ПВиПИ конспект

Однако часто дифференциальные пороги выражают в относительных единицах или в процентах.

Например, если в комнате увеличить температуру с 180С до 18,50С, то человек этого не заметит, т.к. дифференциальный порог температурного ощущения в данном температурном диапазоне составляет 5 % (или 0,05). Следовательно, для обнаружения ощутимой разницы температуру в помещении надо увеличить примерно на 10С.

Дифференциальный порог изменения ощущения веса составляет 0,02 (или 2 %), следовательно, для получения ощущения уменьшения или увеличения веса надо изменить его на эту величину.

С понятием порога тесно связано понятие чувствительность. Если у какого-то человека при воздействии слабого раздражителя ощущение появляется раньше, чем у другого, то говорят, что он обладает большей чувствительностью.

Различают абсолютную и относительную (разностную) чувствительность.

Абсолютная чувствительность – это величина обратно пропорциональная нижнему абсолютному порогу ощущений, т.е.

АЧ = 1/НАПЧ,

где АЧ – абсолютная чувствительность, НАПЧ – нижний абсолютный порог чувствительности.

Относительная (дифференциальная, разностная) чувствительность –

это чувствительность к изменению раздражителя, действующего в данный момент на органы чувств человека, она определяется следующим выражением:

ДЧ(ОЧ) = R / R,

где R – величина, на которую должен измениться раздражитель, чтобы это вызвало ощущение различия у человека.

R – величина раздражителя.

2.6 Методы определения порогов чувствительности

2.6.1 Методы определения абсолютных порогов чувствительности

Были разработаны Густавом Теодором Фехнером (1801 – 1887), физиком и философом, который считается основоположником психофизики. Основным научным интересом Фехнера было изучение взаимосвязи между физической стимуляцией и сенсорной реакцией на нее. Изучая проблему распознавания сигналов, он разработал ряд методов количественной оценки абсо-

лютного порога (изложены в работе «Элементы психофизики», опубликованной в 1860г.).

21

Метод границ (метод минимальных изменений)

Основное содержание метода отражено в его названии: выбранную последовательность стимулов необходимо предъявлять таким образом, чтобы стимулы отличались друг от друга на минимально возможную величину. Предъявление стимулов чередуют то в возрастающем, то в убывающем порядке. Для каждой последовательности предъявления стимулов определяют границу смены ответов (типа: «Да/нет», «Вижу/не вижу»).

Обычно измерение порога начинают с убывающего ряда стимулов, приняв за исходное значение величину отчетливо воспринимаемого стимула. Считают, что порог, т.е. величина стимула, при котором произошла смена ответа испытуемого, находится в середине межстимульного интервала – между тем стимулом, который еще воспринимается, и тем, который уже не воспринимается. Аналогично определяют порог и для возрастающего ряда стимулов. Границы смены категории ответов в восходящих и нисходящих рядах стимулов чаще всего не совпадают. Это происходит вследствие возникновения у испытуемых так называемых систематических ошибок – ошибок при-

выкания и ошибок ожидания.

Ошибка ожидания происходит из-за того, что изменение интенсивности стимула происходит упорядоченно и ритмично и это становится для испытуемого предсказуемым. В результате его ожидания могут повлиять на оценку стимула.

Ошибка привыкания заключается в тенденции, которая может проявиться у испытуемого, продолжать серию привычных ответов.

Каждую восходящую и каждую нисходящую последовательность стимулов повторяют в одном опыте от 6 до 15 раз. За абсолютных порог чувствительности (RL) принимают среднее арифметическое значение величин всех найденных в процессе исследования порогов появления и исчезновения:

RL= NL ,

где RL – средний абсолютный порог чувствительности,

L – значение порога в каждом стимульном ряду как восходящем, так и нисходящем.

N – Общее число стимульных рядов.

Вариативность ответов испытуемого оценивают с помощью среднеквадратичного отклонения ( ). Ошибку, которую приходится допускать, если найденную в опыте оценку абсолютного порога рассматривать как истинное его значение, называют стандартной ошибкой среднего значения:

где - среднее квадратичное отклонение значения RL, N – объем выборки.

