PH di un osservatore ideale corrisponde allo stesso valore di sensibilità. Quando la sensibilità diminuisce, l'RX si sposta sulla diagonale (dove le risposte corrette e gli errori sono ugualmente probabili) del quadrato unitario, le cui parti formanti sono le probabilità di esito positivo e di falsi allarmi, e quando aumenta, si sposta sulla sua parte superiore angolo sinistro (dove i colpi sono frequenti e i falsi allarmi sono rari - Fig. 3.4) .

Ciascun valore del criterio decisionale corrisponde alla pendenza della curva РХ in un dato punto ed è determinato dalla tangente della tangente alla curva in questo punto (vedi Fig. 3.3) (che corrisponde alla derivata in questo punto). Il valore teorico del criterio (($) è calcolato sulla base delle probabilità a priori del segnale e del rumore e sui costi di tutti e quattro i tipi di risposta. Esistono numerosi indicatori per valutare i valori empirici del criterio (vedi sotto e nella sottosezione 3.1.4).Sensibilità sensoriale dell'osservatore - d" ("rilevabilità"- rilevabilità) corrisponde alla distanza tra le medie delle distribuzioni del rumore e del segnale in unità di deviazione standard (si assume uguale per entrambe le distribuzioni) [Bardin, 1976; Gusev et al., 1997; Problemi e metodi della psicofisica, 1974; Svet et al., 1964].

Basato su dati sperimentali D" calcolato come zs- zn- la differenza tra le deviazioni normalizzate (rilevate dalle tabelle della distribuzione normale delle densità di probabilità) delle frequenze e dei casi di falsi allarmi. Vengono utilizzate anche altre misure di sensibilità (vedi [Bardin, 1976] e la sottosezione 3.1.4 di questo capitolo). Secondo l'SDT, per valutare la sensibilità senza valutare la dinamica del criterio, si consiglia un terzo metodo, anch'esso sviluppato sulla base di questa teoria, la “scelta forzata” (la scelta del soggetto di uno tra due (o più) intervalli di osservazione in cui , secondo lui, c'era un segnale). Si presuppone che il criterio in questa procedura sia stabile, quindi la sensibilità viene valutata in modo più accurato [Bardin, 1976]. (Tuttavia, successivamente sono stati ottenuti dati sull'instabilità del criterio nella scelta forzata e indici di sensibilità più stabili nel metodo “sì-no” (Voitenko, 1989; Dubrovsky, Lovi, 1995,1996).

Concetti moderni di discrezione sensoriale

Questi concetti sono descritti in dettaglio in letteratura [Bardin, 1976; 1993; Zabrodin, Lebedev, 1977], quindi li presentiamo brevemente. Il più grande dopo

Il concetto di soglia di Fechner era la teoria neuroquantistica (von Bekesy, 1930-1936; Stevens et al., 1941). In esso, l'effetto sensoriale è associato al lavoro di ipotetiche unità funzionali nel sistema sensoriale: neuroquanti o NQ. Ogni NQ viene attivato non appena lo stimolo raggiunge il livello di soglia. A seconda dell'intensità dello stimolo, viene attivato un numero diverso di NQ nell'unità di tempo, il che determina la diversa intensità delle sensazioni. Di conseguenza, la teoria assume una forma rettilinea della funzione psicometrica, in contrapposizione alla consueta forma a S. Le funzioni lineari sono state ottenute dagli autori negli esperimenti, ma in seguito sono state scoperte molto raramente, poiché richiedono la soppressione di ogni rumore.

Lo sviluppo della teoria del rilevamento del segnale ha portato all'emergere di nuovi concetti di soglia che utilizzano la metrica dello spazio sensoriale proposta (sotto forma di deviazione standard della normale distribuzione degli effetti sensoriali del rumore) e riconoscono i falsi allarmi come risposte naturali dell'osservatore ( in contrasto con la psicofisica classica). La teoria della soglia alta (Blackwell, 1953) presuppone che solo il segnale e non il rumore possa produrre sensazioni, cioè la soglia si trova al di sopra del valore medio del rumore, il cui effetto sensoriale non può superare la soglia. Di conseguenza, i falsi allarmi basati sui sensori non sono possibili e sono quindi considerati dovuti a supposizioni. RX sembra una linea retta. Al contrario, le teorie a soglia bassa accettano la natura sensoriale dei falsi allarmi. Queste le teorie: bassa soglia, due e tre stati.

La teoria della soglia bassa (Swets et al., 1961) presuppone l'esistenza di un'unica soglia, al di sotto della quale gli eventi sensoriali sono indistinguibili e al di sopra della quale il continuum sensoriale è continuo. Il meccanismo decisionale funziona solo quando l'effetto sensoriale supera la soglia. Per gli eventi sensoriali al di sotto della soglia, viene introdotto lo stesso meccanismo di ipotesi della teoria della soglia alta.

ah. L'RX fa parte di un arco per tassi bassi di falsi allarmi e per tassi elevati di falsi allarmi è un segmento di linea retta, come previsto dalla teoria della soglia elevata.

