Em formação

As escadas são mais eficientes do que o método de estímulos constantes?

As escadas são mais eficientes do que o método de estímulos constantes?

Um procedimento adaptativo Bayesian Quest (Watson e Pelli 1983) é o procedimento teoricamente mais eficiente para estimar limiares sob um determinado conjunto de restrições potencialmente irrealista. No meu campo, um método up-down transformado (Levitt 1971) é usado com muito mais frequência. Algum trabalho foi feito comparando a eficiência do método up-down transformado com o método de estímulos constantes?


Houve uma edição especial da revista Perception and Psychophysics em 2001, intitulada Funções psicométricas e métodos adaptativos. Ele contém vários documentos relevantes para sua pergunta. O artigo de Klein [1] faz referência a todos os outros e analisa o que cada um trata. Deve servir como um bom ponto de partida.

Um trecho do resumo de Klein:

  1. A escada simples para cima e para baixo (browniana) com limite estimado por níveis médios foi encontrada para ter eficiência quase ideal de acordo com Green (1990). É melhor calcular a média de todos os níveis (após cerca de quatro reversões dos testes iniciais serem descartados) em vez de calcular a média de um número par de reversões. Ambos os resultados foram surpreendentes.
  2. Contanto que o ponto de partida não esteja muito distante do limiar, as escadas brownianas com sua inércia moderada têm vantagens sobre os métodos de probabilidade adaptativa de maior prestígio.. No início de uma corrida, os métodos de verossimilhança podem ter muito pouca inércia e podem saltar para forças de estímulo baixas antes que o observador esteja totalmente familiarizado com o alvo do teste. No final da execução, os métodos de probabilidade podem ter muita inércia e resistir à mudança de níveis, mesmo que um limite não estacionário tenha mudado.

[1] Klein, S. A. (2001). Medir, estimar e compreender a função psicométrica: um comentário. Perception & Psychophysics, 63 (8), 1421-55. Obtido em http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11800466


Conteúdo

A medição do limiar absoluto de audição fornece algumas informações básicas sobre nosso sistema auditivo. [4] As ferramentas usadas para coletar tais informações são chamadas de métodos psicofísicos. Através deles, a percepção de um estímulo físico (som) e nossa resposta psicológica ao som são medidos. [9]

Vários métodos psicofísicos podem medir o limiar absoluto. Eles variam, mas certos aspectos são idênticos. Em primeiro lugar, o teste define o estímulo e especifica a maneira como o sujeito deve responder. O teste apresenta o som ao ouvinte e manipula o nível de estímulo em um padrão predeterminado. O limiar absoluto é definido estatisticamente, geralmente como uma média de todos os limiares auditivos obtidos. [4]

Alguns procedimentos usam uma série de tentativas, com cada tentativa usando o paradigma 'sim "/" não "de intervalo único'. Isso significa que o som pode estar presente ou ausente em um único intervalo, e o ouvinte deve dizer se achou que o estímulo estava lá. Quando o intervalo não contém um estímulo, é chamado de "tentativa de captura". [4]

Métodos clássicos Editar

Os métodos clássicos datam do século 19 e foram descritos pela primeira vez por Gustav Theodor Fechner em sua obra Elementos de psicofísica. [9] Três métodos são tradicionalmente usados ​​para testar a percepção de um estímulo de um sujeito: o método dos limites, o método dos estímulos constantes e o método de ajuste. [4]

Método de limites No método de limites, o testador controla o nível dos estímulos. Intervalo único sim não paradigma 'é usado, mas não há tentativas de captura. O ensaio usa várias séries de descidas e descidas ascendentes. A tentativa começa com a corrida descendente, onde um estímulo é apresentado em um nível bem acima do limite esperado. Quando o sujeito responde corretamente ao estímulo, o nível de intensidade do som é diminuído em um valor específico e apresentado novamente. O mesmo padrão é repetido até que o sujeito pare de responder aos estímulos, ponto no qual a descida termina. Na corrida ascendente, que vem depois, o estímulo é apresentado primeiro bem abaixo do limiar e então gradualmente aumentado em passos de dois decibéis (dB) até que o sujeito responda.

Métodos clássicos modificados Editar

Métodos de escolha forçada Editar

Dois intervalos são apresentados a um ouvinte, um com tom e outro sem tom. O ouvinte deve decidir qual intervalo contém o tom. O número de intervalos pode ser aumentado, mas isso pode causar problemas ao ouvinte, que deve lembrar qual intervalo continha o tom. [4] [11]

Métodos adaptativos Editar

Ao contrário dos métodos clássicos, onde o padrão para alterar os estímulos é predefinido, nos métodos adaptativos, a resposta do sujeito aos estímulos anteriores determina o nível em que um estímulo subsequente é apresentado. [12]

Métodos de escada (métodos up-down) Editar

O método simples '1-down-1-up' consiste em uma série de corridas de tentativas descendentes e ascendentes e pontos de viragem (reversões). O nível de estímulo aumenta se o sujeito não responde e diminui quando ocorre uma resposta.

Da mesma forma, como no método de limites, os estímulos são ajustados em etapas pré-determinadas. Após obter de seis a oito reversões, a primeira é descartada e o limite é definido como a média dos pontos médios das corridas restantes. Experimentos mostraram que este método fornece apenas 50% de precisão. [12] Para produzir resultados mais precisos, este método simples pode ser modificado ainda mais, aumentando o tamanho das etapas nas execuções descendentes, por exemplo, 'Método 2-down-1-up', 'Métodos 3-down-1-up'. [4]

Método de rastreamento de Bekesy Editar

O método de Bekesy contém alguns aspectos dos métodos clássicos e métodos de escada. O nível do estímulo varia automaticamente a uma taxa fixa. O sujeito é solicitado a pressionar um botão quando o estímulo for detectável.

A histerese pode ser definida aproximadamente como 'o atraso de um efeito por trás de sua causa'. Ao medir os limiares de audição, é sempre mais fácil para o sujeito seguir um tom que é audível e com amplitude decrescente do que detectar um tom que antes era inaudível.

Isso ocorre porque as influências 'de cima para baixo' significam que o sujeito espera ouvir o som e, portanto, fica mais motivado com níveis mais altos de concentração.

A teoria 'de baixo para cima' explica que ruído externo (do ambiente) e interno (por exemplo, batimento cardíaco) indesejado resulta no sujeito apenas respondendo ao som se a relação sinal / ruído estiver acima de um certo ponto.

Na prática, isso significa que, ao medir o limiar com sons diminuindo em amplitude, o ponto em que o som se torna inaudível é sempre mais baixo do que o ponto em que ele retorna à audibilidade. Este fenômeno é conhecido como 'efeito de histerese'.

A função psicométrica "representa a probabilidade de resposta de um determinado ouvinte em função da magnitude da característica sonora particular que está sendo estudada". [13]

Para dar um exemplo, esta poderia ser a curva de probabilidade do sujeito detectar um som sendo apresentado como uma função do nível de som. Quando o estímulo é apresentado ao ouvinte, seria de se esperar que o som fosse audível ou inaudível, resultando em uma função de 'porta'. Na realidade, existe uma área cinzenta onde o ouvinte não tem certeza se realmente ouviu o som ou não, então suas respostas são inconsistentes, resultando em uma função psicométrica.

A função psicométrica é uma função sigmóide caracterizada por ser modelada em sua representação gráfica.

Dois métodos podem ser usados ​​para medir o estímulo audível mínimo [2] e, portanto, o limiar absoluto de audição. O campo audível mínimo envolve o sujeito sentado em um campo sonoro e o estímulo sendo apresentado por meio de um alto-falante. [2] [14] O nível de som é então medido na posição da cabeça do assunto com o assunto fora do campo sonoro. [2] A pressão audível mínima envolve a apresentação de estímulos por meio de fones de ouvido [2] ou fones de ouvido [1] [14] e a medição da pressão do som no canal auditivo do sujeito usando um microfone de sonda muito pequeno. [2] Os dois métodos diferentes produzem limites diferentes [1] [2] e os limites mínimos de campo audível são geralmente 6 a 10 dB melhores do que os limites mínimos de pressão audível. [2] Pensa-se que esta diferença se deve a:

  • audição monoaural vs binaural. Com um campo audível mínimo, ambos os ouvidos são capazes de detectar os estímulos, mas com uma pressão audível mínima, apenas um ouvido é capaz de detectar os estímulos. A audição binaural é mais sensível do que a audição monoaural / [1]
  • ruídos fisiológicos ouvidos quando o ouvido é obstruído por um fone de ouvido durante as medições de pressão audível mínima. [2] Quando o ouvido está coberto, a pessoa ouve ruídos corporais, como batimentos cardíacos, e podem ter um efeito de mascaramento.

O campo audível mínimo e a pressão audível mínima são importantes ao considerar questões de calibração e também ilustram que a audição humana é mais sensível na faixa de 2–5 kHz. [2]

A soma temporal é a relação entre a duração e a intensidade do estímulo quando o tempo de apresentação é inferior a 1 segundo. A sensibilidade auditiva muda quando a duração de um som se torna menor que 1 segundo. A intensidade do limiar diminui em cerca de 10 dB quando a duração de um tone burst aumenta de 20 para 200 ms.

Por exemplo, suponha que o som mais baixo que um sujeito pode ouvir seja 16 dB SPL se o som for apresentado com uma duração de 200 ms. Se o mesmo som for apresentado por uma duração de apenas 20 ms, o som mais baixo que agora pode ser ouvido pelo sujeito sobe para 26 dB NPS. Em outras palavras, se um sinal for reduzido em um fator de 10, o nível desse sinal deve ser aumentado em até 10 dB para ser ouvido pelo sujeito.

O ouvido funciona como um detector de energia que faz uma amostragem da quantidade de energia presente em um determinado período de tempo. Uma certa quantidade de energia é necessária dentro de um período de tempo para atingir o limite. Isso pode ser feito usando uma intensidade mais alta por menos tempo ou usando uma intensidade mais baixa por mais tempo. A sensibilidade ao som melhora à medida que a duração do sinal aumenta até cerca de 200 a 300 ms, depois disso o limite permanece constante. [2]

O tímpano do ouvido funciona mais como um sensor de pressão sonora. Além disso, um microfone funciona da mesma maneira e não é sensível à intensidade do som.


Métodos

Aparelho

Desenvolvemos um novo sistema de medição CFF baseado em laptop baseado em um código Matlab personalizado (The Mathworks, Waltham, Massachusetts) e um dispositivo de saída de dados analógico (taxa de amostragem 5000 Hz, National Instruments NI-USB-6001), para acionar um LED, controlar as frequências de oscilação e analisar o limiar CFF percebido (Figura S1). Usando uma taxa de amostragem de 5.000 Hz, o dispositivo produziu uma onda senoidal para acionar os estímulos LED com profundidade de modulação de 100 por cento. Usamos um Cool White ‘Cree® LED 78 redondo de 5 mm com um diâmetro de 5 mm e controlamos a intensidade e a frequência da luz de estímulos definindo a amplitude e a frequência da saída derivada por uma das saídas analógicas disponíveis na placa. A validação de frequência foi realizada registrando o sinal elétrico gerado usando um sistema de registro eletrofisiológico (AlphaLab SnR TM, Alpha Omega LTD, Israel) durante 1 segundo. Resultados revelados (Fig. 1c ) que a frequência medida é estável e com uma variação muito pequena da frequência pretendida (STD de máximo ± 0,5 Hz com um erro máximo de 1,2 Hz observado apenas na extremidade superior das frequências empregadas (55-60 Hz).

Calibramos a voltagem necessária para obter um nível de iluminação LED desejado (medido usando um fotômetro -'Konica Minolta LS-110) em uma faixa de até 100 cd / m². Um filtro de densidade neutra de 1OD foi usado para exibir a faixa de intensidade de luz inferior de 2,5–5 cd / m². Observe que, para evitar artefatos de luminância, causados ​​por diferenças de luminância entre várias frequências de estímulos, os níveis de luminância foram medidos cuidadosamente em toda a faixa de frequências testadas, demonstrando um nível de iluminação constante com uma diferença máxima de 0,256 cd / m 2 na faixa de frequência de 10-120 Hz. (Fig. 1b). Experimentos foram realizados para garantir que essas diferenças sejam de fato indetectáveis, com resultados validando que os níveis de iluminação empregados foram percebidos como constantes (Figura S3). Iluminação estável de mais de 200 cd / m 2 poderia ser produzida pelo dispositivo, porém no presente estudo usamos uma iluminação máxima de 100 cd / m 2.

Participantes

Os vários testes CFF foram realizados em dez participantes saudáveis ​​(6 mulheres, 4 homens com idade de 27,15 ± 2,91 anos, média ± DST) sem condições neurológicas conhecidas e com visão normal corrigida. O estudo foi conduzido de acordo com as diretrizes e regulamentos para pesquisa com seres humanos. Todos os participantes assinaram um termo de consentimento informado e o estudo foi aprovado e conduzido de acordo com o Comitê IRB no Edith Wolfson Medical Center, Holon, Israel (número do pedido 0108-15-WOMC, Holon, Israel) e pelo Bar-Ilan Diretrizes do Comitê de Ética da Universidade.

Todos os participantes foram submetidos a um exame de visão abrangente por um optometrista qualificado (A.E), incluindo acuidade visual para longe e para perto (gráficos ETDRS), com correção óptica total. Todos os participantes foram refratados por retinoscopia seca e testados para teste binocular ‘Randot stereo’, teste de cobertura e foram submetidos a exame oftalmológico geral, incluindo oftalmoscopia de fundo e exame de lâmpada de fenda do segmento anterior. Os critérios de inclusão foram acuidade visual melhor que 0,1 LogMar com uma diferença de menos de 0,2 LogMar entre os olhos, estereopsia melhor que 40 ″ e nenhuma doença ocular ou neurológica. A estereopsia média do grupo de sujeitos foi melhor do que 40 ″, a acuidade visual média (logMAR) foi: muito monocular: −0,06, muito binocular −0,14 próximo ao monocular: 0, quase binocular −0,03.

Paradigmas de teste CFF

Os experimentos foram projetados para avaliar o limiar CFF por meio de três testes psicofísicos bem conhecidos, com base em uma tarefa de discriminação com uma duração de estímulo de 1 segundo, conforme descrito na Tabela 1 e Fig. 7. No primeiro, o MOL, os estímulos com aumento (começando em 10 Hz) ou decrescente (começando em 60 Hz) frequência de cintilação foram apresentados ao sujeito até que o sujeito relatou ter percebido o estímulo como constante ou cintilante, respectivamente. O limite calculado para um único ensaio foi calculado como a média de três iterações repetidas 55,56. A fim de reduzir a variabilidade do teste, a tentativa foi repetida até que o desvio padrão CFF de três iterações consecutivas fosse menor que 3 Hz e o limiar foi então calculado como a média dessas três iterações. Se esse critério não foi atendido, o teste foi concluído após 9 iterações e o limite foi calculado como a média de todas as 9 iterações.

Representação esquemática dos três testes. (uma) Método de limites CFF = 36 Hz, (b) Método de estímulos constantes CFF = 34,7 Hz (c) Método da escada CFF = 38,7 Hz.

Os outros dois testes (MCS e SM) foram implementados usando o paradigma das duas alternativas temporais de escolha forçada (2TAFC), comumente usado para eliminar o efeito do viés de resposta 37,69,79. Nestes dois testes, os participantes tiveram que discriminar entre um estímulo alvo, luz bruxuleante em várias frequências e uma luz bruxuleante em uma alta frequência de 120 Hz (significativamente maior do que o CFF em humanos, portanto percebida como luz constante). Uma alta frequência, ao invés de luz constante, foi usada para evitar artefato de luminância.

No MCS, estímulos oscilantes em várias frequências foram apresentados aos participantes, em ordem aleatória, em um paradigma de escolha forçada de duas alternativas. Cada condição de frequência foi repetida 20 vezes 36,44 e a porcentagem de acertos foi calculada. O limiar é determinado após ajustar os resultados em uma função logística 55,74 e obter a curva psicométrica bem conhecida e, em seguida, definir o limiar CFF em 80% do nível correto 80. Observe que, ao comparar a qualidade do ajuste obtida usando a função logística com uma das outras funções de análise disponíveis (Weibull), com o erro quadrático médio como uma medida, verificou-se que produziu um melhor ajuste (erro quadrático médio de 0,2 em comparação com 0,1, dados não mostrados).

O SM foi realizado modificando a frequência do estímulo de acordo com a resposta do participante. Usamos um método adaptativo 3: 1 em que a frequência do estímulo é aumentada em um passo no caso de três respostas corretas consecutivas e é diminuída em um passo no caso de uma resposta incorreta 81. O tamanho do passo de frequência foi de 2 Hz. Nessas condições, a probabilidade de que a resposta do participante seja por acaso ou devido a lapsos de atenção, pressupondo-se que sejam eventos independentes, é dada por: (p (i = 3) = <0,5> ^ <3> = 0,125 ) O teste foi finalizado após a realização de 8 reversões (mudança de direção da frequência do estímulo). O limite CFF foi então definido como a média dos últimos 6 valores de reversão, produzindo um cálculo CFF a um nível correto de 79% 13, 41,59. Todo o procedimento foi repetido duas vezes e o CFF final foi calculado como a média das duas repetições. Para reduzir ainda mais o tempo de teste, o teste em escada começou com um valor de frequência de oscilação de 18 Hz inferior ao CFF medido usando o teste MOL.