Метод постоянных раздражителей

22

Требует проведения серии экспериментов с принудительным выбором. Определенное число стимулов разной интенсивности, изменяющихся в относительно широком интервале, в случайном порядке поочередно и многократно предъявляются испытуемому. При каждом предъявлении стимула наблюдатель должен дать либо утвердительный ответ, если сигнал принят, либо отрицательный, когда сигнал не принят. В результате все стимулы одной и той же интенсивности предъявляются многократно (6-15 раз) в случайном порядке, что исключает возможность возникновения ошибок привыкания или ожидания.

При обработке результатов для стимула каждой интенсивности рассчитывается процент случаев (эпизодов), в которых он был зафиксирован.

Интенсивность стимула, обнаруженного в 50% случаев, обычно принимается в качестве меры абсолютного порога.

Хотя данный метод достаточно трудоемкий и сложный, он все же дает наиболее стабильные и точные значения абсолютных порогов чувствительности.

Метод средней ошибки

Особенностью метода является то, что интенсивность стимула контролируется испытуемым, он сам должен довести интенсивность до едва распознаваемого уровня, который признается за абсолютный порог.

Хотя этот метод прямой и достаточно быстрый, он, как правило, дает наименее точные результаты. Его основной недостаток – плохая воспроизводимость результатов, причина которой, возможно заключается в том, что разные испытуемые выполняют предписанные процедуры с разной точностью и аккуратностью.

Кроме того, его можно применять только в тех случаях, когда есть возможность непрерывно (плавно) изменять предъявляемый стимул.

2.6.2 Методы определения разностных порогов чувствительности

Для этих целей используются те же методы, что и для определения абсолютных порогов, каждый из которых претерпевает определенную модификацию.

Метод минимальных изменений или метод границ

Хотя процедура измерений остается в основном такой же, что и при измерении абсолютных порогов, в нее вносятся некоторые изменения. Главное из них связано с тем, что определение разностного порога предполагает выбор эталонного стимула среди набора надпороговых стимулов. По отношению к нему и производят сравнение всех остальных стимулов. Сравнение эталонного и остальных, т.е. переменных стимулов, может осуществляться как последовательно, так и одновременно. В первом случае первым предъяв-

23

ляется эталонный стимул, а во втором – эталонный и переменный стимулы предъявляются одновременно.

Использование метода границ для определения разностных порогов требует учета не двух, а трех категорий ответов испытуемых: «больше», «меньше» и «равно».

При обработке экспериментальных данных для каждого стимульного ряда находят границы между сменой категорий ответов, а именно: от «мень-

ше» к «равно» и от «равно» к «больше».

Усредняя значения интенсивностей, соответствующие интервалам между этими границами (совместно для нисходящих и восходящих рядов стимуляции), получают средние значения «верхнего» (для ответов «больше») и «нижнего» (для ответов «меньше») порогов чувствительности. Разность между ними определяет интервал неопределенности (где преобладают ответы «равно»). Величина интервала неопределенности, разделенная пополам, и принимается за искомую величину разностного порога чувствительности.

Метод постоянных раздражителей

Основные предпосылки те же, что и при определении абсолютного порога. Однако, разностный порог определяется по отношению к произвольно выбранному эталонному стимулу сверхпороговой интенсивности. В процессе измерений от испытуемого требуются две категории ответов («больше» или «меньше» чем эталон).

Разностный порог чувствительности в таком эксперименте соответствует половине интервала неопределенности.

Интервал неопределенности ограничен средними значениями интенсивности стимулов с ответами «больше» и «меньше».

Рисунок 2.4 – Определение интервала неопределенности

Метод средней ошибки

24

Выбирается эталон из ряда значений стимулов сверхпороговой интенсивности.

При измерении испытуемому одновременно предъявляют два стимула

– эталон и переменный. При этом величину переменного стимула испытуемый изменяет самостоятельно. Задача испытуемого состоит в подравнивании переменного стимула к эталонному. Испытуемый должен сделать множество таких подравниваний. При этом он получает инструкцию «найти равенство между переменным и эталонным стимулами». В результате получится два массива данных: 1) подравнивание заметно меньше стимулов и 2) подравнивание заметно больше стимулов. Рассчитав для этих массивов средние арифметические значения величин интенсивности получаем интервал неопределенности, половина которого и будет характеризовать разностный порог.

