Обнаружение сигналаТема №3

Вопросы для обсуждения

1. Сенсорная чувствительность и сенсорные пороги. Статистическая природа сенсорных явлений.

2. Ощущение как процесс принятия решения.

3. Проблема подпорогового восприятия.

4. Проблема измерения надпороговых ощущений. Психофизические законы.

5. Взаимодействие ощущений в процессе переработки информации. Понятие психофизического оператора.

Вопрос №1Сенсорная чувствительность и сенсорные пороги…

Г. Фехнер (1801-1887)Психофизика – наука о соотношении духовного и материального

Сенсорная психофизика

Малая, или сенсорная, психофизика устанавливает количественные соотношения между физической энергией стимула и величиной ощущения

Способность к ощущению

Способность к ощущению (чувствительность) может быть измерена лишь косвенно, через величину порога

Г. Фехнер. «Элементы психофизики», 1860

Сенсорный порогПорог S0 – это граница, разделяющая ощущаемые и неощущаемые стимулы или стимулы, вызывающие ощущения разных модальностей

S0

Величина стимула

0

1

Ве

ро

ятн

ост

ь о

бн

аруж

ени

я

Подпороговые стимулы

Надпороговые стимулы

Порог и чувствительность

Порог и чувствительность находятся в реципрокных отношениях:

Чем выше порог, тем ниже чувствительность;

Чем ниже порог, тем выше чувствительность.

Виды порогов

Сенсорные пороги

Абсолютные

Нижние Верхние

Разностные

Абсолютный порог

Характеризует абсолютную величину стимула, меняющую ощущение.

Нижний абсолютный порог – минимальная величина стимула, доступного восприятию. Ниже этой величины стимул не воспринимается.

Верхний абсолютный порог – максимальная величина стимула, доступного восприятию. Выше этой величины стимул не воспринимается, либо воспринимается в другой модальности.

Абсолютные пороги (Галантер, 1962)

Ощущение Порог обнаружения

Зрение Пламя свечи на расстоянии 30 миль (45,7 км) темной ясной ночью

Слух Тиканье часов на расстоянии 20 футов (6,1 м) в тихой комнате

Вкус 1 унция (28,3 г) сульфата гуанина на 250 галлонов (1136,5 л) воды.

Запах 4/100000 унции (0,001 г) ароматического вещества на шести-комнатную квартиру.

Прикосновение Крыло пчелы, упавшее на спину с высоты 0,4 дюйма

Разностный порог

Минимальное физическое различие стимулов, вызывающее ощущение их едва заметного отличия

Методы измерения порогов

1. Метод минимальных изменений (метод границ)

2. Метод установки (метод средней ошибки)

3. Метод констант (метод истинных и ложных случаев, метод частот)

Пороговая проблемаНесовпадение S-образной формы психометрической функции, которую можно построить по результатам эксперимента, и ступенчатой формы теоретической кривой, описывающей понятие порога

S0

Величина стимула

0

1

Вер

оят

но

сть

об

нар

ужен

ия

0,5Психометрическая

функция

Пороговая теория

Сохраняет понятие порога

S-образную форму психометрической кривой объясняет случайными флуктуациями порога

Флуктуации определяются несенсорными факторами (мотивация, научение, изменение функционального состояния организма)

Теория обнаружения сигнала

Отвергает понятие порога

Описывает ощущение как процесс принятия решения

S-образная форма кривой понимается как оценка вероятности принятия решения

Решение проблемы

Вопрос №2Ощущение как процесс принятия решения…

Д. Грин, Дж. Светс, 1966Теория обнаружения сигнала

Обнаружение сигнала

Обнаружение сигнала связано с порождением его внутреннего представления (репрезентации). Этот процесс является статистическим (стохастическим)

Обнаружение сигнала связано с процессом принятия решения. Этот процесс строго детерминирован заданным критерием

Внутреннее представление стимула

Сигнал

Шум

Репрезентация сигнала

Внутренне представление сигнала связано с взаимодействием двух факторов: внешнего воздействия самого сигнала и сенсорного шума, имеющего внутреннюю природу.

Сенсорный шум

Спонтанная активность рецепторов, независимо от модальности

Колебания внимания, изменение мотивации, функционального состояния и т.п.

Сигнал или шум?Процесс ощущение – это выделение сигнала (S) из шума (N) в его внутреннем представлении (репрезентации)

S

N

Возможные исходы

Сигнал Шум

«Да» Попадание (H) Ложная тревога (FA)

«Нет» Промах (O) Правильное отрицание (CR)

Принятие решения

Уровень сенсорной активности (X)

Ве

ро

ятн

ост

ь

fN(x) fS(x)

C

«Да»

«Нет»

𝑝 𝐻 =

С

∞

𝑓𝑆 𝑥 𝑑𝑥

𝑝 𝐹𝐴 =

𝐶

∞

𝑓𝑁 𝑥 𝑑𝑥

Критерий принятия решения C

Уровень сенсорной активности

Ве

ро

ятн

ост

ь

fN(x) fS(x)

C

P(H) = 1P(FA) = 1

P(H) = 0P(FA) = 0

Когнитивные

Знания об организации экспериментальной процедуры:

Предварительная информация

«Обратная связь»

Мотивационные

Представления о ценности положительного и отрицательного ответов:

«Платежная матрица»

Факторы выбора критерия С

Платежная матрица

Сигнал Шум

«Да» $5 -$5

«Нет» -$5 $5

Сигнал Шум

«Да» $5 -$1

«Нет» -$5 $1

Симметричная матрица

Асимметричная матрица

Чувствительность

Уровень сенсорной активности

Ве

ро

ятн

ост

ь

fN(x) fS(x)

C

Рабочая характеристика приемника (РХП)Работа рецептора может быть однозначно описана с помощью соотношения вероятностей попаданий и ложных тревог, называемого рабочей характеристикой приемника (РХП)

Вероятность ложных тревог P(FA)

Ве

ро

ятн

ост

ь п

оп

адан

ий

P

(H)

0

1

1

Чувствительность

Положение критерия

Вопрос №3Проблема подпорогового восприятия

Подпороговое восприятие

Могут ли репрезентации, отвергнутые на уровне сознания, как-то влиять на поведение?

Миф о 25-ом кадреДжеймс Вайкери, 1957

Физиологическое воздействие

Подпороговые стимулы могут оказывать влияние на функциональное состояние организма.

Например, невидимые мерцания экрана могут вести к состоянию утомления

Методика преднастройки

ПреднастройкаТестовый

стимул

Оценка тестового стимула

Эмоциональная преднастройка

Испытуемые склонные оценивать как более привлекательные фотографии людей в случае, если их предъявлению предшествовало предъявление сцены, вызывающей положительные эмоции, даже в условиях жесткой обратной маскировки

Семантическая преднастройка

Испытуемые быстрее реагируют на тестовое слово, если ему предшествует близкое по смыслу слово.

Этот эффект не зависит от того, предъявлялось ли слово-преднастройка на подпороговом или надпороговом уровне (Балота, 1983).