Como mencionado anteriormente 20,72, a adaptação ao escuro e as condições de luz ambiente podem ter um efeito significativo no CFF. Para reduzir os efeitos das condições de iluminação nos resultados experimentais, todos os experimentos foram realizados em ambiente escuro, semelhante a relatórios anteriores 19,52. Além disso, a fim de avaliar o efeito da adaptação ao escuro 72, 82 tempo no CFF, medimos os limiares CFF após 5 minutos de adaptação a uma sala bem iluminada (luz ambiente de 54,4 cd / m 2), após o que as medições foram realizadas após 3 , 5 ou 10 minutos de adaptação ao escuro (luz ambiente de 0,001 cd / m 2). Esses testes foram realizados em uma ordem mista e com um estímulo de oscilação de 2,5 cd / m² usando o SM, conforme descrito acima.


Medindo a Percepção Temporal

Método

Participantes

Um total de 20 músicos (idade = 28 ± 12 5 mulheres) foram recrutados do departamento de música da Universidade do Havaí em Mānoa, estúdios de música locais e por meio de folhetos espalhados pelo campus. Foi demonstrado que o gênero não influencia os TOJs, portanto, nenhum esforço foi feito para equilibrar a amostra nesta base (van Kesteren & amp Wiersinga-Post, 2007). Para se qualificar como músico, os participantes foram obrigados a ter pelo menos três anos de treinamento formal em música e relatar um cronograma de prática regular de pelo menos seis horas / semana nos últimos seis meses (ver Tabela 1 do Apêndice para tipos de instrumentos e musicais experiência relatada).Esses números foram escolhidos com base em pontos de corte semelhantes para especialistas usados ​​em estudos com análise de transferência de treinamento em habilidades cognitivas gerais (Bediou et al., 2018 Green & amp Bavelier, 2003 Helmbold, et al., 2005).

Participantes de controle (n = 20 idade = 22 ± 5, 16 mulheres) 2 foram recrutados em cursos de graduação na Universidade do Havaí em Mānoa. Todos os participantes do controle tiveram pouco ou nenhum treinamento formal em música e audição e visão normais ou corrigidas para visão e audição normais, conforme avaliado por uma pesquisa inicial. Os participantes do controle receberam crédito do curso por sua participação, e os músicos receberam US $ 10 para facilitar o recrutamento. A aprovação ética foi obtida do Comitê de Assuntos Humanos da Universidade do Havaí em Mānoa.

Estímulos e aparelhos

Estímulos visuais, auditivos e modais foram usados ​​para comparar as respostas dos músicos e controles em várias modalidades. Os estímulos foram apresentados em um computador Core2Duo 2,4 GHz iMac de 21 polegadas usando o software DMDX (Forster & amp Forster, 2003), com estímulos visuais ocorrendo na tela e estímulos de áudio apresentados por meio de alto-falantes externos colocados diretamente ao lado do monitor. Os participantes ficaram sentados em um olho para monitorar a distância de aproximadamente 60 cm. A partir dessa distância, todos os estímulos auditivos apresentados ocorreram em torno de 75 db, medidos por sonômetro.

Os estímulos para a tarefa visual foram linhas horizontais e verticais subtendendo 0,9 ° e ocorrendo centralmente dentro dos quadrados de espaço reservado. Para os estímulos auditivos, foram utilizadas amostras processadas de som de cão e corvo, ambos com duração de 350 ms. Os estímulos auditivos foram baixados de http://www.a1freesoundeffects.com e manipulados usando o software Cool Edit (Syntrillium Software Corp.) para obter dois sons de duração equivalente (350 ms) e amplitude média (ver Sinnett et al., 2006 Sinnett, Juncadella, Rafal, Azañon, & amp Soto-Faraco, 2007, para mais detalhes).

Na condição audiovisual (crossmodal), o estímulo visual consistia em um quadrado preto de 0,9 ° de largura (aparecendo dentro do placeholder), enquanto o estímulo auditivo era uma explosão de ruído branco de 50 ms. Os estímulos auditivos na condição crossmodal foram simplificados para corresponder aos estímulos visuais. Não houve mais tentativas de combinar estímulos entre modalidades, pois não está claro qual é a dimensão mais apropriada para combinar (por exemplo, latências de detecção, latências de discriminação, intensidades subjetivas ou objetivas, ver Spence et al., 2001, para uma discussão). As respostas aos estímulos auditivos e visuais foram feitas por meio do pressionamento de teclas em um teclado (os botões C ou D para estímulos auditivos ou os botões Z e / w para respostas visuais). A cruz de fixação tinha um ângulo visual de 0,5 ° de largura. Os estímulos visuais apareceram em quadrados de espaço reservado com 1,4 ° de largura e situados a 4 ° da fixação central.

Procedimento

A tarefa de julgamento de ordem temporal básica envolve apresentar aos participantes dois estímulos separados por assincronias de início de estímulo variável (SOAs). A dificuldade da tarefa foi manipulada usando uma abordagem em escada para ajustar SOAs seguindo a configuração de Stelmach e Herdman (1991, ver também Levitt, 1971). Conseqüentemente, o SOA para cada tentativa sucessiva diminui ou aumenta gradativamente, dependendo se o participante responde à tentativa anterior corretamente. Incrementos graduais ocorreram em intervalos de 16,7 ms (taxa de atualização do monitor). O experimento começou com um SOA relativamente fácil de 167 ms e, à medida que avançava, o SOA de cada tentativa diminuía até que os estímulos se tornassem muito próximos e a ordem de ocorrência difícil de determinar. Pode-se inferir, então, que conforme o tempo passa, as mudanças na direção gradativa (para cima e para baixo) aumentarão, refletindo o aumento da incerteza no participante. A tarefa então termina quando um número de corte de pontos de inflexão é alcançado (12 neste estudo, ver West, Stevens, Pun, & amp Pratt, 2008, para uma abordagem semelhante, embora com um corte menos conservador).


Planos de amostragem para ajustar a função psicométrica

A pesquisa sobre estimativa de uma função psicométrica Ψ geralmente se concentra na comparação de algoritmos alternativos para aplicar aos dados, raramente abordando a melhor forma de coletar os próprios dados (ou seja, qual plano de amostragem melhor implanta o número acessível de ensaios). Métodos de simulação foram usados ​​aqui para avaliar o desempenho de vários planos de amostragem em tarefas de sim-não e escolha forçada, incluindo o método QUEST e várias variantes de escadas para cima-para baixo e do método de estímulos constantes (MOCS). Também avaliamos a eficácia de quatro métodos de estimativa de parâmetros. As comparações de desempenho foram baseadas em análises de usabilidade (ou seja, a porcentagem de vezes que um plano produz dados utilizáveis ​​para a estimativa de todos os parâmetros de Ψ) e das distribuições resultantes das estimativas de parâmetros. A máxima verossimilhança acabou sendo o melhor método de estimativa de parâmetros. Quanto aos planos de amostragem, o QUEST nunca excedeu 80% de usabilidade, mesmo quando 1000 testes foram administrados e renderam estimativas precisas do limite, mas estimaram incorretamente os parâmetros restantes. MOCS e escadas ascendentes e descendentes produziram usabilidade semelhante e aceitável (acima de 95% com 400-500 tentativas) e, embora nenhum tipo de plano permitisse estimar todos os parâmetros com precisão ideal, cada tipo parecia bem adequado para estimar um subconjunto distinto de parâmetros. Uma análise das causas dessa adequação diferencial permitiu projetar planos de amostragem alternativos (todos baseados em escadas para cima-para-baixo) para tarefas de sim-não e escolha forçada. Esses planos alternativos renderam distribuições quase ótimas de estimativas para todos os parâmetros. Os resultados descritos apenas se aplicam quando o Ψ ajustado tem a mesma forma matemática que o Ψ real gerando os dados em caso de incompatibilidade de forma, todos os parâmetros exceto o limite foram geralmente mal estimados, mas o desempenho relativo de todos os planos de amostragem permaneceu idêntico. Recomendações práticas detalhadas são fornecidas.

Los estudios sobre a estimativa da função psicométrica Ψ se han centrado tradicionalmente em comparar os algoritmos que se pueden aplicar os dados, definindo a margem do problema de cómo recoger los propios datos (es decir, qué esquema de muestreo despliega de mejor forma los ensayos disponibles). Aquí se utiliza técnicas de simulação para avaliar o rendimiento de varios esquemas de muestreo en tareas de sí – no y de elección forzada, incluyendo QUEST y distintas variantes de escaleras de paso fijo y del método de los estímulos constantes. También se evalúa la eficacia de cuatro métodos de estimación de parámetros. Las comparaciones se basan en analisis de usabilidad (es decir, del porcentaje de veces that un esquema oferece datos válidos para estimar todos los parámetros de Ψ) y de las distribuciones de las estimaciones. El mejor método de estimativa resultó ser o máximo verosimilitud. En cuanto a esquemas de muestreo, QUEST no llegó a rendir una usabilidad del 80% ni siquiera cuando se administraron 1000 ensayos y, aunque proporcionou buenas estimaciones del umbral, estimó erróneamente el resto de los parámetros. El método de los estímulos constantes y las escaleras de paso fijo rindieron una usabilidad similar (superior a 95% con 400–500 ensayos) y, aunque ninguno de estos esquemas permitió estimar con precisión óptima todos los parámetros, cada tipo de de show se mostró adecuado para estimar un subconjunto distinto de parámetros. A análise das causas dessas diferenças permitió diseñar esquemas alternativos (todos os ellos basados ​​em escaleras de paso fijo) para tareas de sí – no y de elección forzada. Estos esquemas alternativos proporcionon estimaciones con distribuciones casi óptimas. Los resultados positivos son válidos cuando la función cuyos parámetros se estiman tiene la misma forma analítica que la función psicométrica que ha generado los datos cuando esas funciones difieren en forma, todos los parámetros excepto el umbral resultan estimados erróneamente, aunque la eficacia de los distintos esquemas de muestreo no varía. Se ofrecen recomendaciones prácticas basadas en estos resultados.


O que é psicofísica? (com foto)

A psicofísica é um subcampo da psicologia que aborda a relação entre estímulos físicos e respostas subjetivas, ou percepções. O termo "psicofísica" foi cunhado pelo fundador do campo, Gustav Theodor Fechner, em 1860. Cientistas anteriores, incluindo o fisiologista alemão Ernst Heinrich Weber e o cientista medieval Alhazen, conduziram experimentos semelhantes, embora o campo não estivesse claramente definido até o trabalho de Fechner. Os experimentos podem se concentrar em qualquer sistema sensorial: audição, paladar, tato, olfato ou visão.

Estímulos objetivamente mensuráveis ​​são usados ​​em experimentos psicofísicos, como luzes que variam em brilho ou sons que variam em intensidade. Um limiar, ou limin, é o ponto em que um sujeito pode detectar um estímulo ou uma mudança no estímulo. Os estímulos que caem abaixo do limite são considerados subliminares ou indetectáveis.

Um limite absoluto, ou limite de detecção, é o ponto em que um sujeito pode detectar a presença de um estímulo, enquanto um limite de diferença é a magnitude da diferença perceptível entre dois estímulos. Por exemplo, um limiar de diferença pode ser testado pedindo a um sujeito para ajustar um som até que seja igual a outro, e então medindo a diferença entre os dois sons. O ponto de igualdade subjetiva (PSE) é o ponto em que o sujeito considera dois estímulos iguais, enquanto a diferença apenas perceptível (JND) ou a diferença limen (DL) é uma diferença entre os estímulos percebidos 50% do tempo.

Os experimentos psicofísicos clássicos podem assumir várias formas. Eles podem usar o método ascendente de limites, no qual os estímulos são apresentados começando em um nível muito baixo e indetectável, e então gradualmente aumentados para notar o ponto em que se tornam perceptíveis. Outro método é o método de estímulos constantes, no qual os estímulos são administrados em ordem aleatória, em vez de ordem crescente. O método de ajuste requer que o sujeito manipule os estímulos até que eles sejam quase imperceptíveis contra um fundo, ou até que sejam iguais ou quase diferentes de outro estímulo.

Métodos mais novos em experimentação psicofísica incluem aqueles chamados procedimentos de escada, usados ​​pela primeira vez pelo biofísico húngaro Georg von Békésy em 1960. Em experimentos usando procedimentos de escada, os estímulos são apresentados pela primeira vez em um nível alto e detectável. A intensidade é diminuída até que o assunto cometa um erro ao percebê-la. Após o erro, a escala é invertida, aumentando a intensidade até que o sujeito responda corretamente. Nesse ponto, a intensidade diminui novamente. Os valores das reversões são então calculados. O método da escada ajuda os pesquisadores a se estreitarem no limiar.

Além de seu papel como editora InfoBloom, Niki gosta de se educar sobre tópicos interessantes e incomuns, a fim de obter ideias para seus próprios artigos. Ela é formada pela UCLA, onde se formou em Linguística e Antropologia.

Além de seu papel como editora InfoBloom, Niki gosta de se educar sobre tópicos interessantes e incomuns, a fim de obter ideias para seus próprios artigos. Ela é formada pela UCLA, onde se formou em Linguística e Antropologia.


Traçando a função psicométrica

Temos resultados! Você pode dar uma olhada na estrutura de 'resultados' para ver como você se saiu. Mas realmente precisamos olhar para um gráfico da função psicométrica para apreciar os resultados, que envolve o cálculo da porcentagem correta para cada valor de coerência mostrado.

Iremos, eventualmente, escrever uma função que plota uma função psicométrica com base na estrutura de 'resultados'. Idealmente, devemos ser capazes de gerar esse gráfico usando apenas os 'resultados' (e não a estrutura do 'design').

Isso significa que precisamos gerar uma lista de valores de intensidade (coerência) a partir da estrutura de resultados. A função 'exclusivo' faz isso por nós.


O procedimento da escada para encontrar um limiar perceptivo

Psicofísica é o nome de um conjunto de métodos em psicologia perceptual destinados a relacionar a intensidade real dos estímulos com sua intensidade perceptual. Um aspecto importante da psicofísica envolve a medição dos limiares de percepção: quão brilhante uma luz precisa ter para que uma pessoa seja capaz de detectá-la? Quão pouca pressão aplicada à pele é detectável? Quão suave pode ser um som e ainda ser ouvido? Dito de outra forma, quais são as menores quantidades de estimulação que os humanos podem sentir? O procedimento de escada é uma técnica eficiente para identificar o limiar de percepção de uma pessoa.

Este vídeo demonstrará métodos padrão de aplicação do procedimento de escada para identificar o limiar auditivo de uma pessoa, ou seja, o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

Procedimento

  1. Este experimento exigirá um computador com software experimental básico, bem como um conjunto de fones de ouvido e uma sala de testes relativamente silenciosa (a prova de som não é necessária).
  2. Os estímulos no experimento serão tons com frequências de 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz e 6 kHz. A audição humana é melhor dentro desta faixa de frequência.
  3. Durante o curso do experimento, o volume dos tons será variado adaptativamente na faixa de 1 a 40 dB, como ficará claro no contexto do projeto experimental, a fim de medir o volume mínimo perceptível em cada um dos seis frequências.
  1. O experimento envolverá seis blocos, um para cada uma das seis frequências. Isso ocorre porque os limiares humanos não são os mesmos para todas as frequências. Em outras palavras, o limiar será medido de forma independente para cada uma das seis frequências. O projeto a seguir produzirá, portanto, seis programas de teste.
  2. Programe o experimento para apresentar uma determinada frequência durante cada tentativa.
    1. Em cada tentativa, a tarefa do participante será relatar se ela ouviu ou não o tom apresentado. Use a tecla & # 39Y & # 39 para indicar as respostas & # 39Sim & # 39 e a tecla & # 39N & # 39 para indicar as respostas & # 39No & # 39.
    2. O experimento sempre começará com um tom de volume muito baixo - um tom que o participante não deve perceber. Programe o primeiro tom para ter um volume de 2 dB reproduzido por 200 ms.
    3. Sempre que uma resposta & # 39Sim & # 39 for produzida, o volume na próxima tentativa será reduzido em uma etapa, e sempre que uma resposta & # 39Não & # 39 for produzida, ele será aumentado em uma etapa. Assim, é possível visualizar o desenho experimental como um fluxograma, conforme mostrado na figura 1. Os sons sempre serão tocados por uma duração de 200 ms cada.
    4. Inclui 30 tentativas no experimento.
    5. Para manter o participante visualmente envolvido, exiba as palavras & # 39Sim ou Não? & # 39 na tela após cada tom ser reproduzido.
    6. Gere seis programas experimentais como este, um para cada uma das seis frequências entre 1 e 6 kHz.
    7. Certifique-se de que o programa emita o volume do tom apresentado em cada tentativa e a resposta fornecida pelo participante.


    Figura 1. Fluxograma para o delineamento de um experimento utilizando o procedimento de escada auditiva. A primeira tentativa sempre envolve um tom reproduzido em um volume inaudível de 2 dB. Como o participante não deve detectar esse tom, uma resposta & # 39Não & # 39 será dada e o volume na próxima tentativa será aumentado em 1 dB (para 3 dB). Cada tentativa (incluindo e) após a segunda prossegue com a mesma diretiva: Se uma resposta & # 39Sim & # 39 for fornecida pelo participante, o volume na próxima tentativa é reduzido em 1 dB. E se uma resposta & # 39No & # 39 for fornecida, o volume na próxima tentativa será aumentado em 1 dB. Um experimento incluirá 30 tentativas por frequência.

