El procedimiento de la escalera para encontrar un umbral Perceptual

Fuente: Laboratorio de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University

Psicofísica es el nombre de un conjunto de métodos en Psicología perceptual diseñado con el fin de la actual intensidad de los estímulos se relaciona con la intensidad de su percepción. ¿Un aspecto importante de psicofísica consiste en la medición de los umbrales perceptivos: Cómo brillante luz necesita una persona poder detectarlo? ¿Lo poco de la presión aplicada a la piel es detectable? ¿Cómo suave puede un sonido ser y todavía ser oído? Dicho de otro modo, ¿cuáles son las cantidades más pequeñas de estimulación que pueden percibir los seres humanos? El procedimiento de la escalera es una técnica eficiente para la identificación de umbral perceptual de una persona.

Este video demostrará métodos estándar para aplicar el procedimiento de la escalera con el fin de determinar el umbral auditivo de una persona, es decir, el volumen mínimo necesario para un tono de percibirse.

1. estímulos y equipo

1. Este experimento requiere un ordenador con software experimental básico así como un conjunto de auriculares y un cuarto de prueba relativamente tranquilo (insonorización no es necesario).
2. Los estímulos en el experimento será tonos con frecuencias de 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz y 6 kHz. Oído humano es mejor dentro de esta gama de frecuencia.
3. Durante el curso del experimento, el volumen de los tonos va variar adaptativa en el rango de 1 a 40 dB, como quedará claro en el contexto del diseño experimental, con el fin de medir el volumen perceptible mínima en cada una de las seis frecuencias.

2. diseño

1. El experimento consistirá en seis bloques, uno para cada una de las seis frecuencias. Esto es porque los umbrales humanos no son los mismos para todas las frecuencias. En otras palabras, el umbral se medirá independientemente para cada una de las seis frecuencias. El siguiente diseño así producirá seis programas de pruebas.
2. Programa la experiencia a presentar una determinada frecuencia durante cada ensayo.
   1. En cada ensayo, la tarea del participante será informe o no escuchó el tono presentado. Utilice la tecla 'Y' para indicar 'Sí' a las respuestas y la tecla ' n ' para no indicar '' las respuestas.
   2. El experimento comenzará siempre con un volumen muy bajo tono-que el participante no debe percibir. Programa el primer tono para tener un volumen de 2 dB por ms de 200.
   3. Cuando se produce una respuesta 'Sí', se reducirá el volumen en el siguiente ensayo por un paso, y cada vez que se produce una respuesta 'No', se incrementará en un paso. Así es posible visualizar el diseño experimental como un diagrama de flujo, como se muestra en la figura 1. Siempre se reproducirá tonos de 200 ms de duración.
   4. Incluye 30 ensayos en el experimento.
   5. Para mantener el participante dedicado visualmente, visualizar las palabras 'sí o No?' en la pantalla después de cada tono se reproduce.
   6. Generar seis programas experimentales como este, uno para cada una de las seis frecuencias entre 1 y 6 kHz.
   7. Asegúrese de que el programa de salidas el volumen del tono en cada ensayo y la respuesta del participante suministrada.

Figura 1. Un diagrama de flujo para el diseño de un experimento usando el procedimiento de la escalera auditiva. La primera prueba siempre consiste en un tono a un volumen inaudible de 2 dB. Porque el participante no debería detectar ese tono, se dará una respuesta 'No', y el volumen en el siguiente ensayo se incrementará en 1 dB (a-3 dB). Cada ensayo (como y) después de la segunda procede con la misma directiva: Si una respuesta 'Sí' es suministrada por el participante, se reduce el volumen en el próximo juicio por 1 dB. Y si no se suministra una respuesta '', el volumen en el siguiente ensayo se aumenta por 1 dB. Un experimento incluye 30 ensayos por frecuencia.

