资料来源: 实验室的乔纳森 Flombaum — — 约翰 · 霍普金斯大学
心理物理学在设计涉及他们感性的强度的实际强度的刺激的知觉心理学是一套的方法的名称。心理物理学的一个重要方面涉及知觉阈限的测量: 多么灿烂光必须要为一个人要能检测到它?施加多少压力,皮肤是检出的吗?如何软可以声音,还能听到吗?把另一种方式,人类能感知的刺激的最小金额是什么?楼梯过程是确定一个人的知觉阈限的一种有效的技术。
这个视频将展示了标准方法应用楼梯过程以确定一个人的听觉阈值,即体积最小音被感知的必要条件。
1.刺激和设备
2.设计
图 1。使用听觉楼梯过程实验的设计流程图。第一次尝试总是涉及音听不清 2 分贝的音量开到。由于参与者不应该检测那口气,会给一个 ‘不’ 响应,和在下一轮试验量将会增加 1 dB (至 3 分贝)。每个审判 (包括和) 第二次收益与同一指令: 如果 ‘是’ 的反应由参与者提供的在接下来的试用量减少 1 分贝。如果提供了 ‘不’ 的反应,在接下来的试用卷增加 1 dB。实验将包括 30 试验每频率。
3.程序
4.分析结果
图 2。示例包括听觉楼梯实验中所需的输出表。请注意,报告的数据是单一学科 (标记为主题 #1) 和单一频率 (1000 赫兹)。表包含三列: 试验次数,提出了关于那审判 (单位 dB) 和参与者的答复的语气的货量。
图 3.样品结果从一个单一的参与者和单音。该图形会卷的演奏,在 dB,作为一个函数为每个 30 试验,试验次数的基调。主要的模式是,参与者不能听到任何音在第一的几个试验中,生产一系列的 ‘不’ 的反应和提示体积增大,直到达到听觉阈值。在这一点上,参与者之间 ‘不’ 来回移动,’是’ 响应允许的研究者来标识的地方听起来第一次成为检出。
知觉心理学的一个分支 — — 心理物理学 — — 是有关与有关刺激方案的实际相比其感知的强度。
就像实际水平,感性的可以测量: 多么明亮的光线必须为它将被观察,或如何软的声音可以为它作出陈词。
举个例子,有人等着开晚饭送达可能不听到它是准备好了,是否他们处于底部楼梯;他们必须爬几步之前他们听不见,甚至也许几个解释的声音。
这种动态调整楼梯的过程中,背后的理念是刺激的,最低发现强度可靠地测定步进向上或向下量的地方。
该视频演示了如何设计和实施的楼梯程序,尤其是衡量听觉阈值 — — 体积最小的音被感知的必要条件。
在这个实验中,音调介绍通过耳机在六个不同的频率或音高: 1 — — 6 千赫 — — 所有在人类听觉范围之内。
既然我们的阈值跨所有频率都是不,六块用于独立测试每一个。在每个块中,频率是简要介绍 200 ms 在卷从 2-40 分贝。
第一声被演奏在 2 分贝,参与者应该不觉察到一个水平的最低量。如果是这样,在下一轮试验数量被上升一步,1 分贝。
另一方面,如果它是引人注目的被下跌之一。此过程重复 30 试验 — — 导致卷楼梯样改变。
因变量是参与者的反应 — — 他们是否听到声调或不。此信息然后结合卷强度数据,以确定在每个频率的感性卷阈值。
开始实验,迎接在实验室中的参与者,让他们舒舒服服地坐在电脑前。解释的任务说明: 在每个试验中,计算机将起通过耳机之后, 将提示您按 ‘Y’ 键,如果你听到音调或 n 如果你没有一个基调。
允许参与者戴上耳机,开始审判 1 kHz 色调,与相关联,然后离开房间。
六个频率的第一个块完成后,回到房间里,要求参与者要删除耳机。回答任何问题,他们可能有和给他们休息 2 分钟。
当时间已到时,有参与者把追溯到耳机开始审判有关的下一个基调。重复步骤,直到所有六种声调已经过测试。
为了分析结果,为每一个音调生成一个单独的数据的表测试,柱试验次数、 音量级别和参与者的反应。
在第一次的几个试验,验证,他们回答了一系列的无的表明音调听不清在开始,然后应该有提示体积增大直到达到听觉阈值。
经核实后,图卷演奏每次试验的每个块的此处所示为 1 千赫。
当达到听觉阈值时,注意到 ‘不’ 之间来回移动的参与者和 ‘是’ 允许的什么听起来第一次鉴定的反应成为了检出。这个窄范围的集中趋势是阈值的措施。
若要计算体积阈值在每个音,平均每个块的最后 10 审判和绘制结果。观察这往往随着频率的增加如何增加;换句话说,低沉的音调较易于比高音,这是由于振动特性的花丝和骨头的耳朵听到。
现在,您熟悉这个寻找知觉阈限的有效方法,让我们看看如何,它用于检查感官下降正常老化过程中,暴露于大声表演。
楼梯过程已被用于研究人员检查如何听力作为人类年龄更改阈值。一般情况下,他们发现卷阈值增加随着人们变老。那就是,个人年满 60 岁,需要它的四次大声高频率声音将可被听见的那些人都是 20 岁。
使用类似的方法,研究人员还比较卷阈值的人与那些有障碍的听力正常用于标识赤字的性质。特定频率受到影响,如在 4 和 5 千赫,而另一些是正常的表明该疾病或损伤是导致的原因,不老化。
此外,该方法可以用于评估各种类型的经验对听觉系统的后果。例如,研究使用阈值方法目的在音乐会上听到大声的重金属音乐的影响。
研究人员测试时人们只是出席一场音乐会和半个小时后,他们发现,各种重金属元素增加声音的音量门槛。因此,摇滚音乐可以让你听力 !
