В неврологии и психофизики , абсолютный порог был первоначально определен как самый низкий уровень в раздражитель - свет, звук, осязание и т.д. - что организм мог обнаружить. Под влиянием теории обнаружения сигналов абсолютный порог был переопределен как уровень, на котором стимул будет обнаруживаться в заданном проценте (часто 50%) времени. [1] На абсолютный порог может влиять несколько различных факторов, таких как мотивация и ожидания субъекта, когнитивные процессы и то, адаптирован ли субъект к стимулу. [2] [3]
Абсолютный порог можно сравнить с разностным порогом., который является мерой того, насколько разными должны быть два стимула, чтобы субъект заметил, что они не совпадают. [2]
Зрение
Знаменательный эксперимент 1942 года, проведенный Хехтом , Шлаером и Пиренном, оценил абсолютный порог зрения. Они пытались измерить минимальное число фотонов , человеческий глаз может обнаружить 60% от времени, используя следующие элементы управления: [4] [5] [6]
- Адаптация к темноте - участники были полностью адаптированы к темноте (процесс длился сорок минут), чтобы оптимизировать их зрительную чувствительность.
- Местоположение - стимул был направлен в правый глаз в область с высокой плотностью стержневых клеток , на 20 градусов слева от точки фокуса (т. Е. На 20 градусов справа от ямки ). Примерно эта степень эксцентриситета (около 20 градусов) имеет самую высокую плотность стержней по всей сетчатке . Однако соответствующее место на правой сетчатке, на 20 градусов влево, находится очень близко к слепому пятну .
- Размер стимула - стимул имел диаметр 10 угловых минут (1 минута = 1/60 градуса). Хотя это явно не упоминается в исходной исследовательской статье, это гарантирует, что световой стимул попадет только на стержневые клетки, подключенные к тому же нервному волокну (это называется областью пространственного суммирования ).
- Длина волны - длина волны стимула соответствовала максимальной чувствительности стержневых ячеек (510 нм).
- Длительность стимула - 0,001 секунды (1 мс).
Исследователи обнаружили, что излучение всего 5-14 фотонов может вызвать визуальный опыт. Однако только около половины из них попало в сетчатку из-за отражения (от роговицы), поглощения и других факторов, связанных с пропусканием глазных сред. Исследователи подсчитали, что от 5 до 14 из примерно 500 стержней в испытательной зоне каждый поглотит один фотон с вероятностью 4%, что один стержень поглотит два фотона.
Второй абсолютный порог зрения включает минимальный поток фотонов (фотонов в секунду на единицу площади). В этом случае свет покрывает широкое поле в течение длительного периода времени вместо того, чтобы концентрироваться в одном месте сетчатки короткими вспышками. Зная диаметр зрачка и длину волны света, результат можно описать с помощью яркости (~ 0,000001 кандела на квадратный метр или 10-6 кд / м 2 ) или освещенности сетчатки (~ 0,00002 троланда). Включая оценки вероятности поглощения среднего фотона средней стержневой ячейкой, пороговое значение стимуляции для стержней составляет примерно одно поглощение фотона в секунду на 5000 стержней. [7]
Что касается общей абсолютной чувствительности к мощности, Дентон и Пиренн в Journal of Physiology в 1954 году обнаружили, что для диффузных протяженных источников, то есть относительно большого (~ 45 градусов в ширину источника, если смотреть на объект), отверстие из матового стекла и длинная (5 секунд) время наблюдения и принятия решения, человеческий глаз может начать надежно отличать освещенное от незажженного стекла при уровне мощности приблизительно 7,6 x 10 -14 Вт / стерадиан-см 2 в глазу для зеленого (510 нм) света. Этот уровень мощности зависел от длины волны используемого света в соответствии с обычной кривой яркости. Для белого света обнаруженная абсолютная чувствительность составила 5,9 x 10 -14 Вт / стерадиан-см 2 . Эта базовая чувствительность варьировалась всего около 0,03 логарифмического шага между монокулярным (одноглазым) и бинокулярным (двухглазым) зрением. [8]
В 1972 году Сакитт провел эксперимент, в котором сочетались элементы обнаружения сигналов и теории порогов. Двумя ключевыми элементами исследования были высокая толерантность к ложным срабатываниям и возможность множественного выбора при принятии решения о том, был ли виден свет. В классических исследованиях, описанных выше, толерантность к ложным срабатываниям была настолько низкой, что порог был смещен вверх. Основываясь на статистическом анализе большого количества испытаний, 6 фотонов, каждый из которых поглощается одним стержнем, почти одновременно выглядели «очень яркими», 5 фотонов выглядели «яркими», 4 фотона - умеренным светом, «3 фотона - тусклым светом». Двое наблюдателей смогли увидеть 2 фотона как « немного сомнительно, был ли виден свет». Один наблюдатель считал одиночный фотон « очень сомнительным, если бы был виден свет». Нулевые фотоны рассматривались как «ничего не видели». [9] [10] [11]