2.7 Подпороговое восприятие

Существуют такие пограничные условия стимуляции, когда уровень интенсивности сигналов невысок или когда время их действия невелико, при которых не возникает несомненная ответная реакция. Тем не менее, возникает вопрос – могут ли незамеченные индивидуумами сигналы оказывать непрямое, но измеряемое влияние на их поведение. Это и есть так называемая

проблема подпорогового восприятия. Ее можно сформулировать иными сло-

вами: возможно ли наблюдать последствия влияния, которое оказывает на поведенческие параметры подпороговая (т.е. лежащая ниже абсолютного порога чувствительности) стимуляция? Или способна ли стимуляция, о которой наблюдатель не подозревает, все же оказать на него такое влияние, которое можно ценить?

Подпороговое восприятие явилось предметом большого количества теоретических и экспериментальных работ, однако его валидность остается на данный момент дискуссионной. Доказательства существования подпорогового восприятия получены во многих экспериментах.

Например, в одном исследовании установлено, что быстро мелькающие картинки, на которых представлены сцены, вызывающие положительные эмоции (например, котята, щенки, влюбленная пара, улыбающееся лицо) или отрицательные (например, труп или злое лицо), влияют на последующую оценку, казалось бы нейтральных фотографий людей. Слайды, на которых изображены люди, испытуемые, ранее воспринимавшие на подпороговом уровне оптимистические сцены, оценивали более положительно (оптимистично), чем фотографии тех же самых людей, показанные после предъявления им негативных сцен.

Более того, доказано, что эмоциональные раздражители, предъявляемые на подпороговом уровне, активизируют кортикальные зоны, участвующие в восприятии раздражителей, воздействующих на эмоции. Иными сло-

25

вами подпороговое восприятие активизирует зоны коры головного мозга, отвечающие за эмоциональные реакции (т.е. переживания). В таких экспе-

риментах использовалась визуализация работы мозга методом функциональной магнито-резонансной томографии (ФМРТ).

В другом эксперименте показано, что смысл подпороговых сигналов может быть понятен наблюдателю даже тогда, когда сами сигналы остаются им не обнаруженными. В эксперименте в разные слова (например, «повар») мелькали на экране с такой скоростью, что испытуемые не успевали их прочитать (предъявление осуществлялось в режиме вспышки). За этим следовало надпороговое предъявление двух слов (например, «печь» и «взгляд»). Испытуемые должны были выбрать или даже указать, какое из этих слов по смыслу ближе к промелькнувшему ранее.

Результаты эксперимента показали, что выбор испытуемых слишком правилен, чтобы его можно было считать случайным.

Этот эксперимент доказывает, что такие семантические свойства, как смысл сигнала, предъявляемого на подпороговом уровне, в определенной мере воспринимаются и обрабатываются наблюдателем.

Другим способом изучения подпорогового восприятия является способ «семантической установки». Его суть заключается в том, что испытуемому последовательно предъявляют два сигнала и смысл первого предопределяет восприятие второго, т.е. создает семантическую установку.

Например, в одном эксперименте испытуемым установочные слова предъявлялись на подпороговом уровне, а затем на нормальном (надпороговом) уровне предъявлялись тестовые слова. Для конкретного тестового слова (например, «ярд») установками служили как близкие по смыслу слова (например, «дюйм»), так и не связанные с ним (например, «печь») слова или просто бессмысленный набор букв (например, «б в к л»).

Основной результат эксперимента заключается в том, что испытуемые быстрее реагировали на тестовое слово в том случае, когда ему предшествовало близкое по смыслу слово-затравка (например, «дюйм – ярд» и «печь – ярд»). Причем влияние установки было выявлено и тогда, когда словазатравки предъявлялись на надпороговом уровне. Аналогичные результаты влияния семантических установок на восприятие были получены и тогда, когда вместо слов, использовались картинки. При этом, использовав метод томографии, авторы показали, что использование семантических установок действительно активизирует определенные зоны коры головного мозга. А это означает, что достаточно сложные познавательные процессы могут у человека протекать даже тогда, когда наблюдатель об этом не подозревает. Более того их можно объективно зарегистрировать.

Изложенное выше свидетельствует о том, что стимулы, о которых человек даже не подозревает, могут влиять на его перцептивную активность. Иными словами, это доказывает, что слабый, пограничный – надпороговый

26

сигнал может быть воспринят и зарегистрирован сенсорной системой и закодирован на уровне подсознания.