La teoria dei due stati (Luce, 1963) presuppone due possibili stati del sistema sensoriale quando viene applicato un segnale: rilevamento e non rilevamento e una soglia tra di loro. La regola decisionale è indovinare su base sensoriale se entrambi gli stati hanno la stessa probabilità. Di conseguenza, l'RX non appare come un arco liscio, come nell'SDT, ma è costituito da due segmenti diritti (quello più ripido corrisponde a tassi di falsi allarmi bassi e quello più piatto corrisponde a tassi elevati).

Nella teoria dei tre stati (Atkinson, 1963), due dei tre possibili stati del sistema sensoriale: rilevamento e non rilevamento determinano per loro natura le risposte dell'osservatore, mentre il terzo stato (incertezza) deve essere superato scegliendo una strategia di risposta specifica basata su informazioni non sensoriali. I tre stati del sistema sono separati da due soglie, quindi l'RX comprende già tre segmenti rettilinei e si avvicina sempre più alla curva SDT arcuata. Inoltre si presuppone che l'RX possa cambiare forma, cioè viene descritto il meccanismo di funzionamento del sistema sensoriale con sensibilità variabile. Questa idea si è rivelata la più fruttuosa e successivamente è apparsa in diverse versioni in altre aziende.

Elementi di psicofisica

La presenza di una dipendenza delle sensazioni dagli stimoli esterni ci costringe a sollevare la questione sulla natura di questa dipendenza, cioè sulle leggi fondamentali a cui obbedisce. Questa è la questione centrale della cosiddetta psicofisica. Le sue basi furono gettate dalle ricerche di E. Weber e G. Fechner. Fu formalizzato negli “Elementi di psicofisica” di Fechner (1859), che ebbero un’influenza significativa su ulteriori ricerche. La questione principale della psicofisica è la questione delle soglie. Distinguere assoluto E differenza soglie di sensazione o soglie di sensazione E soglie di discriminazione.

La ricerca in psicofisica ha stabilito innanzitutto che non tutti gli stimoli provocano una sensazione. Dovrebbe essere così debole da non provocare alcuna sensazione. Non sentiamo molte vibrazioni dei corpi che ci circondano, non vediamo ad occhio nudo i tanti microscopici cambiamenti che avvengono costantemente intorno a noi. Per produrre una sensazione è necessaria un'intensità minima nota dello stimolo. Questa intensità minima di stimolazione viene chiamata inferiore soglia assoluta. La soglia inferiore dà un'espressione quantitativa della sensibilità: la sensibilità del recettore è espressa da un valore inversamente proporzionale alla soglia. E = I/J, Dove E- sensibilità e J- valore di soglia dello stimolo.

Insieme a quello inferiore c'è anche superiore soglia assoluta, cioè la massima intensità possibile per la sensazione di una data qualità. L'esistenza di soglie evidenzia chiaramente il rapporto dialettico tra quantità e qualità. Queste soglie sono diverse per i diversi tipi di sensazioni. All'interno della stessa specie possono essere diversi in persone diverse, nella stessa persona in tempi diversi, in condizioni diverse.

La questione se esista una sensazione di un certo tipo (visiva, uditiva, ecc.) segue inevitabilmente la questione delle condizioni per distinguere i vari stimoli. Si è scoperto che, insieme a quelle assolute, esistono soglie di discriminazione diverse. E. Weber stabilì che è necessario un certo rapporto tra le intensità di due stimoli affinché possano dare sensazioni diverse. Questo rapporto è espresso nella legge stabilita da Weber˸ il rapporto tra lo stimolo aggiuntivo e quello principale deve essere un valore costante

Dove J denota irritazione,ÑJ - ᴇᴦο aumentare, A - valore costante a seconda del recettore.

Pertanto, nella sensazione di pressione, la quantità di aumento necessaria per ottenere una differenza appena percettibile dovrebbe essere sempre circa pari a "/30 del peso iniziale, cioè per ottenere una differenza appena percettibile nella sensazione di pressione, è necessario aggiungere 3,4 g a 100 g, e a 200 - 6,8 g, a 300 - 10,2 g, ecc. Per l'intensità del suono, questa costante è uguale a "/10, per l'intensità della luce -"/100, ecc.