Слух
Порог слышимости минимальный уровень звука из чистого тона , что в среднем ухе с нормальным слухом могут слышать без другого звука настоящее время . Абсолютный порог относится к звуку, который может просто слышать организм. [12] [13]
Примером этого может быть звук часов, тикающих в двадцати футах от вас, в тихой комнате. [14] Порог слышимости обычно определяется как среднеквадратичное звуковое давление 20 мкПа (микропаскаль) = 2 × 10 -5 паскаль (Па). Это примерно самый тихий звук, который молодой человек с неповрежденным слухом может уловить на частоте 1000 Гц . [15] Порог слышимости зависит от частоты, и было показано, что чувствительность уха лучше всего на частотах от 1 кГц до 5 кГц. [15] Люди обычно имеют более низкий порог слышимости своих имен. Деннис П. Кармоди и Майкл Льюис изучали это явление в 2006 году и обнаружили, что области мозга реагируют на имя человека иначе, чем на случайное имя. [16]
Запах
Порог обнаружения запаха является низкой концентрацией определенного запаха соединения , которое является воспринимаемым человеческим обонянием . Пороговые значения химического соединения частично определяются его формой , полярностью , частичными зарядами и молекулярной массой . [17] Обонятельные механизмы, ответственные за различный порог обнаружения соединения, не совсем понятны, поэтому эти пороги пока нельзя точно предсказать. Скорее, они должны быть измерены с помощью обширных тестов с участием людей в лабораторных условиях. [18]
Трогать
Абсолютный порог прикосновения - это крыло пчелы, падающее на щеку человека с расстояния в один сантиметр (0,5 дюйма). Различные части тела более чувствительны к прикосновению, поэтому это зависит от одной части тела к другой (20).
С возрастом абсолютный порог прикосновения становится больше, особенно после 65 лет. В целом женщины имеют более низкий абсолютный порог и более чувствительны к прикосновениям, чем мужчины. [19] Тем не менее, это также, кажется, варьируется от человека к человеку. Даже люди испытывают длительные колебания в пределах своего абсолютного порога прикосновения. Это потенциально может повлиять на то, как сенсорные расстройства оцениваются медицинскими работниками. [20]
В 1974 году Ульф Линдблом изучал, как скорость стимула влияет на абсолютный порог. Стимулятор WaveTek использовался для измерения абсолютного порога прикосновения путем «постукивания» пальца участника по подушечке датчика диаметром 2 мм. Линдблом обнаружил, что в среднем существует 27% разница в пороговом уровне между медленными и быстрыми механическими импульсами на подушечке пальца участника. [21] Порог для быстрых импульсов составлял 5 мкм и 80 мкм для медленных импульсов. Исследование Линдблома показывает, что люди более чувствительны к быстрой стимуляции, чем к медленной, по крайней мере, к прикосновению.
Вкус
В 1999 году Дж. А. Стиллман, Р. П. Мортон и Д. Голдсмит провели исследование абсолютного порога вкуса и обнаружили, что автоматическое тестирование вкуса столь же надежно, как и традиционное. Кроме того, они обнаружили статистическую значимость того, что правая сторона языка имеет более низкий абсолютный порог, чем левая сторона. Это открытие позволяет предположить, что правое полушарие мозга лучше обрабатывает вкусовые стимулы, чем левое. [22] Отсутствие калорий на короткое время повышает чувствительность к сладкой и соленой пище и снижает ее абсолютный порог. [23] На вкусовую чувствительность могут влиять и другие факторы, такие как беременность и курение. [24] [25]
Расстройство обработки сенсорной информации
Основная статья: Расстройство обработки сенсорной информации
У некоторых людей аномально высокий или низкий абсолютный порог одного или нескольких чувств, влияющий на качество их жизни. Они склонны избегать стимуляции, стремятся к ней или, возможно, не замечают ее вообще. Этот симптом может быть диагностирован как нарушение обработки сенсорной информации, также известное как дисфункция сенсорной интеграции, которое часто встречается у людей с аутизмом. [26]
Смотрите также
- Известь
- Психометрическая функция
- Сенсорный порог
Рекомендации
- ^ Колман, Эндрю М. (2009). Словарь психологии . ОУП Оксфорд. п. 3. ISBN 978-0-19-104768-8.
- ^ a b «Абсолютный порог». Энциклопедия психологии Гейла. 2001. Получено 14 июля 2010 г. с сайта Encyclopedia.com.
- ^ http://m.livescience.com/33895-human-eye.html
- ^ Левин, Майкл (2000). Основы ощущения и восприятия (3-е изд.). Лондон: Издательство Оксфордского университета.
- ^ Корнсвит, Том (1970). «Главы 2 и 4». Визуальное восприятие . Harcourt Publishing.