Однако на сегодня нет экспериментальных доказательств того, что подпороговое сенсорное стимулирование и сопровождающее его нейронное кодирование оказывают существенное влияние на мысли и представления человека, способны заметно повлиять на его поведение или изменить его. Поэтому использование так называемого «25-ого кадра» в рекламе или в обучении на сегодня еще не нашло убедительного научного подтверждения.

2.8 Психофизические закономерности ощущений

Исследованию психофизических закономерностей ощущений экспериментальная психология уделяла внимание начиная с ХVIII века. Это позволило выявить и сформулировать несколько законов, устанавливающих количественные связи между физическими воздействиями (стимулами) и вызванными ими ощущениями. К ним относятся:

1) Закон Бугера-Вебера, установленный для случая различения одномерных сенсорных раздражителей и утверждающий, что разностная (дифференциальная) чувствительность не абсолютна, а относительна. Впервые на это указал французский ученый П. Бугер, а затем эту зависимость детально исследовал немецкий физиолог Э. Вебер. Он установил (в 1934г.), что количественное изменение сигнала – увеличение или уменьшение его интенсивности, необходимое для того, чтобы второй сигнал был воспринят как отличный от первого – пропорционально абсолютной величине сигнала, т.е. отношение разностного (дифференциального) порога к величине исходного воздействия есть постоянная величина.

I K ,

I

где I - разностный (дифференциальный) порог,

I – интенсивность воздействия, к которой адаптирована данная сенсорная система,

К – константа, зависящая от вида анализатора.

Коэффициент К, получивший название отношение Вебера, имеет определенное значение для разных сенсорных систем (см.таблица 2.2).

Величина отношения Вебера характеризует общую чувствительность данной сенсорной системы к сигналам разной интенсивности. Данные таблицы показывают, что люди более чувствительны к изменению яркости (1 %), менее – громкости (10 %), и еще менее к тактильному воздействию (30 %).

27

Таблица 2.2 – Типичные отношения Вебера (величина К) для разных сенсорных систем:

2. Закон Вебера-Фехнера (открыт в 1860 г.) является уточнением и развитием закона Бургера-Вебера. Он устанавливает связь между величиной ощущения и интенсивностью вызвавшего его воздействия (сигнала). Он выглядит так:

S=K·lgI+C,

где S – интенсивность (сила ощущения),

K – отношение Вебера для данного анализатора, I – интенсивность сигнала,

C – постоянная величина, характерная для данного анализатора.

Эмпирические исследования подтвердили данную зависимость лишь для среднего участка диапазона воспринимаемых значений раздражителя.

В соответствии с этим законом, чтобы ощущение увеличилось в 2 раза, нужно увеличить интенсивность стимула в 100 раз.

Этот закон называют основным психофизическим законом.

3. Закон Стивенса (сформулирован в 1961г.) – это уточнение закона Вебера-Фехнера:

S=k·Iв,

где S – интенсивность (сила ощущения), I – интенсивность стимула,

k – константа, отражающая выбор единиц измерения параметра стимула, вызывающего ощущение, например, дюймы, граммы, амперы,

в – показатель степени, постоянный для данного параметра (приводится в справочниках).

Например,

в= 0,6 – для громкости звука,

в= 0,33 – для яркости света,

в= 0,55 – для запаха кофе,

в= 0,8 – для вкуса сахара,

в= 1,0 – для температуры,

в=1,1 – для статического давления на ладонь.

28

Следует заметить, что психофизические закономерности не являются абсолютными. Они получены для лабораторных условий, где раздражитель действует изолированно. В реальной же жизни такое случается редко и на восприятие сигналов существенно влияют различные факторы, прежде всего контекст или фон. Восприятие сигнала во многом зависит от того, что ему предшествует, что следует за ним и что служит для него фоном.

2.7.1 Изменение чувствительности анализаторов

Чувствительность анализаторов, определяемая величиной абсолютных порогов, не постоянна и изменяется под влиянием ряда физиологических и психологических условий, среди которых особое место занимают адаптация, взаимодействие ощущений и сенсибилизация.

Адаптация (или приспособление) – это изменение чувствительности органов чувств под влиянием действия раздражителя.

Различают три разновидности этого явления.