Ulteriori ricerche hanno dimostrato che la legge di Weber è valida solo per stimoli di grandezza media; quando ci si avvicina alle soglie assolute, l'aumento di valore cessa di essere costante. Insieme a questa limitazione, la legge di Weber consente anche, a quanto pare, un’estensione. Si applica non solo alle differenze appena percettibili, ma anche a tutte le differenze di sensazioni. Le differenze tra coppie di sensazioni ci sembrano uguali se sono uguali le relazioni geometriche degli stimoli corrispondenti. Pertanto, aumentare l’intensità luminosa da 25 a 50 candele dà soggettivamente lo stesso effetto di un aumento da 50 a 100.

Elementi di psicofisica: concetto e tipologie. Classificazione e caratteristiche della categoria "Elementi di Psicofisica" 2015, 2017-2018.

Un'altra importante fonte sulla base della quale si è formata la psicologia sperimentale è stata la psicofisica. Gustav Fechner (1801-- 1887) al lavoro "Elementi di psicofisica" ha formulato il compito principale della psicofisica: sviluppare un'accurata teoria della relazione tra il mondo fisico e quello mentale, nonché tra anima e corpo. Di conseguenza, ha distinto tra due psicofisici: interno(deve risolvere la questione del rapporto tra anima e corpo, tra mentale e fisiologico) e esterno(il suo compito è il rapporto tra il mentale e il fisico). Fechner ha sviluppato solo la psicofisica esterna.

Per lavorare in questo settore Fechner creato metodi sperimentali. Ha formulato la legge psicofisica fondamentale. Tutto ciò costituiva un nuovo campo di conoscenza indipendente: la psicofisica. Il gol di Fechner c'era una dimensione di sensazioni. Poiché lo stimolo che produce la sensazione può essere misurato, Fechner ha proposto che il mezzo per misurare la sensazione potrebbe essere la misurazione dell'intensità dello stimolo fisico. Il punto di partenza in questo caso era il valore minimo dello stimolo al quale si verifica la prima sensazione appena percettibile. Questa è la soglia assoluta più bassa. Fechner accettò il presupposto che tutte le sottili differenze nelle sensazioni siano uguali se gli aumenti tra gli stimoli sono uguali, il che avviene in progressione geometrica. Fechner scelse la soglia differenziale come misura della sensazione. Pertanto, l'intensità della sensazione è pari alla somma delle soglie di differenza. Queste considerazioni e specifici calcoli matematici portarono Fechner alla famosa equazione, secondo la quale l'intensità della sensazione è proporzionale al logaritmo dello stimolo.

Per misurazioni psicofisiche Fechner ha sviluppato tre metodi: il metodo delle differenze sottili, il metodo degli errori medi e il metodo degli stimoli costanti, ovvero il metodo dei casi veri e falsi. Questi metodi di misurazione classici sono utilizzati ancora oggi.

Fechner fu il primo ad applicare la matematica alla psicologia. Ciò suscitò enorme interesse e, ovviamente, critiche.

È stato notato che la legge è vera solo entro certi limiti, cioè se l'intensità dello stimolo aumenta, alla fine si verifica una tale entità di questo stimolo, dopo la quale qualsiasi aumento di esso non porta più ad un aumento della sensazione. Questa e una serie di altre critiche non hanno scosso la fiducia di Fechner nella sua legge. Concordando dettagliatamente con i critici, disse: “La Torre di Babele non fu completata perché gli operai non riuscivano a mettersi d'accordo sul metodo di costruzione; il mio monumento psicofisico sopravviverà perché i lavoratori non riusciranno a mettersi d’accordo sul metodo della sua distruzione”.

La terza area da cui è cresciuta la psicologia sperimentale è stata psicometria. Il suo argomentoÈ misurare la velocità dei processi mentali: sensazioni e percezioni, associazioni semplici. Questa nuova linea della psicologia ebbe inizio in astronomia. Gli astronomi hanno notato che la risposta a un impatto non avviene mai immediatamente; c’è sempre un certo ritardo nella risposta al segnale. È stato stabilito il fatto delle differenze individuali nella velocità di percezione.

È stata chiamata la differenza nelle letture tra i singoli osservatori L'"equazione personale" di Bessel.

La misurazione del tempo dell’equazione personale è iniziata. Si è scoperto che anche per una persona può essere diverso. Si è scoperto che una delle condizioni che influenza in modo significativo questo tempo è se è previsto o meno un segnale. Un grande impulso alla ricerca in questo settore è stato dato dall'invenzione, anche da parte degli astronomi, di uno speciale apparato per misurare il tempo di reazione: un cronoscopio.

Sviluppo reale psicometria ricevuto nella ricerca di un fisiologo olandese F. Donders.

Donders (1818-- 1889) inventò un metodo per studiare il tempo di processi mentali complessi (1869). Innanzitutto è stato misurato il tempo di reazione semplice, cioè il tempo trascorso dal momento della comparsa di qualche semplice stimolo uditivo o visivo fino al momento del movimento in risposta ad esso. Poi il compito si è complicato e ha preso la forma di reazioni di scelta, di discriminazione.

