Пороговые концепции чувствительности

 

Изложенная в предыдущем разделе трактовка понятия «порог» является классической и воплощает фехнеровское понимание порога как некоторой реально существующей границы, разделяющей весь континуум стимулов на ощущаемые и неощущаемые. При этом, чтобы объяснить плавный, а не скачкообразный ход психометрической кривой, Фехнер вынужден был апеллировать к флуктуациям величины порога во времени. Такая аргументация вызывала ряд возражений у его оппонентов, полагавших, что порога как такового не существует, а та величина, которую мы получаем в результате применения описанных выше процедур, представляет собой не более как условное рабочее понятие, допустимое для использования в целях удобства в прикладных исследованиях. Несмотря на подобную критику, понятие порога продолжает широко использоваться в науке и на практике, наполняясь новым смыслом.

Наиболее ярким представителем пороговых концепций чувствительности является нейроквантовая теория, связанная с именами Боринга (1926), Бекеши (1930) и Стивенса (1941). В теории постулируется существование «нервных квантов» как неких гипотетических функциональных элементов нервной системы, обеспечивающих обработку и передачу информации (заметим, что это допущение является достаточно обоснованным). Каждый нервный квант активируется только в том случае, если его возбуждение достигает некоторой критической величины – «порога». Следствием этого является то, что психометрические функции представляют прямолинейные отрезки, а не S-образные кривые. Такие прямолинейные психометрические функции действительно были получены в ряде работ. Однако они представляли собой скорее исключение из правила, поскольку их получение было связано с использованием в эксперименте ряда существенных ограничений.

Близким к фехнеровскому пониманию порога является трактовка порога в высокопороговой теории Блэквелла (1953), согласно которой порог – это фиксированная критическая величина стимула, по достижении которой он становится ощущаемым. Отличие от Фехнера состоит в том, что в этой теории допускается, что в ситуации, когда в текущей пробе стимул не достигает порогового значения, испытуемый начинает пытаться угадать, был стимул или нет. Тем самым порождается возможность появления ответов типа «ложная тревога» (появление ответов «Стимул был» в случае отсутствия предъявления стимула в пробе – так называемая «пустая проба»). Чтобы устранить влияние на результаты случайных угадываний, Блэквеллом была введена широко известная формула поправки на случайный успех.

В качестве других вариантов пороговых концепций следует упомянуть теорию двух состояний Люса (1963), рассмотрение которой выходит за рамки задач данной работы.

Методы измерения

порогов чувствительности

 

Метод границ

Процедура. Испытуемому последовательно предъявляются стимульные пробы, каждая из которых содержит одно из заранее определенных значений стимула I. Диапазон значений стимула выбирается таким, чтобы наименьшее значение стимула (I_min) практически никогда не воспринималось испытуемым, а наибольшее значение (I_max) – воспринималось в подавляющем числе проб. Количество фиксированных значений стимула (I₁₌I_min, I₂ I₃, …, I_n=I_max), используемых в методе границ, рекомендуется выбирать от 5 до 11.

Стимулы предъявляются в строгом порядке: в первой пробе первым предъявляется наименьший стимул I₁₌I_min, затем I₂ и далее по возрастающей до тех пор, пока испытуемый не обнаруживает наличие стимула в пробе (восходящий ряд ); во второй пробе первым предъявляется наибольший стимул I_n=I_max, затем меньший по величине стимул I_n-1 и далее по убывающей, пока испытуемый не отметит исчезновение стимула в очередной пробе (нисходящий ряд ). Нисходящие и восходящие ряды чередуются. Количество рядов определяется экспериментатором в соответствии с конкретными задачами исследования (чаще всего оно задается требованиями к уровню статистической значимости получаемых данных).

От испытуемого требуется отметить момент, когда в восходящем или нисходящем ряду он замечает появление (исчезновение) стимула. Этот момент отмечается в протоколе эксперимента.