    1. Observe que um pode facilmente testar a si mesmo.
    2. Antes de o participante colocar os fones de ouvido, explique as instruções da seguinte forma:
      1. & # 34Este experimento foi projetado para medir seu limiar auditivo, o som mais suave ou mais baixo que você pode perceber. Em cada tentativa, o computador irá reproduzir um tom através dos fones de ouvido e tudo que você precisa fazer é pressionar a tecla & # 39Y & # 39 se você ouviu o tom, ou a tecla & # 39N & # 39 se não. Não há problema em pressionar a tecla & # 39N & # 39. Alguns tons serão muito suaves e não esperamos que os ouça sempre. Basta responder honestamente e fazer o seu melhor. O experimento inclui seis blocos com 30 tentativas cada. Todos os seis blocos devem levar apenas cerca de 10 minutos, incluindo os intervalos entre eles. & # 34
      1. Para analisar os resultados, faça uma tabela separada para cada um dos seis experimentos.
      2. A tabela é a saída bruta do programa experimental. Deve incluir o número da tentativa, o volume do tom apresentado e a resposta fornecida pelo participante. Figura 2 mostra a aparência de uma parte da tabela nas primeiras 10 tentativas com um tom de 1 kHz.


      Figura 2. Uma amostra de uma tabela que inclui os resultados necessários de um experimento de escada auditiva. Observe que os dados relatados são para um único assunto (rotulado como Assunto # 1) e para uma única frequência (1000 Hz). A tabela inclui três colunas: o número da tentativa, o volume do tom apresentado nessa tentativa (em dB) e a resposta dada pelo participante.

      1. Verifique se o seu programa funcionou corretamente-ou seja,, que as respostas & # 39Sim & # 39 levaram a uma diminuição de volume e que Nenhuma resposta produziu aumentos de volume.
      2. Agora, faça um gráfico: o eixo X deve ser o número da tentativa, e o eixo Y deve traçar o volume do tom apresentado naquele julgamento. Figura 3 mostra um exemplo.


      Figura 3. Amostra os resultados de um único participante e com um único tom. O gráfico representa o volume do tom tocado, em dB, em função do número da tentativa para cada uma das 30 tentativas. O padrão principal é que o participante não consegue ouvir nenhum tom nas primeiras tentativas, produzindo uma série de respostas & # 39No & # 39 e solicitando que o volume aumente até que o limiar auditivo seja atingido. Nesse ponto, o participante se move para frente e para trás entre as respostas & # 39Não & # 39 e & # 39Sim & # 39, permitindo ao pesquisador identificar o local em que os sons se tornaram detectáveis ​​pela primeira vez.

      1. Gere um gráfico como este para cada tom.
      2. Agora, calcule a média dos volumes tocados durante as últimas dez tentativas do experimento para cada tom. O valor obtido é chamado de & # 8216 limite de volume. & # 8217
      3. A Figura 4 é um exemplo do limite de volume em função do tom.

      Um ramo da psicologia da percepção & # 8212psicofísica & # 8212 está preocupado em relacionar um estímulo & # 8217s real em comparação com sua intensidade percebida.

      Assim como os níveis reais, os perceptivos podem ser medidos: quão brilhante deve ser uma luz para ser observada ou quão suave pode ser um som para ser ouvido.

      Por exemplo, alguém que espera o jantar ser servido pode não ouvir que está pronto, se estiver na base da escada, terá que subir alguns degraus antes de ouvir algo e talvez até mais alguns para interpretar os sons.

      Este ajuste dinâmico é o conceito por trás do procedimento de escada, onde a intensidade mínima observada pode ser determinada com segurança aumentando ou diminuindo a quantidade de estimulação.

      Este vídeo demonstra como projetar e implementar o procedimento de escada, especificamente para medir os limiares auditivos & # 8212o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

      Neste experimento, os tons são apresentados por meio de fones de ouvido em seis frequências ou tons diferentes: 1 & # 82116 kHz & # 8212 todos dentro da faixa de audição humana.

      Dado que nossos limites não são os mesmos em todas as frequências, seis blocos são usados ​​para testar cada um independentemente. Em cada bloco, a frequência é brevemente apresentada por 200 ms em volumes variando de 2 & # 821140 dB.

      O primeiro tom é tocado no volume mais baixo de 2 dB, um nível que o participante não deve perceber. Se for esse o caso, o volume da próxima tentativa é aumentado em um nível, 1 dB.

      Por outro lado, se for perceptível, o volume é diminuído em um. Este procedimento é repetido por 30 tentativas & # 8212 resultando em mudanças de volume semelhantes a escadas.

      A variável dependente são as respostas dos participantes & # 8217 & # 8212 se eles ouviram o tom ou não. Essas informações são então combinadas com os dados de intensidade de volume para determinar o limite de volume perceptivo em cada frequência.

      Para começar o experimento, cumprimente o participante no laboratório e faça-o sentar-se confortavelmente em frente ao computador. Explique as instruções da tarefa: Em cada tentativa, o computador irá reproduzir um tom através dos fones de ouvido, após o qual você será solicitado a pressionar a tecla 'Y' se você ouviu o tom ou 'N' se não.

      Permita que o participante coloque os fones de ouvido, inicie as tentativas associadas ao tom de 1 kHz e, em seguida, saia da sala.

      Após a conclusão do primeiro bloco de seis frequências, volte para a sala e peça ao participante que retire os fones de ouvido. Responda a quaisquer perguntas que eles possam ter e dê-lhes um intervalo de 2 minutos.

      Quando o tempo acabar, peça ao participante que volte a colocar os fones de ouvido para iniciar as tentativas relacionadas ao próximo tom. Repita as etapas até que todos os seis tons tenham sido testados.

      Para analisar os resultados, gere uma tabela de dados separada para cada um dos tons testados, com uma coluna para o número do teste, nível de volume e as respostas do participante.

      Durante as primeiras tentativas, verifique se eles responderam com uma série de não & # 8217s, indicando que os tons eram inaudíveis no início, o que deveria ter causado aumentos de volume até que o limiar auditivo fosse atingido.

      Após a verificação, represente graficamente o volume reproduzido em cada tentativa de cada bloco, conforme mostrado aqui, para 1 kHz.

      Quando o limiar auditivo foi atingido, observe que o participante se moveu para frente e para trás entre as respostas 'Não' e 'Sim', o que permite a identificação de quais sons primeiro se tornaram detectáveis. A tendência central dessa faixa estreita é uma medida do limite.

      Para calcular o limite de volume em cada tom, calcule a média das últimas 10 tentativas de cada bloco e represente graficamente os resultados. Observe como isso tendia a aumentar à medida que a frequência aumentava. Em outras palavras, tons graves eram mais fáceis de ouvir do que tons agudos, o que se deve às propriedades de vibração dos filamentos e ossos do ouvido.

      Agora que você está familiarizado com este método eficiente para encontrar limiares de percepção, vamos ver como ele costumava examinar o declínio sensorial no envelhecimento normal e com exposição a performances altas.

      O procedimento de escada foi usado por pesquisadores para examinar como os limiares de audição mudam com a idade. Em geral, eles descobriram que os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Ou seja, para indivíduos com 60 anos de idade, um som de alta frequência precisava ser quatro vezes mais alto do que seria audível para aqueles com 20 anos.

      Usando métodos semelhantes, os pesquisadores também compararam os limiares de volume de pessoas com audição normal com aqueles com deficiência para identificar a natureza dos déficits. Frequências específicas foram afetadas, como 4 e 5 kHz, enquanto outras eram normais, sugerindo que a causa é doença ou dano, e não envelhecimento.

      Além disso, a abordagem pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música pesada de heavy metal durante um show.

      Quando os pesquisadores testaram as pessoas pouco antes de assistir a um show, e meia hora depois, eles descobriram que o heavy metal aumentava o limite de volume dos sons. Portanto, o rock pode dificultar a audição!

      Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre o procedimento de escada. Agora você deve ter um bom entendimento de como projetar uma tarefa de limite perceptivo e executar o experimento, bem como analisar e avaliar os resultados.

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      Resultados

      O objetivo do procedimento de escada é levar o participante a um volume em que ele mal consegue ouvir um tom. Isso é conseguido solicitando uma série de respostas & # 39Não & # 39 nas primeiras tentativas. Assim que uma resposta & # 39Sim & # 39 for produzida, o objetivo é manter o volume reproduzido próximo ao que provocou o primeiro & # 39Sim & # 39. Isso é feito diminuindo o volume sempre que uma resposta & # 39Sim & # 39 for fornecida. Isso produz um padrão em que o volume aumenta de forma constante nas primeiras tentativas e, em seguida, platôs, permanecendo em uma faixa estreita até o final do experimento, como pode ser visto na Figura 3. A tendência central desta faixa estreita é uma medida do limiar. Na Figura 3, fica claro que o limite é atingido em torno de 6 dB. Uma maneira comum de calcular o limite é computar a média dos volumes reproduzidos durante as últimas 10 tentativas dos experimentos. No caso da Figura 3, essa média é de 6,1 dB.

      Com os resultados obtidos para seis tons de diferentes frequências, pode-se ver que os limiares de perceptibilidade variam de acordo com a frequência (o que costuma ser chamado de pitch). Os sons de alta frequência são mais difíceis de ouvir do que os de baixa frequência. Para ver isso graficamente, plote o limite de volume para cada um dos seis tons testados no experimento, assim como feito para o tom de 1 kHz - como mostrado na Figura 4. Os dados mostrados são para um único participante, 20 anos de idade. O padrão principal é que os tons de baixa frequência são mais fáceis de ouvir do que os tons de alta frequência. Este é um fato da audição humana que surge por causa da estrutura do sistema auditivo, começando com a natureza dos filamentos e ossos vibrantes dentro do ouvido humano.


      Figura 4. Limite de volume em função da frequência. Os dados mostrados são para um único participante, com idade de 20 anos. Por causa da estrutura do sistema auditivo humano, os sons com frequências mais baixas - o que coloquialmente chamamos de agudos ou graves - são mais fáceis de ouvir do que os sons de alta frequência (agudos). É necessário um volume maior para tornar audível um som de alta frequência.

      Na verdade, à medida que as pessoas envelhecem, a disparidade entre os sons de baixa e alta frequência aumenta. A Figura 5 representa graficamente os limiares auditivos para o sujeito de 20 anos mostrado na Figura 4, juntamente com os limiares para um indivíduo com 40 e 60 anos. Em geral, os limites aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Além disso, os tons de frequência mais alta tornam-se consideravelmente mais difíceis de ouvir do que os tons de baixa frequência.


      Figura 5. Limites de volume em função da frequência e idade. Em geral, os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Além disso, a disparidade entre sons de baixa e alta frequência aumenta. Para ser audível por alguém com cerca de 60 anos, um som de alta frequência precisa ser quase quatro vezes mais alto do que deveria ser ouvido por alguém com 20 anos.

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      Aplicativos e resumo

      Uma das principais aplicações do procedimento da escada auditiva é avaliar a deficiência auditiva. Além do envelhecimento normal, as deficiências auditivas podem ser causadas por danos ao ouvido interno, danos cerebrais e doenças. Freqüentemente, a deficiência auditiva afeta determinadas frequências mais do que outras. O método da escada pode ser usado para determinar se alguém possui uma audição especialmente ruim dentro de uma faixa de frequência estreita, o que sugere deficiência auditiva causada por um envelhecimento maior do que o normal. Figura 6 faz um gráfico dos limiares auditivos de um deficiente auditivo de 60 anos em comparação com um de 60 anos sem deficiência. O indivíduo com deficiência apresenta perda auditiva em 4 e 5 kHz, indicada por limiares auditivos muito elevados nessas frequências. Caso contrário, o indivíduo com deficiência tem um desempenho semelhante a um controle de mesma idade.


      Figura 6. Limites de volume para um indivíduo com deficiência auditiva (60 anos) em comparação com uma correspondência de idade sem deficiência. A deficiência auditiva geralmente afeta apenas uma parte do espaço de frequência. O indivíduo com deficiência mostrado aqui sofre de deficiência severa - limiares muito altos - em 4 e 5 kHz, mas parece normal em comparação com um controle de mesma idade.

      Essa abordagem também pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música pesada de heavy metal em um show. 1 Os cientistas testaram pessoas pouco antes de assistir a um concerto e meia hora depois. Talvez sem surpresa, o heavy metal aumentou o limite de volume para sons, especialmente na faixa de 6Hz. A música rock pode dificultar a audição!

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      Referências

      1. Drake-Lee, A. B. (1992). Além da música: mudança temporária de limiar auditivo em músicos de rock após um show de heavy metal. Jornal da sociedade real de medicina, 85(10), 617-619.

      Transcrição

      Um ramo da psicologia perceptiva - psicofísica - está preocupado em relacionar o real de um estímulo em comparação com sua intensidade percebida.

      Assim como os níveis reais, os perceptivos podem ser medidos: quão brilhante deve ser uma luz para ser observada ou quão suave pode ser um som para ser ouvido.

      Por exemplo, alguém que espera o jantar ser servido pode não ouvir que está pronto se estiver na base da escada, terá que subir alguns degraus antes de ouvir algo e talvez até mais alguns para interpretar os sons.

      Este ajuste dinâmico é o conceito por trás do procedimento de escada, onde a intensidade mínima observada pode ser determinada com segurança aumentando ou diminuindo a quantidade de estimulação.

      Este vídeo demonstra como projetar e implementar o procedimento de escada, especificamente para medir os limiares auditivos - o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

      Neste experimento, os tons são apresentados por meio de fones de ouvido em seis frequências ou tons diferentes: 1–6 kHz - todos dentro da faixa de audição humana.

      Dado que nossos limites não são os mesmos em todas as frequências, seis blocos são usados ​​para testar cada um independentemente. Em cada bloco, a frequência é apresentada brevemente por 200 ms em volumes que variam de 2 a 40 dB.

      O primeiro tom é tocado no volume mais baixo de 2 dB, um nível que o participante não deve perceber. Se for esse o caso, o volume na próxima tentativa é aumentado em um passo, 1 dB.

      Por outro lado, se for perceptível, o volume é diminuído em um. Este procedimento é repetido por 30 tentativas - resultando em mudanças de volume semelhantes a escadas.

      A variável dependente são as respostas dos participantes - quer tenham ouvido o tom ou não. Essas informações são então combinadas com os dados de intensidade de volume para determinar o limite de volume perceptivo em cada frequência.

      Para começar o experimento, cumprimente o participante no laboratório e faça-o sentar-se confortavelmente em frente ao computador. Explique as instruções da tarefa: Em cada tentativa, o computador irá reproduzir um tom através dos fones de ouvido, após o qual você será solicitado a pressionar a tecla 'Y' se você ouviu o tom ou 'N' se não.

      Permita que o participante coloque os fones de ouvido, inicie as tentativas associadas ao tom de 1 kHz e, em seguida, saia da sala.

      Após a conclusão do primeiro bloco de seis frequências, volte para a sala e peça ao participante que retire os fones de ouvido. Responda a quaisquer perguntas que eles possam ter e dê-lhes um intervalo de 2 minutos.

      Quando o tempo acabar, peça ao participante que volte a colocar os fones de ouvido para iniciar as tentativas relacionadas ao próximo tom. Repita as etapas até que todos os seis tons tenham sido testados.

      Para analisar os resultados, gere uma tabela de dados separada para cada um dos tons testados, com uma coluna para número de teste, nível de volume e as respostas do participante.

      Durante as primeiras tentativas, verifique se eles responderam com uma série de nãos, indicando que os tons eram inaudíveis no início, o que deveria ter provocado aumentos de volume até que o limiar auditivo fosse atingido.

      Após a verificação, represente graficamente o volume reproduzido em cada tentativa de cada bloco, conforme mostrado aqui, para 1 kHz.

      Quando o limiar auditivo foi atingido, observe que o participante se moveu para frente e para trás entre as respostas 'Não' e 'Sim', o que permite a identificação de quais sons primeiro se tornaram detectáveis. A tendência central dessa faixa estreita é uma medida do limite.

      Para calcular o limite de volume em cada tom, calcule a média das últimas 10 tentativas de cada bloco e represente graficamente os resultados. Observe como isso tendia a aumentar à medida que a frequência aumentava. Em outras palavras, tons graves eram mais fáceis de ouvir do que tons agudos, o que se deve às propriedades de vibração dos filamentos e ossos do ouvido.

      Agora que você está familiarizado com este método eficiente para encontrar limiares de percepção, vamos ver como ele é usado para examinar o declínio sensorial no envelhecimento normal e com exposição a performances altas.

      O procedimento de escada foi usado por pesquisadores para examinar como os limiares de audição mudam com a idade. Em geral, eles descobriram que os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Ou seja, para indivíduos com 60 anos de idade, um som de alta frequência precisava ser quatro vezes mais alto do que seria audível para aqueles com 20 anos.

      Usando métodos semelhantes, os pesquisadores também compararam os limiares de volume de pessoas com audição normal com aqueles com deficiência para identificar a natureza dos déficits. Frequências específicas foram afetadas, como 4 e 5 kHz, enquanto outras eram normais, sugerindo que a causa é doença ou dano, e não envelhecimento.

      Além disso, a abordagem pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música pesada de heavy metal durante um show.

