查找知觉阈限的楼梯过程

Sensation and Perception

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Overview

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。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 感觉和知觉的精华. 查找知觉阈限的楼梯过程. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Procedure

1.刺激和设备

  1. 本实验将需要具有基本的实验软件,以及一套耳机和一个相对安静的测试房间 (隔音是不必要的) 的计算机。
  2. 在实验中的刺激将与 1 千赫、 2 千赫、 3 千赫、 4 千赫、 5 千赫和 6 千赫频率的音调。人类听觉是最好在此频率范围内。
  3. 在实验过程中,卷的音调会更改自适应范围内的 1 至 40 分贝,将明确在实验设计中,为了测量在每个六个频率可感知体积最小的方面。

2.设计

  1. 实验将涉及六个大块,一是每六个频率。这是因为人类的阈值是不相同的所有频率。换句话说,阈值将独立测量每个六个频率。以下设计因而会产生六个测试程序。
  2. 实验在每个审判期间呈现某一特定的频率的程序。
    1. 在每个试验中,参与者的任务会报告是否或不她听到提出了一种语气。使用 'Y' 键来指示是的反应和 n 键以指示 '不' 的反应。
    2. 实验的开头总是将成交量非常低口气-一个参与者应该没有察觉到。程序的第一次的口吻向卷 2 dB 演奏为 200 毫秒。
    3. 每当一个 '是' 的反应产生,在接下来的试用卷将下调一步,和每当产生了 '不' 的响应,它将会增加一步。它是因此可能想象实验设计作为一个流程图,如图 1所示。音调总是将播放一段时间内每 200 毫秒。
    4. 在实验中包括 30 试验。
    5. 为了保持视觉上进行的参与者,词是或否? ' 后屏幕上显示每个音演奏。
    6. 生成这样,1 和 6 千赫兹之间的六个频率的每个六实验程序。
    7. 请确保该程序输出的口气提出关于每项试验和响应参与者提供卷。

Figure 1
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

  1. 请注意,可以轻松地测试他或她自己。
  2. 参与者戴上耳机之前,解释指令,如下所示:
    1. "这个实验被为了衡量你听觉的阈值,柔软或安静的声音,你能察觉到。在每个试验中,计算机将起通过耳机,语气和所有你需要做的是按 'Y' 键如果你听到声响或 n 键如果你没有。没关系,请按 n 键。一些的调子会变得十分柔软,和我们并不期望你总是听到他们。只是诚实回答,并做到最好。实验内容包括六个街区与 30 项试验。所有的六块应只采取 10 分钟左右,包括在这两者之间的休息时间。
  3. 当参与者准备好,推出的第一个程序,一个 1 kHz 色调。
  4. 参加者完成该程序时,你可能会离开房间。关上了门如果可能的话,尽量减少外部噪音。
  5. 完成第一次实验后,要求参与者是否她有任何的问题。让她休息 1-2 分钟,在这段时间删除耳机。
  6. 现在运行的程序 2 kHz 色调。
  7. 然后重复 3.4-3.6,直到所有六种声调已经过测试。

4.分析结果

  1. 分析的结果,使一个单独的表为每个六个实验。
  2. 表是从实验程序的原始输出。它应包括审判的数目、 卷的口气提出和响应参与者提供。图 2显示的表的部分首先 10 试验用一种口吻的 1 千赫的类似。

Figure 2
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。

  1. 检查以确保您的程序正常工作-,'是' 的反应导致减少体积,并没有回应产生而增大体积。
  2. 现在,让图: x 轴应该是,试验次数,和 y 轴应绘制的口气提出有关这项试验。图 3显示了一个示例。

Figure 3
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。

  1. 生成每个音调像这的图。
  2. 现在平均一起卷期间发挥最后十个实验中的每个音。得到的值称为卷门槛。
  3. 图 4 是球场的卷阈值示例作为函数。

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 !

Results

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。

Figure 4
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。

Figure 5
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。

Applications and Summary

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。

Figure 6
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 !

References

  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.

1.刺激和设备

  1. 本实验将需要具有基本的实验软件,以及一套耳机和一个相对安静的测试房间 (隔音是不必要的) 的计算机。
  2. 在实验中的刺激将与 1 千赫、 2 千赫、 3 千赫、 4 千赫、 5 千赫和 6 千赫频率的音调。人类听觉是最好在此频率范围内。
  3. 在实验过程中,卷的音调会更改自适应范围内的 1 至 40 分贝,将明确在实验设计中,为了测量在每个六个频率可感知体积最小的方面。

2.设计

  1. 实验将涉及六个大块,一是每六个频率。这是因为人类的阈值是不相同的所有频率。换句话说,阈值将独立测量每个六个频率。以下设计因而会产生六个测试程序。
  2. 实验在每个审判期间呈现某一特定的频率的程序。
    1. 在每个试验中,参与者的任务会报告是否或不她听到提出了一种语气。使用 'Y' 键来指示是的反应和 n 键以指示 '不' 的反应。
    2. 实验的开头总是将成交量非常低口气-一个参与者应该没有察觉到。程序的第一次的口吻向卷 2 dB 演奏为 200 毫秒。
    3. 每当一个 '是' 的反应产生,在接下来的试用卷将下调一步,和每当产生了 '不' 的响应,它将会增加一步。它是因此可能想象实验设计作为一个流程图,如图 1所示。音调总是将播放一段时间内每 200 毫秒。
    4. 在实验中包括 30 试验。
    5. 为了保持视觉上进行的参与者,词是或否? ' 后屏幕上显示每个音演奏。
    6. 生成这样,1 和 6 千赫兹之间的六个频率的每个六实验程序。
    7. 请确保该程序输出的口气提出关于每项试验和响应参与者提供卷。

Figure 1
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

  1. 请注意,可以轻松地测试他或她自己。
  2. 参与者戴上耳机之前,解释指令,如下所示:
    1. "这个实验被为了衡量你听觉的阈值,柔软或安静的声音,你能察觉到。在每个试验中,计算机将起通过耳机,语气和所有你需要做的是按 'Y' 键如果你听到声响或 n 键如果你没有。没关系,请按 n 键。一些的调子会变得十分柔软,和我们并不期望你总是听到他们。只是诚实回答,并做到最好。实验内容包括六个街区与 30 项试验。所有的六块应只采取 10 分钟左右,包括在这两者之间的休息时间。
  3. 当参与者准备好,推出的第一个程序,一个 1 kHz 色调。
  4. 参加者完成该程序时,你可能会离开房间。关上了门如果可能的话,尽量减少外部噪音。
  5. 完成第一次实验后,要求参与者是否她有任何的问题。让她休息 1-2 分钟,在这段时间删除耳机。
  6. 现在运行的程序 2 kHz 色调。
  7. 然后重复 3.4-3.6,直到所有六种声调已经过测试。

4.分析结果

  1. 分析的结果,使一个单独的表为每个六个实验。
  2. 表是从实验程序的原始输出。它应包括审判的数目、 卷的口气提出和响应参与者提供。图 2显示的表的部分首先 10 试验用一种口吻的 1 千赫的类似。

Figure 2
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。

  1. 检查以确保您的程序正常工作-,'是' 的反应导致减少体积,并没有回应产生而增大体积。
  2. 现在,让图: x 轴应该是,试验次数,和 y 轴应绘制的口气提出有关这项试验。图 3显示了一个示例。

Figure 3
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。

  1. 生成每个音调像这的图。
  2. 现在平均一起卷期间发挥最后十个实验中的每个音。得到的值称为卷门槛。
  3. 图 4 是球场的卷阈值示例作为函数。

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 !

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