 

Протокол эксперимента. Оформляется соответственно приводимому в табл.1 образцу для 11 значений стимула и 10 рядов (5 восходящих и 5 нисходящих).

 

Получаемые показатели. После завершения эксперимента по полученным данным, которые зафиксированы в протоколе эксперимента, для каждого ряда определяется единичное значение порога (I_ед.пор). Единичное значение порога - это такое значение стимула, при котором происходит изменение ответов испытуемых с «Нет» на «Да» в восходящих рядах, и с «Да» на «Нет» в нисходящих (в протоколе это значение обозначено пунктирной линией).

 

Таблица 1

Образец протокола эксперимента в методе границ

Величина стимула I, (усл. ед.)	Ответы испытуемого*
Номер ряда**
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	-	-	-	-	-	+	-	-	-	-
	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+
	-	+	-	-	-	+	-	+	-	+
	-	+	-	-	+	+	-	+	-	+
	+	+	-	+	+	+	+	+	-	+
	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Единичное значение порога (Iед.пор)	7, 5	4, 5	8, 5	7, 5	6, 5	3, 5	7, 5	5, 5	8, 5	4, 5

 

 

* - «+» - ответ испытуемого «Да, есть стимул в пробе»;

«-» - ответ испытуемого «Нет стимула в пробе»;

** - восходящие ряды – нечетные, нисходящие ряды – четные.

 

Искомое значение порога подсчитывается как среднее арифметическое единичных значений порогов в сериях:

I_пор = (7, 5+4, 5+8, 5+7, 5+6, 5+3, 5+7, 5+5, 5+8, 5+4, 5) / 10 = 6, 4 усл.ед.

В основе этого способа расчета величины порога лежит использование линейной аппроксимации при вычислении единичных значений порога.

В некоторых случаях представляет интерес такой показатель, как величина зоны неопределенности – т.е. тех значений стимулов, в отношении которых у испытуемого нет достаточной уверенности относительно их наличия или отсутствия в стимульной пробе. Количественно оценкой величины зоны неопределенности может выступить величина среднеквадратического отклонения единичных значений порогов σ :

= , (2)

где n – общее количество предъявленных стимулов.

Область применения. Как правило, используется для предварительной или же приблизительной оценки величины порога чувствительности.

Достоинством метода является быстрота и относительная простота процедуры, а недостатком – неточность оценки I_пор. Последнее обусловлено знанием испытуемым характера изменений сигнала - увеличение или уменьшение стимулов в восходящих и нисходящих рядах. В результате у него формируется определенное ожидание очередного значения сигнала в ряду, что влияет на принятие решения о наличии или отсутствии стимула в пробе.

 

Метод установки

 

Процедура. Во многом аналогична использовавшейся в методе границ, только теперь испытуемому дана возможность самому изменять величину стимула в восходящих и нисходящих рядах. То есть испытуемый в методе установки играет активную роль. От него требуется устанавливать в восходящих и нисходящих рядах такую величину стимула, которая оказывается на грани перехода от воспринимаемых значений стимула к не воспринимаемым (или наоборот). При этом испытуемому разрешается многократно менять направление изменения величины стимула в отдельной пробе ряда в процессе поиска нужного граничного значения стимула.

Выбранное в каждой отдельной пробе такое граничное значение представляет собой единичное значение порога, аналогичное рассматривавшемуся выше I_ед.пор., и заносится в протокол эксперимента.

Протокол. В связи с тем, что в протокол эксперимента заносится только одно число для каждого восходящего и нисходящего рядов, форма итогового протокола оказывается более простой, чем в методе границ. Образец этой формы для 5 восходящих и 5 нисходящих рядов приведен в табл.2.

 

Таблица 2

Образец протокола эксперимента в методе установки

 

	Номер ряда*
Единичное значение порога (Iед.пор.), (усл. ед.)	4, 2	5, 6	5, 3	6, 4	3, 7	7, 1	5, 5	4, 9	5, 1	5, 7

* - восходящие ряды – нечетные, нисходящие ряды – четные.