      Quando os pesquisadores testaram as pessoas pouco antes de assistir a um show, e meia hora depois, eles descobriram que o heavy metal aumentava o limite de volume dos sons. Portanto, o rock pode dificultar a audição!

      Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre o procedimento de escada. Agora você deve ter um bom entendimento de como projetar uma tarefa de limite de percepção e executar o experimento, bem como analisar e avaliar os resultados.


      Introdução

      Todos os dias, nosso sistema auditivo é confrontado com uma ampla gama de sons, alguns dos quais podem ser mais relevantes para nós do que outros, como a voz de um amigo que estamos ouvindo em uma festa barulhenta. Nosso sistema auditivo é capaz de focar nessa informação sonora específica, separando-a de todos os outros objetos ou fluxos auditivos ao nosso redor, como outras conversas, música, estalidos de facas e garfos ou o barulho da rua subindo pela janela. Além disso, os sons pertencentes a uma fonte podem ser integrados em um único fluxo, permitindo-nos ouvir uma sequência contínua que é a história que nosso amigo está nos contando, em vez de ruídos individuais desconexos. Essa capacidade, que nos permite realizar uma organização tão complexa de nosso ambiente auditivo, é geralmente conhecida como & # x0201CAuditory Scene Analysis & # x0201D (Bregman, 1990) e foi inicialmente descrita por & # x0201CCocktail Party Effect & # x0201D (Cherry, 1953 ) O sistema auditivo separa os sons relevantes de outros sons perturbadores, que podem então ser integrados em um fluxo auditivo.

      No laboratório, os fenômenos de segregação e integração de fluxo podem ser examinados usando dois sons diferentes, A e B. Se esses dois sons forem alternados no tempo (ABBABBABB), eles podem ser ouvidos integrados em um fluxo. No entanto, sob certas condições, eles também podem parecer & # x0201Csplit & # x0201D ou segregar, de modo que o ouvinte ouve dois em vez de um fluxo de som. Cada uma dessas duas correntes corresponde às repetições de um dos dois sons, aqui A - A - A-- acompanhada por -BB-BB-BB (Van Noorden, 1975 Anstis e Saida, 1985).

      Vários fatores podem influenciar nossa capacidade de integrar ou segregar dois fluxos, mas dois fatores que são conhecidos por terem a maior influência nos limites de fluxo são intervalo entre estímulos (ISI) e separação de frequência (& # x00394f) (Bregman et al., 2000). Geralmente, as sequências com ISI mais curto ou maior & # x00394f entre os tons segregarão em fluxos separados mais facilmente, enquanto aquelas com ISI mais longo ou menor & # x00394f são mais prováveis ​​de serem percebidas como integradas em um fluxo. Além disso, é possível que as pessoas controlem a capacidade de transmitir em um certo grau, permitindo-lhes selecionar se querem ouvir uma sequência de tons como um ou dois fluxos, dentro de certos parâmetros, por meio de seu conjunto de atenção (Van Noorden, 1975 Pressnitzer e Hup & # x000E9, 2006).

      Embora o estudo do streaming auditivo tenha gerado um grande corpo de literatura desde que foi descrito pela primeira vez (Ortmann, 1926 Miller e Heise, 1950 Bregman e Campbell, 1971 Van Noorden, 1975), a medição psicoacústica do streaming experimentou nos últimos anos um ressurgimento em popularidade na psicologia, bem como na pesquisa comportamentalista animal e neurocientífica desse fenômeno (Carlyon, 2004 Carlyon e Gockel, 2007 Bee e Micheyl, 2008 Ahveninen et al., 2011). Além disso, os paradigmas de streaming estão cada vez mais sendo usados ​​para pesquisar outros aspectos da percepção auditiva, que podem ser dependentes da formação do objeto, como a liberação do mascaramento de comodulação (Dau et al., 2003, 2009).

      Há uma variedade de abordagens pelas quais a segregação e integração do fluxo auditivo podem ser medidas, tanto com quanto sem solicitar um relato subjetivo explícito dos participantes. Ao medir os limiares de fluxo subjetivamente, os sujeitos são geralmente questionados explicitamente se percebem os tons como um ou dois fluxos. A vantagem desse tipo de medida é que é fácil de configurar e pode ser gravado um relatório direto da percepção do sujeito e # x00027s dos tons. No entanto, a desvantagem é que esse tipo de medida não pode ser usado em um paradigma no qual os sujeitos não estão prestando atenção aos estímulos, como pode ser o caso em estudos de eletroencefalografia (EEG). Além disso, alguns indivíduos, especialmente crianças ou populações clínicas, podem achar difícil fornecer um bom relato subjetivo sobre se percebem ou não uma ou duas correntes. Essa dificuldade pode ser exacerbada por tarefas, que muitas vezes são realizadas em uma situação pouco natural, e pelo fato de que os indivíduos podem sentir uma pressão para & # x0201Como fazer bem. & # X0201D

      Ao pedir aos sujeitos para concluir uma tarefa perceptual que é apoiada por uma percepção integrada ou segregada, torna-se possível medir os limiares de streaming auditivo objetivamente, ou seja, sem perguntar explicitamente sobre a percepção do sujeito sobre os fluxos. Por exemplo, é mais fácil detectar detalhes específicos sobre um fluxo, como suas regularidades e qualquer desvio contido nele, se não estiver integrado ao segundo fluxo. O segundo fluxo pode ocultar as regularidades do primeiro, tornando os desviantes mais difíceis de detectar (Sussman et al., 2001, 2007a Winkler et al., 2003a, b Sussman e Steinschneider, 2006, 2009). Em contraste, a relação temporal entre os tons de dois fluxos é mais fácil de julgar quando eles estão integrados em um fluxo (Bregman e Campbell, 1971 Vliegen et al., 1999 McAnally et al., 2004). Quando a coesão entre os tons mais altos e mais baixos é perdida e ocorre o streaming, as diferenças no ISI entre os tons mais altos e mais baixos tornam-se muito difíceis de detectar. Além de serem úteis em estudos comportamentais objetivos, onde a atenção está focada na tarefa e uma resposta aberta deve ser dada, tais medidas objetivas de integração e segregação também podem ser usadas em estudos que examinam o papel da atenção (Sussman e Steinschneider, 2009) , em estudos neurocientíficos para examinar correlatos neurais de streaming (Micheyl et al., 2007 Snyder e Alain, 2007 Sussman et al., 2007a), bem como em estudos com bebês e animais (Demany, 1982 Winkler et al., 2003a Fay, 2007), visto que podem ser tomadas sem exigir a atenção do sujeito, por meio de métodos de imagem ou EEG, onde nenhuma resposta comportamental explícita é exigida do sujeito. Em vez disso, as respostas cerebrais presumivelmente vinculadas à detecção de desviantes são registradas. Por exemplo, em estudos de EEG, a elicitação do componente MMN tem sido freqüentemente considerada para refletir a detecção fisiológica de desviantes em ambos os paradigmas de escuta assistida e não assistida (Novak et al., 1990).

      Olhando para as abordagens descritas e utilizadas em diferentes estudos, fica claro que existe uma certa falta de uniformidade no que diz respeito à forma como o streaming é medido. Isso torna difícil comparar o resultado de diferentes estudos diretamente. Estímulos diferentes, paradigmas diferentes e métodos de medição diferentes em laboratórios diferentes, todos coletados usando assuntos diferentes, tornariam qualquer tentativa de comparação muito difícil. Nessas circunstâncias, é importante examinar algumas dessas abordagens de maneira sistemática, usando os mesmos sujeitos e estímulos, com dados registrados no mesmo experimento em condições muito semelhantes. Isso permitiria uma comparação direta dos limiares de integração e segregação, medidos de forma subjetiva e objetiva. Até onde sabemos, existe apenas um estudo que buscou realizar uma comparação sistemática de tarefas para a medição de integração e segregação de riachos (Micheyl e Oxenham, 2010). Neste estudo, Micheyl e Oxenham mediram o desempenho da tarefa em combinações específicas de valores ISI e & # x00394f. No entanto, este estudo anterior amostrou o espaço de parâmetro de forma bastante esparsa com um pequeno grupo de 7 indivíduos, que participaram de 2 horas de sessões de teste 2 & # x020133 vezes por semana durante o estudo. Como as respostas foram obtidas em 2 níveis ISI diferentes e 6 níveis & # x00394f diferentes, isso forneceria dados para apenas 12 pontos diferentes para cada uma das tarefas objetivas. No entanto, ao trabalhar com grupos especiais, como crianças ou grupos clínicos, o espaço de parâmetro necessário para o estudo pode ser muito mais variável e menos simples de prever, e pode ser difícil pré-selecionar em quais níveis ISI ou & # x00394f testar. Com base na quantidade de tempo que o estudo de Micheyl e Oxenham foi relatado para levar, estender tal abordagem para permitir a cobertura de um espaço de parâmetro estendido das variáveis ​​envolvidas levaria muito tempo. Gostaríamos, portanto, de sugerir que é necessário olhar para outros meios de determinação de limite que requerem menos limitações no espaço de parâmetro.

      Uma razão para a longa duração da medição é que, na maioria dos estudos, combinações fixas de valores ISI e & # x00394f são determinadas antecipadamente. As medições devem então ser feitas em cada um desses pontos fixos para cada sujeito, independentemente de a combinação ISI - & # x00394f particular estar próxima de seu limite de streaming ou não. Isso pode levar a uma grande quantidade de tempo gasto medindo efeitos de teto ou piso. Propomos superar este problema definindo apenas um parâmetro (ISI ou & # x00394f) como fixo, enquanto variando o outro de acordo com um protocolo de escada. Isso tornaria a medição consideravelmente mais eficiente em termos de tempo, permitindo a cobertura de um espaço de parâmetro maior. Observe que, embora os procedimentos de escada tenham sido usados ​​em estudos de streaming antes (Cusack e Roberts, 2000 Roberts et al., 2002, 2008 Micheyl e Oxenham, 2010), normalmente a variação da escada refere-se a parâmetros secundários que medem o desempenho da tarefa, em vez de parâmetros primários parâmetros que afetam diretamente a percepção de streaming (por exemplo, ISI ou & # x00394f). Por parâmetros secundários, nos referimos a variáveis ​​que afetam a dificuldade da tarefa perceptual usada para avaliar a percepção de streaming, como a quantidade de uma mudança temporal transversal que os participantes são instruídos a detectar a fim de medir seu sucesso na integração de dois fluxos . Em contraste, os parâmetros primários são aqueles que têm um efeito direto na percepção de um ou dois fluxos. Ao manipular parâmetros secundários, pode-se determinar a percepção de streaming ou a facilidade com que essa percepção pode ser mantida. Não se pode, entretanto, avaliar diretamente o limiar de streaming, ou seja, o ponto onde a percepção muda de integrada para segregada e vice-versa. A medição de limiares de streaming com base em parâmetros secundários exigiria várias execuções do protocolo de escada em diferentes combinações predefinidas de parâmetros de tarefa primários e, possivelmente, interpolação entre esses valores predefinidos. Em contraste, manipular os parâmetros da tarefa primária de uma maneira adaptada ao desempenho da tarefa atual do participante (por exemplo, com um procedimento de escada) produz uma medição direta do limite de streaming em termos de uma combinação de valores ISI e & # x00394f para os quais a percepção está exatamente no ponto de comutação entre a segregação e a integração.

      Um procedimento de escada para direcionar diretamente o limite de streaming foi usado em alguns estudos (McAnally et al., 2004), mas estes examinaram apenas um parâmetro de streaming e apenas os limites testados para um tipo de percepção de streaming (integração). Até onde sabemos, não foi realizada uma tentativa sistemática de testar os dois parâmetros de streaming mais importantes (ISI e & # x00394f) e comparar os limites de streaming para integração e segregação em um procedimento em escada. Esta seria, portanto, uma primeira tentativa para ver se seria possível usar um método em escada para explorar a integração e a segregação do fluxo sem um espaço de parâmetros claramente predefinido.

      Usando ISI e & # x00394f como variáveis ​​em um procedimento de escada, o presente estudo tenta encontrar um paradigma que dará uma boa cobertura do espaço de parâmetro a ser testado, removendo a necessidade de pré-selecionar um certo número de valores fixos em que medir. Outro objetivo do estudo é também completar todas as medições de limiar a serem comparadas em uma sessão de 75 & # x0201390 min para cada sujeito, explorando a eficiência do procedimento de medição da escada, permitindo assim comparações dentro dos sujeitos sem a carga de múltiplas sessões de teste.

      Duas tarefas objetivas foram escolhidas para o presente estudo, uma que é suportada pela audição de dois fluxos segregados, aqui chamada de tarefa de intensidade, e outra que é suportada pela audição de um fluxo integrado, aqui chamada de tarefa de ritmo. A tarefa de intensidade é baseada em um paradigma usado por Sussman et al. (2007b, ver também Sussman e Steinschneider, 2009) em estudos de segregação de riachos na infância, pois a tarefa deve ser generalizável para uso com crianças e possivelmente outros participantes que podem ter dificuldades com instruções mais complexas. Pelas mesmas razões, a tarefa de ritmo é baseada em um paradigma usado por McAnally et al. em um estudo com crianças disléxicas (2004). & # x00394f e os valores fixos ISI foram emprestados em parte de estudos anteriores (Helenius et al., 1999 McAnally et al., 2004 Sussman et al., 2007b Sussman e Steinschneider, 2009 Micheyl e Oxenham, 2010), mas também foram parcialmente expandidos para fornecer um alcance maior. Isso foi feito para tornar a tarefa transferível também para as crianças, que foram sugeridas como tendo limiares de segregação de córregos mais altos do que os adultos (Sussman e Steinschneider, 2009). Uma medida subjetiva da percepção de streaming realizada também foi tomada, tornando possível comparar e examinar como a manipulação de parâmetros-chave afeta a organização perceptiva, tanto subjetiva quanto objetivamente. Novamente, escolhemos uma tarefa que havia sido usada com uma população atípica, desta vez adultos disléxicos (Helenius et al., 1999), para tentar garantir que a tarefa fosse mais amplamente transferível. Como há uma faixa dentro do espaço de parâmetro medido onde é possível influenciar ativamente se uma percepção é ouvida como segregada ou não (Van Noorden, 1975 Pressnitzer e Hup & # x000E9, 2006), sentimos que é importante olhar para métodos que permitiria a identificação de limiares onde uma percepção segregada torna-se difícil de manter, bem como aqueles onde uma percepção integrada torna-se difícil de segurar. Usando essas tarefas, procuramos identificar os limites de segregação e integração com base no ISI e & # x00394f, para que possamos fornecer uma investigação mais abrangente dos limites do streaming auditivo.


      Métodos usados ​​[editar | editar fonte]

      Experimentos psicofísicos têm tradicionalmente usado três métodos para testar a percepção dos sujeitos na detecção de estímulos e experimentos de detecção de diferenças: o método dos limites, o método dos estímulos constantes e o método de ajuste (Snodgrass, 1975).

      Método dos limites [editar | editar fonte]

      Wilhelm Wundt inventou o método dos limites. O sujeito relata se ele ou ela detecta o estímulo. No método ascendente de limites, alguma propriedade do estímulo começa em um nível tão baixo que o estímulo não poderia ser detectado, então esse nível é gradualmente aumentado até que o participante relate que está ciente disso. Por exemplo, se o experimento está testando a amplitude mínima de som que pode ser detectada, o som começa muito baixo para ser percebido e torna-se gradualmente mais alto. No método descendente de limites, isso é revertido. Em cada caso, o limite é considerado o nível da propriedade do estímulo no qual o estímulo acaba de ser detectado.

      Em experimentos, os métodos ascendente e descendente são usados ​​alternadamente e os limites são calculados. Uma possível desvantagem desses métodos é que o sujeito pode se acostumar a relatar que percebeu um estímulo e pode continuar relatando da mesma forma, mesmo além do limite (o erro da habituação). Por outro lado, o sujeito também pode antecipar que o estímulo está prestes a se tornar detectável ou indetectável e pode fazer um julgamento prematuro (o erro de expectativa).

      Para evitar essas armadilhas em potencial, Georg von Bekesy introduziu o método da escada em 1960 em seu estudo da percepção auditiva. Nesse método, o som começa audível e fica mais baixo a cada uma das respostas do sujeito, até que o sujeito não relata tê-lo ouvido. Nesse ponto, o som é tornado mais alto a cada passo, até que o sujeito relata tê-lo ouvido, momento em que ele é abaixado novamente em passos. Desta forma, o experimentador é capaz de "zerar" no limiar.

      Método de estímulos constantes [editar | editar fonte]

      Em vez de ser apresentado em ordem crescente ou decrescente, no método de estímulos constantes os níveis de uma determinada propriedade do estímulo não são relacionados de uma tentativa para a próxima, mas apresentados aleatoriamente. Isso impede que o sujeito seja capaz de prever o nível do próximo estímulo e, portanto, reduz os erros de habituação e expectativa. O sujeito novamente relata se ele ou ela é capaz de detectar o estímulo.

      Método de ajuste [editar | editar fonte]

      Também chamado de método de erro médio, o método de ajuste pede ao sujeito para controlar o nível do estímulo, instrui-o a alterá-lo até que seja quase imperceptível contra o ruído de fundo, ou seja o mesmo que o nível de outro estímulo.

