Вопрос 17. Психофизическая проблема (законы Вебера-Фехнера и Стивенса). Виды порогов и чувствительность.

Основатель психофизики – немецкий философ и физик Фехнер. В основу психофизики легло представление о том, что при непрерывном росте интенсивности стимула интенсивность ощущения нарастает дискретно.

Чувствительностъ - это способность живой материи отвечать на изменения внешней среды или внутренней среды.

В психологии под чувствительностью понимают способность живых систем реагировать на изменение окружающей и внутренней среды проявлением ощущений (сенсорная чувствительность).

Когда ощущения просто появляются - это абсолютная чувствительность. а при изменении ощущений - дифференциальная или разностная. Они соответствуют двум основным видам познавательной деятельности:

1) обнаружение объектов

2. процесс различения

Абсолютная чувствительность сенсорной системы основана на ее свойстве обнаруживать слабые, короткие или маленькие по размеру раздражители. Дифференциальная сенсорная чувствительность основана на способности сенсорной системы к различению сигналов.

Для того чтобы измерить уровень абсолютной и дифференциальной чувствительности вводится понятие порогов ощущений или сенсорных порогов.

Основной вопрос психофизики – это вопрос о порогах.

Виды порогов:

• абсолютный порог (верхний и нижний),

• дифференциальный порог,

• оперативный порог.

Исследования по психофизике показали, что не всякий раздражитель вызывает ощущение. Минимальная интенсивность раздражения, необходимая для того, чтобы вызвать ощущение, называется нижним абсолютным порогом. Нижний порог дает количественное выражение для чувствительности: чувствительность рецептора выражается величиной, обратно пропорциональной порогу: Е = I/J, где Е – чувствительность и J – пороговая величина раздражителя.

Наряду с этим сущестует и верхний абсолютный порог, т.е. максимальная интенсивность, возможная для ощущения данного качества. Дальнейшее увеличение или уменьшение величины раздражителя приводит к болевым ощущениям, либо ведет к разрушению органов чувств.

Дифференциальный порог - разница между стимулами, при которой они становятся едва заметными.

Оперативный порог - вид сенсорного порога, соответствующий наименьшей величине различия между двумя величинами раздражителя, при которой точность и скорость опознания имеют максимальные значения.

Пороги для различных видов ощущений различны. В пределах одного и того же вида они могут быть различны у различных людей, у одного и того же человека в разное время, при различных условиях.

Пороги чувствительности у человека не постоянны. На их изменение оказывают влияние внешние условия. Порог ощущения относят к одному раздражителю, а чувствительностъ - ко всей сенсорной системе в целом. Зависимость порога ощущения и чувствительности - обратно пропорциональна. Чем выше порог ощущения, тем меньше уровень чувствительности.

Условия, влияющие на порог ошущений:

1) индивидуальные различия людей

2) определенное функциональное состояние субъекта

3) экспериментальные условия

4) наличие внутренних сенсорных шумов

5) процедура проведения эксперимента

Э.Вебер установил, что требуется определенное соотношение между интенсивностями двух раздражителей для того, чтобы они дали различные ощущения. Это соотношение выражено в законе, установленном Вебером: отношение добавочного раздражителя к основному должно быть величиной постоянной: ∆J/J = K, где J обозначает раздражение, ∆ J - его прирост, К – постоянная величина, зависящая от рецептора.

Исходя из закона Вебера, Фехнер сделал допущение, что едва заметные разницы в ощущениях можно рассматривать как равные, поскольку все они - величины бесконечно малые, и принять их как единицу меры, при помощи которой можно численно выразить интенсивность ощущений как сумму (или интеграл) едва заметных (бесконечно малых) увеличений, считая от порога абсолютной чувствительности. В результате он получил два ряда переменных величин - величины раздражителей и соответствующие им величины ощущений. Ощущения растут в арифметической прогрессии, когда раздражители растут в геометрической прогрессии. Отношение этих двух переменных величин можно выразить в логарифмической формуле: Е = К1gJ + С, где E - сила ощущения, J - величина действующего раздражителя, К и С - некоторые константы. Эта формула, определяющая зависимость интенсивности ощущений от интенсивности соответствующих раздражителей, и представляет собой психофизический закон Вебера-Фехнера. Изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя.

Закон Стивенса: «Величина ощущения является степенной функцией от величины раздражения», т.е. между рядом ощущений и рядом физических раздражителей существует а не логарифмическая, как у Фехнера, а степенная зависимость: Y = k * Sⁿ,

где Y — субъективная величина, ощущение;

S — стимул;

n — показатель степени функции;

k — константа, зависящая от единицы измерения.

При этом показатель степенной функции для разных модальностей ощущений различен.

Важная характеристика каждой сенсорной системы - способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей.

Сенсорная система обладает способностью приспосабливать свои свойства к условиям среды и потребностям организма.

Сенсорная адаптация - это общее свойство сенсорной системы, заключающееся в приспособлении к длительно действующему раздражителю.