 

Показатели. Как и в предыдущем методе, для определения величины порога чувствительности используется расчет среднего арифметического единичных значений порогов, полученных в ходе эксперимента:

I_пор = (4, 2+5, 6+5, 3+6, 4+3, 7+7, 1+5, 5+4, 9+5, 1+5, 7) / 10 = 5, 35 усл.ед.

Для оценки величины зоны неопределенности, как и раньше, используется среднеквадратическое отклонение единичных значений порога (см. выше).

Область применения. Практически совпадает с той, которая была определена для метода границ: предварительная и приближенная оценка величины порога. Вместе с тем в ряде случаев метод может обеспечить большую точность в связи со снижением влияния ожиданий на процессы принятия решения.

 

Метод постоянных стимулов

 

Процедура. Вокруг предлагаемого значения порога в диапазоне от очень редко до почти всегда воспринимаемых величин стимула располагается от 5 до 10 равноотстоящих друг от друга на оси I значений стимула (оптимально – 7 градаций). Каждое из этих значений стимула предъявляется в эксперименте равное число раз (т.е. все значения стимула имеют одинаковую частоту предъявления). Количество предъявлений определяется конкретными задачами исследования и может варьировать от 10 до 500. При этом последовательность предъявления этих значений обязательно должна быть случайной – т.е. испытуемый не должен знать, какое из значений стимула будет ему предъявлено в следующей пробе. Его задачей является обнаружение наличия (или отсутствия) стимула в каждой пробе (интервале наблюдения). Т.е. испытуемый должен выбрать один из вариантов ответов- был раздражитель в пробе – «Да», или его там не было - «Нет».

Протокол. Примерная форма протокола приведена в табл.3 для варианта, когда используется 7 значений величины стимула, каждое из которых предъявляется по 10 раз.

Показатели. На основе полученных данных подсчитывается число случаев правильного обнаружения стимулов для каждого из использовавшихся в эксперименте стимульных значений ( I ), а затем – частоту (вероятность) их правильного обнаружения:

P_обн= m/n. (3)

По полученным результатам строится график зависимости P_обн от I (рис.3) и определяется значение порога I_пор. Графический способ определения порога является самым простым и достаточно точным.

 

Таблица 3

Образец протокола эксперимента в методе констант

 

	Ответы испытуемого*
Вел-на стимула I, Поряд- (усл.ед). ковый номер стимула, n
	- - - + - - - - - -	- - - - - - - - + -	- + - - + - - - - -	+ - + - - - + - - +	+ + - + - - + + - +	- + + + - + + + + +	+ + - + + + + + + +
Число обнаруженных стимулов, m
Частота обнаружения стимулов, m/n	0, 1	0, 1	0, 2	0, 4	0, 6	0, 8	0, 9

*- «+» – ответ «Да»; «-» - ответ «Нет».

 

За величину порога принимается значение стимула, которое обнаруживается с вероятностью 0, 5. Можно использовать как обычную систему координат, так и нормальную систему (z-координаты), что и изображено на рис.4. При использовании z-координат и аппроксимации данных линейной функцией методом наименьших квадратов результат будет наиболее точным. Для нашего примера I_пор = 5, 33 усл.ед.

Область применения. Метод постоянных раздражителей позволяет получить наиболее точные значение порога по сравнению с другими методами. Его результаты не искажаются ожиданиями испытуемых относительно очередных значений предъявляемых стимулов, так как порядок их предъявления случаен. Вместе с тем он требует несколько больших затрат времени на проведение исследования и может использоваться там, где главным является точность и надежность измерения, а не быстрота.

 

Рис.4. Зависимость вероятности правильного обнаружения стимула

( P_обн и Z_обн ) от его величины ( I ) (психометрическая функция)

 

Следует также заметить, что метод постоянных раздражителей в чем-то ближе к современным методам и благодаря в некотором смысле оптимальности сочетания точность/надежность пользуется популярностью у исследователей.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: