Основные положения теории обнаружения сигнала

Если классическую психофизику называют объективной, то современная психофизика в большей степени субъективная; решение принимает испытуемый и он на него может повлиять. Современный вариант сенсорной психофизики - теория обнаружения сигналов – исходит из постулата о непрерывном, (а не дискретном, пошаговом как у Фехнера), возрастании интенсивности ощущения наравне с возрастанием интенсивности стимула. 2-й постулат Фехнера - постулат нижнего абсолютного порога, как абсолютного 0 на шкале стимулов был раскритикован теорией обнаружения сигналов. Был введен вероятностный диапазон обнаружения стимула, т.е. порог стал не точкой, а диапазоном: вместо понятия порога вводится модель сигнала на фоне шума. Нет такой условной точки на шкале раздражителей, которая разделяла бы отсутствие и наличие ощущения.

Необходимость пересмотра понятия порога была вызвана тем, что в обыденной жизни очень трудно установить пороговую ситуацию: в обыденной жизни всегда присутствует некоторый фон, который мы назовем шумом. Даже когда нет сигнала, испытуемый реагирует на шум: это субсенсорные впечатления, когда осознанной реакции пока нет, но испытуемый все же реагирует. Здесь вводится понятие о вероятности обнаружении сигнала.

От чего зависит этот диапазон:

- от интенсивности стимула;

- от самого испытуемого;

- от условий восприятия;

- от сенсорных шумов внутри организма (звон, шум в голове);

- от шумов окружающей среды.

Исходный уровень шума (слабый, средний, сильный) задает “ноль” интенсивности стимула – эффективность обнаружения сигнала разная для разных уровней шума, стимул должен быть тем интенсивнее, чем сильнее шум. (ех., писк слышно лишь в тишине, чем громче шум (фон), тем сильнее должен быть стимул). Если сигнал есть, но он равен шуму, то, фактически, его нет, т.е. уровень шума – это старт для сигнала.

Эта теория используется как вариант принятия решения, ех., ситуация принятия решения – это обнаружение сигнала. Понятия: «ШУМ» (фон) и «СИГНАЛ+ШУМ» (пересмотренный порог) могут быть выражены куполообразными кривыми нормального распределения. Критическая точка принятия решения – это точка на шкале ощущения, которая отделяет ответы "НЕТ" от ответов "ДА"

Т.о., наличие 2-х ситуаций: «ШУМ» и «СИГНАЛ+ШУМ» и 2-х ответов: "ДА" и "НЕТ" формирует 4 возможные ситуации:

Наличие сигнала Ответ

есть да →точноепопадание

есть нет →пропуск сигнала

нет да →ложная тревога

нет нет → правильное отрицание

Повлиять на испытуемого может: награда за правильное попадание, штраф за пропуск и т.д. Если он чаще станет говорить «нет», то это - осторожный критерий, потому что вероятность пропуска сигнала в этом случае практически нулевая; но в этом случае повышается вероятность ложных тревог. Если испытуемый чаще говорит «да», получается рискованный критерий.

17-19. Ориентировочный рефлекс, как основа внимания.

Активирующая ретикулярная система с ее восходящими и нисходящими волокна­ми является нейрофизиологическим аппаратом, обеспечивающим одну из наибо­лее важных форм рефлекторной деятельности, известную под названием ориенти­ровочного (или ориентировочно-исследовательского) рефлекса. Его значение для понимания физиологических основ внимания настолько велико, что на нем следу­ет остановиться специально.

Каждый безусловный рефлекс, имеющий в своей основе какое-либо биологи­чески важное для животного воздействие (пищевое, болевое, половое), вызывает избирательную систему ответов на эти раздражители с одновременным торможе­нием всех реакций на побочные. Такой же избирательный характер носят и услов­ные рефлексы. При них одна система реакций, подкрепляемая безусловным раз­дражителем, доминирует, в то время как все остальные побочные реакции тормо­зятся. Можно сказать, что как безусловные, так и сформированные на их основе условные рефлексы создают известный доминирующий очаг возбуждения, проте­кание которого подчиняется доминанте.

Среди всех видов рефлекторной деятельности нужно, однако, выделить один, при котором поведение животного не возбуждается ни одним из перечисленных выше мотивов поведения и который не является ни пищевым, ни оборонительным, ни половым рефлексом. Основой этой деятельности является активная реакция животного на каждое изменение обстановки, которое и вызывает у животного об­щее оживление и ряд избирательных реакций, направленных на ознакомление с этими изменениями в ситуации. И. П. Павлов назвал этот вид рефлексов «ориен­тировочными рефлексами», или «рефлексами "что такое?"».

Ориентировочный рефлекс выражается в ряде отчетливых электрофизиологи­ческих, сосудистых и двигательных реакций, появляющихся каждый раз, когда в обстановке, окружающей животное, возникает что-нибудь необычное или суще­ственное. К этим реакциям относятся :

• поворот глаз и головы в сторону нового объекта;

• реакция настораживания или прислушивания.

А у человека — появление кожно-гальванической реакции (изменение сопро­тивляемости кожи к электрическому току или появление собственных электриче­ских потенциалов кожи), сосудистые реакции (сужение сосудов руки с расширени­ем сосудов головы), изменение дыхания, наконец, возникновение явлений «десин-хронизации» в биоэлектрических реакциях мозга, выражающихся в депрессии «альфа ритма» (электрических колебаний 10-12 в сек, характерных для работы мозговой коры в спокойном состоянии). Все эти явления можно наблюдать каждый раз, когда возникает реакция настораживания, или ориентировочный рефлекс, вызываемый появлением нового или существенного для субъекта раздражителя.

Среди ученых нет еще единодушного ответа на вопрос, является ли ориентиро­вочный рефлекс безусловной или условной реакцией.

По своему врожденному характеру ориентировочный рефлекс можно отнести к числу безусловных. Животное отвечает реакцией настораживания на любые но­вые пли существенные раздражители без всякого обучения; но этому признаку ориентировочный рефлекс относится к числу безусловных, врожденных реакции организма. Наличие особых нейронов, которые отвечают разрядами на каждое из­менение ситуации, указывает на то, что в его основе лежит действие определенных нервных приборов.

С другой стороны, ориентировочный рефлекс обнаруживает ряд признаков, существенно отличающих его от обычных безусловных рефлексов: при неоднократном повторении одного и того же раздражителя явления ориентировочного реф­лекса скоро угасают, организм привыкает к этому раздражителю, и его предъявле­ния перестают вызывать описанные реакции. Это исчезновение ориентировочных реакций на повторяющиеся раздражители называется привыканием (habituation).[3]

Следует отметить, что это исчезновение ориентировочного рефлекса по мере привыкания может быть временным явлением, и достаточно небольшого измене­ния в раздражителе, чтобы ориентировочная реакция снова возникла. Это явление возникновения ориентировочного рефлекса при малейшем изменении раздраже­ния иногда называется реакцией «пробуждения» (или arousal). Характерно, что такое появление ориентировочного рефлекса, как уже отмечалось выше, может иметь место не только при усилении, но и при ослаблении привычного раздражи­теля и даже при его полном исчезновении. Так, достаточно сначала «угасить» ори­ентировочные рефлексы на ритмически предъявляемые раздражители, а затем, после того как ориентировочные реакции на каждое раздражение угасли в резуль­тате привыкания, пропустить один из ритмически предъявляемых раздражителей. В этом случае отсутствие ожидаемого раздражителя вызовет появление ориенти­ровочного рефлекса.

Всеми этими признаками своей динамики ориентировочный рефлекс суще­ственно отличается от безусловного рефлекса. Следует отметить и тот факт, что ориентировочный рефлекс может быть вызван и условным раздражителем: его мож­но получить, если предъявлять животному условный сигнал, который будет гово­рить о появлении какого-либо изменения в окружающей обстановке. У человека таким сигналом может быть слово, которое легко вызывает у него явления подго­товки, настораживания, ожидания появления сигнала и т. п.

Было бы неверным думать, что ориентировочный рефлекс носит характер об­щей, генерализированной активации организма. На самом деле он может иметь дифференцированный, избирательный характер, причем эта избирательность мо­жет проявляться как по отношению к возникающим сигналам, так и по характеру той готовности эффекторных двигательных аппаратов, которые вызываются «на­стороженностью».

Это легко видеть, если длительно предъявлять испытуемому какой-нибудь один сигнал, например звук определенной высоты, тогда в силу привыкания все реакции на этот звук будут угашены, однако это «привыкание» будет носить избирательный характер, и стоит только минимально изменить высоту звука, чтобы весь комплекс ориенти­ровочных реакций снова появился. Такой прием позволил советскому исследовате­лю Е. II. Соколову объективно оценить ту избирательность, которой характеризуют­ся ориентировочные реакции («реакции пробуждения») в отношении дифференци­рованных сигналов, и говорить о «нервной модели стимула», которая обнаруживается с помощью этого приема.