      Discriminação [editar | editar fonte]

      Em experimentos de discriminação, o experimentador busca determinar em que ponto a diferença entre dois estímulos, como dois pesos ou dois sons, é detectável. O sujeito recebe um estímulo, por exemplo, um peso, e é solicitado a dizer se outro peso é mais pesado ou mais leve (em alguns experimentos, o sujeito também pode dizer que os dois pesos são iguais). No ponto de igualdade subjetiva (PSE), o sujeito percebe que os dois pesos são iguais. o diferença apenas perceptível (JND), ou diferença limen (DL), é a diferença nos estímulos que o sujeito percebe em alguma proporção p do tempo (50% geralmente é usado para p).

      Os métodos de limites, estímulos constantes e ajustes podem ser usados ​​na detecção de diferenças, pedindo ao sujeito para detectar uma diferença entre os estímulos em vez de detectar um único estímulo.


      Métodos usados ​​[editar | editar fonte]

      Experimentos psicofísicos têm tradicionalmente usado três métodos para testar a percepção dos sujeitos na detecção de estímulos e experimentos de detecção de diferenças: o método dos limites, o método dos estímulos constantes e o método de ajuste (Snodgrass, 1975).

      Método dos limites [editar | editar fonte]

      Wilhelm Wundt inventou o método dos limites. O sujeito relata se ele ou ela detectou o estímulo. No método ascendente de limites, alguma propriedade do estímulo começa em um nível tão baixo que o estímulo não poderia ser detectado, então esse nível é gradualmente aumentado até que o participante relate que está ciente disso. Por exemplo, se o experimento está testando a amplitude mínima de som que pode ser detectada, o som começa muito baixo para ser percebido e torna-se gradualmente mais alto. No método descendente de limites, isso é revertido. Em cada caso, o limite é considerado o nível da propriedade do estímulo no qual o estímulo acaba de ser detectado.

      Em experimentos, os métodos ascendente e descendente são usados ​​alternadamente e os limites são calculados. Uma possível desvantagem desses métodos é que o sujeito pode se acostumar a relatar que percebeu um estímulo e pode continuar relatando da mesma forma, mesmo além do limite (o erro da habituação). Por outro lado, o sujeito também pode antecipar que o estímulo está prestes a se tornar detectável ou indetectável e pode fazer um julgamento prematuro (o erro de expectativa).

      Para evitar essas armadilhas potenciais, Georg von Bekesy introduziu o método da escada em 1960 em seu estudo da percepção auditiva. Nesse método, o som começa audível e fica mais baixo a cada uma das respostas do sujeito, até que o sujeito não relata tê-lo ouvido. Nesse ponto, o som é tornado mais alto a cada passo, até que o sujeito relata tê-lo ouvido, momento em que ele é abaixado novamente em passos. Desta forma, o experimentador é capaz de "zerar" no limiar.

      Método de estímulos constantes [editar | editar fonte]

      Em vez de ser apresentado em ordem crescente ou decrescente, no método de estímulos constantes os níveis de uma determinada propriedade do estímulo não são relacionados de uma tentativa para a próxima, mas apresentados aleatoriamente. Isso impede que o sujeito seja capaz de prever o nível do próximo estímulo e, portanto, reduz os erros de habituação e expectativa. O sujeito novamente relata se ele ou ela é capaz de detectar o estímulo.

      Método de ajuste [editar | editar fonte]

      Também chamado de método de erro médio, o método de ajuste pede ao sujeito para controlar o nível do estímulo, instrui-o a alterá-lo até que seja quase imperceptível contra o ruído de fundo, ou seja o mesmo que o nível de outro estímulo.

      Discriminação [editar | editar fonte]

      Em experimentos de discriminação, o experimentador busca determinar em que ponto a diferença entre dois estímulos, como dois pesos ou dois sons, é detectável. O sujeito recebe um estímulo, por exemplo, um peso, e é solicitado a dizer se outro peso é mais pesado ou mais leve (em alguns experimentos, o sujeito também pode dizer que os dois pesos são iguais). No ponto de igualdade subjetiva (PSE), o sujeito percebe que os dois pesos são iguais. o diferença apenas perceptível (JND), ou diferença limen (DL), é a diferença nos estímulos que o sujeito percebe em alguma proporção p do tempo (50% geralmente é usado para p).

      Os métodos de limites, estímulos constantes e ajustes podem ser usados ​​na detecção de diferenças, pedindo ao sujeito para detectar uma diferença entre os estímulos em vez de detectar um único estímulo.


      Conteúdo

      A medição do limiar absoluto de audição fornece algumas informações básicas sobre nosso sistema auditivo. [4] As ferramentas usadas para coletar tais informações são chamadas de métodos psicofísicos. Através deles, a percepção de um estímulo físico (som) e nossa resposta psicológica ao som são medidos. [9]

      Vários métodos psicofísicos podem medir o limiar absoluto. Eles variam, mas certos aspectos são idênticos. Em primeiro lugar, o teste define o estímulo e especifica a maneira como o sujeito deve responder. O teste apresenta o som ao ouvinte e manipula o nível de estímulo em um padrão predeterminado. O limiar absoluto é definido estatisticamente, geralmente como uma média de todos os limiares auditivos obtidos. [4]

      Alguns procedimentos usam uma série de tentativas, com cada tentativa usando o paradigma 'sim "/" não "de intervalo único'. Isso significa que o som pode estar presente ou ausente em um único intervalo, e o ouvinte deve dizer se achou que o estímulo estava lá. Quando o intervalo não contém um estímulo, é chamado de "tentativa de captura". [4]

      Métodos clássicos Editar

      Os métodos clássicos datam do século 19 e foram descritos pela primeira vez por Gustav Theodor Fechner em sua obra Elementos de psicofísica. [9] Três métodos são tradicionalmente usados ​​para testar a percepção de um estímulo de um sujeito: o método dos limites, o método dos estímulos constantes e o método de ajuste. [4]

      Método de limites No método de limites, o testador controla o nível dos estímulos. Intervalo único sim não paradigma 'é usado, mas não há tentativas de captura. O ensaio usa várias séries de descidas e descidas ascendentes.A tentativa começa com a corrida descendente, onde um estímulo é apresentado em um nível bem acima do limite esperado. Quando o sujeito responde corretamente ao estímulo, o nível de intensidade do som é diminuído em um valor específico e apresentado novamente. O mesmo padrão é repetido até que o sujeito pare de responder aos estímulos, ponto no qual a descida termina. Na corrida ascendente, que vem depois, o estímulo é apresentado primeiro bem abaixo do limiar e então gradualmente aumentado em passos de dois decibéis (dB) até que o sujeito responda.

      Métodos clássicos modificados Editar

      Métodos de escolha forçada Editar

      Dois intervalos são apresentados a um ouvinte, um com tom e outro sem tom. O ouvinte deve decidir qual intervalo contém o tom. O número de intervalos pode ser aumentado, mas isso pode causar problemas ao ouvinte, que deve lembrar qual intervalo continha o tom. [4] [11]

      Métodos adaptativos Editar

      Ao contrário dos métodos clássicos, onde o padrão para alterar os estímulos é predefinido, nos métodos adaptativos, a resposta do sujeito aos estímulos anteriores determina o nível em que um estímulo subsequente é apresentado. [12]

      Métodos de escada (métodos up-down) Editar

      O método simples '1-down-1-up' consiste em uma série de corridas de tentativas descendentes e ascendentes e pontos de viragem (reversões). O nível de estímulo aumenta se o sujeito não responde e diminui quando ocorre uma resposta.

      Da mesma forma, como no método de limites, os estímulos são ajustados em etapas pré-determinadas. Após obter de seis a oito reversões, a primeira é descartada e o limite é definido como a média dos pontos médios das corridas restantes. Experimentos mostraram que este método fornece apenas 50% de precisão. [12] Para produzir resultados mais precisos, este método simples pode ser modificado ainda mais, aumentando o tamanho das etapas nas execuções descendentes, por exemplo, 'Método 2-down-1-up', 'Métodos 3-down-1-up'. [4]

      Método de rastreamento de Bekesy Editar

      O método de Bekesy contém alguns aspectos dos métodos clássicos e métodos de escada. O nível do estímulo varia automaticamente a uma taxa fixa. O sujeito é solicitado a pressionar um botão quando o estímulo for detectável.

      A histerese pode ser definida aproximadamente como 'o atraso de um efeito por trás de sua causa'. Ao medir os limiares de audição, é sempre mais fácil para o sujeito seguir um tom que é audível e com amplitude decrescente do que detectar um tom que antes era inaudível.

      Isso ocorre porque as influências 'de cima para baixo' significam que o sujeito espera ouvir o som e, portanto, fica mais motivado com níveis mais altos de concentração.

      A teoria 'de baixo para cima' explica que ruído externo (do ambiente) e interno (por exemplo, batimento cardíaco) indesejado resulta no sujeito apenas respondendo ao som se a relação sinal / ruído estiver acima de um certo ponto.

      Na prática, isso significa que, ao medir o limiar com sons diminuindo em amplitude, o ponto em que o som se torna inaudível é sempre mais baixo do que o ponto em que ele retorna à audibilidade. Este fenômeno é conhecido como 'efeito de histerese'.

      A função psicométrica "representa a probabilidade de resposta de um determinado ouvinte em função da magnitude da característica sonora particular que está sendo estudada". [13]

      Para dar um exemplo, esta poderia ser a curva de probabilidade do sujeito detectar um som sendo apresentado como uma função do nível de som. Quando o estímulo é apresentado ao ouvinte, seria de se esperar que o som fosse audível ou inaudível, resultando em uma função de 'porta'. Na realidade, existe uma área cinzenta onde o ouvinte não tem certeza se realmente ouviu o som ou não, então suas respostas são inconsistentes, resultando em uma função psicométrica.

      A função psicométrica é uma função sigmóide caracterizada por ser modelada em sua representação gráfica.

      Dois métodos podem ser usados ​​para medir o estímulo audível mínimo [2] e, portanto, o limiar absoluto de audição. O campo audível mínimo envolve o sujeito sentado em um campo sonoro e o estímulo sendo apresentado por meio de um alto-falante. [2] [14] O nível de som é então medido na posição da cabeça do assunto com o assunto fora do campo sonoro. [2] A pressão audível mínima envolve a apresentação de estímulos por meio de fones de ouvido [2] ou fones de ouvido [1] [14] e a medição da pressão do som no canal auditivo do sujeito usando um microfone de sonda muito pequeno. [2] Os dois métodos diferentes produzem limites diferentes [1] [2] e os limites mínimos de campo audível são geralmente 6 a 10 dB melhores do que os limites mínimos de pressão audível. [2] Pensa-se que esta diferença se deve a:

      • audição monoaural vs binaural. Com um campo audível mínimo, ambos os ouvidos são capazes de detectar os estímulos, mas com uma pressão audível mínima, apenas um ouvido é capaz de detectar os estímulos. A audição binaural é mais sensível do que a audição monoaural / [1]
      • ruídos fisiológicos ouvidos quando o ouvido é obstruído por um fone de ouvido durante as medições de pressão audível mínima. [2] Quando o ouvido está coberto, a pessoa ouve ruídos corporais, como batimentos cardíacos, e podem ter um efeito de mascaramento.

      O campo audível mínimo e a pressão audível mínima são importantes ao considerar questões de calibração e também ilustram que a audição humana é mais sensível na faixa de 2–5 kHz. [2]

      A soma temporal é a relação entre a duração e a intensidade do estímulo quando o tempo de apresentação é inferior a 1 segundo. A sensibilidade auditiva muda quando a duração de um som se torna menor que 1 segundo. A intensidade do limiar diminui em cerca de 10 dB quando a duração de um tone burst aumenta de 20 para 200 ms.

      Por exemplo, suponha que o som mais baixo que um sujeito pode ouvir seja 16 dB SPL se o som for apresentado com uma duração de 200 ms. Se o mesmo som for apresentado por uma duração de apenas 20 ms, o som mais baixo que agora pode ser ouvido pelo sujeito sobe para 26 dB NPS. Em outras palavras, se um sinal for reduzido em um fator de 10, o nível desse sinal deve ser aumentado em até 10 dB para ser ouvido pelo sujeito.

      O ouvido funciona como um detector de energia que faz uma amostragem da quantidade de energia presente em um determinado período de tempo. Uma certa quantidade de energia é necessária dentro de um período de tempo para atingir o limite. Isso pode ser feito usando uma intensidade mais alta por menos tempo ou usando uma intensidade mais baixa por mais tempo. A sensibilidade ao som melhora à medida que a duração do sinal aumenta até cerca de 200 a 300 ms, depois disso o limite permanece constante. [2]

      O tímpano do ouvido funciona mais como um sensor de pressão sonora. Além disso, um microfone funciona da mesma maneira e não é sensível à intensidade do som.


      Medindo a Percepção Temporal

      Método

      Participantes

      Um total de 20 músicos (idade = 28 ± 12 5 mulheres) foram recrutados do departamento de música da Universidade do Havaí em Mānoa, estúdios de música locais e por meio de folhetos espalhados pelo campus. Foi demonstrado que o gênero não influencia os TOJs, portanto, nenhum esforço foi feito para equilibrar a amostra nesta base (van Kesteren & amp Wiersinga-Post, 2007). Para se qualificar como músico, os participantes foram obrigados a ter pelo menos três anos de treinamento formal em música e relatar um cronograma de prática regular de pelo menos seis horas / semana nos últimos seis meses (ver Tabela 1 do Apêndice para tipos de instrumentos e musicais experiência relatada). Esses números foram escolhidos com base em pontos de corte semelhantes para especialistas usados ​​em estudos com análise de transferência de treinamento em habilidades cognitivas gerais (Bediou et al., 2018 Green & amp Bavelier, 2003 Helmbold, et al., 2005).

      Participantes de controle (n = 20 idade = 22 ± 5, 16 mulheres) 2 foram recrutados em cursos de graduação na Universidade do Havaí em Mānoa. Todos os participantes do controle tiveram pouco ou nenhum treinamento formal em música e audição e visão normais ou corrigidas para visão e audição normais, conforme avaliado por uma pesquisa inicial. Os participantes do controle receberam crédito do curso por sua participação, e os músicos receberam US $ 10 para facilitar o recrutamento. A aprovação ética foi obtida do Comitê de Assuntos Humanos da Universidade do Havaí em Mānoa.

      Estímulos e aparelhos

      Estímulos visuais, auditivos e modais foram usados ​​para comparar as respostas dos músicos e controles em várias modalidades. Os estímulos foram apresentados em um computador Core2Duo 2,4 GHz iMac de 21 polegadas usando o software DMDX (Forster & amp Forster, 2003), com estímulos visuais ocorrendo na tela e estímulos de áudio apresentados por meio de alto-falantes externos colocados diretamente ao lado do monitor. Os participantes ficaram sentados em um olho para monitorar a distância de aproximadamente 60 cm. A partir dessa distância, todos os estímulos auditivos apresentados ocorreram em torno de 75 db, medidos por sonômetro.

      Os estímulos para a tarefa visual foram linhas horizontais e verticais subtendendo 0,9 ° e ocorrendo centralmente dentro dos quadrados de espaço reservado. Para os estímulos auditivos, foram utilizadas amostras processadas de som de cão e corvo, ambos com duração de 350 ms. Os estímulos auditivos foram baixados de http://www.a1freesoundeffects.com e manipulados usando o software Cool Edit (Syntrillium Software Corp.) para obter dois sons de duração equivalente (350 ms) e amplitude média (ver Sinnett et al., 2006 Sinnett, Juncadella, Rafal, Azañon, & amp Soto-Faraco, 2007, para mais detalhes).

      Na condição audiovisual (crossmodal), o estímulo visual consistia em um quadrado preto de 0,9 ° de largura (aparecendo dentro do placeholder), enquanto o estímulo auditivo era uma explosão de ruído branco de 50 ms. Os estímulos auditivos na condição crossmodal foram simplificados para corresponder aos estímulos visuais. Não houve mais tentativas de combinar estímulos entre modalidades, pois não está claro qual é a dimensão mais apropriada para combinar (por exemplo, latências de detecção, latências de discriminação, intensidades subjetivas ou objetivas, ver Spence et al., 2001, para uma discussão). As respostas aos estímulos auditivos e visuais foram feitas por meio do pressionamento de teclas em um teclado (os botões C ou D para estímulos auditivos ou os botões Z e / w para respostas visuais). A cruz de fixação tinha um ângulo visual de 0,5 ° de largura. Os estímulos visuais apareceram em quadrados de espaço reservado com 1,4 ° de largura e situados a 4 ° da fixação central.

      Procedimento

      A tarefa de julgamento de ordem temporal básica envolve apresentar aos participantes dois estímulos separados por assincronias de início de estímulo variável (SOAs). A dificuldade da tarefa foi manipulada usando uma abordagem em escada para ajustar SOAs seguindo a configuração de Stelmach e Herdman (1991, ver também Levitt, 1971). Conseqüentemente, o SOA para cada tentativa sucessiva diminui ou aumenta gradativamente, dependendo se o participante responde à tentativa anterior corretamente. Incrementos graduais ocorreram em intervalos de 16,7 ms (taxa de atualização do monitor). O experimento começou com um SOA relativamente fácil de 167 ms e, à medida que avançava, o SOA de cada tentativa diminuía até que os estímulos se tornassem muito próximos e a ordem de ocorrência difícil de determinar. Pode-se inferir, então, que conforme o tempo passa, as mudanças na direção gradativa (para cima e para baixo) aumentarão, refletindo o aumento da incerteza no participante. A tarefa então termina quando um número de corte de pontos de inflexão é alcançado (12 neste estudo, ver West, Stevens, Pun, & amp Pratt, 2008, para uma abordagem semelhante, embora com um corte menos conservador).


