Umbral sensorial

En psicofísica , el umbral sensorial es el estímulo más débil que un organismo puede percibir . A menos que se indique lo contrario, suele definirse como el estímulo más débil que se puede detectar la mitad de las veces, por ejemplo, como lo indica un punto en una curva de probabilidad. ^[1] Se han desarrollado métodos para medir los umbrales en cualquiera de los sentidos.

Se han definido varios umbrales sensoriales diferentes; ^[2]

• Umbral absoluto : el nivel más bajo en el que se puede detectar un estímulo.
• Umbral de reconocimiento: nivel en el que un estímulo no sólo puede detectarse sino también reconocerse.
• Umbral diferencial : nivel en el que se puede percibir un aumento de un estímulo detectado.
• Umbral terminal: nivel más allá del cual cualquier aumento de un estímulo ya no cambia la intensidad percibida.

Los primeros estudios sistemáticos para determinar los umbrales sensoriales fueron realizados por Ernst Heinrich Weber , fisiólogo y pionero de la psicología experimental en la Universidad de Leipzig . ^[3] Sus experimentos tenían como objetivo determinar los umbrales absolutos y diferenciales. Weber fue capaz de definir el umbral absoluto y diferencial estadísticamente, lo que condujo al establecimiento de la Ley de Weber y al concepto de diferencia apenas perceptible para describir la percepción umbral de los estímulos.

Siguiendo el trabajo de Weber, Gustav Fechner , un pionero de la psicofísica , estudió la relación entre la intensidad física de un estímulo y la intensidad psicológicamente percibida del estímulo. ^[4] Comparando la intensidad medida de las ondas sonoras con la sonoridad percibida, Fechner concluyó que la intensidad de un estímulo cambia en proporción al logaritmo de la intensidad del estímulo. Sus hallazgos conducirían a la creación de la escala de decibelios . ^[3]

Para definir y medir los umbrales sensoriales es necesario fijar el límite de sensibilidad de forma que las observaciones de percepción conduzcan al umbral absoluto. Normalmente se supone que el nivel de sensibilidad es constante para determinar el límite del umbral. Existen tres métodos comunes que se utilizan para determinar los umbrales sensoriales: ^[2]

1. Método de límites:

   En el primer paso, se estimula al sujeto con estímulos fuertes y fácilmente detectables que se van reduciendo gradualmente (secuencia descendente) hasta que no puede detectar el estímulo. A continuación, se aplica otra secuencia de estimulación llamada secuencia ascendente. En esta secuencia, la intensidad del estímulo aumenta desde un nivel subumbral hasta un nivel fácilmente detectable. Ambas secuencias se repiten varias veces. Esto produce varios valores umbral momentáneos. En el siguiente paso, se calculan los valores medios para las secuencias ascendentes y descendentes por separado. El valor medio será menor para las secuencias descendentes. En el caso de la audiometría, la diferencia de los valores medios en el caso de las secuencias ascendentes y descendentes tiene importancia diagnóstica. En el paso final, el promedio de los valores medios calculados anteriormente dará como resultado el umbral absoluto.

2. Método de estímulos constantes:

   Se presentan al sujeto estímulos de intensidades variables en orden aleatorio. Las intensidades implican estímulos que seguramente son subumbral y estímulos que seguramente son supraumbral. Para la creación de la serie, el umbral aproximado se juzga por un método más simple (es decir, por el método de límites). Las secuencias aleatorias se presentan al sujeto varias veces. La fuerza del estímulo, percibida en más de la mitad de las presentaciones, se tomará como umbral.

3. Método adaptativo:

   La estimulación comienza con un estímulo que se encuentra por encima del umbral, y luego se dan otros estímulos con una intensidad que se reduce en pasos previamente definidos. La serie se detiene cuando la intensidad del estímulo se vuelve inferior al umbral (esto se denomina fenómeno de giro). A continuación, el paso se reduce a la mitad y se repite la estimulación, pero ahora con intensidades crecientes, hasta que el sujeto vuelve a percibir el sonido. Este proceso se repite varias veces, hasta que el tamaño del paso alcanza el valor mínimo preestablecido. Con este método, el valor umbral se puede delinear con mucha precisión. El tamaño inicial del paso se puede seleccionar en función de la precisión esperada.

Al medir el umbral sensorial, se debe tener en cuenta el ruido. El ruido de la señal se define como la presencia de energía adicional no deseada en el sistema de observación que oscurece la información de interés. A medida que las mediciones se acercan al umbral absoluto, la variabilidad del ruido aumenta, lo que hace que el umbral se oculte. ^[5] Los diferentes tipos de ruido interno y externo incluyen el exceso de estímulos, la sobreestimulación o la subestimulación del sistema nervioso ^[6] y las condiciones que estimulan falsamente los nervios en ausencia de estímulos externos.

Es difícil definir un umbral absoluto universal como estándar debido a la variabilidad de las mediciones. ^[7] Si bien la sensación se produce en los nervios físicos, puede haber razones por las que no es constante. La edad ^[8] o el daño a los nervios pueden afectar la sensación. De manera similar, los factores psicológicos pueden afectar la percepción de la sensación física. El estado mental, la memoria, ^[9] las enfermedades mentales, ^[10] la fatiga y otros factores pueden alterar la percepción.

En relación con el movimiento en cualquiera de los seis grados de libertad (6-DoF) posibles, el hecho de que existan umbrales sensoriales es la razón por la que es esencial que las aeronaves tengan instrumentos para volar a ciegas. El vuelo sostenido en las nubes no es posible solo con indicaciones improvisadas, ya que los errores se acumulan debido a los movimientos de la aeronave por debajo del umbral sensorial del piloto, lo que finalmente conduce a la pérdida de control.

• En los simuladores de vuelo con plataformas de movimiento, los umbrales sensoriales de movimiento se utilizan en la técnica conocida como " señal de inicio de aceleración ". En este caso, una plataforma de movimiento, después de haber alcanzado la aceleración inicial detectada por la tripulación del simulador, se vuelve a colocar aproximadamente en su posición neutra moviéndola a una velocidad inferior al umbral sensorial y, a continuación, está lista para responder a la siguiente aceleración exigida por la computadora del simulador.

• Teoría de la detección
• Umbral de detección de olores
• Percepción
• Análisis sensorial