Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сенсорные и перцептивные процессы. Учебное пособие
.pdf
Экспериментально-психологические исследования 81
полняющий функцию экрана); секундомер; квадраты из бумаги или картона разных цветов (красный, жёлтый, зелёный, синий); квадраты одного
цвета, но различной цветовой интенсивности (насыщенности).
Ход работы. Эксперимент состоит из трёх опытов. Рекомендуется
проводить в условиях дневного освещения.
1 опыт
Задача – определить цвета возникающих последовательных образов
при воздействии разных цветовых стимулов (красного, жёлтого, зелёного, синего).
Инструкция испытуемому:
Сейчас Вам будут предъявляться карточки разных цветов. Пожалуйста, фиксируйте взгляд на каждом предъявляемом цвете. После того, как я уберу карточку, продолжайте смотреть на экран
до возникновения цветного образа. Сообщите о цвете этого образа.
Экспериментатор последовательно предъявляет испытуемому цветные квадраты на фоне белого экрана. По истечении 40 с следует убирать
квадрат. Цвет возникшего у испытуемого последовательного образа заносится в табл. 2.13.
Таблица 2.13
Результаты 1 опыта
Исходный цвет Цвет последовательного образа
Красный
Жёлтый
Зелёный
Синий
2 опыт
Задача – определить длительность сохранения последовательного об-
раза при разном времени предъявления цветового стимула.
Инструкция испытуемому:
Сейчас Вам будет предъявлена цветная карточка. Пожалуйста, зафиксируйте на ней взгляд и продолжайте смотреть на экран после
того, как я её уберу. Сообщите, когда увидите образ, и когда он
исчезнет.
82 Лабораторные работы
Экспериментатор предъявляет испытуемому карточку одного цвета
трижды: в течение 10, 20 и 40 с, каждый раз включая секундомер после
того, как карточка убрана от экрана. В табл. 2.14 необходимо отмечать
время возникновения образа t
1
и время его исчезновения t2.
Таблица 2.14
Результаты 2 опыта
Время воздействия раздражителя (c)
Время возникновения образа
(t
1
, c)
Время исчезновения образа (t
2
,
c)
Устойчивость
образа (t
2−t1
, c)
10
20
40
3 опыт
Задача – определить длительность существования последовательного
образа при предъявлении цветовых стимулов различной интенсивности.
Инструкция испытуемому:
Сейчас Вам будут последовательно предъявлены цветные карточки.
Пожалуйста, фиксируйте взгляд на каждой и продолжайте смотреть на экран после того, как я буду их убирать. Сообщайте о возникновении образа и об его исчезновении.
Экспериментатор последовательно предъявляет испытуемому квадраты одного цвета, но разной его интенсивности, каждый раз в течение
40 с, включая секундомер после того, как карточка убрана от экрана.
В табл. 2.15 необходимо отмечать время возникновения образа t
1
и вре-
мя его исчезновения t
2
.
Таблица 2.15
Результаты 3 опыта
Интенсивность
раздражителя
Время возникновения образа
(t
1
, c)
Время исчезновения образа
(t
2
, c)
Устойчивость
образа (t
2−t1
, c)
Экспериментально-психологические исследования 83
Обработка данных. Экспериментатором заполняются таблицы.
Во второй и третьей делаются необходимые расчёты.
После заполнения группой всех таблиц, чтобы сформулировать вывод, нужно определить и описать следующие показатели (индивидуаль-
ные и групповые):
1. Наиболее часто встречающийся цвет последовательного образа по
каждому из исходных цветов-стимулов (1 опыт).
2. Устойчивость последовательного образа у испытуемого при разном
времени предъявления стимула (2 опыт).
3. Среднегрупповые время возникновения и устойчивость последовательных образов при разном времени предъявления стимула (2 опыт).
4. Устойчивость последовательного образа у испытуемого при предъявлении стимулов разной степени интенсивности (3 опыт).
5. Среднегрупповые время возникновения и устойчивость последовательных образов при предъявлении стимулов разной степени интенсивности (3 опыт).
2.2.7 Определение порога обнаружения
пространственной модуляции
Работа имеет преимущественно ознакомительный и демонстрацион-
ный характер.
Современные модели обнаружения и различения сигналов в зритель-
ной системе предполагают существование нескольких уровней преаттен-
тивной обработки информации
1
. Первый уровень является общим для
всех моделей и представляет собой систему локальной линейной фильтрации зрительного сигнала, выполняемой параллельно по всему полю
зрения; этому имеются достаточные нейрофизиологические обоснования.
