- •Министерство образования российской федерации
- •Введение
- •1. Классические пороговые меры чувствительности
- •Пороги чувствительности
- •1.2. Пороговые концепции чувствительности
- •2. Методы измерения порогов чувствительности
- •2.1. Метод границ
- •Образец протокола эксперимента в методе границ
- •2.2. Метод установки
- •Образец протокола эксперимента в методе установки
- •2.3. Метод постоянных стимулов
- •Образец протокола эксперимента в методе констант
- •3. Непороговые меры чувствительности
- •3.1. Введение в теорию статистических решений (теория принятия решений в неопределенных ситуациях)
- •3.1.1. Правило принятия решения
- •3.1.2. Стратегия принятия решения
- •Матрица сочетаний возможных состояний среды и ответов испытуемого для ситуации измерения абсолютной чувствительности
- •Матрица стоимостей различных вариантов решений в двухальтернативной ситуации
- •3.2. Теория обнаружения сигнала в психофизике
- •3.2.1. Распределение плотности вероятности сенсорных событий
- •3.2.2. Правило принятия решения
- •3.2.3. Рабочая характеристика наблюдателя (рх)
- •3.2.4. Показатель чувствительности d
- •4. Методы измерения сенсорной чувствительности
- •4.1. Метод да-нет
- •Образец протокола №1 эксперимента по методу «да-нет»
- •Образец протокола №2 эксперимента по методу «да-нет»
- •2) Построение графика px.
- •I серия:
- •II серия:
- •3) Расчет показателя чувствительности d.
- •4.2. Метод оценки
- •Числовое выражение вероятности наличия стимула в пробе p(s) и вербальная формулировка степени уверенности испытуемого в его наличии в пробе для каждой из пяти использованных оценочных категорий
- •Образец протокола в методе оценки
- •Значения p(k/s) и p(k/n) для всех оценочных категорий
- •Способ расчета Pобн и Pлт в методе оценки
- •Значения вероятности обнаружения и ложной тревоги для всех s0
- •Значения вероятности обнаружения и ложной тревоги для всех s0
- •4.3. Метод вынужденного выбора
- •Заключение
- •Литература
- •Методы измерения чувствительности сенсорных систем человека
- •603022, Н.Новгород, пр. Гагарина, 23.
- •603600, Н.Новгород, ул. Б.Покровская, 37.
3.2. Теория обнаружения сигнала в психофизике
Использование теории статистических решений для описания функционирования сенсорных систем первоначально было связано с переносом в психологию приложений этой теории к проблемам обнаружения сигнала в радиотехнике. Современная психофизика сохраняет сложившееся традиционно название «теория обнаружения сигнала» (далее просто ТОС) и в той части приложений теории статистических решений, которая относится к психологии.
Рассмотрим применение ТОС на примере оценки абсолютной чувствительности сенсорной системы в той ее части, которая в классической психофизике относилась к измерению нижнего абсолютного порога.
При оценке дифференциальной чувствительности в целом схема рассуждений такая же, как и в предыдущем случае с измерением абсолютной чувствительности. Отличие заключается только в том, что вместо обнаружения наличия стимула в пробе перед испытуемым ставится задача обнаружения различия между стимулами, предъявленными в одной пробе.
3.2.1. Распределение плотности вероятности сенсорных событий
При определении нижних абсолютных порогов чувствительности (см. раздел 1) испытуемый в каждой отдельной стимульной пробе должен принимать решение – был в интервале наблюдения предъявлен стимул или нет. Если испытуемый считает, что стимул был, он дает ответ «ДА», если полагает, что стимула не было, ответ – «НЕТ».
При новом подходе внешне ситуация остается такой же. Однако, согласно ее трактовке в рамках ТОС, полагается, что в интервале наблюдения испытуемый имеет дело с сенсорным событием s, причину появления которого он не знает – его задачей является принятие решения о том, чем вызвано это сенсорное событие. Вводимое здесь новое понятие «сенсорное событие s» может трактоваться как некоторый «прообраз» стимула – т.е. то, что возникает до появления сенсорного образа в его привычном понимании.