È stato misurato il tempo di queste reazioni più complesse. Quindi il tempo impiegato per una reazione semplice è stato sottratto dal tempo delle reazioni complesse, il resto è stato attribuito al processo mentale necessario per l'operazione di scelta, discriminazione o risoluzione di altri problemi.

Il fisiologo austriaco ha dato un grande contributo alla psicometria Z.Exner. Possiede il termine "tempo di reazione". Fisiologo tedesco L.Lange ha fatto una distinzione tra reazioni sensoriali e motorie e ha dimostrato che, a seconda che il soggetto fosse sintonizzato sul lato sensoriale del processo o avesse un'attitudine verso il suo aspetto motorio, il tempo di reazione cambiava in modo significativo. Da questo momento in poi inizia la ricerca sull'installazione.

La ricerca sugli aspetti quantitativi dei processi mentali ha aperto la possibilità di un approccio oggettivo ai fenomeni mentali. Questo è il significato fondamentale del lavoro nel campo della psicofisica e della psicometria. I loro risultati hanno contribuito alla comprensione materialistica della psiche. La stessa formulazione della questione del decorso dei processi mentali nel tempo incontrò aspre critiche da parte degli idealisti.

La presenza di una dipendenza delle sensazioni dagli stimoli esterni ci costringe a sollevare la questione sulla natura di questa dipendenza, cioè sulle leggi fondamentali a cui obbedisce. Questa è la questione centrale della cosiddetta parocofisica. Le sue basi furono gettate dalle ricerche di E. Weber e G. Fechner. Fu formalizzato negli “Elementi di psicofisica” di Fechner (1859), che ebbero un’influenza significativa su ulteriori ricerche. La questione principale della psicofisica è la questione delle soglie. Distinguere assoluto E differenza soglie di sensazione o soglie di sensazione E soglie di discriminazione.

La ricerca in psicofisica ha stabilito innanzitutto che non tutti gli stimoli provocano una sensazione. Potrebbe essere così debole da non provocare alcuna sensazione. Non sentiamo molte vibrazioni dei corpi che ci circondano, non vediamo ad occhio nudo i tanti microscopici cambiamenti che avvengono costantemente intorno a noi. Per produrre una sensazione è necessaria un'intensità minima nota dello stimolo. Questa intensità minima di stimolazione viene chiamata inferiore soglia assoluta. La soglia inferiore dà un'espressione quantitativa per la sensibilità: la sensibilità del recettore è espressa da un valore inversamente proporzionale alla soglia: E= io/J, Dove E- sensibilità e valore soglia Y dello stimolo.

Insieme a quello inferiore c'è anche superiore soglia assoluta, cioè la massima intensità possibile per la sensazione di una data qualità. L'esistenza di soglie evidenzia chiaramente il rapporto dialettico tra quantità e qualità. Queste soglie sono diverse per i diversi tipi di sensazioni. All'interno della stessa specie possono essere diversi in persone diverse, nella stessa persona in tempi diversi, in condizioni diverse.

La questione se esista una sensazione di un certo tipo (visiva, uditiva, ecc.) segue inevitabilmente la questione delle condizioni per distinguere i vari stimoli. Si è scoperto che, insieme a quelle assolute, esistono soglie di discriminazione diverse. E. Weber stabilì che è necessario un certo rapporto tra le intensità di due stimoli affinché possano dare sensazioni diverse. Questo rapporto è espresso nella legge stabilita da Weber: il rapporto tra lo stimolo aggiuntivo e quello principale deve essere un valore costante:

Dove J significa irritazione AJ- la sua crescita, A - valore costante a seconda del recettore.

Pertanto, nella sensazione di pressione, la quantità di aumento necessaria per ottenere una differenza appena percettibile dovrebbe essere sempre circa 1/30 del peso originale, cioè per ottenere una differenza appena percettibile nella sensazione di pressione, è necessario aggiungere 3,4 g a 100 g e a 200 - 6,8 g, a 300 - 10,2 g, ecc. Per l'intensità del suono, questa costante è uguale a 1/10, per l'intensità della luce - 1/100, ecc.

Ulteriori ricerche hanno dimostrato che la legge di Weber è valida solo per stimoli di grandezza media: quando ci si avvicina alle soglie assolute, l'entità dell'aumento cessa di essere costante. Insieme a questa limitazione, la legge di Weber consente anche, a quanto pare, un’estensione. Si applica non solo alle differenze appena percettibili, ma anche a tutte le differenze di sensazioni. Le differenze tra coppie di sensazioni ci sembrano uguali se sono uguali le relazioni geometriche degli stimoli corrispondenti. Pertanto, aumentare l’intensità luminosa da 25 a 50 candele dà soggettivamente lo stesso effetto di un aumento da 50 a 100.