Существует 2 вида сенсорной адаптации:

• общая (или глобальная)

• локальная (или селективная).

Общая адаптация проявляется в снижении абсолютной и повышении дифференциальной чувствительности всей сенсорной системы. Локальная адаптация проявляется в привыкании к действию постоянного раздражителя. Локальная адаптация сводится к снижению чувствительности не всей сенсорной системы, а какой-либо ее части, подвергнутой длительному действию стимула.

Адаптационные процессы начинаются на уровне рецепторов, охватывая и все нейронные слои сенсорной системы. По скорости данного процесса все рецепторы делятся на быстро и медленно адаптирующихся, когда действие постоянного раздражителя прекращается, то абсолютная чувствительность сенсорной системы восстанавливается.

Сенсибилизация - повышение чувствительности органов чувств при действии на них адекватных и неадекватных раздражителей.

Психофизика – наука, изучающая отношение между величинами раздражителей той или иной модальности и интенсивностью вызываемых их ими ощущений.

Основной вопрос психофизики – вопрос о порогах.

Абсолютный порог (нижний) – минимальная сила раздражителя, который вызывает едва заметное ощущение – минимальная чувствительность.

Абсолютный порог (верхний) – максимальная сила раздражителя, дальнейшее увеличение вызывает болевые ощущения – максимальная чувствительность.

Абсолютные пороги определяют диапазон измерений сенсорной системы.

Разностный порог – минимальная величина прироста к силе раздражителя, которая вызывает едва заметное изменение (ослабление/ усиление) ощущения (зависит от модальности). Показывает точность (чувствительность) сенсорной системы.

Закон Вебера: отношение едва заметного изменения раздражителя (ΔI) к его исходной величине(I) постоянно: ΔI = const

I

Это отношение характеризует величину дифференциального порога, величина этого порога зависит от модальности; однако этот закон действует только для средних по силе раздражителей, в районе пороговых значений он нарушается.

Закон Фехнера: для каждой модальности есть некое относительное значение увеличения раздражения, которое всегда вызывает наблюдаемое изменение в интенсивности ощущения. S=K·logR+С

(S – величина ощущения, K и C – экспериментально установленные постоянные, R – величина раздражения)

Раздражение нарастает в геометрической прогрессии, а ощущения – в арифметической, и отношение раздражителя к ощущению может быть представлено в виде логарифмической кривой. Интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя.

Этот закон стал своеобразным дополнением к закону Вебера.

Закон Стивенса: вариант основного психофизического закона, устанавливает степенную зависимость между субъективным рядом (рядом ощущений, впечатлений) и рядом раздражителей. Ψ=k*Sⁿ

(Ψ – ощущение, S – стимул, n – показатель степени функции, зависит от модальности, k – константа, зависит от единицы измерения)

Методы исследования порогов:

• Метод установки (метод средней ошибки) – человек сам меняет интенсивность раздражителя до тех пор, пока не получит едва заметного ощущения (абсолютный порог) или ощущения, равного по силе заданному (разностный). Проводится несколько измерений, затем определяется среднее арифметическое.

• Метод границы – постепенно предъявляется последовательный ряд раздражителей, минимальными равными ступенями (один раз в убывающей интенсивности, в другой раз – в возрастающей). Среднее арифметическое при убывании – «порог исчезновения», при возрастании – «порог появления» (абсолютные пороги); величина на которую нужно изменить значение стимула, чтобы человек заметил изменение в своих ощущениях – разностный порог.

• Метод постоянных стимулов (раздражений) – величины порогов определяются на основании статистической обработки большого числа показаний испытуемого. Раздражители предъявляются в беспорядочной последовательности, испытуемый должен сказать, ощущает ли он раздражитель или нет (абсолютный порог); кажется он ему больше, меньше или равным постоянному (разностный).

В ходе исследований были выявлены:

Ошибка ожидания – испытуемый, догадываясь о предстоящем появлении (исчезновении) ощущения, меняет ответ, не дожидаясь подлинного ощущения.

Ошибка привыкания – человек привыкает давать определенный ответ и не меняет его даже при изменении ощущения.

Адаптация – приспособительное изменение чувствительности к интенсивности раздражителя за счет периферических изменений в рецепторе и охранительного торможения в коре. Выделяют:

• исчезновение ощущения негативная

• притупление ощущения адаптация

• повышение чувствительности – позитивная адаптация

Сенсибилизация - повышение чувствительности в результате упражнений и взаимодействия анализаторов. К сенсибилизации может привести необходимость компенсации сенсорных дефектов (слепота) или деятельность (красильщики различают 40 оттенков черного).

Синестезия – возникновение под влиянием действия раздражителя на один анализатор ощущения, которое характерно для другого анализатора.

Явление контраста – изменение чувствительности под влиянием предшествующего раздражителя (или сопутствующего).

Изменения ощущений могут происходить под действие второсигнальных раздражителей (кислый как лимон).

Ассоциации ощущений:

• интермодальные - по смежности в пространстве

• интрамодальные - по смежности о времени