6.14: O procedimento da escada para encontrar um limiar perceptivo

1. Estímulos e Equipamentos

1. Este experimento exigirá um computador com software experimental básico, bem como um conjunto de fones de ouvido e uma sala de testes relativamente silenciosa (a prova de som não é necessária).
2. Os estímulos no experimento serão tons de com frequências de 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz e 6 kHz. A audição humana é melhor dentro dessa faixa de frequência.
3. Durante o experimento, o volume dos tons será variado adaptativamente na faixa de 1 a 40 dB, como ficará claro no contexto do desenho experimental, a fim de medir o volume mínimo perceptível em cada uma das seis frequências.

2. Design

1. O experimento envolverá seis blocos, um para cada uma das seis frequências. Isso ocorre porque os limiares humanos não são os mesmos para todas as frequências. Em outras palavras, o limiar será medido independentemente para cada uma das seis frequências. Assim, o projeto a seguir produzirá seis programas de teste.
2. Programe o experimento para apresentar uma determinada frequência durante cada ensaio.
   1. Em cada ensaio, a tarefa do participante será informar se ouviu ou não o tom apresentado. Use a tecla 'Y' para indicar respostas 'Sim' e a tecla 'N' para indicar respostas 'Não'.
   2. O experimento sempre começará com um tom de volume muito baixo que o participante não deve perceber. Programe o primeiro tom para ter um volume de 2 dB jogado para 200 ms.
   3. Sempre que uma resposta 'Sim' for produzida, o volume no próximo teste será reduzido em um passo, e sempre que uma resposta 'Não' for produzida, ela será aumentada em um passo. Assim, é possível visualizar o design experimental como um fluxograma, como mostrado na Figura 1. Os tons serão sempre tocados por uma duração de 200 ms cada.
   4. Inclua 30 testes no experimento.
   5. Para manter o participante visualmente engajado, exiba as palavras 'Sim ou Não?' na tela após cada tom ser reproduzido.
   6. Gerar seis programas experimentais como este, um para cada uma das seis frequências entre 1 e 6 kHz.
   7. Certifique-se de que o programa produz o volume do tom apresentado em cada ensaio e a resposta que o participante forneceu.

Figura 1. Um fluxograma para o desenho de um experimento usando o procedimento de escada auditiva. O primeiro julgamento sempre envolve um tom jogado em um volume inaudível de 2 dB. Como o participante não deve detectar esse tom, uma resposta 'Não' será dada, e o volume no próximo ensaio será aumentado em 1 dB (para 3 dB). Cada ensaio (inclusive e) após o segundo prossegue com a mesma diretiva: Se uma resposta 'Sim' for fornecida pelo participante, o volume no próximo teste é reduzido em 1 dB. E se uma resposta 'Não' for fornecida, o volume no próximo teste será aumentado em 1 dB. Um experimento incluirá 30 ensaios por frequência.

3. Procedimento

1. Note que pode-se facilmente testá-lo ou a si mesmo.
2. Antes que o participante coloque os fones de ouvido, explique as instruções da seguinte forma:
   1. "Este experimento foi projetado para medir seu limiar auditivo, o som mais suave ou silencioso que você pode perceber. Em cada teste, o computador reproduzirá um tom através dos fones de ouvido, e tudo o que você precisa fazer é pressionar a tecla 'Y' se você ouvir o tom, ou a tecla 'N' se você não fez. Não há problema em pressionar a tecla 'N'. Alguns dos tons serão muito suaves, e não esperamos que você sempre os ouça. Apenas responda honestamente, e faça o seu melhor. O experimento inclui seis blocos com 30 ensaios cada. Todos os seis blocos devem levar apenas cerca de 10 minutos, incluindo intervalos no meio.
3. Quando o participante estiver pronto, inicie o primeiro programa, o do tom de 1 kHz.
4. Você pode sair da sala enquanto o participante completa o programa. Feche a porta, se possível, para minimizar o ruído externo.
5. Após a conclusão do primeiro experimento, pergunte à participante se ela tem alguma dúvida. Deixe-a fazer uma pausa por 1-2 min, removendo os fones de ouvido durante este tempo.
6. Agora execute o programa para os tons de 2 kHz.
7. E então repita 3.4-3.6 até que todos os seis tons tenham sido testados.

4. Análise dos resultados

1. Para analisar os resultados, faça uma tabela separada para cada um dos seis experimentos.
2. A tabela é a saída bruta do programa experimental. Deve incluir o número do teste, o volume do tom apresentado e a resposta que o participante forneceu. A Figura 2 mostra como será uma parte da tabela para os primeiros 10 ensaios com um tom de 1 kHz.

Figura 2. Uma amostra de uma tabela que inclui as saídas necessárias de um experimento de escada auditiva. Observe que os dados relatados são para um único sujeito (rotulado sujeito #1) e para uma única frequência (1000 Hz). A tabela inclui três colunas: o número do ensaio, o volume do tom apresentado nesse ensaio (em dB) e a resposta dada pelo participante.

3. Verifique se seu programa funcionou corretamente,ou seja,que as respostas 'Sim' levaram a uma diminuição no volume, e que nenhuma resposta produziu aumentos de volume.
4. Agora, faça um gráfico: o eixo X deve ser o número de teste, e o eixo Y deve traçar o volume do tom apresentado nesse teste. A Figura 3 mostra um exemplo.

Figura 3. Resultados amostrais de um único participante e com um único tom. O gráfico traça o volume do tom reproduzido, em dB, em função do número de ensaio para cada um dos 30 ensaios. O padrão principal é que o participante não pode ouvir nenhum tom nos primeiros ensaios, produzindo uma série de respostas 'Não' e provocando aumentos de volume até que o limiar auditivo seja atingido. Nesse ponto, o participante se move para frente e para trás entre as respostas 'Não' e 'Sim' permitindo que o pesquisador identifique o local em que os sons se tornam detectáveis pela primeira vez.

