La méthode de l'escalier pour trouver un seuil de perception

1. les stimuli et équipement

1. Cette expérience nécessite un ordinateur avec le logiciel expérimental de base ainsi qu’un jeu d’écouteurs et une salle d’examen relativement calme (insonorisation n’est pas nécessaire).
2. Les stimuli dans l’expérience sera tons avec fréquence de 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5kHz et 6 kHz. L’oreille humaine est le meilleur dans cette gamme de fréquences.
3. Au cours de l’expérience, le volume des tonalités variera adaptative de l’ordre de 1 à 40 dB, comme sera claire dans le contexte du plan expérimental, afin de mesurer le volume minimal perceptible dans chacune des six fréquences.

2. conception

1. L’expérience consistera à six blocs, un pour chacun des six fréquences. C’est parce que les seuils de l’humains ne sont pas les mêmes pour toutes les fréquences. En d’autres termes, le seuil sera mesuré indépendamment pour chacun des six fréquences. La conception suivante produira donc six programmes de tests.
2. Programme de l’expérience à présenter une fréquence donnée au cours de chaque essai.
   1. Dans chaque essai, tâche du participant sera au rapport si oui ou non elle a entendu le ton présenté. Utilisez la touche « Y » pour indiquer les réponses « Oui » et la touche de « n » pour n’indiquer les réponses « ».
   2. L’expérience commencera toujours par un très faible volume tonalité-que le participant ne doit pas percevoir. Programme de la première tonalité d’avoir un volume de 2 dB a joué pendant 200 ms.
   3. Chaque fois qu’une réponse « Oui » est produite, le volume à l’essai suivant sera abaissé par une seule étape, et chaque fois qu’une réponse « Non » est produite, il passera par une seule étape. Il est donc possible de visualiser la conception expérimentale comme un organigramme, tel qu’illustré à la Figure 1. Tons se jouera toujours pour une durée de 200 ms chacune.
   4. Comprend 30 essais dans l’expérience.
   5. Pour garder le participant engagé visuellement, affichent les mots « oui ou non ? » sur l’écran après que chaque tonalité est jouée.
   6. Générer des six programmes expérimentaux comme ça, un pour chacun des six fréquences entre 1 et 6 kHz.
   7. Veillez à ce que le programme génère le volume de la tonalité présenté sur chaque essai et la réponse du participant fourni.

Figure 1. Un organigramme pour la conception d’une expérience en utilisant la procédure escalier auditif. Le premier procès toujours implique une tonalité jouée à un volume inaudible de 2 dB. Le participant doit ne pas détecter que le ton, donnera une réponse « Non », et le volume dans le prochain procès vont être augmenté de 1 dB (à-3 dB). Toutes les épreuves (y compris et) suivant le deuxième produit avec la même directive : si une réponse « Oui » est fournie par le participant, on réduit le volume dans le prochain procès de 1 dB. Et si une réponse « Non » est fournie, le volume dans le prochain procès est augmenté de 1 dB. Une expérience comprendra 30 essais par fréquence.

3. mode opératoire

1. Notez qu’on peut facilement tester lui-même.
2. Avant que le participant met le casque, expliquer les instructions comme suit :
   1. « Cette expérience est conçue pour mesurer votre seuil d’audition, le son plus doux ou plus calme, vous pouvez percevoir. Dans chaque essai, l’ordinateur va jouer un son dans le casque, et tout ce que vous devez faire est touche le « Y » si vous avez entendu le ton, ou sur la touche « n » Si vous n’avez pas. C’est OK d’appuyer sur la touche « n ». Certains des tons seront très doux, et nous n’attendons pas vous toujours de les entendre. Il vous suffit de répondre honnêtement et de faire de votre mieux. L’expérience comprend six blocs avec 30 essais chacun. Tous les six blocs devraient prendre seulement environ 10 minutes, y compris les pauses entre les deux. »
3. Lorsque le participant est prêt, lancez le programme premier, celui de la tonalité de 1 kHz.
4. Vous pouvez quitter la salle alors que le participant remplit le programme. Fermer la porte si possible pour minimiser les bruits extérieurs.
5. Après que la première expérience est terminée, demander au participant si elle a des questions. Faites-lui faire une pause pendant 1-2 min, enlever les écouteurs pendant cette période.
6. Maintenant, exécutez le programme pour les tons de 2 kHz.
7. Et puis répétez 3,4-3,6 jusqu'à ce que tous les six tonalités ont été testées.

4. analyse des résultats

1. Pour analyser les résultats, créer une table distincte pour chacun des six expériences.
2. La table est la sortie brute du programme expérimental. Il devrait inclure le nombre de procès et le volume de la tonalité a présenté la réponse du participant fourni. Figure 2 illustre ce que ressemblera une partie du tableau pour les 10 premiers essais avec une tonalité de 1 kHz.

Figure 2. Un échantillon d’une table qui comprend les extrants nécessaires à une expérience auditive escalier. Notez que les données déclarées sont pour un seul sujet (étiqueté sujet #1) et pour une seule fréquence (1000 Hz). Le tableau comprend trois colonnes : le nombre de procès, le volume de la tonalité présenté sur cet essai (en dB) et la réponse donnée par le participant.

3. Assurez-vous que votre programme a fonctionné correctement-c'est-à-direque les réponses « Oui » a conduit à une diminution du volume, et que pas de réponses produites augmente de volume.
4. Maintenant, faire un graphique : l’axe des abscisses devrait être le nombre de procès et de l’axe des ordonnées devraient planifier le volume de la tonalité présentée sur ce procès. La figure 3 montre un exemple.

