VL 8 Psychophysik und die Signalentdeckungstheorie Flashcards
Sensorische Transduktion
Überführung eines physikalisch definierten Stimulus in ein neuronales Signal; Übertritt der Information eines Umweltreizes über die Systemgrenze des Organismus ins Nervensystem
Neuronale Codierung
Räumliches und zeitliches neuronales Aktivitätsmuster, das durch einen Stimulus ausgelöst wurde und als Basis für die Repräsentation des Stimulus dient
Psychophysik
Wissenschaftliches Teilgebiet der experimentellen Psychologie, in dem der Zusammenhang zwischen subjektivem psychischen (mentalen) Erleben und quantitativ messbaren (objektiven) physikalischen Stimuli untersucht wird
TOP-DOWN INFORMATION
Erwartungen des Beobachters in Bezug auf sensorische Ereignisse und Ziele, die die Wahrnehmung beeinflussen
BOTTOM-UP INFORMATION
Information, die in den vom Rezeptor ausgehenden neuronalen Signalen enthalten ist
Elemente der Psychophysik
–> Fechner
analysierte die physikalischen Schwellwerte, die notwendig sind, um eine Wahrnehmung eines Stimulus zu erzeugen; dazu entwickelte er verschiedene experimentelle Methoden
Skalierung von Wahrnehmungszuständen
–>Fechner
welche Veränderung der Wahrnehmung mit Intensitätsänderungen des Stimulus einhergehen
Bestimmung von absoluten Schwellen
• Herstellungsmethode:
- ->einfachste und schnellste Methode, eine Wahrnehmungsschwelle zu bestimmen : VPN bitten Schwellwert so einzustellen, dass der Stimulus gerade noch wahrgenommen werden kann
- ->Mehrfache Wiederholung und Mittelwertbildung = Schätzung der Wahrnehmungsschwelle
• Konstanzmethode (Fechners „Methode der richtigen und falschen Fälle“):
- -> Stimuli mit zuvor ausgewählten, konstanten Intensitätswerten werden in zufälliger Ordnung präsentiert; VPN antwortet in jedem Versuchsdurchgang mit „ja“ (Stimulus wahrgenommen) oder “nein“ (nicht wahrgenommen)
- ->Es ergibt sich eine psychometrische Funktion
psychometrische Funktion
Die resultierende Kurve, die die Wahrnehmungsausbeute der physikalischen Stimulusintensität in Beziehung setzt
Bestimmung von absoluten Schwellen: Grenzmethode
Stimulusintensität in der Folge von „ja“-Antworten erniedrigen und bei „nein“ erhöhen; der Schätzwert für die Schwelle wird aus den letzten Versuchsdurchgängen durch Mittelung berechnet
Differenzschwellwerte
- Bei vielen Alltagswahrnehmungen befinden sich die Intensitätswerte weit oberhalb der absoluten Wahrnehmungsschwelle; oft müssen wir aber geringe Unterschiede wahrnehmen
- Beispiel: Das mittlere Quadrat ist nicht sichtbar, da es dieselbe Helligkeit wie der Hintergrund hat; wie stark müsste man die Helligkeit verändern, um es wie die beiden äußeren Quadrate wahrzunehmen?
Das Webersche Gesetz
–>Eine Aussage über die Beziehung zwischen der Intensität eines Standardreizes und der Größe des gerade wahrnehmbaren Unterschieds
• Ernst Weber untersuchte die Unterschiedsschwelle experimentell
• Dieser gerade noch merkliche Unterschied ΔS (Differenzlimen) wird heute meist als JND (= just noticeable difference) bezeichnet
• Weber entdeckte, dass das Verhältnis ΔS/S zur Basisgröße des Stimulus maßgeblich ist; Fechner bezeichnete K = ΔS/S als Weber-Bruch bzw. Webersches Gesetz
Bestimmung von JND mit der Konstanzmethode
. Der JND ist definiert als die Intensität, bei der 75% der Antworten “ja” waren, minus der Intensität, bei der 25% der Antworten “ja” waren, dividiert durch 2.