你刚看了朱庇特的视频上楼梯过程。现在你应该有很好地理解如何设计一个知觉阈限任务和运行实验,以及分析和评估结果。
谢谢观赏 !
楼梯程序的目的是使参与者,他们勉强可以听到音卷。这被通过促使一系列的 ‘不’ 第一几个试验中的反应。一旦产生了 ‘是’ 的反应,目标是保持接近 ‘是’ 引起第一次演奏的卷。这是通过降低音量,只要给出一个 ‘是’ 的反应。这将产生量在第一的几个试验中,稳步上升,并然后进入稳定状态,在一个狭窄的范围结束之前剩余的实验中,如图 3 所示,一个模式。这个窄范围的集中趋势是阈值的措施。在图 3 中,很明显在大约 6 分贝达到阈值。一个常见的方法来计算阈值是要计算平均值的卷的演奏在实验的最后 10 审判期间。在图 3 的情况下,平均作品到 6.1 dB。
六个声调的不同频率下得到的实验结果,可以看出感知阈值不同的频率 (通常称为球场)。高音调的声音很难听到比降低音调的。若要以图形方式查看这,情节卷阈值为每个测试在实验中,六种声调就像做为 1 kHz 色调-如图 4 所示。所显示的数据是唯一的参与者,20 岁。主要模式是低频音调更容易听到比高频率的音调。这是一个源自的听觉系统,开始振动的花丝和人类的耳朵里面的骨头的性质与结构的人类听觉的事实。
图 4。卷阈值作为频率的函数。显示的数据是单个参与者,年龄 20 岁。由于人类听觉系统的结构,与较低的频率什么是声音俗称低斜的或更深层次是容易听到比高频 (高音)。它需要更大的卷,以使声音可听见的频率高。
事实上,随着年龄的增长,低频和高频的差距听起来增加。图 5 图 20 岁主题显示在图 4 中,一位年仅 40 岁和 60 岁的阈值以及听觉阈值。一般情况下,阈值增加随着人们变老。但此外,更高频率的口气变得相当难以听到比低频率的音调。
图 5。作为一个函数的频率和年龄的卷阈值。一般情况下,卷阈值增加随着年龄的增长。此外,低和高频率的声音之间的贫富差距越来越大。要听别人 60 岁左右,高频声音需要几乎四倍尽可能大声地本来可由 20 岁的人听的音乐。
听觉楼梯过程的主要应用之一是评估听力障碍。超越正常的老化,听力障碍可以引起内耳、 脑损伤和疾病的损害。通常情况下,听力障碍影响特定的频率比其他人更。楼梯法可以用于确定是否有人拥有在窄的工作频率范围内,将建议超过正常老化所引起的听力损伤尤其是听力不好。图 6图听觉阈值为听力受损 60 岁相比未受损伤的 60 岁。受损的个人遭受听力损失在 4 和 5 千赫,在那些频率很高的听觉阈值所示。否则,受损的个人同样执行到年龄匹配控制。
图 6。的体积阈值为听力受损的个人 (60 岁) 相比未受损伤的年龄匹配。听力障碍,往往影响只有频率空间的一部分。此处所示的受损的个人遭受严重损害很高的门槛 — — 在 4 和 5 千赫,不过看起来年龄匹配的对照相比,否则为正常。
这种方法也可以用于评估各种类型的经验对听觉系统的后果。例如,研究使用阈值方法来评价听到大声的重金属音乐,在一场音乐会的效果。1科学家只是在参加一场音乐会和半个小时后之前进行测试人。也许毫不奇怪,重金属增加声音,尤其是在 6 赫兹摇滚音乐可以让你听力范围内的卷门槛 !
