Понятие сенсорного порога. Основные психофизические закономерности

Густав Теодор Фехнер (1801-1887)

1860 г. опубликованы «Элементы психофизики»

 

Ввел понятие порога

Обосновал положение, что между ментальным опытом - ощущением - и физическим раздражителем существует количественная связь.

Вывел первые количественные закономерности

Предложил первые психофизические методы

 

o Фундаментальная проблема психофизики: какой должна быть интенсивность сигнала, чтобы его можно было обнаружить?

o Минимальное значение стимула или сигнала, которое возможно обнаружить называют минимальным абсолютным порогом.

o Абсолютный порог – это граница ощущений. Ниже этой границы ощущения отсутствуют. Стимулы, значение которых ниже порога, называются подпороговыми, а выше порога – надпороговыми.

o Порог – это постоянная величина, обнаружение порога происходит по принципу «все или ничего»»

 

Сенсорный порог — величина раздражителя, при достижении которой начинает возникать ощущение или другие реакции (соматические, вегетативные, электроэнцефалографические). В соответствии с этим различают нижний порог чувствительности сенсорной системы и порог реагирования эффектора, свидетельствующего об ответе организма на раздражитель.

Гипотетическая кривая зависимости абсолютного порога от интенсивности стимула

 

Е=1/Р

Е — абсолютная чувствительность,

Р — величина нижнего порога ощущений.

 

Показатели нижних порогов тех или иных ощущений не представляют собой четко «очерченной» величины. Существует целая полоса минимальных воздействий, при которых испытуемый то замечает, то не замечает наличие соответствующего раздражителя, то, наконец, сомневается в том, имело ли это раздражение место. Поэтому за нижний порог ощущения принимается обычно величина, при которой число положительных ответов, указывающих на то, что у субъекта возникло соответствующее ощущение, превышает 50%. Этот порог называется статистически достоверным нижним порогом ощущений.

Характерно, что нижние пороги ощущений не остаются постоянными, а меняются в зависимости от ряда факторов: привыкание к раздражителю, исходный фон и дополнительные условия, которые могут повышать или понижать чувствительность.

Рядом с нижними порогами ощущений можно выделить и их верхние пороги Под верхним порогом ощущения понимается та максимальная величина раздражителя, за пределами которой раздражитель либо не воспринимается, либо начинает принимать новую окраску, фактически заменяясь болевым ощущением.

Мы уже говорили, что человеческий слух может воспринимать звуковые колебания в диапазоне от 20 до 20 ООО Гц, причем низкие частоты воспринимаются как низкие тоны, а высокие частоты — как высокие тоны. Если предъявлять субъекту звуки с частотами выше 20-30 000 Гц, т. е. ультразвуки, он их не будет воспринимать. Таким образом, звуки, расположенные за пределами верхних порогов, перестают вызывать ощущения.

По интенсивности звуки вызывают слуховые ощущения лишь в известных пределах. Звуки интенсивностью ниже 1 дБ могут не восприниматься и составляют нижний порог ощущений, в то время как звуки, которые по интенсивности превышают 130 дБ, начинают вызывать болевые ощущения и являются верхним порогом слуховых ощущений.

Измерение нижних и верхних порогов ощущений имеет большое практическое значение: оно позволяет выделить людей с пониженной чувствительностью того или иного анализатора, а симптом снижения чувствительности может быть использован для диагностики (периферического или центрального) поражения.

 

 

Основные психофизиологические закономерности

 

Разностный (дифференциальный) порог – наименьшее различие между раздражителями когда они ощущаются как различные; минимально воспринимаемое прибавление (или убавление) в стимуляции

 

Соотношение Бугера-Вебера

o БУГЕР (Bouguer) ПЬЕР (1698-1758) - французский ученый, один из основателей фотометрии;

o В 1760 г., Бугер исследовал свою способность различать тень, отбрасываемую свечой, если экран, на который падает тень, одновременно освещается другой свечой. Его измерения довольно точно установили, что отношение (dI- минимальный воспринимаемый прирост освеще­ния, I - исходное освещение) - величина сравни­тельно постоянная в отличие от абсолютных величин

o ВЕБЕР (Weber), ЭРНСТ ГЕНРИХ (1795–1878) - немецкий анатом и психофизиолог.

o В 1834 г. Э. Вебер повторил забытые к тому времени опыты Бугера. Изучая различение веса, он показал, что минимально воспринимаемая разница в весе представляет собой постоянную величину. Такое же постоянство в отношении минимального воспринимаемого прироста раздражения к его исходной величине Вебер установил для зрения (различение длины линий) и слуха

dI/ I = const

Выводы Фехнера:

Первое допущение Фехнера:

если dI/ I = const, то и минимальный прирост ощущения dS = const, другими словами все минимальные изменения ощущений равны, они рассматриваются как единицы измерения

Основная формула Фехнера:

dS = с dR/ R, где с – константа пропорциональности, которая может меняться от вида ощущений, R – величина раздражителя, dR – минимальный прирост раздражителя, вызывающего ощущение

Интегрируя последнюю формулу получаем:

S = е log R + C, где С – константа интегрирования, е – основание натуральных логарифмов

Второе допущение Фехнера:

n При пороговой величине R, величина S равна нулю и

n 0= е log r + C

n C=- е log r

n S= е log R - е log r= е (log R - log r) = е (log R/r)

Путем соответствующего изменения константы можно от натуральных перейти к десятичным логарифмам

 

З-н Фехнера:

Cила ощущения S пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя R:

S=k logR/r

где r (R0)— пороговое значение интенсивности раздражителя: если R < R0, раздражитель совсем не ощущается.

 

З-н Стивенса

S=kRⁿ

Оспорил первое допущение Фехнера о постоянстве минимальных приростов ощущений

Считал более верным следующее соотношение: d S/S = k d R/R

Применил методы прямого шкалирования, которые подтвердили его предположения и позволили вывести степенной закон

 

 

Современные пороговые теории:

 

o нейроквантовая теория (von Bekesy, 1930-1936; Stevens et al., 1941). В ней сенсорный эффект связан с работой гипотетических функциональных единиц в сенсорной системе — нейроквантов, или NQ. Каждый NQ срабатывает, как только раздражение достигает его порогового уровня. В зависимости от силы раздражителя активируется различное число NQ в единицу времени, чем и определяется разная интенсивность ощущений.

o теории трех состояний (Atkinson, 1963) два из трех возможных состояний сенсорной системы: обнаружение и необнаружение — своим характером детерминируют ответы наблюдателя, третье же состояние (неопределенность) он вынужден преодолевать, выбирая на основе несенсорной информации определенную стратегию ответа.