3. procedimiento

1. Tenga en cuenta que uno puede fácilmente probar él o ella misma.
2. Antes de que el participante pone los auriculares, las instrucciones se explica como sigue:
   1. "Este experimento está diseñado para medir el umbral auditivo, el sonido más suave o más tranquilo puede percibir. En cada ensayo, el equipo jugará un sonido por los auriculares, y todo lo que necesitas hacer es 'Y' tecla si usted oye el tono, o la tecla ' n ' si no lo hizo. Está bien que oprima la tecla ' n '. Algunos de los tonos será muy suaves, y no esperamos escucharlos siempre. Sólo responder honestamente y lo mejor posible. El experimento incluye seis bloques con 30 ensayos. Todos los seis bloques sólo deben tomar unos 10 minutos, incluidos descansos en el medio."
3. Cuando el participante esté listo, en marcha el primer programa, el uno para el tono de 1 kHz.
4. Usted puede salir de la sala mientras el participante completa el programa. Cerrar la puerta si es posible para minimizar el ruido externo.
5. Después de completar el primer experimento, pregunta al participante si tiene alguna pregunta. Dejarla descansar por 1-2 min, quitar los auriculares durante este tiempo.
6. Ahora ejecute el programa para los tonos de 2 kHz.
7. Y luego repetir 3.4-3.6 hasta seis tonos todos han sido probados.

4. analizar los resultados

1. Para analizar los resultados, hacer una tabla separada para cada uno de los seis experimentos.
2. La tabla es la salida del programa experimental. Debe incluir el número del ensayo, el volumen del tono que presenta y la respuesta del participante suministrada. La figura 2 muestra una parte de la tabla se verá como para los primeros 10 ensayos con un tono de 1 kHz.

Figura 2. Una muestra de una tabla que incluye los resultados requiere de un experimento de escalera auditiva. Tenga en cuenta que los datos registrados son para un solo tema (tema #1 de etiquetado) y para una sola frecuencia (1000 Hz). La tabla incluye tres columnas: el número del ensayo, el volumen del tono presentado en ese juicio (en dB) y la respuesta dada por el participante.

3. Asegúrese de que el programa funcionaba correctamente-es decir, que las respuestas 'Sí' condujeron a una disminución en el volumen, y que las respuestas No produjeron aumentos de volumen.
4. Ahora, hacer una gráfica: el eje x debe ser el número del ensayo, y el eje y debe trazar el volumen del tono en ese juicio. La figura 3 muestra un ejemplo.

Figura 3. Muestra resultados de un solo participante y con un tono solo. El gráfico traza el volumen del tono de la jugó, en dB, en función del número del ensayo para cada uno de los 30 ensayos. El patrón principal es que el participante no puede oír cualquier tono en los primeros pocos ensayos, produciendo una serie de respuestas de 'No' y que aumenta el volumen hasta que alcance el umbral auditivo. En ese momento, el participante se mueve hacia adelante y hacia atrás entre el 'No' y 'Sí' respuestas lo que permite al investigador identificar el lugar en el que suena primero ser detectables.

5. Generar un gráfico como éste para cada tono.
6. Ahora medio los volúmenes jugaron juntos durante los últimos diez ensayos del experimento para cada tono. El valor obtenido se llama el "umbral de volumen.
7. Figura 4 es un ejemplo del umbral de volumen como una función de pitch.

El procedimiento de la escalera pretende llevar al participante a un volumen que apenas puede oír el tono. Esto se logra mediante lo que provocó una serie de 'No' respuestas en los primeros ensayos de pocos. Una vez que se produce una respuesta 'Sí', el objetivo es mantener el volumen jugado cerca que sacaron el primer 'Sí'. Esto se hace bajando el volumen cuando se da una respuesta 'Sí'. Esto produce un patrón en el cual el volumen aumenta constantemente en los primeros ensayos de pocos y luego mesetas, permaneciendo en una gama estrecha hasta el final del experimento, como se ve en la figura 3. La tendencia central de esta gama estrecha es una medida del umbral. En la figura 3, está claro que el umbral se alcanza en alrededor de 6 dB. Una manera común de calcular que el umbral es calcular el promedio de los volúmenes jugó durante los últimos 10 ensayos de los experimentos. En el caso de la figura 3, que medio funciona hacia fuera a 6,1 dB.