Basandosi sulla legge di Weber, Fechner presuppone che differenze appena avvertibili nelle sensazioni possano essere considerate uguali, poiché sono tutte quantità infinitesimali, e prese come unità di misura con cui l'intensità delle sensazioni può essere espressa numericamente come somma (o integrale ) di aumenti appena percettibili (infinitesimi), contando a partire dalla soglia di sensibilità assoluta. Di conseguenza, ha ricevuto due serie di quantità variabili: l'entità degli stimoli e la corrispondente entità delle sensazioni. Le sensazioni crescono in progressione aritmetica quando gli stimoli crescono in progressione geometrica. Il rapporto tra queste due variabili può essere espresso in una formula logaritmica:

E = KlogJ + C,

Dove A e C sono alcune costanti. Questa formula, che determina la dipendenza dell'intensità delle sensazioni (in unità di cambiamenti appena percettibili) dall'intensità

questi stimoli corrispondenti, e rappresenta il cosiddetto legge psicofisica di Weber-Fechner.

L'ipotesi di Fechner della possibilità di sommare differenze infinite, e non solo finite, di sensazioni è considerata arbitraria dalla maggior parte degli studi. Inoltre, va notato che una serie di fenomeni rivelati dagli ultimi studi di sensibilità non rientrano nel quadro della legge Weber-Fechner. Una contraddizione particolarmente significativa con la legge di Weber-Fechner è rivelata dai fenomeni della sensibilità protopatica, poiché le sensazioni nell'area della sensibilità protopatica non mostrano un aumento graduale con l'intensificarsi dell'irritazione, ma al raggiungimento di una certa soglia appaiono immediatamente al misura massima. Si avvicinano al tipo di reazioni “tutto o niente”. Apparentemente alcuni dati della moderna elettrofisiologia degli organi di senso non concordano con la legge di Weber-Fechner.

Ulteriori ricerche di G. Helmholtz, confermate da P. P. Lazarev, hanno sostituito la formulazione originale della legge Weber-Fechner con una formula più complessa che esprime il principio generale che governa tutti i fenomeni di irritazione. Tuttavia, il tentativo di Lazarev di esprimere la transizione dell’irritazione alla sensazione in equazioni matematiche non copre l’intera varietà dei processi di sensibilità.

Le soglie e, quindi, la sensibilità degli organi non vanno immaginate come dei limiti fissi, immutabili una volta per tutte. Numerosi studi di autori sovietici hanno dimostrato la loro estrema variabilità. Così, A. I. Bogoslovsky, K. X. Kekcheev e A. O. Dolin hanno dimostrato che la sensibilità dei sensi può cambiare attraverso la formazione di riflessi condizionati intersensoriali (che generalmente obbediscono alle stesse leggi dei normali riflessi condizionati motori e secretori). Il fenomeno della sensibilizzazione è stato identificato in modo molto convincente in relazione alla sensibilità uditiva. Pertanto, A.I. Bronstein ha notato una diminuzione delle soglie uditive sotto l'influenza di ripetute stimolazioni sonore. B. M. Teplov ha scoperto una forte diminuzione delle soglie di differenza di altezza come risultato di esercizi molto brevi (vedi pp. 204 - 205). V.I. Kaufman - contrariamente alla tendenza di K. Seashore, G. M. Whipple e altri a considerare le differenze individuali nelle soglie di sensibilità all'altezza del suono esclusivamente come caratteristiche naturali immutabili dell'organismo - ha mostrato sperimentalmente, in primo luogo, la dipendenza delle soglie (come nonché la tipologia stessa) la percezione dei dislivelli sulla natura dell'attività musicale dei soggetti (strumentisti, pianisti, ecc.) e, in secondo luogo, la variabilità di tali soglie (e della tipologia stessa) di percezione dei dislivelli. Kaufman giunge quindi alla conclusione che la capacità di distinguere l'altezza di un suono, a seconda delle caratteristiche specifiche dell'attività di un dato individuo, può cambiare in una certa misura. N.K. Gusev è giunto a risultati simili sul ruolo della pratica della degustazione nello sviluppo della sensibilità gustativa.<...>

Le soglie di sensibilità cambiano in modo significativo a seconda dell’atteggiamento di una persona nei confronti del compito che risolve differenziando determinati dati sensoriali. Uno stesso stimolo fisico, di pari intensità, può trovarsi sia al di sotto che al di sopra della soglia di sensibilità e, quindi, essere notato o non notato a seconda del significato che acquista per una persona: se appare come un momento indifferente nell'ambiente di un dato individuo o diventa un indicatore significativo delle condizioni della sua attività. Pertanto, affinché lo studio della sensibilità dia risultati completi e conduca a conclusioni praticamente significative, deve, senza essere confinato nell'ambito della sola fisiologia, entrare nel piano psicologico. La ricerca psicologica, quindi, non si occupa solo di "irritante" ma anche con soggetto, e non solo con organo ma anche con persona. Questa interpretazione più specifica della sensazione in psicologia, collegandola con tutta la complessa vita dell'individuo nei suoi reali rapporti con il mondo esterno, determina la particolare importanza della ricerca psicologica e psicofisiologica, e non solo fisiologica, per la risoluzione delle problematiche legate ai bisogni di pratica.