      Métodos

      Aparelho

      Desenvolvemos um novo sistema de medição CFF baseado em laptop baseado em um código Matlab personalizado (The Mathworks, Waltham, Massachusetts) e um dispositivo de saída de dados analógico (taxa de amostragem 5000 Hz, National Instruments NI-USB-6001), para acionar um LED, controlar as frequências de oscilação e analisar o limiar CFF percebido (Figura S1). Usando uma taxa de amostragem de 5.000 Hz, o dispositivo produziu uma onda senoidal para acionar os estímulos LED com profundidade de modulação de 100 por cento. Usamos um Cool White ‘Cree® LED 78 redondo de 5 mm com um diâmetro de 5 mm e controlamos a intensidade e a frequência da luz de estímulos definindo a amplitude e a frequência da saída derivada por uma das saídas analógicas disponíveis na placa. A validação de frequência foi realizada registrando o sinal elétrico gerado usando um sistema de registro eletrofisiológico (AlphaLab SnR TM, Alpha Omega LTD, Israel) durante 1 segundo. Resultados revelados (Fig. 1c ) que a frequência medida é estável e com uma variação muito pequena da frequência pretendida (STD de máximo ± 0,5 Hz com um erro máximo de 1,2 Hz observado apenas na extremidade superior das frequências empregadas (55-60 Hz).

      Calibramos a voltagem necessária para obter um nível de iluminação LED desejado (medido usando um fotômetro -'Konica Minolta LS-110) em uma faixa de até 100 cd / m². Um filtro de densidade neutra de 1OD foi usado para exibir a faixa de intensidade de luz inferior de 2,5–5 cd / m². Observe que, para evitar artefatos de luminância, causados ​​por diferenças de luminância entre várias frequências de estímulos, os níveis de luminância foram medidos cuidadosamente em toda a faixa de frequências testadas, demonstrando um nível de iluminação constante com uma diferença máxima de 0,256 cd / m 2 na faixa de frequência de 10-120 Hz. (Fig. 1b). Experimentos foram realizados para garantir que essas diferenças sejam de fato indetectáveis, com resultados validando que os níveis de iluminação empregados foram percebidos como constantes (Figura S3). Iluminação estável de mais de 200 cd / m 2 poderia ser produzida pelo dispositivo, porém no presente estudo usamos uma iluminação máxima de 100 cd / m 2.

      Participantes

      Os vários testes CFF foram realizados em dez participantes saudáveis ​​(6 mulheres, 4 homens com idade de 27,15 ± 2,91 anos, média ± DST) sem condições neurológicas conhecidas e com visão normal corrigida. O estudo foi conduzido de acordo com as diretrizes e regulamentos para pesquisa com seres humanos. Todos os participantes assinaram um termo de consentimento informado e o estudo foi aprovado e conduzido de acordo com o Comitê IRB no Edith Wolfson Medical Center, Holon, Israel (número do pedido 0108-15-WOMC, Holon, Israel) e pelo Bar-Ilan Diretrizes do Comitê de Ética da Universidade.

      Todos os participantes foram submetidos a um exame de visão abrangente por um optometrista qualificado (A.E), incluindo acuidade visual para longe e para perto (gráficos ETDRS), com correção óptica total. Todos os participantes foram refratados por retinoscopia seca e testados para teste binocular ‘Randot stereo’, teste de cobertura e foram submetidos a exame oftalmológico geral, incluindo oftalmoscopia de fundo e exame de lâmpada de fenda do segmento anterior. Os critérios de inclusão foram acuidade visual melhor que 0,1 LogMar com uma diferença de menos de 0,2 LogMar entre os olhos, estereopsia melhor que 40 ″ e nenhuma doença ocular ou neurológica. A estereopsia média do grupo de sujeitos foi melhor do que 40 ″, a acuidade visual média (logMAR) foi: muito monocular: −0,06, muito binocular −0,14 próximo ao monocular: 0, quase binocular −0,03.

      Paradigmas de teste CFF

      Os experimentos foram projetados para avaliar o limiar CFF por meio de três testes psicofísicos bem conhecidos, com base em uma tarefa de discriminação com uma duração de estímulo de 1 segundo, conforme descrito na Tabela 1 e Fig. 7. No primeiro, o MOL, os estímulos com aumento (começando em 10 Hz) ou decrescente (começando em 60 Hz) frequência de cintilação foram apresentados ao sujeito até que o sujeito relatou ter percebido o estímulo como constante ou cintilante, respectivamente. O limite calculado para um único ensaio foi calculado como a média de três iterações repetidas 55,56. A fim de reduzir a variabilidade do teste, a tentativa foi repetida até que o desvio padrão CFF de três iterações consecutivas fosse menor que 3 Hz e o limiar foi então calculado como a média dessas três iterações. Se esse critério não foi atendido, o teste foi concluído após 9 iterações e o limite foi calculado como a média de todas as 9 iterações.

      Representação esquemática dos três testes. (uma) Método de limites CFF = 36 Hz, (b) Método de estímulos constantes CFF = 34,7 Hz (c) Método da escada CFF = 38,7 Hz.

      Os outros dois testes (MCS e SM) foram implementados usando o paradigma das duas alternativas temporais de escolha forçada (2TAFC), comumente usado para eliminar o efeito do viés de resposta 37,69,79. Nestes dois testes, os participantes tiveram que discriminar entre um estímulo alvo, luz bruxuleante em várias frequências e uma luz bruxuleante em uma alta frequência de 120 Hz (significativamente maior do que o CFF em humanos, portanto percebida como luz constante). Uma alta frequência, ao invés de luz constante, foi usada para evitar artefato de luminância.

      No MCS, estímulos oscilantes em várias frequências foram apresentados aos participantes, em ordem aleatória, em um paradigma de escolha forçada de duas alternativas. Cada condição de frequência foi repetida 20 vezes 36,44 e a porcentagem de acertos foi calculada. O limiar é determinado após ajustar os resultados em uma função logística 55,74 e obter a curva psicométrica bem conhecida e, em seguida, definir o limiar CFF em 80% do nível correto 80. Observe que, ao comparar a qualidade do ajuste obtida usando a função logística com uma das outras funções de análise disponíveis (Weibull), com o erro quadrático médio como uma medida, verificou-se que produziu um melhor ajuste (erro quadrático médio de 0,2 em comparação com 0,1, dados não mostrados).

      O SM foi realizado modificando a frequência do estímulo de acordo com a resposta do participante. Usamos um método adaptativo 3: 1 em que a frequência do estímulo é aumentada em um passo no caso de três respostas corretas consecutivas e é diminuída em um passo no caso de uma resposta incorreta 81. O tamanho do passo de frequência foi de 2 Hz. Nessas condições, a probabilidade de que a resposta do participante seja por acaso ou devido a lapsos de atenção, pressupondo-se que sejam eventos independentes, é dada por: (p (i = 3) = <0,5> ^ <3> = 0,125 ) O teste foi finalizado após a realização de 8 reversões (mudança de direção da frequência do estímulo). O limite CFF foi então definido como a média dos últimos 6 valores de reversão, produzindo um cálculo CFF a um nível correto de 79% 13, 41,59. Todo o procedimento foi repetido duas vezes e o CFF final foi calculado como a média das duas repetições. Para reduzir ainda mais o tempo de teste, o teste em escada começou com um valor de frequência de oscilação de 18 Hz inferior ao CFF medido usando o teste MOL.

      Como mencionado anteriormente 20,72, a adaptação ao escuro e as condições de luz ambiente podem ter um efeito significativo no CFF. Para reduzir os efeitos das condições de iluminação nos resultados experimentais, todos os experimentos foram realizados em ambiente escuro, semelhante a relatórios anteriores 19,52. Além disso, a fim de avaliar o efeito da adaptação ao escuro 72, 82 tempo no CFF, medimos os limiares CFF após 5 minutos de adaptação a uma sala bem iluminada (luz ambiente de 54,4 cd / m 2), após o que as medições foram realizadas após 3 , 5 ou 10 minutos de adaptação ao escuro (luz ambiente de 0,001 cd / m 2). Esses testes foram realizados em uma ordem mista e com um estímulo de oscilação de 2,5 cd / m² usando o SM, conforme descrito acima.


      O que é psicofísica? (com foto)

      A psicofísica é um subcampo da psicologia que aborda a relação entre estímulos físicos e respostas subjetivas, ou percepções. O termo "psicofísica" foi cunhado pelo fundador do campo, Gustav Theodor Fechner, em 1860. Cientistas anteriores, incluindo o fisiologista alemão Ernst Heinrich Weber e o cientista medieval Alhazen, conduziram experimentos semelhantes, embora o campo não estivesse claramente definido até o trabalho de Fechner. Os experimentos podem se concentrar em qualquer sistema sensorial: audição, paladar, tato, olfato ou visão.

      Estímulos objetivamente mensuráveis ​​são usados ​​em experimentos psicofísicos, como luzes que variam em brilho ou sons que variam em intensidade. Um limiar, ou limin, é o ponto em que um sujeito pode detectar um estímulo ou uma mudança no estímulo. Os estímulos que caem abaixo do limite são considerados subliminares ou indetectáveis.

      Um limite absoluto, ou limite de detecção, é o ponto em que um sujeito pode detectar a presença de um estímulo, enquanto um limite de diferença é a magnitude da diferença perceptível entre dois estímulos. Por exemplo, um limiar de diferença pode ser testado pedindo a um sujeito para ajustar um som até que seja igual a outro, e então medindo a diferença entre os dois sons. O ponto de igualdade subjetiva (PSE) é o ponto em que o sujeito considera dois estímulos iguais, enquanto a diferença apenas perceptível (JND) ou a diferença limen (DL) é uma diferença entre os estímulos percebidos 50% do tempo.

      Os experimentos psicofísicos clássicos podem assumir várias formas. Eles podem usar o método ascendente de limites, no qual os estímulos são apresentados começando em um nível muito baixo e indetectável, e então gradualmente aumentados para notar o ponto em que se tornam perceptíveis. Outro método é o método de estímulos constantes, no qual os estímulos são administrados em ordem aleatória, em vez de ordem crescente. O método de ajuste requer que o sujeito manipule os estímulos até que eles sejam quase imperceptíveis contra um fundo, ou até que sejam iguais ou quase diferentes de outro estímulo.

      Métodos mais novos em experimentação psicofísica incluem aqueles chamados procedimentos de escada, usados ​​pela primeira vez pelo biofísico húngaro Georg von Békésy em 1960. Em experimentos usando procedimentos de escada, os estímulos são apresentados pela primeira vez em um nível alto e detectável. A intensidade é diminuída até que o assunto cometa um erro ao percebê-la. Após o erro, a escala é invertida, aumentando a intensidade até que o sujeito responda corretamente. Nesse ponto, a intensidade diminui novamente. Os valores das reversões são então calculados. O método da escada ajuda os pesquisadores a se estreitarem no limiar.

      Além de seu papel como editora InfoBloom, Niki gosta de se educar sobre tópicos interessantes e incomuns, a fim de obter ideias para seus próprios artigos. Ela é formada pela UCLA, onde se formou em Linguística e Antropologia.

      Além de seu papel como editora InfoBloom, Niki gosta de se educar sobre tópicos interessantes e incomuns, a fim de obter ideias para seus próprios artigos. Ela é formada pela UCLA, onde se formou em Linguística e Antropologia.


      Introdução

      Todos os dias, nosso sistema auditivo é confrontado com uma ampla gama de sons, alguns dos quais podem ser mais relevantes para nós do que outros, como a voz de um amigo que estamos ouvindo em uma festa barulhenta. Nosso sistema auditivo é capaz de focar nessa informação sonora específica, separando-a de todos os outros objetos ou fluxos auditivos ao nosso redor, como outras conversas, música, estalidos de facas e garfos ou o barulho da rua subindo pela janela. Além disso, os sons pertencentes a uma fonte podem ser integrados em um único fluxo, permitindo-nos ouvir uma sequência contínua que é a história que nosso amigo está nos contando, em vez de ruídos individuais desconexos. Essa capacidade, que nos permite realizar uma organização tão complexa de nosso ambiente auditivo, é geralmente conhecida como & # x0201CAuditory Scene Analysis & # x0201D (Bregman, 1990) e foi inicialmente descrita por & # x0201CCocktail Party Effect & # x0201D (Cherry, 1953 ) O sistema auditivo separa os sons relevantes de outros sons perturbadores, que podem então ser integrados em um fluxo auditivo.

      No laboratório, os fenômenos de segregação e integração de fluxo podem ser examinados usando dois sons diferentes, A e B. Se esses dois sons forem alternados no tempo (ABBABBABB), eles podem ser ouvidos integrados em um fluxo. No entanto, sob certas condições, eles também podem parecer & # x0201Csplit & # x0201D ou segregar, de modo que o ouvinte ouve dois em vez de um fluxo de som. Cada uma dessas duas correntes corresponde às repetições de um dos dois sons, aqui A - A - A-- acompanhada por -BB-BB-BB (Van Noorden, 1975 Anstis e Saida, 1985).

      Vários fatores podem influenciar nossa capacidade de integrar ou segregar dois fluxos, mas dois fatores que são conhecidos por terem a maior influência nos limites de fluxo são intervalo entre estímulos (ISI) e separação de frequência (& # x00394f) (Bregman et al., 2000). Geralmente, as sequências com ISI mais curto ou maior & # x00394f entre os tons segregarão em fluxos separados mais facilmente, enquanto aquelas com ISI mais longo ou menor & # x00394f são mais prováveis ​​de serem percebidas como integradas em um fluxo. Além disso, é possível que as pessoas controlem a capacidade de transmitir em um certo grau, permitindo-lhes selecionar se querem ouvir uma sequência de tons como um ou dois fluxos, dentro de certos parâmetros, por meio de seu conjunto de atenção (Van Noorden, 1975 Pressnitzer e Hup & # x000E9, 2006).

      Embora o estudo do streaming auditivo tenha gerado um grande corpo de literatura desde que foi descrito pela primeira vez (Ortmann, 1926 Miller e Heise, 1950 Bregman e Campbell, 1971 Van Noorden, 1975), a medição psicoacústica do streaming experimentou nos últimos anos um ressurgimento em popularidade na psicologia, bem como na pesquisa comportamentalista animal e neurocientífica desse fenômeno (Carlyon, 2004 Carlyon e Gockel, 2007 Bee e Micheyl, 2008 Ahveninen et al., 2011). Além disso, os paradigmas de streaming estão cada vez mais sendo usados ​​para pesquisar outros aspectos da percepção auditiva, que podem ser dependentes da formação do objeto, como a liberação do mascaramento de comodulação (Dau et al., 2003, 2009).

      Há uma variedade de abordagens pelas quais a segregação e integração do fluxo auditivo podem ser medidas, tanto com quanto sem solicitar um relato subjetivo explícito dos participantes. Ao medir os limiares de fluxo subjetivamente, os sujeitos são geralmente questionados explicitamente se percebem os tons como um ou dois fluxos. A vantagem desse tipo de medida é que é fácil de configurar e pode ser gravado um relatório direto da percepção do sujeito e # x00027s dos tons. No entanto, a desvantagem é que esse tipo de medida não pode ser usado em um paradigma no qual os sujeitos não estão prestando atenção aos estímulos, como pode ser o caso em estudos de eletroencefalografia (EEG). Além disso, alguns indivíduos, especialmente crianças ou populações clínicas, podem achar difícil fornecer um bom relato subjetivo sobre se percebem ou não uma ou duas correntes. Essa dificuldade pode ser exacerbada por tarefas, que muitas vezes são realizadas em uma situação pouco natural, e pelo fato de que os indivíduos podem sentir uma pressão para & # x0201Como fazer bem. & # X0201D

      Ao pedir aos sujeitos para concluir uma tarefa perceptual que é apoiada por uma percepção integrada ou segregada, torna-se possível medir os limiares de streaming auditivo objetivamente, ou seja, sem perguntar explicitamente sobre a percepção do sujeito sobre os fluxos. Por exemplo, é mais fácil detectar detalhes específicos sobre um fluxo, como suas regularidades e qualquer desvio contido nele, se não estiver integrado ao segundo fluxo. O segundo fluxo pode ocultar as regularidades do primeiro, tornando os desviantes mais difíceis de detectar (Sussman et al., 2001, 2007a Winkler et al., 2003a, b Sussman e Steinschneider, 2006, 2009). Em contraste, a relação temporal entre os tons de dois fluxos é mais fácil de julgar quando eles estão integrados em um fluxo (Bregman e Campbell, 1971 Vliegen et al., 1999 McAnally et al., 2004). Quando a coesão entre os tons mais altos e mais baixos é perdida e ocorre o streaming, as diferenças no ISI entre os tons mais altos e mais baixos tornam-se muito difíceis de detectar. Além de serem úteis em estudos comportamentais objetivos, onde a atenção está focada na tarefa e uma resposta aberta deve ser dada, tais medidas objetivas de integração e segregação também podem ser usadas em estudos que examinam o papel da atenção (Sussman e Steinschneider, 2009) , em estudos neurocientíficos para examinar correlatos neurais de streaming (Micheyl et al., 2007 Snyder e Alain, 2007 Sussman et al., 2007a), bem como em estudos com bebês e animais (Demany, 1982 Winkler et al., 2003a Fay, 2007), visto que podem ser tomadas sem exigir a atenção do sujeito, por meio de métodos de imagem ou EEG, onde nenhuma resposta comportamental explícita é exigida do sujeito. Em vez disso, as respostas cerebrais presumivelmente vinculadas à detecção de desviantes são registradas. Por exemplo, em estudos de EEG, a elicitação do componente MMN tem sido freqüentemente considerada para refletir a detecção fisiológica de desviantes em ambos os paradigmas de escuta assistida e não assistida (Novak et al., 1990).