Figure 3. Exemple de résultats d’un seul participant, ainsi qu’avec un seul signal. Le graphique trace le volume de la tonalité a joué, en dB, en fonction du nombre du procès pour chacun des 30 essais. Le motif principal est que le participant ne peut pas entendre une tonalité dans les quelques premiers essais, produisant une série de « Non » réponses et provoquant une augmentation du volume jusqu'à atteindre le seuil d’audition. À ce moment-là, le participant se déplace en arrière entre le « Non » et « Oui » réponses qui permet au chercheur de déterminer l’endroit où les sons premier deviennent détectables.

5. Générer un graphique comme ça pour chaque tonalité.
6. Les volumes joué maintenant moyen ensemble durant les dix dernières épreuves de l’expérience pour chaque tonalité. La valeur obtenue est appelée le « seuil de volume ».
7. La figure 4 est un exemple du seuil de volume en fonction de la hauteur.

L’objectif de la procédure de l’escalier est d’amener le participant à un volume au cours de laquelle ils peuvent à peine entendre une tonalité. Ceci est réalisé en provoquant une série de « Non » réponses dans les quelques premiers essais. Une fois une réponse « Oui » est produite, l’objectif est de garder le volume a joué près de celle qui a suscité le premier « Oui ». Cela se fait en diminuant le volume chaque fois qu’une réponse « Oui » est donnée. Ceci produit un modèle dans lequel le volume augmente progressivement dans les quelques premiers essais et puis des plateaux, restant dans une fourchette étroite jusqu'à la fin de l’expérience, comme on le voit à la Figure 3. La tendance centrale de cette plage étroite est une mesure du seuil. Dans la Figure 3, il est clair que le seuil est atteint à environ 6 dB. Une façon courante de calculer que le seuil est de calculer la moyenne des volumes a joué au cours des 10 derniers essais des expériences. Dans le cas de la Figure 3, qui travaille en moyenne jusqu'à 6,1 dB.

Avec les résultats obtenus pour les six sons de fréquences différentes, on peut voir que les seuils de perceptibilité varient par fréquence (ce qui est souvent appelé pitch). Sons plus élevés sont plus difficiles à entendre que baisser plus aigus. Pour le voir sous forme graphique, tracer le seuil de volume pour chacun des six tons testés dans l’expérience, tout comme le fait pour la tonalité de 1 kHz-tel qu’illustré à la Figure 4. Les chiffres indiqués sont pour un seul participant, 20 ans. Le motif principal est que les sons de basse fréquence sont plus faciles à entendre que des sons de haute fréquence. Il s’agit d’un fait de l’audition humaine qui se pose en raison de la structure du système auditif, commençant avec la nature des filaments et des os à l’intérieur de l’oreille humaine vibrante.

Figure 4. Seuil de volume en fonction de la fréquence. Données présentées sont pour un seul participant, âge 20 ans. En raison de la structure du système auditif humain, entendre les bruits à basse fréquence-quelles sont familièrement appelée moins aigu ou plus profondes sont plus facile à entendre que les sons de haute fréquence (aigus). Il faut un plus grand volume sonore audible à une fréquence élevée.

En effet, que les gens vieillissent, la disparité entre les basses et hautes fréquences des sons augmente. Figure 5 graphique des seuils auditifs pour le sujet de 20 ans, illustré à la Figure 4, avec des seuils pour un 40 ans et une âgée de 60 ans. En général, les seuils augmentent comme les gens vieillissent. Mais, en outre, des tonalités de fréquence plus élevées deviennent beaucoup plus difficiles à entendre que les sons de basse fréquence.

Figure 5. Seuils de volume en fonction de la fréquence et l’âge. En règle générale, les seuils de volume augmentent que les gens vieillissent. En outre, la disparité entre les basses et les sons à haute fréquence se développe. Pour se faire entendre à quelqu'un âgés de 60 ans environ, un son de haute fréquence doit presque quatre fois plus élevé qu’il aurait pu se faire entendre par une personne âgés de 20 ans.

Parmi les principales applications de la procédure d’escalier auditif est d’évaluer la déficience auditive. Au-delà de vieillissement normal, une déficience auditive peut être causée par des lésions de l’oreille interne, des lésions cérébrales et les maladies. Déficience auditive affecte souvent, à des fréquences particulières, plus que d’autres. La méthode de l’escalier peut être utilisée pour déterminer si une personne possède particulièrement mauvaise audience dans une étroite bande passante, qui suggère une déficience auditive causée par le vieillissement plus que la normale. Figure 6 seuils auditifs de graphiques pour une audience réduite à 60 ans par rapport à une irréprochable 60 ans. La personne ayant une déficience souffre de surdité à 4 et 5 kHz, comme il est indiqué par des seuils auditifs très élevés à ces fréquences. Dans le cas contraire, la personne ayant une déficience effectue de la même façon à un contrôle de l’âge correspondant.

La figure 6. Les seuils de volume pour une personne ayant une déficience auditive (60 ans) par rapport à une correspondance âge irréprochable. Déficience auditive souvent affecte seulement une partie de l’espace des fréquences. La personne ayant une déficience, montrée ici souffre des seuils élevés de déficience-très graves-à 4 et 5 kHz, mais semble autrement normale par rapport à un témoins du même âge.

Cette approche peut également être utilisée pour évaluer les conséquences des différents types d’expériences sur le système auditif. Par exemple, les études ont utilisé une approche du seuil pour évaluer les effets d’entendre la musique forte de métaux lourds dans un concert. ¹ scientifiques ont testé des gens juste avant d’assister à un concert et une demi-heure après. Peut-être sans surprise, les métaux lourds a augmenté le seuil de volume pour les sons, en particulier dans la gamme de 6 Hz. Rock musique peut te rendre malentendant !