Umbral sensorial

En psicofísica, el umbral sensorial es el estímulo más débil que un organismo puede sentir. A menos que se indique lo contrario, suele definirse como el estímulo más débil que puede detectarse la mitad de las veces, como lo indica, por ejemplo, un punto en una curva de probabilidad. Se han desarrollado métodos para medir umbrales en cualquiera de los sentidos.

Se han definido varios umbrales sensoriales diferentes;

• umbral absoluto: el nivel más bajo en el que se puede detectar un estímulo.
• umbral de reconocimiento: el nivel en el que un estímulo no sólo puede ser detectado sino también reconocido.
• umbral diferencial: el nivel en el que se puede percibir un aumento de un estímulo detectado.
• Terminal umbral: el nivel más allá del cual cualquier aumento a un estímulo ya no cambia la intensidad percibida.

Historia

Los primeros estudios sistemáticos para determinar los umbrales sensoriales fueron realizados por Ernst Heinrich Weber, fisiólogo y pionero de la psicología experimental en la Universidad de Leipzig. Sus experimentos tenían como objetivo determinar los umbrales absoluto y de diferencia o diferencial. Weber pudo definir estadísticamente el umbral absoluto y de diferencia, lo que llevó al establecimiento de la Ley de Weber y el concepto de diferencia apenas perceptible para describir el umbral de percepción de los estímulos.

Siguiendo el trabajo de Weber, Gustav Fechner, un pionero de la psicofísica, estudió la relación entre la intensidad física de un estímulo y la intensidad psicológicamente percibida del estímulo. Al comparar la intensidad medida de las ondas sonoras con el volumen percibido, Fechner concluyó que la intensidad de un estímulo cambia en proporción al logaritmo de la intensidad del estímulo. Sus hallazgos conducirían a la creación de la escala de decibeles.

Medición y prueba de umbrales sensoriales

Definir y medir umbrales sensoriales requiere establecer el límite de sensibilidad de manera que las observaciones de percepción conduzcan al umbral absoluto. Generalmente se supone que el nivel de sensibilidad es constante al determinar el límite umbral. Hay tres métodos comunes que se utilizan para determinar los umbrales sensoriales:

1. Método de Límites:

   En el primer paso, el sujeto es estimulado por estímulos fuertes y fácilmente detectables que disminuyen el paso a paso (secuencia descendente) hasta que no pueden detectar el estímulo. Luego se aplica otra secuencia de estimulación llamada secuencia ascendente. En esta secuencia, la intensidad del estímulo aumenta de la subtensión a la detección fácil. Ambas secuencias se repiten varias veces. Esto produce varios valores de umbral momentáneos. En el siguiente paso, los valores medios se calculan para secuencias ascendentes y descendentes por separado. El valor medio será inferior para las secuencias descendentes. En caso de audiometría, la diferencia de los medios en caso de secuencias ascendentes vs descendentes tiene una importancia diagnóstica. En el paso final, el promedio de los medios previamente calculados resultará en el umbral absoluto.

2. Método de estímulos constantes:

   Los estímulos de diferentes intensidades se presentan en orden aleatorio a un sujeto. Las intensidades implican estímulos que son seguramente subtenidos y estímulos que son seguramente supra-retenidos. Para la creación de la serie, el umbral aproximado juzgado por un método más simple (es decir, por el método de límites). Las secuencias aleatorias se presentan al sujeto varias veces. La fuerza del estímulo, percibida en más de la mitad de las presentaciones, se tomará como el umbral.

3. Método adaptativo:

   La estimulación comienza con un estímulo seguramente suprarrensivo; luego se dan nuevos estímulos con una intensidad reducida en pasos previamente definidos. La serie se detiene cuando la fuerza del estímulo se vuelve subtrespo (esto se llama fenómenos de giro). Luego se reduce el paso, y se repite la estimulación, pero ahora con crecientes intensidades, hasta que el sujeto vuelva a percibir el sonido. Este proceso se repite varias veces, hasta que el tamaño del paso alcanza el valor mínimo preset. Con este método, el valor umbral se puede delinear con precisión. El tamaño inicial del paso se puede seleccionar dependiendo de la exactitud esperada.

En la medición del umbral sensorial, se debe contabilizar el ruido. El ruido de la señal se define como la presencia de energía extra no deseada en el sistema observacional que oscurece la información de interés. A medida que las mediciones se acercan al umbral absoluto, la variabilidad del ruido aumenta, causando que el umbral sea oscurecido. Diferentes tipos de ruido interno y externo incluyen exceso de estímulos, sistema nervioso sobre- o sub-estimulación, y condiciones que falsamente estimulan los nervios en ausencia de estímulos externos.

Es difícil definir un umbral absoluto universal como estándar debido a la variabilidad de las mediciones. Si bien la sensación ocurre en los nervios físicos, puede haber razones por las cuales no es consistente. La edad o el daño a los nervios pueden afectar la sensación. De manera similar, los factores psicológicos pueden afectar la percepción de las sensaciones físicas. El estado mental, la memoria, las enfermedades mentales, la fatiga y otros factores pueden alterar la percepción.

Uso en aviación

Cuando se relaciona con el movimiento en cualquiera de los seis grados de libertad posibles (6-DoF), el hecho de que los sentidos existen umbrales es por lo que es esencial que las aeronaves tengan instrumentos de vuelo a ciegas. El vuelo sostenido en la nube no es posible con la práctica "senada de los pantalones". señales solas, ya que los errores se acumulan debido a los movimientos de la aeronave por debajo del umbral sensorial del piloto, en última instancia conduce a la pérdida de control.

• En los simuladores de vuelo con plataformas de movimiento, los umbrales sensoriales de movimiento se utilizan en la técnica conocida como 'aceleración-ajuste'. Aquí es donde una plataforma de movimiento, habiendo hecho la aceleración inicial que es percibida por la tripulación del simulador, la plataforma se vuelve a establecer aproximadamente su posición neutral al ser movido a una velocidad por debajo del umbral sensorial y entonces está listo para responder a la próxima aceleración demandada por el ordenador del simulador.