5. Gere um gráfico como este para cada tom.
6. Agora, em média, juntos os volumes jogados durante os últimos dez ensaios do experimento para cada tom. O valor obtido é chamado de "limiar de volume".
7. A Figura 4 é um exemplo do limiar de volume em função do tom.

Um ramo da psicologia perceptiva - a psicofísica - está preocupado em relacionar o real de um estímulo com sua intensidade percebida.

Assim como os níveis reais, os perceptivos podem ser medidos: quão brilhante uma luz deve ser para ser observada ou quão suave um som pode ser para ser ouvido.

Por exemplo, alguém que espera o jantar ser servido pode não ouvir que está pronto se estiver na base da escada; eles têm que subir alguns degraus antes de ouvir qualquer coisa, e talvez até mais alguns para interpretar os sons.

Esse ajuste dinâmico é o conceito por trás do procedimento de escada, onde a intensidade mínima observada pode ser determinada de forma confiável aumentando ou diminuindo a quantidade de estimulação.

Este vídeo demonstra como projetar e implementar o procedimento da escada, especificamente para medir os limiares auditivos - o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

Neste experimento, os tons são apresentados por meio de fones de ouvido em seis frequências ou tons diferentes: 1-6 kHz - todos dentro da faixa de audição humana.

Dado que nossos limites não são os mesmos em todas as frequências, seis blocos são usados para testar cada um independentemente. Em cada bloco, a frequência é apresentada brevemente por 200 ms em volumes que variam de 2 a 40 dB.

O primeiro tom é tocado no volume mais baixo de 2 dB, um nível que o participante não deve perceber. Se for esse o caso, o volume na próxima tentativa é aumentado em um passo, 1 dB.

Por outro lado, se for perceptível, o volume é diminuído em um. Este procedimento é repetido por 30 tentativas - resultando em mudanças de volume semelhantes a escadas.

A variável dependente são os participantes? respostas?se eles ouviram o tom ou não. Essas informações são então combinadas com os dados de intensidade de volume para determinar o limite de volume perceptivo em cada frequência.

Para iniciar o experimento, cumprimente o participante no laboratório e peça-lhe que se sente confortavelmente em frente ao computador. Explique as instruções da tarefa: Em cada tentativa, o computador tocará um tom através dos fones de ouvido, após o qual você será solicitado a pressionar a tecla 'Y' se ouvir o tom ou 'N' se não ouvir.

Permita que o participante coloque os fones de ouvido, inicie as tentativas associadas ao tom de 1 kHz, e depois saia da sala.

Após a conclusão do primeiro bloco de seis frequências, volte para a sala e peça ao participante para remover os fones de ouvido. Responda a quaisquer perguntas que eles possam ter e dê a eles uma pausa de 2 minutos.

Quando o tempo acabar, peça ao participante que coloque os fones de ouvido de volta para iniciar os testes relacionados ao próximo tom. Repita as etapas até que todos os seis tons tenham sido testados.

Para analisar os resultados, gere uma tabela de dados separada para cada um dos tons testados, com uma coluna para o número do teste, o nível de volume e as respostas do participante.

Durante as primeiras tentativas, verifique se eles responderam com uma série de nãos, indicando que os tons eram inaudíveis no início, o que deveria ter levado a aumentos de volume até que o limiar auditivo fosse atingido.

Após a verificação, represente graficamente o volume reproduzido em cada tentativa de cada bloco, conforme mostrado aqui para 1 kHz.

Quando o limiar auditivo foi atingido, observe que o participante se moveu para frente e para trás entre as respostas 'Não' e 'Sim', o que permite a identificação de quais sons primeiro se tornaram detectáveis. A tendência central desse intervalo estreito é uma medida do limiar.

Para calcular o limite de volume em cada tom, calcule a média das últimas 10 tentativas de cada bloco e represente graficamente os resultados. Observe como isso tende a aumentar à medida que a frequência aumenta; Em outras palavras, os tons graves eram mais fáceis de ouvir do que os agudos, o que se deve às propriedades de vibração dos filamentos e ossos do ouvido.

Agora que você está familiarizado com esse método eficiente para encontrar limiares perceptivos, vamos ver como ele é usado para examinar o declínio sensorial no envelhecimento normal e com a exposição a performances barulhentas.

O procedimento de escada tem sido usado por pesquisadores para examinar como os limiares auditivos mudam à medida que os humanos envelhecem. Em geral, eles descobriram que os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Ou seja, para indivíduos com 60 anos, um som de alta frequência precisava ser quatro vezes mais alto do que seria audível por aqueles com 20 anos.

Usando métodos semelhantes, os pesquisadores também compararam os limiares de volume de pessoas com audição normal com aquelas com deficiências para identificar a natureza dos déficits. Frequências específicas foram afetadas, como em 4 e 5 kHz, enquanto outras eram normais, sugerindo que a doença ou dano é a causa, não o envelhecimento.

Além disso, a abordagem pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música heavy metal alta durante um show.

Quando os pesquisadores testaram as pessoas pouco antes de assistir a um show e meia hora depois, descobriram que o heavy metal aumentava o limite de volume dos sons. Assim, o rock pode torná-lo difícil de ouvir!

Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre o procedimento da escada. Agora você deve ter uma boa compreensão de como projetar uma tarefa de limiar perceptivo e executar o experimento, bem como analisar e avaliar os resultados.

Obrigado por assistir!