- ^ Хехт, Селиг; Шлаер, Саймон; Пиренн, Морис Анри (20 июля 1942 г.). «Энергия, кванта и видение» . Журнал общей физиологии . 25 (6): 819–840. DOI : 10,1085 / jgp.25.6.819 . PMC 2142545 . PMID 19873316 .
- ^ Шевелл, Стивен К. (2003). Наука цвета . Эльзевир. С. 45–6. ISBN 978-0-08-052322-4.
- ^ Дентон Э.Дж., Пиренн М.Х. (март 1954 г.). «Абсолютная чувствительность и функциональная стабильность человеческого глаза» . J Physiol . 123 (3): 417–42. DOI : 10.1113 / jphysiol.1954.sp005062 . PMC 1366217 . PMID 13152690 .
- ^ Утталь, Уильям Р. (2014). Таксономия визуальных процессов . Психология Press. п. 389. ISBN. 978-1-317-66895-4.
- ^ Рейке, Фред (2000). Фототрансдукция позвонков и зрительный цикл . Академическая пресса. п. 186. ISBN. 978-0-08-049673-3.
- ^ Биалек, Уильям (2012). Биофизика: в поисках принципов . Издательство Принстонского университета. п. 40. ISBN 978-1-4008-4557-6.
- ^ Даррант Дж. Д., Ловринич Дж. Х. 1984. Основы слуховых наук . Второе издание. Соединенные Штаты Америки: Уильямс и Уилкинс
- ^ Гельфанд С. А., 2004. Знакомство с психологической и физиологической акустикой . Четвертое издание. Соединенные Штаты Америки: Марсель Деккер
- ^ «Абсолютный порог» . психология.jrank.org . Дата обращения 11 марта 2020 .
- ^ a b Гельфанд, С. А., 1990. Слух: Введение в психологическую и физиологическую акустику . 2-е издание. Нью-Йорк и Базель: Marcel Dekker, Inc.
- ^ Кармоди, Д.П .; Льюис, М. (2006). «Активация мозга при слышании своего и чужого имени» . Исследование мозга . 1116 (1): 153–158. DOI : 10.1016 / j.brainres.2006.07.121 . PMC 1647299 . PMID 16959226 .
- ^ Висах, ПМ; Iturriaga, Laura B .; Риботта, Пабло Даниэль (2013). Достижения в области пищевой науки и питания . Вайли. п. 280. ISBN 978-1-118-86553-8.
- ^ Роудс, Родни А .; Белл, Дэвид Р. (2012). Медицинская физиология: принципы клинической медицины . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 88. ISBN 978-1-60913-427-3.
- ^ Гешайдер, Джорджия; Bolanowski, SJ; Холл, КЛ; Hoffman, KE; Веррилло, RT (1994). «Влияние старения на каналы обработки информации в осязании: I. Абсолютная чувствительность». Соматосенсорные и моторные исследования . 11 (4): 345–357. DOI : 10.3109 / 08990229409028878 . PMID 7778411 .
- ^ Fagius, J .; Варен, LK (1981). «Вариабельность определения сенсорного порога в клинической практике». Журнал неврологических наук . 51 (1): 11–27. DOI : 10.1016 / 0022-510X (81) 90056-3 . PMID 7252516 .
- ^ Линдблом, У (1974). «Порог восприятия прикосновения в голой коже человека по амплитуде смещения при стимуляции одиночными механическими импульсами». Исследование мозга . 82 (2): 205–210. DOI : 10.1016 / 0006-8993 (74) 90599-X . PMID 4441892 .
- ^ Стиллман, JA; Мортон, РП; Голдсмит, Д. (2000). «Автоматизированная электрогустометрия: новая парадигма оценки порогов обнаружения вкуса». Клиническая отоларингология и смежные науки . 25 (2): 120. DOI : 10.1046 / j.1365-2273.2000.00328.x . PMID 10816215 .
- ^ Зверев, Ю.П. (2004). «Влияние калорийности и насыщения на чувствительность вкусовой системы» . BMC Neuroscience . 5 : 5. DOI : 10,1186 / 1471-2202-5-5 . PMC 368433 . PMID 15028115 .
- ^ Sinnot, JJ; Раут, Дж. Э. (1937). «Влияние курения на вкусовые пороги». Журнал общей психологии . 17 (1): 151–153. DOI : 10.1080 / 00221309.1937.9917980 .
- ^ Sonbul, H .; Ashi, H .; Aljahdali, E .; Campus, G .; Лингстрем, П. (2017). «Влияние беременности на восприятие сладкого вкуса и ацидогенность зубного налета» . Журнал здоровья матери и ребенка . 21 (5): 1037–1046. DOI : 10.1007 / s10995-016-2199-2 . PMC 5393280 . PMID 28032239 .
- ^ Крановиц, CS (2005). Несинхронизированный ребенок: распознавание и преодоление дисфункции сенсорной интеграции . Нью-Йорк: Беркли.