Con los resultados obtenidos para los seis tonos de diferentes frecuencias, se puede ver que umbral de perceptibility varía según la frecuencia (a menudo lo que se llama pitch). Sonidos de tono más altos son más difíciles de escuchar que baje los inclinados. Para ver esto gráficamente, trazar el umbral de volumen para cada uno de los seis tonos probados en el experimento, así como por el tono de 1 kHz-tal como se muestra en la figura 4. Los datos mostrados son para un solo participante, 20 años de edad. El patrón principal es que los tonos de baja frecuencia son más fáciles de oír que los tonos de alta frecuencia. Este es un hecho del oído humano que se presenta debido a la estructura del sistema auditivo, comenzando con la naturaleza de la vibrante filamentos y los huesos dentro del oído humano.

Figura 4. Umbral de volumen como una función de la frecuencia de. Datos mostrados son para un solo participante, edad 20 años. Debido a la estructura del sistema auditivo humano, sonidos con menores frecuencias que son coloquialmente llaman más agudo o más profundas son más fácil escuchar que sonidos (agudo) de alta frecuencia. Se necesita un volumen más grande para hacer un de alta frecuencia de sonido audible.

De hecho, como la gente envejece, la disparidad entre baja y alta frecuencia suena aumenta. Figura 5 gráficos de los umbrales auditivos para el sujeto de 20 años que se muestra en la figura 4, junto con los umbrales de 40 años y 60 años. En general, los umbrales aumentan como personas envejecen. Pero además, tonos de frecuencia más altos se convierten considerablemente más difíciles escuchar que tonos de baja frecuencia.

Figura 5. Umbrales de volumen en función de la frecuencia y la edad. En general, los umbrales de volumen aumentan como edad de la gente. Además, crece la disparidad entre bajo y sonidos de alta frecuencia. Para ser audible para una persona de unos 60 años de edad, un sonido de alta frecuencia debe ser casi cuatro veces tan fuerte como hubiera sido para ser audible por una persona de 20 años de edad.

Una de las aplicaciones principales del procedimiento escalera auditivo es evaluar la discapacidad auditiva. Más allá de normal envejecimiento, deterioros de oído pueden ser causadas por daño al oído interno, daño cerebral y la enfermedad. A menudo, deterioro de oído afecta frecuencias particulares más que a otros. El método de la escalera puede utilizarse para determinar si una persona posee sobre todo pobre audiencia dentro de una gama de frecuencia estrecha, que sugiere deterioro de oído causado por el envejecimiento más de lo normal. Figura 6 umbrales auditivos de gráficos para una audiencia deterioraron de 60 años en comparación con un intacto de 60 años. El individuo deteriorado sufre pérdida de audición en 4 y 5 kHz, como se indica en muy altos umbrales auditivos en las frecuencias. De lo contrario, el individuo deteriorado realiza de manera similar a un control de edad comparable.

Figura 6. Umbrales de volumen de un individuo de personas con discapacidad auditiva (60 años) en comparación con una coincidencia de edad intacta. Deterioro de oído a menudo afecta sólo una porción del espacio de frecuencia. El individuo deteriorado mostrado aquí sufre graves deterioro muy altos umbrales-en 4 y 5 kHz, pero aparece otra manera normal en comparación con un control de edad comparable.

Este enfoque puede utilizarse también para evaluar las consecuencias de diversos tipos de experiencias en el sistema auditivo. Por ejemplo, estudios han utilizado un enfoque de umbral para evaluar los efectos de escuchar música a alto volumen de metales pesados en un concierto. ¹ los científicos probaron personas justo antes de asistir a un concierto y una media hora después. Tal vez como era de esperar, metal pesado aumenta el umbral de volumen para sonidos, especialmente en la gama de 6 Hz. música puede hacer problemas de audición!

1. Drake-Lee, A. B. (1992). Beyond music: auditory temporary threshold shift in rock musicians after a heavy metal concert. Journal of the royal society of medicine, 85(10), 617-619.