VL 3 Psychophysik

Muss geklärt werden:

Wie kann subjektives Erleben quantifiziert werden?

Was könnte ein Messverfahren sein?

In welchen Einheiten misst man subjektives Erleben?

Wie könnte eine Transformationsgleichung aussehen f(objektive Größe) = subjektives Erleben?

Ernst Heinrich Weber

• Erste empirische Messungen zu subjektiven Wahrnehmungen (Über den Tastsinn, 1835)

• Methoden sollen möglichst verzerrungsfrei sein

• Konzept des gerade noch wahrnehmbaren Unterschiedes

Aufbau: Probanden nahmen je ein Gewicht in beide Hände Aufgabe: Sind beide Gewichte gleich oder nicht?

—-> Ziel: Bestimmung, wann ein Unterschied bemerkt wird = Unterschiedsschwelle

• Die Unterscheidungsfähigkeit weist Grenzen auf

• Es gibt ein konstantes Verhältnis zwischen der Unterschiedsschwelle und Intensität des Vergleichsgewichts

Fechner überprüfte die Messungen von Weber und überführte sie in mathematische Zusammenhänge

k variiert mit der Sinnesmodalität und der Aufgabe, z.B. Elektrischer Schock: 0,013

Gewicht: 0,020

Unterschiedsschwelle: markiert die Intensität, die nötig ist, um einen Reiz von einem anderen zu unterscheiden

—> Definiert Einheiten der Skala subjektiven Erlebens

————>

Absolutschwelle: die geringste Intensität eines Reizes, die zu einer berichtbaren Wahrnehmung beim Beobachter führt

—> Definiert den Nullpunkt der Skala subjektiven Erlebens

Unter Einbeziehung der Weber’schen Konstante betrachtete Fechner die psychische (Empfindung) in Abhängigkeit der physikalischen Größe

Fechner‘sche Gesetz:

E = k * log (I)

E = Empfindungsstärke

k = Weber‘sche Konstante

I = Reizintensität

• Versuchsleiter wählt eine feste Menge von Reizen unterschiedlicher Intensität aus

• Die Reize werden in zufälliger Reihenfolge dargeboten

• Die beobachtende Person gibt Wahrnehmungsurteil ab

—> Ergibt klassische psychometrische Funktion = Zusammenhang zwischen Reizintensität und Antwort der Versuchsperson

Frage: Wurde ein Lichtreiz gezeigt?

Antwortmöglichkeiten : ja /nein

Beobachtung: keine Treppenfunktion (da Variabilität/Rauschen) —> Schwellendefinition: 50% der Urteile ja

-Konstanzmethode

-Grenzmethode

-Herstellungsmethode

-Adaptive Methode

• VersuchsleiterIn wählt eine Menge von Reizen aus, die der Beobachter in zufälliger Abfolge beurteilen muss

—> ergibt psychometrische Funktion und damit Schwelle

• VersuchsleiterIn beginnt mit unterschwelligem Reiz, dessen Intensität sie/er in festen Schritten erhöht bis eine Wahrnehmung angegeben wird

• VersuchsleiterIn beginnt mit überschwelligem Reiz, Intensität wird schrittweise verringert bis keine Wahrnehmung mehr angegeben wird

—> Schwelle ergibt sich aus dem Mittelwert mehrerer auf- und absteigenden Messreihen

Die beobachtende Person kontrolliert selbst die Reizdarbietung. Sie verändert die Reizenergie ausgehend von einem bestimmten Niveau so lange, bis sich die Wahrnehmung ändert.

—> Ergibt psychometrische Funktion und damit Schwelle.

Wahl des aktuell dargebotenen Reizes in Abhängigkeit von den Urteilen des Beobachters in vorangegangenen Urteilszeitpunkten.

Beispiel: Treppenverfahren (richtig – verringert; falsch - erhöht)

• Besonders effiziente Messung der Schwelle

• In der Praxis häufig eingesetztes Verfahren

• Die Versuchsleitung weist einem Standardreiz einen numerischen Wert zu

• Die beobachtende Person muss einem Vergleichsreiz auf einer Ratingskala ein Wert proportional zum Vergleichswert zuordnen

Beobachtung

Manchmal andere Abhängigkeiten zwischen der Reiz- und Empfindungsstärke als von Weber/Fechner vorhergesagt

—> Neue Formalisierung der Abhängigkeiten zwischen der Reiz- und Empfindungsstärke

n variiert mit der Reizmodaltität

• n<1 => Verläufe, wie Fechner sie fand

• n>1 => beschreiben einen Zusammenhang, bei dem sich die Empfindungsstärke mit wachsender Reizintensität immer stärker ändert

Annahme bislang:

Nur Reizintensität bestimmt Antwortverhalten

—> Unterschiede in den Ergebnissen psychophysischer Messungen nur auf Sensitivitätsunterschiede zwischen Personen/Situationen zurückzuführen

Problem: Annahme nicht haltbar —> Unterschiede können auch auf unterschiedliches Entscheidungsverhalten der zu testenden Personen zurückzuführen sein

Beispiel: Detektionsaufgabe (Ist ein Ton dargeboten worden?) • Ja-Sager: Will keinen Ton verpassen und sagt daher eher ja • Nein-Sager: Will möglichst wenig reagieren, sagt daher eher nein

—> SDT bietet die Methoden, Sensitivität und Entscheidungskriterium von einander unabhängig zu bestimmen

Aufgabe: Ist ein Ton anwesend?

Antwortoptionen: Ja vs. Nein

Versuchsperson: Ja-Sager

- Sagt sehr häufig ja, auch wenn kein Ton da war

—> Hohe Zahl an falschen Alarmen

Versuchsperson: Nein-Sager

- Sagt daher sehr häufig nein, auch wenn ein Ton da war

—> hohe Zahl an Auslassungen

Stufe 1: Sensorischer Prozess:

Repräsentation der Information für Rauschen (kein Ton) und Signal (Ton) + Rauschen als Wahrscheinlichkeitsunktionen

—>Abstand der Verteilungen = Sensitivität d‘

Stufe 2: Entscheidungsprozess:

Vergleich der Repräsentation mit internem Kriterium —> Treffer & Falsche Alarme = Entscheidungskriterium c

Verhältnis zwischen Treffern („Hits“, Wahrscheinlichkeit PH) und Falschen Alarmen („False Alarms“, Wahrscheinlichkeit PF) ergibt die ROC-Kurve

• Krümmung gibt die Diskriminationsfähigkeit d‘ der Versuchsperson an. • Position auf der d‘ Linie entspricht dem Kriterium c

Experiment: Signalentdeckungsexperiment (auditiv)

Aufgabe: Ist ein Ton anwesend?

Antwortoptionen: Ja vs. Nein

Ablauf: 200 Durchgänge (Trials)

• 100 Durchgänge mit Ton (Signal + Rauschen)

• 100 Durchgänge ohne Ton (Rauschen)

Teilnehmende: 2 (VP1, VP2)

Umwandlung in Wahrscheinlichkeiten

ROC Kurve: Werte eintragen

Linien zeichnen

Die Werte von VP1 und VP2 liegen auf derselben ROC-Kurve

—> Sie haben die gleiche Sensitivität d‘

Liberal: Treffer und Falsche Alarme nehmen zu, Wahrnehmungsaktivierung richtige Zurückweisungen und Verpasser nehmen ab

Konservativ: Treffer und Falsche Alarme nehmen ab, richtige Zurückweisungen und Verpasser nehmen zu