1)Адаптация как полное исчезновение ощущения в процессе продолжительного действия раздражителя. Например, мы не ощущаем ремешка от часов; через какое-то время легкий груз, покоящийся на коже перестает ощущаться. Обычным фактом является и отчетливое исчезновение обонятельных ощущений вскоре после того, как мы попадаем в атмосферу с неприятным запахом. Точно также ослабевает интенсивность вкусового ощущения, если его источник долго держать во рту, при этом ощущение может угаснуть совсем. Мы все замечаем, что долгоиграющая конфета во рту вскоре становится совсем не сладкой.

Однако полной адаптации зрительного анализатора при действии постоянного и неподвижного раздражителя не наступает. Это связано с тем, что имеют место непрерывные движения самого рецепторного аппарата. Постоянные произвольные и непроизвольные движения глаз обеспечивают непрерывность зрительного ощущения. Эксперименты, в которых искусственно создавались условия стабилизации изображения относительно сетчатки глаз, показали, что в таких условиях ощущение исчезает спустя 2 – 3 секунды после его возникновения, т.е. наступает полная адаптация. Стабилизация достигалась при этом с помощью специальной присоски, на которой закреплялось изображение, двигавшееся вместе с глазом. Также практически отсутствует адаптация к болевым ощущениям.

2)Адаптация как притупление ощущения под влиянием действия сильного раздражителя. Например, световая адаптация зрения.

3)Адаптация как повышение чувствительности под влиянием действия слабого раздражителя. Например, темновая адаптация зрения.

Адаптация характерна для всех анализаторов, но исследования показали, что время (или скорость) адаптации у различных анализаторов разные. Например, тактильные рецепторы адаптируются очень быстро, а зрительный,

29

обонятельный и вкусовой анализаторы сравнительно медленно. Время темновой адаптации зрительного рецептора – несколько десятков минут.

С биологической точки зрения адаптация имеет большое значение, поскольку помогает улавливать слабые раздражители и защищает органы чувств от перегрузок в случае очень сильных воздействий.

Взаимодействие ощущений – это еще одно явление, связанное с изменением чувствительности рецепторов. Интенсивность ощущений зависит не только от силы раздражителя и уровня адаптации рецептора, но и от раздражений, воздействующих в данный момент на другие органы чувств.

Изменение чувствительности одних анализаторов под влиянием раздражения других органов чувств называется взаимодействием ощущений.

В литературе описано много таких фактов. Так чувствительность зрения изменяется под влиянием слухового раздражения. Слабые слуховые раздражители повышают цветовую чувствительность, а сильные (громкий шум авиационного мотора) резко ухудшают различительную чувствительность зрительного анализатора. Некоторые обонятельные раздражения повышают чувствительность зрения так же как вкус сладкого, ощущения удобной рабочей позы и др. Слабые болевые воздействия повышают чувствительность зрения, слуха, обоняния, тактильную чувствительность. Известны случаи, когда даже воздействие на подпороговом уровне на один анализатор приводило к изменению чувствительности другого (чувствительность зрения снижалась при воздействии ультрафиолетовых лучей на кожу).

Практически все наши анализаторные системы способны в большей или меньшей степени влиять друг на друга. При этом взаимодействие ощущений, как и адаптация, проявляется в двух противоположных процессах: повышение и понижение чувствительности. Общая закономерность здесь такова: слабые раздражители повышают, а сильные – понижают чувствительность анализаторов при их взаимодействии.

Еще одним свойством анализаторов человека является сенсибилизация. Это повышение их чувствительности под влиянием действия раздражителя. Сенсибилизация происходит в результате взаимодействия анализаторов и упражнения.

Физиологическим механизмом взаимодействия ощущений являются процессы иррадиации и концентрации возбуждения в коре головного мозга, где представлены центральные отделы анализаторов. Иррадиация – это распространение нервных процессов по структурам мозга. По И.П.Павлову, слабый раздражитель вызывает в коре больших полушарий процесс возбуждения, который легко иррадирует (распространяется). В результате иррадиации процесса возбуждения повышается чувствительность другого анализатора. Когда же действует сильный раздражитель, возникает процесс возбуждения, имеющий обратную тенденцию, т.е. к концентрации. По закону взаимной индукции это приводит к торможению в центральных отделах других анализаторов и снижению чувствительности последних.

30