В результате операций, выполняемых на этом уровне, выделяются локальные зрительные примитивы: отрезки линий, градиенты и др. Это
аналитический уровень. На следующем уровне осуществляется нелиней-
1
Преаттентивная обработка осуществляется до осознания и включения в процесс последова-
тельного внимания.
84 Лабораторные работы
ное взаимодействие выходов локальных фильтров и их пространственное
объединение; начинается синтез зрительного образа [16].
Предположить существование в зрительной системе специализированных механизмов, объединяющих выходы локальных фильтров, можно уже чисто теоретически. Без привлечения такого рода механизмов
сложно найти решение проблем апертуры, разделения текстур, восприятия т.н. стимулов второго порядка, в которых, при неизменных яркости и цвете, меняются контраст, пространственная частота или ориентация. Для решения всех этих задач необходима информация о распределении активности на выходах фильтров, работающих в локальной области.
Учёными неоднократно высказывались предположения о существовании
неких нейронов-«сумматоров», получающих с разных локальных участков поля зрения распределённую информацию и обрабатывающих её [16].
Вопрос заключается в том, что именно выделяют эти «сумматоры» (фильтры второго порядка ), т.е. какую информацию они пропускают для дальнейшей обработки, каковы их специфичность, частотные
и ориентационные настройки. Например, обнаружение целого ряда признаков текстуры может осуществляться как единым, так и различными
специализированными, специфичными нейрональными механизмами.
Для выяснения специфичности механизмов группирования пространственно-распределённой информации к характеру модуляции локальных
признаков текстуры в нашей лаборатории была проведена серия экспериментов. Задачей настоящего практического занятия является повторение
некоторых из них. Это позволит на практике познакомиться с актуальными задачами современной психофизики и методами, которые она использует.
Аппаратура и оборудование: ПК с подключённым откалиброванным
дисплеем и программой, генерирующей и предъявляющей текстуры (назовём её «тахистоскоп»).
Эксперимент проводится в парадигме маскировки с использованием
метода двухальтернативного вынужденного выбора (подпараграф 3.4.2).
Испытуемому предъявляют стимулы, содержащие («стимул-сигнал») или
не содержащие («стимул-дистрактор») искомый признак. От испытуемого требуется обнаружить признак, указав на стимул-сигнал. В данном
эксперименте предъявление стимулов осуществляется последовательно
Экспериментально-психологические исследования 85
во времени. Стимул-сигнал и стимул-дистрактор следуют в парах, причём порядок их следования внутри пары неизвестен и должен быть определён испытуемым; и стимул-сигнал, и дистрактор последовательно маскируются (см. подпараграф 3.4.2).
Маскировка – предъявление дополнительного стимула-маски, внося-
щего в условия проведения эксперимента специальную контролируемую
помеху. В наших опытах применяются текстуры, модулированные по контрасту, ориентации и пространственной частоте. Маскирующий стимул
может быть четырёх видов – максимально (в условных пределах) модулированный по контрасту, ориентации, пространственной частоте или
немодулированный. Стимулом-дистрактором всегда является немодулированная текстура. Стимул-сигнал – модулированная текстура с переменной амплитудой модуляции. Эксперимент может быть выполнен в трёх
вариантах, отличающихся типом модуляции сигнального стимула (модуляция контраста, ориентации, пространственной частоты).
Итак, в ходе эксперимента предъявляются пары последовательностей «стимул– маска» – «стимул – маска». Задачей испытуемого является принятие решения о том, какой из двух стимулов в паре является
сигнальным. После предъявления пар программа-тахистоскоп останавливается и ждёт ответа испытуемого. Если он считает, что сигнальный
стимул был первым в паре, ему следует нажать клавишу
⇐ , если вто-
рым – ⇒ . Через небольшой промежуток времени тахистоскоп покажет
очередную тестовую последовательность.
Исследование следует проводить, сформировав три группы испытуемых. Сигнальным стимулом для первой будет текстура, модулированная по контрасту, для второй – по ориентации, для третьей – по пространственной частоте. Каждому испытуемому следует определить порог
четыре раза, всякий раз меняя маскирующую текстуру. С текстурамимасками необходимо ознакомиться до начала опыта, чтобы лучше понять
условия тестового задания.
Если испытуемый правильно отвечает три раза подряд, тахистоскоп
усложняет задачу, понижая амплитуду модуляции. Если же он хотя бы
раз ошибается, амплитуда повышается и задача становится проще. После
достижения седьмого пика снижения/повышения уровня сложности заданий тестирование прекращается, программа вычисляет среднее ариф-
86 Литература
метическое значений амплитуды модуляции, достигнутых испытуемым
на последних шести пиках. Это среднее является искомым значением
величины порога. Первый пик считается пробным и в расчётах не используется. Лучше понять данный алгоритм определения порога помогает просмотр «журнала» работы тахистоскопа, находящийся на рабочем
столе компьютера.
