Metoda detectării de semnale Curs 3

Conform teoriei detectării de semnale, percepţia în general este controlată de două procese interne.

Stimulul care ajunge la nivelul unui receptor creează o impresie senzorială care depinde în general de intensitatea stimulului. Dar această impresie nu este suficientă pentru a determina un răspuns de tip DA din partea subiectului, oricât de puternic ar fi stimulul.

În schimb, magnitudinea acestei impresii senzoriale este evaluată de un proces ulterior de decizie. Pentru ca subiectul să raporteze că percepe semnalul este necesar să se implice atât procesul senzorial, cât şi procesul decizional.

Să le luăm pe rând.a. Impresia senzorială

Teoria detectării de semnale presupune faptul că zgomotul (o disturbanţă care poate fi confundată cu semnalele) este în permanenţă prezent atunci când o persoană încearcă să detecteze semnale.

Această disturbanţă de fond se datorează mai multor cauze: schimbări în mediu, schimbări în echipament, activitate neurologică spontană, manipulări experimentale.

Exemplu: dacă am prezenta într-un experiment în prima fază zgomotul de fond al unui canal

al televizorului neocupat, iar în a doua fază acelaşi zgomot plus un semnal auditiv şi le-am cere subiecţilor să precizeze dacă au auzit semnalul.

Teoria detectării de semnale pleacă de la premiza că orice stimul, chiar şi zgomotul, produce o distribuţie a impresiilor senzoriale.

Impresia senzorială de la o singură încercare este doar un punct, distribuţia fiind alcătuită dintr-un număr mare de impresii senzoriale, fiecare ocupând un punct diferit în timp.

Atunci când este prezentat un semnal + zgomot, impresia senzorială va fi mai mare, astfel încât să se formeze o distribuţie cu o medie mai mare (vezi fig.12a).

Se obţin astfel (prin încercări repetate) două distribuţii: una numai pentru zgomot, iar a doua pentru semnal + zgomot.

1

Din figură se poate observa că cele două distribuţii se suprapun la mijloc, ceea ce înseamnă că o serie de valori ale impresiei senzoriale sunt ambigue, deoarece pot apărea atât datorită zgomotului, cât şi datorită semnalului.

b. Procesul de decizie Pentru a determina dacă răspunsul subiectului este DA sau NU, adică dacă el

sesizează sau nu semnalul, trebuie stabilit un criteriu (b). Acest criteriu b este stabilit de procesul decizional.

Politica de luare a deciziilor Stabilirea criteriului depinde de politica de luare a deciziilor pe care o utilizează

subiectul. Aceasta poate fi de două tipuri:

Liberală Conservatoare

Politica liberală de luare a deciziilor Criteriul va fi stabilit în acest caz mult mai la stânga, astfel încât majoritatea

răspunsurilor să fie DA. În acest caz numărul răspunsurilor corecte (detectarea corectă a semnalului) va fi

mare, dar şi numărul alarmelor false (atunci când subiectul afirmă că a auzit semnalul şi de fapt era doar zgomotul) va fi tot mare.

2

Politica conservatoare de luare a deciziilor Criteriul va fi stabilit în acest caz mult mai la dreapta, astfel încât majoritatea

răspunsurilor să fie NU. În acest caz numărul răspunsurilor corecte (detectarea corectă a semnalului) va fi

mic, dar şi numărul alarmelor false (atunci când subiectul afirmă că a auzit semnalul şi de fapt era doar zgomotul) va fi tot mic.

3

Deci nu am dat o definiţie operaţională a pragului senzorial, în schimb am definit operaţional două mărimi:

Senzitivitatea subiectului d’ – definită ca fiind distanţa dintre distribuţia semnalului şi distribuţia zgomotului. Ea determină detectabilitatea unui semnal, dar nu neapărat şi ceea ce raportează subiectul.

Criteriul procesului de decizie b - numai când stimulul duce la o senzaţie care depăşeşte pragul decizional b avem o detectare corectă a semnalului.

Împreună, aceste două calităţi determină ceea ce psihofiziologia clasică numeşte prag senzorial.Scalele de măsurare a senzaţiilor

În psihofizică se consideră că tot ceea ce există este într-o anumită cantitate, iar tot ce este într-o anumită cantitate poate fi măsurat.

Vom examina în continuare două încercări de măsurare a senzaţiilor care au avut ca scop construirea unei scale raţionale de măsurare a unei dimensiuni psihologice interne.

Legea lui Fechner Fechner şi-a bazat raţionamentul pe cercetările de psihofiziologie realizate de

Weber, care a încercat să construiască o scală de măsurare a senzaţiilor. Conform legii lui Weber, pragul senzorial diferenţial este în relaţie constantă cu

stimulul standard, adică raportul dintre mărimea pragului diferenţial şi stimulul standard este constant (DI / I = K).

Fechner a plecat de la premiza că legea lui Weber este corectă şi, adăugând încă două ipoteze, a construit propria lege de măsurare a senzaţiilor.

Aceste două ipoteze au fost: Pragul senzorial absolut indică punctul de zero absolut (zero senzaţie); Senzaţia internă produsă de doi stimuli care diferă printr-un prag

diferenţial este unitatea care defineşte intervalele de pe scală. Această unitate a fost denumită de Fechner diferenţă minim-observabilă (DMO).