Основные допущения, на которые опирается ТОС в применении к психофизике, следующие:
Причиной возникновения сенсорного события s может быть либо действие на сенсорную систему стимула s, либо что-то другое, не связанное со стимулом – например, собственный “внутренний“ шум сенсорной системы (“нейронный шум”).
Испытуемый не знает достоверно, чем вызвано появление сенсорного события s – стимулом S или действием других факторов, например “шума” n.
Испытуемый должен принять в этих условиях наиболее правильное решение.
Таким образом, данная ситуация по своим признакам полностью соответствует той, которая описывалась в предыдущем разделе 2 – отсутствие достаточной информации для принятия детерминистического решения, необходимость принятия в ситуации неопределенности наилучшего решения – то есть испытуемый должен действовать в соответствии с правилами теории статистических решений. При этом аналогом величины, которую в предыдущем разделе называли апостериорной информацией ej, будет сенсорное событие s. Результатом положительного исхода при принятии решения, (т.е. испытуемый принимает решение: «Да. Стимул был»), является переход сенсорного события в категорию «сенсорный образ стимула - Š». Если же решение отрицательно: «Нет. Стимула не было», - сенсорный образ не возникает. То есть результатом принятия решения является качественное изменение субъективного статуса сенсорного события - оно становится субъективным образом, образом ощущения.
При измерении разностной чувствительности, когда испытуемый должен установить идентичность или неидентичность двух (или более) стимулов, процесс принятия решения строится следующим образом. В каждой стимульной пробе испытуемому предъявляется два стимула – J1 и J2, вследстие воздействия которых сенсорная система формирует их сенсорные образы Š1 и Š2. Значение каждого из этих сенсорных образов является случайной величиной, что обусловлено стохастичностью функционирования сенсорной системы, о чем уже говорилось ранее. Любое возможное в этих условиях значение величины сенсорного образа Š может быть вызвано любым значением действующего стимула J. Это означает, что образ Š1 может быть вызван воздействием как стимула J1, так и стимула J2, и также образ Š2 может быть вызван воздействием как стимула J2, так и стимула J1. Соответственно принятие решения испытуемым в этой ситуации будет заключаться в том, чтобы правильно выбрать один из двух вариантов:
а) различие образов, выражаемое значением случайной величины ΔŠ = Š2 ─ Š1, есть следствие стохастичности функционирования сенсорной системы;
б) различие образов (величина ΔŠ ) обусловлено различием величин действующих стимулов J1 и J2.
В ситуации оценки абсолютной чувствительности, в соответствии с вышеизложенным, при принятии решения испытуемый должен все множество возможных сенсорных событий s, образующих сенсорную ось s, разбить на два части (см. рис. 6, где p -вероятность возникновения сенсорного события s). Точку разбиения на сенсорной оси обозначим как s0 и в дальнейшем будем называть сенсорным порогом принятия решения. Значения s большие s0 по величине в результате принятия решения определяются как вызванные воздействием стимула (ответ испытуемого: «ДА! Стимул был.»), меньшие – как вызванные другими факторами - «внутренним» или «собственным» шумом n (ответ испытуемого: «нет! Стимула не было.»)
Рис. 6. Распределения плотностей вероятностей сенсорных событий (пояснения см. в тексте)
Функции, изображенные на рис.6, определяются как:
f(n) - плотность вероятности возникновения сенсорного события без воздействия стимула;
f(s) - плотность вероятности возникновения сенсорного события при наличии стимула.
При этом полагается, что сенсорные события могут принимать какие угодно значения – т.е. ось сенсорных событий непрерывна. Это допущение является в определенной мере условным, поскольку идеализирует и упрощает ситуацию. Однако именно это позволяет выделить главное, что позволит дальнейшее описание теории проводить по отношению к некоему “идеальному наблюдателю” (“идеальному испытуемому”), действующему в “идеальных” условиях.
Весьма интересным является предположение о том, что принятие решения о наличии или отсутствии стимула может быть связано с последующим осознанием или неосознанием сенсорного события s. В этом случае все множество сенсорных событий s может рассматриваться как содержание неосознаваемой субсенсорной области психического, которое может превратиться в содержание актуального сознания, если в результате принятия решения какая-то их (сенсорных событий) часть переводится в категорию «сенсорный образ Š».