1. Introduzione
2.Informazioni. Concetti basilari
teoria dell'informazione. Quantità
informazione.
3.Unità quantitative
informazione
4. Entropia dell'informazione. Formula
Hartley. La formula di Shannon

5. Schema generale di rimozione, trasferimento e
Informazioni per la registrazione
6. Applicazione della teoria dell'informazione in
medicinale
1. Psicofisica. Concetti basilari.
2. Leggi della psicofisica. La legge di Weber
3. Legge di Weber-Fechner
4. Legge di Stevens
5. Sistemi sensoriali.
6. Sistema sensoriale uditivo

Concetti di base della teoria dell'informazione

Informazioni – un insieme di informazioni su
tutti i tipi di
fenomeni
oggetti
E
argomenti che apportano nuove conoscenze su di loro
Informazione
entropia
–
misurare
incertezza a seconda del numero
stati dentro
che può essere
sistema.
Quantità di informazioni – valore
numericamente uguale alla diminuzione di entropia in
a seguito del verificarsi di un qualsiasi evento
(messaggi)

La formula di Hartley.

La formula di Hartley:
I = k logn = - k logP = - k log1/n
Se prendiamo come base
logaritmo 2, quindi k=1 e unità
informazione
E
informativo
l’entropia si chiamerà BIT.
I = log2n= - log2P= - log21/n

La formula di Shannon

La formula di Shannon:
H = -∑Pi∙log2Pi
La formula di Shannon per
eventi altrettanto probabili:
H = -∑(1/n)∙log2(1/n) = - log2(1/n) =
log2n

Schema generale per la raccolta, la trasmissione e la registrazione delle informazioni.

Capacità del canale di comunicazione

C = H/t,
Dove C – throughput - Bit/s;
N
–
massimo
quantità
informazioni che potrebbero essere
trasmesso su un canale di comunicazione - Bit;
t – tempo durante il quale
le informazioni sono state trasmesse - p.

Unità di informazione

io = log2n;
Da: 1 = log22, cioè
Un po': quantità di informazioni
che è successa una delle due cose
eventi altrettanto probabili

COMPITO 1

Quante informazioni riceverà?
sperimentatore con un singolo
rimuovere una palla da un canestro in cui
ce ne sono 73 ciascuno di nero, verde, bianco
e palline rosse se:
A) percepisce tutti i colori;
B) percepisce il rosso e il verde
colori come il grigio.

SOLUZIONE (A)

A) Poiché lo sperimentatore percepisce tutto
colori e il numero di palline di ciascuno
i colori sono gli stessi, quindi con uguale probabilità:
P(A) = m/4m = ¼
verranno estratte palline di qualsiasi colore,
Pertanto, per risolvere il problema puoi
applicare la formula di Hartley:
I = log24 = 2 bit
Risposta: I = 2 bit

SOLUZIONE (B)

C) Poiché lo sperimentatore non percepisce tutto
colori e il numero di palline di ciascun colore
lo stesso, quindi con uguale probabilità:
P(A) = m/4m = ¼ di palline verranno rimosse
bianco e nero e con probabilità
P(A) = 2m/4m = ½
le palline sono grigie, quindi per
Per risolvere il problema è necessario applicare la formula
Shannon:
H = -∑Pi∙log2Pi

SOLUZIONE (B)

(1/2) = 2-1; (1/4) = 4-1
Í= +(1/2)∙ log22 +2 (1/4)∙ log24
=1/2+1=1,5 bit.
CONCLUSIONE?

COMPITO 2

Qual è il valore dell'informazione?
entropia del sistema, che
potrebbe essere alle 6
afferma con probabilità:
P1=0,25; P2=0,25
e P3=P4=P5=P6 = 0,125?

SOLUZIONE

Problema 3

Da quanti caratteri
è costituito dall'alfabeto
utilizzato per la trasmissione
messaggio composto da 5
caratteri se si tratta di un messaggio
contiene 25 bit di informazioni?

SOLUZIONE

Risolvere questo problema
è necessario applicare la formula
Hartley: I = 5∙log2n.
25= 5∙log2n.
5=log2n. Quindi:N =25=32
Risposta: N = 32

Problema 4

Quante informazioni
contiene un grano da
che può crescere
pianta che ne prende uno
di 4 tipi di fiori e uno di
otto tipi di foglie?

Soluzione

Io = I1 + I2
I1 = log2N1
I2 = log2N2
I = log2N1+ log2N2 =
log24+log28 =2 bit + 3 bit
= 5 bit

Applicazione della teoria dell'informazione in medicina

Implementazione delle tecnologie dell'informazione per
gestione
medico
istituzioni
a vari livelli, comprese le tecnologie
imparentato
Con
diagnostica
trattamento,
riabilitazione e prevenzione sanitaria
pazienti,
automatizzato
sistemi
in lavorazione
dati strumentali e di laboratorio,
compresa la postazione di lavoro automatizzata
(Postazione di lavoro) di un medico.

Elementi di psicofisica. Sistemi sensoriali.

La psicofisica è una scienza
studiando la relazione
tra sensazioni e
proprietà che hanno causato
i loro irritanti.

Concetti base di psicofisica

- Soglia assoluta – intensità più bassa
causa irritante (stimolo).
sensazione;
- Assoluto
massimo
soglia più alta
forza
irritante,
provocare sensazioni;
Soglia differenziale - più piccola
modifica
forza
irritante,
provocando un cambiamento nelle sensazioni;

Soglie spaziali e temporali differenziali

Soglia spaziale differenziale
–
meno
distanza
fra
irritanti
A
Quale
Essi
vengono percepiti separatamente.
Soglia temporale differenziale
il periodo di tempo più breve tra
irritanti
A
Quale
Essi
vengono percepiti separatamente.

LEGGE DI WEBER

S/S = cost
L'atteggiamento è a malapena
cambiamento tangibile
forza di incentivo per lui
il valore originale è
valore costante

LEGGE WEBER-FECHNER

dE = cost; (C1)
dR/R = cost; (C2); С1 =k С2
dE=kdR/R
E=kdR/R
E = kln(R/R0)

LEGGE DI STEVENS

dE/E = cost; dR/R = cost;
dE/E=k dR/R dE/E= k dR/R
lnE +C1 = k lnR +C2
K
lnE = lnR + lnC lnE =
lnC Rk
E = C(R - R0)k

SISTEMI SENSORIALI

Sensoriale
(sensibile)
chiamati sistemi
capace di catturare
trasmettere e analizzare
informazione

SISTEMA DI SENSORI UDITIVI

SISTEMA DI SENSORI UDITIVI

L'organo uditivo umano lo è
sistema complesso costituito da quanto segue
elementi:
1 - padiglione auricolare; 2 - uditivo esterno
passaggio; 3 - timpano; 4 martello; 5 - incudine; 6 - staffa; 7 finestra ovale; 8 - scala vestibolare; 9
- finestra rotonda; 10 - scala timpanica; undici
- canale cocleare; 12 - principale
membrana (basilare).

Rappresentazione schematica del sistema uditivo

Ruolo dell'orecchio esterno

L'orecchio esterno è costituito dall'orecchio
concha, canale uditivo (nella forma
tubo stretto), timpano.
Orecchio
lavello
gioca
ruolo
collezionista di suoni,
concentrandosi
onde sonore nel condotto uditivo
con conseguente pressione sonora a
il timpano si allarga
rispetto alla pressione sonora in
l'onda incidente circa 3 volte.

Il ruolo del canale uditivo esterno

Il suono entra nel sistema attraverso un esterno
il canale uditivo, che è chiuso con
un lato con un tubo acustico di lunghezza L
= 2,5 cm L'onda sonora lo attraversa
condotto uditivo e viene parzialmente riflesso
timpano. Nel condotto uditivo, tipo
nel tubo risuonerà un'onda di lunghezza λ =
4L = 4 0,025 = 0,1 m Frequenza alla quale
si verifica una risonanza acustica
è definito come segue: ν = v/λ = 340/(40 0,25) = 3,4
kHz.

Ruolo dell'orecchio medio

L'orecchio medio è un dispositivo
destinato
Per
trasferimenti
vibrazioni sonore provenienti dall'aria
ambiente dell'orecchio esterno in un ambiente liquido
orecchio interno. L'orecchio medio contiene
timpano, ovale e
finestre rotonde e abbaini
ossa
(martello,
incudine,
staffa).

Ruolo dell'orecchio medio

Quando il suono passa attraverso l'orecchio medio, si verifica
un aumento del suo livello di intensità di 28 dB rispetto a
si ottiene una riduzione delle perdite di livello di intensità
suono durante la transizione dall'aria al liquido,
componente 29 dB. Fornisce anche l'orecchio medio
indebolimento della trasmissione delle vibrazioni in caso di suono
alta intensità per riflesso
indebolendo la connessione tra le ossa. Per guardia
serve il timpano contro le variazioni di pressione
piccola tromba di Eustachio che si collega
cavità dell'orecchio medio con la parte superiore della faringe (con
atmosfera).

Ruolo dell'orecchio interno

Sistema di percezione del suono dell'apparecchio acustico
sono l'orecchio interno e la coclea che vi entra.
L'orecchio interno è chiuso
cavità. Questa cavità, chiamata labirinto, ha
forma complessa e piena di liquido perilinfa. Si compone di due parti principali:
coclea, che converte le vibrazioni meccaniche in
segnale elettrico e semicerchi vestibolari
apparato che garantisce l'equilibrio del corpo in campo
gravità.

Proprietà selettive in frequenza della membrana principale

Attualmente si ritiene che la percezione
altezza
toni
determinato
posizione
massime oscillazioni della membrana principale.
Stimolano le oscillazioni della membrana principale
recettore
cellule,
situato
V
organo del Corti, risultando
potenziali d'azione trasmessi dall'udito
nervo alla corteccia cerebrale.

Effetto binaurale

Effetto binaurale - abilità
impostare la direzione su
sorgente sonora in orizzontale
piano a causa della differenza di fase e
intensità disuguali
onde sonore che colpiscono in modo diverso
orecchie.

Suono

Suono: meccanica longitudinale
onde che si propagano
qualsiasi ambiente diverso dal vuoto
frequenza da 16 Hz a 20000 Hz.
Il suono è adeguato
irritante per l'udito
sistema sensoriale

Caratteristiche sonore soggettive

Caratteristiche soggettive del suono
Sono:
Il tono che corrisponde a
caratteristica fisica del suono - frequenza.
Il volume che corrisponde al fisico
caratteristica del suono - intensità.
Il timbro che corrisponde al fisico
caratteristica del suono - spettro acustico

Scala del volume

E = klog(I/I0)
Unità di misura
volume del suono
chiamato sfondo.

Metodi di ricerca validi

Il suono può essere una fonte di informazioni su
condizione degli organi umani.
Auscultazione - diretta
ascoltare i suoni provenienti dall'interno
corpo.
Percussione: esame degli organi interni
toccando la superficie del corpo
e analisi dei suoni risultanti.
La maschiatura viene eseguita utilizzando
martelli speciali o utilizzando
dita.

FONOCARDIOGRAFIA

Fonocardiografia - grafica
registrazione dei suoni e dei soffi cardiaci e dei loro
interpretazione diagnostica.
La registrazione viene eseguita utilizzando
fonocardiografo, che consiste in
microfono, amplificatore, frequenza
filtri, dispositivo di registrazione.

Scala di intensità

Viene chiamato il livello di intensità
logaritmo decimale del rapporto
intensità del suono alla soglia di udibilità:
L = log(I/I0)
Unità di livello di intensità
è bel (B). Di solito ne usi di più
piccola unità di livello di intensità decibel (dB): 1 dB = 0,1 B. Livello
l'intensità in decibel è calcolata da
le seguenti formule:

Scala di intensità

L = 10 log(I/I0) = 20 log(P/ P0)
Se una persona sente i suoni,
proveniente da una direzione
da diversi incoerenti
fonti, quindi la loro intensità
piegare:
I = I1 + I2 + I3 +...

COMPITO 1

Qual è il valore dell'intensità
è necessario il suono in W/m2
affinché una persona ascolti
lui se, nel valutare il suo udito
utilizzando un audiometro
si ottiene il valore della sua nitidezza
udito ad una frequenza di 1 kHz – 40 dB.

SOLUZIONE

In questo caso, per risolvere il problema
devi applicare la formula:
L = 10 log(I/I0)
Quindi: 40 = 10 log(I/I0), da cui:
4 = log(I/I0), ovvero:
4
I/I0=10
4
-12+4
-8
2
Io = I0 10 = 10
=10 W/m.

COMPITO 2

Il suono che corrisponde alla strada
livello di intensità L1 = 50 dB,
sentito nella stanza come il suono da
livello di intensità L2 = 30 dB.
Trova il rapporto di intensità
suono per strada e nella stanza.

SOLUZIONE

Per risolvere questo problema applichiamo
formula per la scala di intensità:
L1 – L2 = 10 log(I1/I2), da cui:
2=log(I1/I2),
Pertanto: I1/I2 = 100.
Risposta: I1/I2 = 100.

COMPITO 3

La ventola crea suono, livello
intensità di cui L = 60 dB.
Trova il livello di intensità
suono quando si lavora in due fianco a fianco
tifosi in piedi.