Вопрос 27. Понятие о разностных (дифференциальных) порогах. Методы измерения дифференциальной чувствительности

Понятие порога было введено немецким философом И.Ф. Гербартом в начале XIX века. Гербарт определял порог как границу между сферой сознания и бессознательного.

Дифференциальный порог, или порог различения – это минимальная разница между двумя сигналами, необходимая для того, чтобы они были восприняты как разные сигналы. Иными словами, это мера наименьшей обнаруживаемой разницы между двумя сигналами.

На практике дифференциальный порог – это статистически определяемый параметр – разница между величинами двух сравниваемых сигналов, обнаруживаемая в 50% случаев. Например, если два звука одинаковой громкости следуют без перерыва один за другим, то слушатель не замечает разницы. Если начать увеличивать постепенно разницу между двумя звуками, то мы достигнем такой разницы в громкости, при которой в 50% случаев она будет зафиксирована слушателем. Величина этой разницы интенсивностей является дифференциальным порогом. Следовательно – дифференциальный порог – это степень изменения физического сигнала, необходимая для того, чтобы вызвать едва различимую разницу (ЕРР) в ощущениях. Например, если величина звука равно 100 единицам, и для того, чтобы разница в сигналах была обнаружена, ее нужно увеличить до 110, то дифференциальный порог, соответствующий одной ЕРР, равен 10 единицам (т.е.110-100).

Дифференциальный порог представляет собой меру способности наблюдателя отличить друг от друга два сигнала разной интенсивности и в качестве таковой измеряется в физических единицах. В отличие от него едва различимая разница – результирующая психологическая единица; она является единицей измерения субъективного опыта, или сенсорной величиной.

Методы измерения дифференциальных порогов.

1) Метод минимальных изменений (метод пределов, границ). Предполагает одновременную или последовательную подачу двух раздражителей, один из которых (в пределах одной серии) является постоянным и служит в качестве стандарта. Второй раздражитель (тестовый стимул) изменяется в порядке возрастания или убывания (дискретно или непрерывно). Как правило, первоначально предъявляемый тестовый стимул должен быть заметно больше (в нисходящей серии) и меньше стандарта (в восходящей). Задача испытуемого состоит в определении равенства или едва заметного различия между стандартным и варьирующим раздражителем. Используется трехкатегорийная система оценок «меньше стандарта», «больше стандарта», «равен стандарту». В данном случае определяется четыре пороговых точки: две верхних – точки перехода от категории «равно» к категории «больше» в восходящей серии и от категории «равно» к категории «больше» в нисходящей серии, - и две нижних - переход от категории «меньше» к категории «равно» в восходящей серии и от категории «равно» к категории «меньше» в нисходящей серии (рис.1)

Обработка результатов состоит в определении средних значений верхнего и нижнего порогов. Величина разностного порога определяется как половина диапазона между ними: Sпороговое = (Sср.верх. – Sср.нижн.)/2

Требования к методу:

1) величина шага постоянна, но «точка отсчета», то есть первый стимул, должен меняться (например, начинать в одной серии с первого значения, а во второй – с третьего). Это препятствует выработки установки на то, что стимул должен появиться после определенного «шага».

2) Определенное количество шагов, которое не должно быть большим, так как может привести к неточности определения порога, к утомлению и снижению концентрации внимания.

3) Желательны предварительные тренировочные сессии, которые позволяют освоить технику испытуемому, а экспериментатору выбрать нужный интервал предъявления.

2) Метод постоянных раздражителей. Включает в себя одновременное или последовательное (в зависимости от сенсорной модальности) предъявление стандартного и переменного стимулов, причем величина последнего варьируется случайным образом. Ответы испытуемого даются по трехкатегорийной шкале «больше – меньше – равно». Диапазон варьирующих сигналов должен подбираться таким образом, чтобы его крайние значения субъективно были отличимы от стандарта с вероятностью около 1, а середина диапазона приблизительно соответствовала значению стандарта. Обработка результатов сводится к построению психометрической кривой, причем величина дифференциального порога может вычисляться двумя способами.

1. По скорректированным значениям Р(>)=[N(>)+N(=)/2)]/n строится психометрическая кривая. На оси ординат отмечаются две точки: Р=0,25 – середина интервала перехода от категории «равно» к категории «меньше» и Р=0,75 – середина интервала перехода от категории «равно» к категории «больше». Проекции точек пересечения с кривой ограничивают интервал, равный удвоенному дифференциальному порогу, то есть половина этого интервала – дифференциальный порог (рис.2.а).

2. На одном графике строятся три кривые – вероятности «больше стандарта», «меньше стандарта» и «равно стандарту». В этом случае вероятности не корректируются с учетом «равно», а вычисляются по формулам: Р(>)=N(>)/n, Р(<)=N(<)/n, Р(=)=N(=)/n, где n – общее число ответов. В этом случае дифференциальный порог – половина интервала между точками пересечения горизонтали Р=0,5 с кривыми Р(>) и Р(<) (рис.2,б).

3) Метод средней ошибки. Это активный метод, испытуемый совершает манипуляции. Предусматривает наличие двух раздражителей – стандартного и переменного. Испытуемый, манипулируя с величиной переменного стимула, начальное значение которого может быть либо больше, либо меньше стандарта, подстраивает переменные сигнал к стандартному так, чтобы: 1) оба стимула были субъективно равны; 2) тестовый стимул был едва заметно меньше стандартного; 3) тестовый стимул был едва заметно больше стандартного.

Как правило, проба начинается со значений тестового сигнала, заведомо больших или меньших стандартного стимула. Постепенно испытуемый сужает диапазон и варьирует в околопороговой области.

Обработка результатов состоит в построении полигонов (гистограмм) распределения частот устанавливаемых испытуемым значений с последующим статистическим анализом.

Применение. В теоретическом плане исследование абсолютных и дифференциальных порогов для стимулов разной модальности дали достаточно большую информацию для понимания основных закономерностей работы различных сенсорных систем. На сегодняшний день можно говорить о тесной стыковки двух научных дисциплин – психофизики и сенсорной физиологии.

Изучение порогов чувствительности имеет важное значение для

1) для профотбора и профориентации человека на соответствующие специальности.

2) при исследовании порогов чувствительности у лиц, чья профессия так или иначе связана с неординарными, часто экстремальными условиями (летчики, космонавты, спасатели). Часто встает вопрос о тренировке некоторых видов чувствительности, ее повышении, а в некоторых случаях и снижения (например, снижение вестибулярной чувствительности у космонавтов).

3) в возрастной (детской) психологии и психофизиологии, динамика изменения порогов с возрастом дает ценную информацию о развитии сенсорно-перцептивных процессов у детей.

4) для клиницистов. Некоторые пробы служат для постановки клинического диагноза (проба Рине – каметрон подносят к уху и проверяют слух, проба Вебера – камертон ставят на макушку и проверяют пороги). Исследование порогов может являться достаточно хорошим индикатором поражений той или иной сенсорной системы, а также восстановления ее функций в результате лечения.