Cum a plecat de la premiza că legea lui Weber este corectă, Fechner considera că toate diferenţele minim-observabile produc creşteri egale ale senzaţiei.

4

Fiecare pas de diferenţă minim-observabilă (DOM) pe scala psihologică a senzaţiei corespunde stimulului fizic care este cu un prag senzorial diferenţial mai mare decât stimulul precedent.

Astfel, prima unitate deasupra lui zero corespunde stimulului fizic care este cu o diferenţă minim observabilă (DOM) mai mare decât pragul senzorial absolut, următorul punct va fi cu două DOM mai mare decât pragul senzorial absolut şi aşa mai departe.

Continuând acest proces, se poate construi o scală psihologică. Odată realizat acest lucru, există o relaţie matematică fixă între valoarea de pe scala fizică ce corespunde unui punct de pe scala psihologică şi valoarea de pe scala fizică ce corespunde punctului precedent de pe scala psihologică.

Pentru a afla valoarea stimulului ce corespunde unei valori psihologice particulare (Y) luăm valoarea stimulului ce corespunde punctului anterior pe scala externă (ex.: x) şi o multiplicăm cu fracţia lui Weber. Acest produs îl adăugăm apoi valorii originale.

Y = x + x k Z = y + y k

Se ajunge astfel la valori fizice succesive ale stimulului care corespund unor diferenţe minim observabile succesive pe scala psihologică internă a senzaţiei.

Rezolvând matematic această relaţie, ajungem la concluzia că valoarea de pe scala psihologică Y este proporţională cu logaritmul valorii stimulului fizic.

Această ecuaţie se numeşte legea lui Fechner. Y = K log S

unde S = valoarea stimulului. Conform legii lui Fechner, toate diferenţele minim-observabile produc creşteri

egale ale senzaţiei. Din acest motiv, la prima vedere pare că Fechner a construit o scală raţională ce

măsoară impresia senzorială. Astfel, spre exemplu, senzaţia psihologică ce corespunde la 10 diferenţe minim-

observabile este de două ori mai mare decât senzaţia psihologică ce corespunde la 5 diferenţe minim-observabile.

Există însă trei probleme care pun la îndoială faptul că Fechner a reuşit să construiască într-adevăr o scală raţională a senzaţiei:

1. Punctul de zero absolut definit de Fechner este arbitrar, şi nu absolut, deoarece pragul senzorial absolut definit de el este de fapt o valoare statistică;

2. Legea lui Weber este doar aproximativ adevărată;3. Fechner a plecat de la ipoteza că două diferenţe minim-observabile (DMO) sunt

egale din punct de vedere psihologic. Realitatea ne arată că nu este chiar aşa. Dacă întrebăm oamenii despre mărimea efectelor senzoriale produse de stimuli prin varierea diferenţelor minim-observabile deasupra pragului senzorial observăm că aceştia duc la rezultate diferite.

4. Din acest motiv, scala construită de Fechner nu numai că nu este una raţională, nu este nici măcar o scală pe intervale. Ea este doar o scală ordinală, care indică faptul că senzaţiile sunt aranjate într-o anumită ordine, în funcţie de intensitatea stimulului fizic care le produce.

5

5. Pentru a construi această scală psihologică a senzaţiei Fechner a utilizat o metodă indirectă, prin punerea în ordine succesivă a diferenţelor minim-observabile. Subiectul nu apreciază direct mărimea diferenţelor minim-observabile şi din acest motiv valorile de pe scala psihologică sunt derivate din măsurări ale discriminării, ele fiind indirecte.

Legea lui Stevens Stevens a utilizat tehnici directe pentru a construi o scală psihologică de măsurare

a senzaţiilor. Metoda estimării mărimii

Cea mai importantă metodă pe care Stevens a utilizat-o pentru a construi această scală este metoda estimării mărimii.

Această metodă îi cere subiectului să stabilească un număr care reprezintă impresia senzorială (senzaţia) pe care i-o creează intensitatea stimulului.

Primului stimul pe care experimentatorul îl prezintă îi este atribuit arbitrar un număr, să zicem 100.

Subiectului îi revine sarcina să atribuie numere stimulilor următori prin comparaţie cu acest prim stimul.

Dacă spre exemplu al doilea stimul este mai slab, subiectul îi poate atribui valoarea 85.

Aceste numere atribuite de către subiect reprezintă valori psihologice percepute direct.

Atunci când datele sunt obţinute în acest fel, ecuaţia care relaţionează valoarea psihologică cu valoarea fizică a stimulului diferă de legea lui Fechner.

Ecuaţia obţinută de Stevens în 1961 şi cunoscută sub numele de legea lui Stevens are următoarea formulă:

Y = K (S)n Unde S este stimulul şi n este un exponent.

Dacă plecăm de la premiza că un stimul cu intensitate zero produce întotdeauna un nivel zero al senzaţiei, atunci putem accepta legea lui Stevens ca fiind o scală psihologică raţională.

Această lege descrie cu acurateţe modul în care senzaţiile noastre interne sunt relaţionate cu lumea externă.

6