      Olhando para as abordagens descritas e utilizadas em diferentes estudos, fica claro que existe uma certa falta de uniformidade no que diz respeito à forma como o streaming é medido. Isso torna difícil comparar o resultado de diferentes estudos diretamente. Estímulos diferentes, paradigmas diferentes e métodos de medição diferentes em laboratórios diferentes, todos coletados usando assuntos diferentes, tornariam qualquer tentativa de comparação muito difícil. Nessas circunstâncias, é importante examinar algumas dessas abordagens de maneira sistemática, usando os mesmos sujeitos e estímulos, com dados registrados no mesmo experimento em condições muito semelhantes. Isso permitiria uma comparação direta dos limiares de integração e segregação, medidos de forma subjetiva e objetiva. Até onde sabemos, existe apenas um estudo que buscou realizar uma comparação sistemática de tarefas para a medição de integração e segregação de riachos (Micheyl e Oxenham, 2010). Neste estudo, Micheyl e Oxenham mediram o desempenho da tarefa em combinações específicas de valores ISI e & # x00394f. No entanto, este estudo anterior amostrou o espaço de parâmetro de forma bastante esparsa com um pequeno grupo de 7 indivíduos, que participaram de 2 horas de sessões de teste 2 & # x020133 vezes por semana durante o estudo. Como as respostas foram obtidas em 2 níveis ISI diferentes e 6 níveis & # x00394f diferentes, isso forneceria dados para apenas 12 pontos diferentes para cada uma das tarefas objetivas. No entanto, ao trabalhar com grupos especiais, como crianças ou grupos clínicos, o espaço de parâmetro necessário para o estudo pode ser muito mais variável e menos simples de prever, e pode ser difícil pré-selecionar em quais níveis ISI ou & # x00394f testar. Com base na quantidade de tempo que o estudo de Micheyl e Oxenham foi relatado para levar, estender tal abordagem para permitir a cobertura de um espaço de parâmetro estendido das variáveis ​​envolvidas levaria muito tempo. Gostaríamos, portanto, de sugerir que é necessário olhar para outros meios de determinação de limite que requerem menos limitações no espaço de parâmetro.

      Uma razão para a longa duração da medição é que, na maioria dos estudos, combinações fixas de valores ISI e & # x00394f são determinadas antecipadamente. As medições devem então ser feitas em cada um desses pontos fixos para cada sujeito, independentemente de a combinação ISI - & # x00394f particular estar próxima de seu limite de streaming ou não. Isso pode levar a uma grande quantidade de tempo gasto medindo efeitos de teto ou piso. Propomos superar este problema definindo apenas um parâmetro (ISI ou & # x00394f) como fixo, enquanto variando o outro de acordo com um protocolo de escada. Isso tornaria a medição consideravelmente mais eficiente em termos de tempo, permitindo a cobertura de um espaço de parâmetro maior. Observe que, embora os procedimentos de escada tenham sido usados ​​em estudos de streaming antes (Cusack e Roberts, 2000 Roberts et al., 2002, 2008 Micheyl e Oxenham, 2010), normalmente a variação da escada refere-se a parâmetros secundários que medem o desempenho da tarefa, em vez de parâmetros primários parâmetros que afetam diretamente a percepção de streaming (por exemplo, ISI ou & # x00394f). Por parâmetros secundários, nos referimos a variáveis ​​que afetam a dificuldade da tarefa perceptual usada para avaliar a percepção de streaming, como a quantidade de uma mudança temporal transversal que os participantes são instruídos a detectar a fim de medir seu sucesso na integração de dois fluxos . Em contraste, os parâmetros primários são aqueles que têm um efeito direto na percepção de um ou dois fluxos. Ao manipular parâmetros secundários, pode-se determinar a percepção de streaming ou a facilidade com que essa percepção pode ser mantida. Não se pode, entretanto, avaliar diretamente o limiar de streaming, ou seja, o ponto onde a percepção muda de integrada para segregada e vice-versa. A medição de limiares de streaming com base em parâmetros secundários exigiria várias execuções do protocolo de escada em diferentes combinações predefinidas de parâmetros de tarefa primários e, possivelmente, interpolação entre esses valores predefinidos. Em contraste, manipular os parâmetros da tarefa primária de uma maneira adaptada ao desempenho da tarefa atual do participante (por exemplo, com um procedimento de escada) produz uma medição direta do limite de streaming em termos de uma combinação de valores ISI e & # x00394f para os quais a percepção está exatamente no ponto de comutação entre a segregação e a integração.

      Um procedimento de escada para direcionar diretamente o limite de streaming foi usado em alguns estudos (McAnally et al., 2004), mas estes examinaram apenas um parâmetro de streaming e apenas os limites testados para um tipo de percepção de streaming (integração). Até onde sabemos, não foi realizada uma tentativa sistemática de testar os dois parâmetros de streaming mais importantes (ISI e & # x00394f) e comparar os limites de streaming para integração e segregação em um procedimento em escada. Esta seria, portanto, uma primeira tentativa para ver se seria possível usar um método em escada para explorar a integração e a segregação do fluxo sem um espaço de parâmetros claramente predefinido.

      Usando ISI e & # x00394f como variáveis ​​em um procedimento de escada, o presente estudo tenta encontrar um paradigma que dará uma boa cobertura do espaço de parâmetro a ser testado, removendo a necessidade de pré-selecionar um certo número de valores fixos em que medir. Outro objetivo do estudo é também completar todas as medições de limiar a serem comparadas em uma sessão de 75 & # x0201390 min para cada sujeito, explorando a eficiência do procedimento de medição da escada, permitindo assim comparações dentro dos sujeitos sem a carga de múltiplas sessões de teste.

      Duas tarefas objetivas foram escolhidas para o presente estudo, uma que é suportada pela audição de dois fluxos segregados, aqui chamada de tarefa de intensidade, e outra que é suportada pela audição de um fluxo integrado, aqui chamada de tarefa de ritmo. A tarefa de intensidade é baseada em um paradigma usado por Sussman et al. (2007b, ver também Sussman e Steinschneider, 2009) em estudos de segregação de riachos na infância, pois a tarefa deve ser generalizável para uso com crianças e possivelmente outros participantes que podem ter dificuldades com instruções mais complexas. Pelas mesmas razões, a tarefa de ritmo é baseada em um paradigma usado por McAnally et al. em um estudo com crianças disléxicas (2004). & # x00394f e os valores fixos ISI foram emprestados em parte de estudos anteriores (Helenius et al., 1999 McAnally et al., 2004 Sussman et al., 2007b Sussman e Steinschneider, 2009 Micheyl e Oxenham, 2010), mas também foram parcialmente expandidos para fornecer um alcance maior. Isso foi feito para tornar a tarefa transferível também para as crianças, que foram sugeridas como tendo limiares de segregação de córregos mais altos do que os adultos (Sussman e Steinschneider, 2009). Uma medida subjetiva da percepção de streaming realizada também foi tomada, tornando possível comparar e examinar como a manipulação de parâmetros-chave afeta a organização perceptiva, tanto subjetiva quanto objetivamente. Novamente, escolhemos uma tarefa que havia sido usada com uma população atípica, desta vez adultos disléxicos (Helenius et al., 1999), para tentar garantir que a tarefa fosse mais amplamente transferível. Como há uma faixa dentro do espaço de parâmetro medido onde é possível influenciar ativamente se uma percepção é ouvida como segregada ou não (Van Noorden, 1975 Pressnitzer e Hup & # x000E9, 2006), sentimos que é importante olhar para métodos que permitiria a identificação de limiares onde uma percepção segregada torna-se difícil de manter, bem como aqueles onde uma percepção integrada torna-se difícil de segurar. Usando essas tarefas, procuramos identificar os limites de segregação e integração com base no ISI e & # x00394f, para que possamos fornecer uma investigação mais abrangente dos limites do streaming auditivo.


      Traçando a função psicométrica

      Temos resultados! Você pode dar uma olhada na estrutura de 'resultados' para ver como você se saiu. Mas realmente precisamos olhar para um gráfico da função psicométrica para apreciar os resultados, que envolve o cálculo da porcentagem correta para cada valor de coerência mostrado.

      Iremos, eventualmente, escrever uma função que plota uma função psicométrica com base na estrutura de 'resultados'. Idealmente, devemos ser capazes de gerar esse gráfico usando apenas os 'resultados' (e não a estrutura do 'design').

      Isso significa que precisamos gerar uma lista de valores de intensidade (coerência) a partir da estrutura de resultados. A função 'exclusivo' faz isso por nós.


      O procedimento da escada para encontrar um limiar perceptivo

      Psicofísica é o nome de um conjunto de métodos em psicologia perceptual destinados a relacionar a intensidade real dos estímulos com sua intensidade perceptual. Um aspecto importante da psicofísica envolve a medição dos limiares de percepção: quão brilhante uma luz precisa ter para que uma pessoa seja capaz de detectá-la? Quão pouca pressão aplicada à pele é detectável? Quão suave pode ser um som e ainda ser ouvido? Dito de outra forma, quais são as menores quantidades de estimulação que os humanos podem sentir? O procedimento de escada é uma técnica eficiente para identificar o limiar de percepção de uma pessoa.

      Este vídeo demonstrará métodos padrão de aplicação do procedimento de escada para identificar o limiar auditivo de uma pessoa, ou seja, o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

      Procedimento

      1. Este experimento exigirá um computador com software experimental básico, bem como um conjunto de fones de ouvido e uma sala de testes relativamente silenciosa (a prova de som não é necessária).
      2. Os estímulos no experimento serão tons com frequências de 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz e 6 kHz. A audição humana é melhor dentro desta faixa de frequência.
      3. Durante o curso do experimento, o volume dos tons será variado adaptativamente na faixa de 1 a 40 dB, como ficará claro no contexto do projeto experimental, a fim de medir o volume mínimo perceptível em cada um dos seis frequências.
      1. O experimento envolverá seis blocos, um para cada uma das seis frequências. Isso ocorre porque os limiares humanos não são os mesmos para todas as frequências. Em outras palavras, o limiar será medido de forma independente para cada uma das seis frequências. O projeto a seguir produzirá, portanto, seis programas de teste.
      2. Programe o experimento para apresentar uma determinada frequência durante cada tentativa.
        1. Em cada tentativa, a tarefa do participante será relatar se ela ouviu ou não o tom apresentado. Use a tecla & # 39Y & # 39 para indicar as respostas & # 39Sim & # 39 e a tecla & # 39N & # 39 para indicar as respostas & # 39No & # 39.
        2. O experimento sempre começará com um tom de volume muito baixo - um tom que o participante não deve perceber. Programe o primeiro tom para ter um volume de 2 dB reproduzido por 200 ms.
        3. Sempre que uma resposta & # 39Sim & # 39 for produzida, o volume na próxima tentativa será reduzido em uma etapa, e sempre que uma resposta & # 39Não & # 39 for produzida, ele será aumentado em uma etapa. Assim, é possível visualizar o desenho experimental como um fluxograma, conforme mostrado na figura 1. Os sons sempre serão tocados por uma duração de 200 ms cada.
        4. Inclui 30 tentativas no experimento.
        5. Para manter o participante visualmente envolvido, exiba as palavras & # 39Sim ou Não? & # 39 na tela após cada tom ser reproduzido.
        6. Gere seis programas experimentais como este, um para cada uma das seis frequências entre 1 e 6 kHz.
        7. Certifique-se de que o programa emita o volume do tom apresentado em cada tentativa e a resposta fornecida pelo participante.


        Figura 1. Fluxograma para o delineamento de um experimento utilizando o procedimento de escada auditiva. A primeira tentativa sempre envolve um tom reproduzido em um volume inaudível de 2 dB. Como o participante não deve detectar esse tom, uma resposta & # 39Não & # 39 será dada e o volume na próxima tentativa será aumentado em 1 dB (para 3 dB). Cada tentativa (incluindo e) após a segunda prossegue com a mesma diretiva: Se uma resposta & # 39Sim & # 39 for fornecida pelo participante, o volume na próxima tentativa é reduzido em 1 dB. E se uma resposta & # 39No & # 39 for fornecida, o volume na próxima tentativa será aumentado em 1 dB. Um experimento incluirá 30 tentativas por frequência.

        1. Observe que um pode facilmente testar a si mesmo.
        2. Antes de o participante colocar os fones de ouvido, explique as instruções da seguinte forma:
          1. & # 34Este experimento foi projetado para medir seu limiar auditivo, o som mais suave ou mais baixo que você pode perceber. Em cada tentativa, o computador irá reproduzir um tom através dos fones de ouvido e tudo que você precisa fazer é pressionar a tecla & # 39Y & # 39 se você ouviu o tom, ou a tecla & # 39N & # 39 se não. Não há problema em pressionar a tecla & # 39N & # 39. Alguns tons serão muito suaves e não esperamos que os ouça sempre. Basta responder honestamente e fazer o seu melhor. O experimento inclui seis blocos com 30 tentativas cada. Todos os seis blocos devem levar apenas cerca de 10 minutos, incluindo os intervalos entre eles. & # 34
          1. Para analisar os resultados, faça uma tabela separada para cada um dos seis experimentos.
          2. A tabela é a saída bruta do programa experimental. Deve incluir o número da tentativa, o volume do tom apresentado e a resposta fornecida pelo participante. Figura 2 mostra a aparência de uma parte da tabela nas primeiras 10 tentativas com um tom de 1 kHz.


          Figura 2. Uma amostra de uma tabela que inclui os resultados necessários de um experimento de escada auditiva. Observe que os dados relatados são para um único assunto (rotulado como Assunto # 1) e para uma única frequência (1000 Hz). A tabela inclui três colunas: o número da tentativa, o volume do tom apresentado nessa tentativa (em dB) e a resposta dada pelo participante.

          1. Verifique se o seu programa funcionou corretamente-ou seja,, que as respostas & # 39Sim & # 39 levaram a uma diminuição de volume e que Nenhuma resposta produziu aumentos de volume.
          2. Agora, faça um gráfico: o eixo X deve ser o número da tentativa, e o eixo Y deve traçar o volume do tom apresentado naquele julgamento. Figura 3 mostra um exemplo.


          Figura 3. Amostra os resultados de um único participante e com um único tom. O gráfico representa o volume do tom tocado, em dB, em função do número da tentativa para cada uma das 30 tentativas. O padrão principal é que o participante não consegue ouvir nenhum tom nas primeiras tentativas, produzindo uma série de respostas & # 39No & # 39 e solicitando que o volume aumente até que o limiar auditivo seja atingido. Nesse ponto, o participante se move para frente e para trás entre as respostas & # 39Não & # 39 e & # 39Sim & # 39, permitindo ao pesquisador identificar o local em que os sons se tornaram detectáveis ​​pela primeira vez.

          1. Gere um gráfico como este para cada tom.
          2. Agora, calcule a média dos volumes tocados durante as últimas dez tentativas do experimento para cada tom. O valor obtido é chamado de & # 8216 limite de volume. & # 8217
          3. A Figura 4 é um exemplo do limite de volume em função do tom.

          Um ramo da psicologia da percepção & # 8212psicofísica & # 8212 está preocupado em relacionar um estímulo & # 8217s real em comparação com sua intensidade percebida.

          Assim como os níveis reais, os perceptivos podem ser medidos: quão brilhante deve ser uma luz para ser observada ou quão suave pode ser um som para ser ouvido.

          Por exemplo, alguém que espera o jantar ser servido pode não ouvir que está pronto, se estiver na base da escada, terá que subir alguns degraus antes de ouvir algo e talvez até mais alguns para interpretar os sons.

          Este ajuste dinâmico é o conceito por trás do procedimento de escada, onde a intensidade mínima observada pode ser determinada com segurança aumentando ou diminuindo a quantidade de estimulação.

          Este vídeo demonstra como projetar e implementar o procedimento de escada, especificamente para medir os limiares auditivos & # 8212o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

          Neste experimento, os tons são apresentados por meio de fones de ouvido em seis frequências ou tons diferentes: 1 & # 82116 kHz & # 8212 todos dentro da faixa de audição humana.

          Dado que nossos limites não são os mesmos em todas as frequências, seis blocos são usados ​​para testar cada um independentemente. Em cada bloco, a frequência é brevemente apresentada por 200 ms em volumes variando de 2 & # 821140 dB.

          O primeiro tom é tocado no volume mais baixo de 2 dB, um nível que o participante não deve perceber. Se for esse o caso, o volume da próxima tentativa é aumentado em um nível, 1 dB.

          Por outro lado, se for perceptível, o volume é diminuído em um. Este procedimento é repetido por 30 tentativas & # 8212 resultando em mudanças de volume semelhantes a escadas.

          A variável dependente são as respostas dos participantes & # 8217 & # 8212 se eles ouviram o tom ou não. Essas informações são então combinadas com os dados de intensidade de volume para determinar o limite de volume perceptivo em cada frequência.