Так как работа является преимущественно демонстрационной, вместо
вывода группе предлагается ответить на ряд вопросов:
1. Какие исследовательские приёмы, основанные на взаимодействии
стимулов, вам известны? Охарактеризуйте их.
2. Чем отличаются современные психофизические методы от классических?
3. Какие способы зрительной маскировки применяются в психофизическом эксперименте?
4. Какие несенсорные факторы, по вашему мнению, влияют на величины порогов, оцениваемые в эксперименте?
Литература
1. ГОСТ Р ИСО 8995 – 2002. Принципы зрительной эргономики. Освещение рабочих
систем внутри помещений.
2. Практикум по общей, экспериментальной и прикладной психологии / под ред.
А. А. Крылова, С. А. Маничева. Серия «Практикум по психологии». 2 изд. СПб.:
Питер, 2003. 560 с.
3. Lombroso G., Lombroso C. Criminal man, according to the classification of Cesare
Lombroso. New York and London: G.P. Putnam’s Sons, 1911. 404 p.
4. Fundamentals of machine tools. Washington, DC: Headquarters Department of the
Army, 1996. 309 p.
5. Генералова А. В., Гроголева О. Ю. Психологический практикум. Ощущение. Восприятие. Представление. Омск: ОГУ, 2004. 68 с.
6. Поворинский А. Г., Заболотных В. А. Пособие по клинической электроэнцефалографии. Л.: Наука: Ленингр. отд-ние, 1987. 64 с.
7. Наатанен Р. К. Внимание и функции мозга. М.: МГУ, 1998. 560 с.
8. Luck S. J. An introduction to the event-related potential technique. Cognitive neuroscience. Cambridge, MA: MIT Press, 2005. 374 p.
Литература 87
9. Merton P. A., Morton H. B. George Dawson (1912–1983) and the invention of
averaging techniques in physiology // Trends in Neurosciences. 1984. Vol. 7,
no. 10. P. 371–374. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/
S0166223684800570.
10. Голубцов К. В., Куман И. Г., Хейло Т. С. и др. Мелькающий свет в диагностике
и лечении патологических процессов зрительной системы человека // Информационные процессы. 2003. Т. 3, № 2. С. 114–122.
11. Кирой В. Н. Физиологические методы в психологии. Ростов-на-Дону: ЦВВР, 2003.
224 с.
12. Galifret Y. Visual persistence and cinema? // C. R. Biologies. 2006. Vol. 329.
P. 369–385.
13. Staab W. Whisper Test for Hearing and Hearing Aids – Still Alive?
http://hearinghealthmatters.org/waynesworld/2013/the-whisper-test-inhearing-still-alive/ (дата обращения: 01.08.2016).
14. Кузнецова Л. В., Переслени Л. И., Солнцева Л. И. и др. Основы специальной
психологии / под ред. Л. В. Кузнецовой. М.: Академия, 2002. 480 с.
15. Шиффман Х. Р. Ощущение и восприятие. Мастера психологии. Пятое изд. СПб.:
Питер, 2003. 928 с.
16. Бабенко В. В., Ермаков П. Н. Зрение и проблема связывания. М.: КРЕДО, 2013.
158 с.
Глава 3
Методический справочн ик
3.1 Расчёт и интервальное оценивание
некоторых статистических параметров
Следует различать истинные (генеральные) параметры статистических распределений и их выборочные оценки. Последние рассчитываются по данным, полученным опытным путём, и подвержены влиянию разных случайных факторов, вследствие чего могут варьировать от опыта
к опыту, от выборки к выборке. Как правило, исследователей интересуют истинные параметры, но охватить всю генеральную совокупность на
практике оказывается невозможным. Поэтому о значениях генеральных
параметров судят по выборочным оценкам. Доверительный интервал –
это определяемый по выборочным данным диапазон значений, который
с известной вероятностью p накрывает искомый параметр генеральной
совокупности. Построить доверительный интервал P – значит определить границы этого диапазона. На рис. 3.1 показан доверительный интервал для неизвестного параметра M , выборочная оценка которого равна
7, а радиус – 3.