One branch of perceptual psychology—psychophysics—is concerned with relating a stimulus’s actual compared to its perceived intensity.
Just like actual levels, perceptual ones can be measured: how bright a light must be for it to be observed, or how soft a sound can be for it to be heard.
For example, someone waiting for dinner to be served may not hear that it’s ready if they are at the base of the stairs; they have to climb a few steps before they hear anything, and maybe even a few more to Interpret the sounds.
This dynamic adjustment is the concept behind the staircase procedure, where the minimum noticed intensity can be reliably determined by stepping up or down the amount of stimulation.
This video demonstrates how to design and implement the staircase procedure, specifically to measure auditory thresholds—the minimal volume necessary for a tone to be perceived.
In this experiment, tones are presented through headphones at six different frequencies or pitches: 1–6 kHz—all within the human hearing range.
Given that our thresholds are not the same across all frequencies, six blocks are used to test each one independently. In each block, the frequency is briefly presented for 200 ms at volumes ranging from 2–40 dB.
The first tone is played at the lowest volume of 2 dB, a level that the participant should not perceive. If that’s the case, the volume on the next trial is increased by a step, 1 dB.
On the other hand, if it is noticeable, the volume is decreased by one. This procedure is repeated for 30 trials—resulting in staircase-like changes in volume.
The dependent variable is the participants’ responses—whether they heard the tone or not. This information is then combined with the volume intensity data to determine the perceptual volume threshold at each frequency.
To begin the experiment, greet the participant in the lab and have them sit comfortably in front of the computer. Explain the task instructions: In each trial, the computer will play a tone through the headphones, after which you will be prompted to press the ‘Y’ key if you heard the tone or ‘N’ if you did not.
Allow the participant to put on the headphones, start the trials associated with the 1 kHz tone, and then leave the room.
After the first block of six frequencies is completed, return to the room and ask the participant to remove the headphones. Answer any questions they may have and give them a 2-min break.
When time is up, have the participant put the headphones back on to begin the trials related to the next tone. Repeat the steps until all six tones have been tested.
To analyze the results, generate a separate data table for each of the tones tested, with a column for trial number, volume level, and the participant’s responses.
During the first few trials, verify that they responded with a series of no’s, indicating that tones were inaudible at the start, which then should have prompted volume increases until the auditory threshold was reached.
Following verification, graph the volume played on each trial of every block as shown here for 1 kHz.
When the auditory threshold was reached, notice that the participant moved back and forth between ‘No’ and ‘Yes’ responses, which allows for the identification of what sounds first became detectable. The central tendency of this narrow range is a measure of the threshold.
To calculate the volume threshold at each tone, average the last 10 trials of every block and graph the results. Observe how this tended to increase as the frequency increased; in other words, low-pitched tones were easier to hear than high-pitched ones, which is due to the vibration properties of the filaments and bones of the ear.
Now that you are familiar with this efficient method for finding perceptual thresholds, let’s look at how it’s used to examine sensory decline in normal aging and with exposure to loud performances.
The staircase procedure has been used by researchers to examine how hearing thresholds change as humans age. In general, they found that volume thresholds increased as people get older. That is, for individuals aged 60, a high-frequency sound needed to be four times as loud as it would to be audible by those who are 20 years old.
Using similar methods, researchers also compared volume thresholds of people with normal hearing to those with impairments to identify the nature of the deficits. Specific frequencies were affected, such as at 4 and 5 kHz, whereas others were normal, suggesting that disease or damage is the cause, not aging.
In addition, the approach can be used to assess the consequences of various types of experiences on the auditory system. For example, studies have used a threshold approach to evaluate the effects of hearing loud heavy-metal music during a concert.
When researchers tested people just before attending a concert, and a half an hour after, they found that heavy metal increased the volume threshold for sounds. Thus, rock music can make you hard of hearing!
You’ve just watched JoVE’s video on the staircase procedure. Now you should have a good understanding of how to design a perceptual threshold task and run the experiment, as well as analyze and assess the results.
Thanks for watching!
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