          Para começar o experimento, cumprimente o participante no laboratório e faça-o sentar-se confortavelmente em frente ao computador. Explique as instruções da tarefa: Em cada tentativa, o computador irá reproduzir um tom através dos fones de ouvido, após o qual você será solicitado a pressionar a tecla 'Y' se você ouviu o tom ou 'N' se não.

          Permita que o participante coloque os fones de ouvido, inicie as tentativas associadas ao tom de 1 kHz e, em seguida, saia da sala.

          Após a conclusão do primeiro bloco de seis frequências, volte para a sala e peça ao participante que retire os fones de ouvido. Responda a quaisquer perguntas que eles possam ter e dê-lhes um intervalo de 2 minutos.

          Quando o tempo acabar, peça ao participante que volte a colocar os fones de ouvido para iniciar as tentativas relacionadas ao próximo tom. Repita as etapas até que todos os seis tons tenham sido testados.

          Para analisar os resultados, gere uma tabela de dados separada para cada um dos tons testados, com uma coluna para o número do teste, nível de volume e as respostas do participante.

          Durante as primeiras tentativas, verifique se eles responderam com uma série de não & # 8217s, indicando que os tons eram inaudíveis no início, o que deveria ter causado aumentos de volume até que o limiar auditivo fosse atingido.

          Após a verificação, represente graficamente o volume reproduzido em cada tentativa de cada bloco, conforme mostrado aqui, para 1 kHz.

          Quando o limiar auditivo foi atingido, observe que o participante se moveu para frente e para trás entre as respostas 'Não' e 'Sim', o que permite a identificação de quais sons primeiro se tornaram detectáveis. A tendência central dessa faixa estreita é uma medida do limite.

          Para calcular o limite de volume em cada tom, calcule a média das últimas 10 tentativas de cada bloco e represente graficamente os resultados. Observe como isso tendia a aumentar à medida que a frequência aumentava. Em outras palavras, tons graves eram mais fáceis de ouvir do que tons agudos, o que se deve às propriedades de vibração dos filamentos e ossos do ouvido.

          Agora que você está familiarizado com este método eficiente para encontrar limiares de percepção, vamos ver como ele costumava examinar o declínio sensorial no envelhecimento normal e com exposição a performances altas.

          O procedimento de escada foi usado por pesquisadores para examinar como os limiares de audição mudam com a idade. Em geral, eles descobriram que os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Ou seja, para indivíduos com 60 anos de idade, um som de alta frequência precisava ser quatro vezes mais alto do que seria audível para aqueles com 20 anos.

          Usando métodos semelhantes, os pesquisadores também compararam os limiares de volume de pessoas com audição normal com aqueles com deficiência para identificar a natureza dos déficits. Frequências específicas foram afetadas, como 4 e 5 kHz, enquanto outras eram normais, sugerindo que a causa é doença ou dano, e não envelhecimento.

          Além disso, a abordagem pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música pesada de heavy metal durante um show.

          Quando os pesquisadores testaram as pessoas pouco antes de assistir a um show, e meia hora depois, eles descobriram que o heavy metal aumentava o limite de volume dos sons. Portanto, o rock pode dificultar a audição!

          Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre o procedimento de escada. Agora você deve ter um bom entendimento de como projetar uma tarefa de limite de percepção e executar o experimento, bem como analisar e avaliar os resultados.

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          Resultados

          O objetivo do procedimento de escada é levar o participante a um volume em que ele mal consegue ouvir um tom. Isso é conseguido solicitando uma série de respostas & # 39Não & # 39 nas primeiras tentativas. Assim que uma resposta & # 39Sim & # 39 for produzida, o objetivo é manter o volume reproduzido próximo ao que provocou o primeiro & # 39Sim & # 39. Isso é feito diminuindo o volume sempre que uma resposta & # 39Sim & # 39 for fornecida. Isso produz um padrão em que o volume aumenta de forma constante nas primeiras tentativas e, em seguida, platôs, permanecendo em uma faixa estreita até o final do experimento, como pode ser visto na Figura 3. A tendência central desta faixa estreita é uma medida do limiar. Na Figura 3, fica claro que o limite é atingido em torno de 6 dB. Uma maneira comum de calcular o limite é computar a média dos volumes reproduzidos durante as últimas 10 tentativas dos experimentos. No caso da Figura 3, essa média é de 6,1 dB.

          Com os resultados obtidos para seis tons de diferentes frequências, pode-se ver que os limiares de perceptibilidade variam de acordo com a frequência (o que costuma ser chamado de pitch). Os sons de alta frequência são mais difíceis de ouvir do que os de baixa frequência. Para ver isso graficamente, plote o limite de volume para cada um dos seis tons testados no experimento, assim como feito para o tom de 1 kHz - como mostrado na Figura 4. Os dados mostrados são para um único participante, 20 anos de idade. O padrão principal é que os tons de baixa frequência são mais fáceis de ouvir do que os tons de alta frequência. Este é um fato da audição humana que surge por causa da estrutura do sistema auditivo, começando com a natureza dos filamentos e ossos vibrantes dentro do ouvido humano.


          Figura 4. Limite de volume em função da frequência. Os dados mostrados são para um único participante, com idade de 20 anos. Por causa da estrutura do sistema auditivo humano, os sons com frequências mais baixas - o que coloquialmente chamamos de agudos ou graves - são mais fáceis de ouvir do que os sons de alta frequência (agudos). É necessário um volume maior para tornar audível um som de alta frequência.

          Na verdade, à medida que as pessoas envelhecem, a disparidade entre os sons de baixa e alta frequência aumenta. A Figura 5 representa graficamente os limiares auditivos para o sujeito de 20 anos mostrado na Figura 4, juntamente com os limiares para um indivíduo com 40 e 60 anos. Em geral, os limites aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Além disso, os tons de frequência mais alta tornam-se consideravelmente mais difíceis de ouvir do que os tons de baixa frequência.


          Figura 5. Limites de volume em função da frequência e idade. Em geral, os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Além disso, a disparidade entre sons de baixa e alta frequência aumenta. Para ser audível por alguém com cerca de 60 anos, um som de alta frequência precisa ser quase quatro vezes mais alto do que deveria ser ouvido por alguém com 20 anos.

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          Aplicativos e resumo

          Uma das principais aplicações do procedimento da escada auditiva é avaliar a deficiência auditiva. Além do envelhecimento normal, as deficiências auditivas podem ser causadas por danos ao ouvido interno, danos cerebrais e doenças. Freqüentemente, a deficiência auditiva afeta determinadas frequências mais do que outras. O método da escada pode ser usado para determinar se alguém possui uma audição especialmente ruim dentro de uma faixa de frequência estreita, o que sugere deficiência auditiva causada por um envelhecimento maior do que o normal. Figura 6 faz um gráfico dos limiares auditivos de um deficiente auditivo de 60 anos em comparação com um de 60 anos sem deficiência. O indivíduo com deficiência apresenta perda auditiva em 4 e 5 kHz, indicada por limiares auditivos muito elevados nessas frequências. Caso contrário, o indivíduo com deficiência tem um desempenho semelhante a um controle de mesma idade.


          Figura 6. Limites de volume para um indivíduo com deficiência auditiva (60 anos) em comparação com uma correspondência de idade sem deficiência. A deficiência auditiva geralmente afeta apenas uma parte do espaço de frequência. O indivíduo com deficiência mostrado aqui sofre de deficiência severa - limiares muito altos - em 4 e 5 kHz, mas parece normal em comparação com um controle de mesma idade.

          Essa abordagem também pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música pesada de heavy metal em um show. 1 Os cientistas testaram pessoas pouco antes de assistir a um concerto e meia hora depois. Talvez sem surpresa, o heavy metal aumentou o limite de volume para sons, especialmente na faixa de 6Hz. A música rock pode dificultar a audição!

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          Referências

          1. Drake-Lee, A. B. (1992). Além da música: mudança temporária de limiar auditivo em músicos de rock após um show de heavy metal. Jornal da sociedade real de medicina, 85(10), 617-619.

          Transcrição

          Um ramo da psicologia perceptiva - psicofísica - está preocupado em relacionar o real de um estímulo em comparação com sua intensidade percebida.

          Assim como os níveis reais, os perceptivos podem ser medidos: quão brilhante deve ser uma luz para ser observada ou quão suave pode ser um som para ser ouvido.

          Por exemplo, alguém que espera o jantar ser servido pode não ouvir que está pronto se estiver na base da escada, terá que subir alguns degraus antes de ouvir algo e talvez até mais alguns para interpretar os sons.

          Este ajuste dinâmico é o conceito por trás do procedimento de escada, onde a intensidade mínima observada pode ser determinada com segurança aumentando ou diminuindo a quantidade de estimulação.

          Este vídeo demonstra como projetar e implementar o procedimento de escada, especificamente para medir os limiares auditivos - o volume mínimo necessário para que um tom seja percebido.

          Neste experimento, os tons são apresentados por meio de fones de ouvido em seis frequências ou tons diferentes: 1–6 kHz - todos dentro da faixa de audição humana.

          Dado que nossos limites não são os mesmos em todas as frequências, seis blocos são usados ​​para testar cada um independentemente. Em cada bloco, a frequência é apresentada brevemente por 200 ms em volumes que variam de 2 a 40 dB.

          O primeiro tom é tocado no volume mais baixo de 2 dB, um nível que o participante não deve perceber. Se for esse o caso, o volume na próxima tentativa é aumentado em um passo, 1 dB.

          Por outro lado, se for perceptível, o volume é diminuído em um. Este procedimento é repetido por 30 tentativas - resultando em mudanças de volume semelhantes a escadas.

          A variável dependente são as respostas dos participantes - quer tenham ouvido o tom ou não. Essas informações são então combinadas com os dados de intensidade de volume para determinar o limite de volume perceptivo em cada frequência.

          Para começar o experimento, cumprimente o participante no laboratório e faça-o sentar-se confortavelmente em frente ao computador. Explique as instruções da tarefa: Em cada tentativa, o computador irá reproduzir um tom através dos fones de ouvido, após o qual você será solicitado a pressionar a tecla 'Y' se você ouviu o tom ou 'N' se não.

          Permita que o participante coloque os fones de ouvido, inicie as tentativas associadas ao tom de 1 kHz e, em seguida, saia da sala.

          Após a conclusão do primeiro bloco de seis frequências, volte para a sala e peça ao participante que retire os fones de ouvido. Responda a quaisquer perguntas que eles possam ter e dê-lhes um intervalo de 2 minutos.

          Quando o tempo acabar, peça ao participante que volte a colocar os fones de ouvido para iniciar as tentativas relacionadas ao próximo tom. Repita as etapas até que todos os seis tons tenham sido testados.

          Para analisar os resultados, gere uma tabela de dados separada para cada um dos tons testados, com uma coluna para número de teste, nível de volume e as respostas do participante.

          Durante as primeiras tentativas, verifique se eles responderam com uma série de nãos, indicando que os tons eram inaudíveis no início, o que deveria ter provocado aumentos de volume até que o limiar auditivo fosse atingido.

          Após a verificação, represente graficamente o volume reproduzido em cada tentativa de cada bloco, conforme mostrado aqui, para 1 kHz.

          Quando o limiar auditivo foi atingido, observe que o participante se moveu para frente e para trás entre as respostas 'Não' e 'Sim', o que permite a identificação de quais sons primeiro se tornaram detectáveis. A tendência central dessa faixa estreita é uma medida do limite.

          Para calcular o limite de volume em cada tom, calcule a média das últimas 10 tentativas de cada bloco e represente graficamente os resultados. Observe como isso tendia a aumentar à medida que a frequência aumentava. Em outras palavras, tons graves eram mais fáceis de ouvir do que tons agudos, o que se deve às propriedades de vibração dos filamentos e ossos do ouvido.

          Agora que você está familiarizado com este método eficiente para encontrar limiares de percepção, vamos ver como ele é usado para examinar o declínio sensorial no envelhecimento normal e com exposição a performances altas.

          O procedimento de escada foi usado por pesquisadores para examinar como os limiares de audição mudam com a idade. Em geral, eles descobriram que os limites de volume aumentam à medida que as pessoas envelhecem. Ou seja, para indivíduos com 60 anos de idade, um som de alta frequência precisava ser quatro vezes mais alto do que seria audível para aqueles com 20 anos.

          Usando métodos semelhantes, os pesquisadores também compararam os limiares de volume de pessoas com audição normal com aqueles com deficiência para identificar a natureza dos déficits. Frequências específicas foram afetadas, como 4 e 5 kHz, enquanto outras eram normais, sugerindo que a causa é doença ou dano, e não envelhecimento.

          Além disso, a abordagem pode ser usada para avaliar as consequências de vários tipos de experiências no sistema auditivo. Por exemplo, estudos usaram uma abordagem de limiar para avaliar os efeitos de ouvir música pesada de heavy metal durante um show.

          Quando os pesquisadores testaram as pessoas pouco antes de assistir a um show, e meia hora depois, eles descobriram que o heavy metal aumentava o limite de volume dos sons. Portanto, o rock pode dificultar a audição!

          Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre o procedimento de escada. Agora você deve ter um bom entendimento de como projetar uma tarefa de limite de percepção e executar o experimento, bem como analisar e avaliar os resultados.


          Planos de amostragem para ajustar a função psicométrica

          A pesquisa sobre estimativa de uma função psicométrica Ψ geralmente se concentra na comparação de algoritmos alternativos para aplicar aos dados, raramente abordando a melhor forma de coletar os próprios dados (ou seja, qual plano de amostragem melhor implanta o número acessível de ensaios). Métodos de simulação foram usados ​​aqui para avaliar o desempenho de vários planos de amostragem em tarefas de sim-não e escolha forçada, incluindo o método QUEST e várias variantes de escadas para cima-para baixo e do método de estímulos constantes (MOCS). Também avaliamos a eficácia de quatro métodos de estimativa de parâmetros. As comparações de desempenho foram baseadas em análises de usabilidade (ou seja, a porcentagem de vezes que um plano produz dados utilizáveis ​​para a estimativa de todos os parâmetros de Ψ) e das distribuições resultantes das estimativas de parâmetros. A máxima verossimilhança acabou sendo o melhor método de estimativa de parâmetros. Quanto aos planos de amostragem, o QUEST nunca excedeu 80% de usabilidade, mesmo quando 1000 testes foram administrados e renderam estimativas precisas do limite, mas estimaram incorretamente os parâmetros restantes. MOCS e escadas ascendentes e descendentes produziram usabilidade semelhante e aceitável (acima de 95% com 400-500 tentativas) e, embora nenhum tipo de plano permitisse estimar todos os parâmetros com precisão ideal, cada tipo parecia bem adequado para estimar um subconjunto distinto de parâmetros. Uma análise das causas dessa adequação diferencial permitiu projetar planos de amostragem alternativos (todos baseados em escadas para cima-para-baixo) para tarefas de sim-não e escolha forçada. Esses planos alternativos renderam distribuições quase ótimas de estimativas para todos os parâmetros. Os resultados descritos apenas se aplicam quando o Ψ ajustado tem a mesma forma matemática que o Ψ real gerando os dados em caso de incompatibilidade de forma, todos os parâmetros exceto o limite foram geralmente mal estimados, mas o desempenho relativo de todos os planos de amostragem permaneceu idêntico. Recomendações práticas detalhadas são fornecidas.

          Los estudios sobre a estimativa da função psicométrica Ψ se han centrado tradicionalmente em comparar os algoritmos que se pueden aplicar os dados, definindo a margem do problema de cómo recoger los propios datos (es decir, qué esquema de muestreo despliega de mejor forma los ensayos disponibles). Aquí se utiliza técnicas de simulação para avaliar o rendimiento de varios esquemas de muestreo en tareas de sí – no y de elección forzada, incluyendo QUEST y distintas variantes de escaleras de paso fijo y del método de los estímulos constantes. También se evalúa la eficacia de cuatro métodos de estimación de parámetros. Las comparaciones se basan en analisis de usabilidad (es decir, del porcentaje de veces that un esquema oferece datos válidos para estimar todos los parámetros de Ψ) y de las distribuciones de las estimaciones. El mejor método de estimativa resultó ser o máximo verosimilitud. En cuanto a esquemas de muestreo, QUEST no llegó a rendir una usabilidad del 80% ni siquiera cuando se administraron 1000 ensayos y, aunque proporcionou buenas estimaciones del umbral, estimó erróneamente el resto de los parámetros. El método de los estímulos constantes y las escaleras de paso fijo rindieron una usabilidad similar (superior a 95% con 400–500 ensayos) y, aunque ninguno de estos esquemas permitió estimar con precisión óptima todos los parámetros, cada tipo de de show se mostró adecuado para estimar un subconjunto distinto de parámetros. A análise das causas dessas diferenças permitió diseñar esquemas alternativos (todos os ellos basados ​​em escaleras de paso fijo) para tareas de sí – no y de elección forzada. Estos esquemas alternativos proporcionon estimaciones con distribuciones casi óptimas. Los resultados positivos son válidos cuando la función cuyos parámetros se estiman tiene la misma forma analítica que la función psicométrica que ha generado los datos cuando esas funciones difieren en forma, todos los parámetros excepto el umbral resultan estimados erróneamente, aunque la eficacia de los distintos esquemas de muestreo no varía. Se ofrecen recomendaciones prácticas basadas en estos resultados.


          Assista o vídeo: Método de los estímulos constantes (Janeiro 2022).