P (4≤M≤10)
✲�
0 4 7 10
Рисунок 3.1: пример доверительного интервала
Расчёт и интервальное оценивание некоторых статистических параметров 89
3.1.1 Доверительный интервал для среднего
Очень часто результаты измерений, анкетные баллы или экспертные
оценки подвергают усреднению. Смысл этого действия интуитивно понятен – среднее арифметическое выступает в качестве обобщённой числовой характеристики исследуемого явления при данных условиях. С точки
зрения статистики результат такого усреднения¯X характеризует цен-
тральную тенденцию и служит оценкой истинного (генерального) среднего – математического ожидания, которое принято обозначать латинской буквой M или греческой µ. При этом выборочная оценка¯X является случайной величиной, подчиняющейся некоторому закону распределения. Если эта величина распределена нормально, что, исходя из центральной предельной теоремы, справедливо для выборок объёмом n ≥ 30
вне зависимости от закона распределения генеральной совокупности, доверительный интервал для M можно построить следующим способом.
1. Рассчитаем среднее арифметическое результатов n измерений:
¯
X =
n
i=1
x
i
n
,
где x
i
– результат каждого измерения.
2. Рассчитаем стандартное отклонение выборочного среднего σ
¯
X
=
σ
√
n
,
для чего воспользуемся известным стандартным отклонением генеральной совокупности σ. При неизвестном σ допускается (напр., [1,
с. 12]) использование его оценки, вычисляемой по исправленной фор-
муле выборочного стандартного отклонения s =
n
i=1
(xi−¯X)
2
n−1
.
3. Построим двусторонний доверительный интервал
P (¯X − z · σ
¯
X
< M <¯X + z · σ
¯
X
),
определив z, соответствующее доверительной вероятности p = 1 −α,
из данных таблицы 3.1.
Величина z представляет собой не что иное, как значение абсциссы
кривой нормального распределения в единицах количества стандартных
отклонений от M . Доверительная вероятность p = 1 − α задаётся произвольно, в психологических исследованиях часто встречаются уровни
90 Методический справочник
0,95 и 0,99. Выбор уровня определяет требуемую степень уверенности
в правильности вывода относительно значения параметра. Обратная доверительной вероятности величина α (уровень значимости) фактически
является вероятностью ошибочности вывода. Например, если много раз
строить доверительные интервалы для M по случайным выборочным
Таблица 3.1
Значения кумулятивной
функции нормального
распределения Φ(z) [2]
z Φ(−z) Φ(z)
4,75 0,000001 0,999999
4,26 0,00001 0,99999
3,72 0,0001 0,9999
3,09 0,001 0,999
2,58 0,005 0,995
2,33 0,01 0,99
2,05 0,02 0,98
1,96 0,025 0,975
1,88 0,03 0,97
1,75 0,04 0,96
1,64 0,05 0,95
1,28 0,1 0,9
1,04 0,15 0,85
0,84 0,2 0,8
0,67 0,25 0,75
0,52 0,3 0,7
0,39 0,35 0,65
0,25 0,4 0,6
0,13 0,45 0,55
0,00 0,5 0,5
данным, приняв α равным 0,05, в каждом
двадцатом (
5
100
) случае матожидание генеральной совокупности окажется за пределами интервала; аналогично при α = 0, 01 каждое сотое и т. д.
При помощи табулированной функции
Φ(z) (таблица 3.1) определяют долю значений случайной величины, меньших, чем абсцисса z. Важно понимать, что доверительному интервалу, включающему 0,95 возможных
значений¯X, распределённых симметрично относительно M , соответствует не z = 1, 64 (как
может показаться из таблицы), а z = 1, 96,
т. к. Φ(−1, 96) = 0, 025 значений лежат слева
от симметричной области M ± z; z = 1, 64 соответствует интервалу для доверительной вероятности Φ(1, 64) − Φ(−1, 64) = 0, 9, а при
доверительной вероятности 0,99 значение z составит 2,58.
При выполнении описанных расчётов удобно использовать табличные процессоры, доступные сейчас для большинства персональ-
ных вычислительных платформ, включая планшетные ПК и смартфоны.
1
Так, среднее арифметическое возвращает функция AVARAGE, а выборочное стандартное отклонение – STDEV. Обе функции принимают
условно неограниченное число аргументов, причём они могут быть как
ссылками на диапазоны или отдельные ячейки, так и числовыми кон-
1
Здесь и далее мы будем ориентироваться на написание вызовов функций, принятое в таблицах
Google Docs и OpenOffice/LibreOffice, а также в нелокализованных версиях MS Excel. Пользователям
русской версии этой программы рекомендуем обратиться к списку соответствия команд Excel и OOo
Calc https://wiki.openoffice.org/wiki/Соответствие_команд_Excel_и_OOo_Calc.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]