Das Fechnersche Gesetz
–>Eine Aussage darüber, wie sich die wahrgenommene Intensität eines Reizes ändert, wenn sich seine physische Intensität ändert
S = Kln(I/I0)
- -> K Konstante aus weber-Bruch
- -> I0 Wahrnehmungsschwelle
- -> S wahrgenommene Intensität des Stimulus
- -> I physikalische Intensität
- ein 1 JND Einheit für gerade wahrnehmbare Veränderung
- Das Fechnersche Gesetz erzeugt eine Kurve, die anfänglich sehr steil ist, aber dann abflacht, was zeigt, dass die Zunahme der physikalischen Intensität, die erforderlich ist, um eine 1 JND-Differenz in der wahrgenommenen Intensität zu erzeugen, für Stimuli mit höherer Intensität viel größer ist als für Stimuli mit niedriger Intensität
- Die genaue Form der Kurve hängt vom Wert der Weber-Fraktion ab
Stevens‘ Potenzgesetz
–>Stevens ‘Potenzgesetz spiegelt die Tatsache wider, dass die Beziehungen zwischen empfundener Intensität und physikalischer Intensität für verschiedene Wahrnehmungsdimensionen unterschiedlich sind
- ->Viele Dimensionen wie Helligkeit sind mit einer Verzögerungskurve verbunden, wie sie für das Fechnersche Gesetz gilt.
- ->Aber andere Dimensionen, wie ein elektrischer Schlag, ergeben eine beschleunigende Kurve oder eine nahezu gerade Linie
–>die Wahrnehmungssysteme unterscheiden sich im Exponenten, wobei es zur Verdichtung (n<1) oder Spreizung (n>1) der Antwortdimension kommt
Grundproblem psychometrischer Funktionen
Hat Lucy wirklich eine niedrigere Wahrnehmungsschwelle als Cathy oder einfach nur ein liberaleres Antwortkriterium?
Statistische Fluktuationen (noise) in neuronaler Aktivität
- ->Die Anzahl der Aktionspotentiale (Spikes), die in einem typischen Hörnervenaxon durch vier identische Tondarstellungen hervorgerufen werden, variiert.
- ->Diese Variabilität der neuralen Aktivität als Reaktion auf identische Stimuli wird als Rauschen bezeichnet.
–>Die allgemeine Form dieses Graphen ist wie eine glockenförmige Kurve oder Normalverteilung
Die Signalentdeckungstheorie
- Experimentell bietet man einer Versuchsperson ein schwaches Signal vor einem Noise-Hintergrund dar; in manchen Versuchsdurchgängen wird kein Stimulus dargeboten
- Die Versuchsperson antwortet mit „ja“ (Signal anwesend) oder „nein“ (kein Signal), was als 2AFC (= two-alternative forced choice) bezeichnet wird
o Treffer (hit): Signal korrekt erkannt o Korrekte Zurückweisung (correct rejection): Es wurde erkannt, dass kein Signal präsentiert wurde o Verpasser (miss): Ein vorhandenes Signal wurde nicht erkannt o Falscher Alarm (false alarm):Ein wurde ein Signal erkannt, obwohl es nicht dargeboten wurde
Hite Rate= Anzahl Treffer/ Anzahl tatsächlich presentierter Töne
–> Miss Rate: 1- Hit Rate
False Alarm Rate= Anzahl Yes wo keine Töne waren/ Anzahl Trails ohne Ton
–> Correct rejection Rate: 1- False alarm Rate
Die ROC-Kurve
- ->(receiver operating characteristic)
- Das Antwortverhalten kann durch die zwei Variablen false alarm rate und hit rate eindeutig beschrieben werden (ein Graph stellt die Qualität der Leistung eines Teilnehmers dar; die Trefferrate ist als Funktion der Fehlalarmrate aufgetragen)
- Roc-Kruve ergibt sich wenn mehrere Datenpunkte pro Versuchsperson für verschiedene Antwortkriterien aufgetragen werden
Einfluss von Payoffs auf das Antwortverhalten
- neutrale Payoff-Methode: Treffer und korrekte Zurückweisungen gibt das selbe Geld, Verpasser und falsche Zurückweisungen wird das selbe Geld abgezogen
- konservative Payoff-Matrix: wie bei neutral: bei Treffer selber Betrag plus, wie bei Verpasser & false Alarm minus: nur bei Zurückweisung 10 fach plus
- Liberale Payoff-Matrix : wie neutral, nur bei Treffer 10 fach
–> Mit Liberalen Payoff-Matrix wird größe Annäherung zwischen Werten vo Personen in individuellen Antwortverhalten erreicht
