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Sensazioni:
sono eventi privati e soggettivi.
È possibile descrivere agli altri le proprie
sensazioni, ma nessuno, se non noi, può averne un’esperienza
diretta.
Relazioni
psicofisiche
: relazione tra lo stimolo fisico (o stimolo distale), e la
sensazione dell’individuo.
Tale relazione:
-
è sistematica nel senso che un certo cambiamento
nell’ambiente fisico viene descritto in modo simile da persone
diverse;
-
è definita psicofisica perchè vi
è correlazione tra variabili fisiche (gli stimoli) e
variabili psicologiche (le sensazioni).
Psicofisica:
studio
delle relazioni che intercorrono fra gli attributi soggettivamente
definibili di una data sensazione e gli attributi fisici
controllabili dello stimolo corrispondente.
I sistemi sensoriali e la sensibilià umana
Ogni sistema sensoriale è sensibile a una determinata forma di
energia fisica:
-
il sistema uditivo risponde a rapide variazioni della pressione
dell’aria (il suono);
-
il sistema visivo risponde a specifiche forme di energia
elettromagnetica (la luce);
La sensibilità dell’uomo agli stimoli ambientali ha dei limiti di
vario tipo:
1.
l’uomo è sensibile soltanto alle forme di energia per le quali
possiede gli opportuni organi recettori (organi di senso).
Per esempio, siamo circondati dall’energia elettromagnetica
proveniente da molte stazioni radiotelevisive, ma, a meno di non
avere una radio o una televisione accesa, non percepiamo alcunché.
2.
l’energia a cui l’uomo è sensibile, deve comunque essere
abbastanza intensa da produrre una sensazione avvertibile.
3.
un altro tipo di limite della
sensibilità si ha nell’avvertire una variazione ell’intensità
dell’energia. Per esempio, è necessario che l’intensità di una
forite luminosa aumenti o diminuisca di una certa quantità, affinché
sia possibile avvertire la variazione.
La psicologia sperimentale ha iniziato i suoi studi proprio sui
limiti della nostra sensibilità. I metodi elaborati per determinare
la soglia assoluta e la soglia differenziale furono i primi
tentativi di eseguire misurazioni precise in psicologia.
q
La misura della sensibilità sensoriale
Tre proposte:
1)
Misura delle soglie: assoluta e
differenziale – Legge di Weber
2)
Descrizione della funzione della
sensibilità: legge di Fechner
3)
Descrizione della funzione della
sensibilità: legge di Stevens
Proposta 1: Soglia assoluta - Soglia differenziale – legge di Weber
I) Soglia assoluta
Soglia assoluta:
valore di energia che segna il confine tra i livelli di energia
sufficienti per suscitare una sensazione avvertibile e quelli troppo
deboli per farlo. E’ utilizzata per determinare il livello minimo
di energia di uno stimolo fisico capace di suscitare una
sensazione.
Misurazione:
a.
metodo dell’aggiustamento:
si chiede ad un soggetto di aggiustare il livello di intensità di
uno stimolo finché esso non comincia a suscitare una sensazione.
Svantaggio: non è molto preciso: 1) ogni volta che ai soggetti
viene richiesto di ripetere la procedura l’intensità della soglia
viene fissata a un valore lievemente differente; 2) si ottengono
differenze di valutazione a seconda se lo stimolo viene aggiustato
aumentandolo, o aggiustato diminuendolo (errore della direzione
della serie).
b.
metodo degli stimoli costanti:
un certo numero di stimoli di differente intensità viene presentato
più volte, in ordine casuale, a dei soggetti. Per ogni stimolo
presentato il soggetto deve riferire se ha avvertito o meno una
sensazione (con un SI o un NO). Si considera come soglia assoluta
il valore dello stimolo che nel 50 per cento dei casi ha la
probabilità di suscitare la sensazione corrispondente
(valore liminare).
Il metodo degli stimoli costanti è stato
elaborato nel tentativo di ottenere misurazioni più coerenti.
II) Soglia differenziale
Definizione:
Soglia differenziale
o Just Noticeable Difference (JND):
rappresenta il minimo valore di energia con cui uno stimolo fisico
deve essere variato perchè la variazione sia avvertita. E’
utilizzato per misurare la sensibilità si ha nell’avvertire una
variazione nell’intensità dell’energia.
Misurazione
metodo degli stimoli costanti:
in ogni prova viene presentata una coppia di segnali di intensità
differente (invece di un singolo segnale di una certa intensità come
nel caso della soglia assoluta): lo stimolo standard tenuto
costante e lo stimolo di paragone variabile. Il soggetto deve
riferire se è in grado di cogliere una differenza tra i due stimoli.
Si considera soglia differenziale il valore della differenza
che viene rilevato nel 50 per cento delle volte. (Vi è una gamma di
differenze di intensità così piccole da non suscitare quasi mai un
giudizio di differenza, una gamma di differenze di intensità
abbastanza grandi da farlo quasi sempre, e una gamma intermedia in
cui l’entità delle differenze a volte viene percepita e altre volte
no. Questa differenza è nota come differenza appena rilevabile
o Just Noticeable Difference, Jnd).
III) Legge di Weber (per la soglia differenziale)
Weber verificò che la soglia differenziale (AR) di ciascun tipo di
stimolo è una frazione (o proporzione) costante (K) dell’intensità
dello stimolo (R) iniziale; cioè:
K=AR/R
à legge di Weber; K= costante di Weber
Proposta 2: Descrizione della funzione della
sensibiltà: legge di Fechner
Un altro modo misurare le nostre capacità sensoriali
è esaminare in che modo può variare la sensazione S al
variare continuo dell’intensità della stimolazione R (dal
tedesco Reiz), cioè descrivere la funzione S=f(R).
I) Legge di Fechner:
S
=c logR + C
dove c è la costante di proporzionalità di
Weber e C una costante di integrazione.
Le ricerche condotte per le diverse modalità
sensoriali hanno dimostrato la validità della legge di Fechner a un
livello di approssimazione decisamente soddisfacente, salvo che per
i valori più alti e più bassi delle scale di intensità.
II) Metodo della stima
di grandezza e Legge di Stevens
Metodo stima di grandezza (magnitude estimation):
si presenta uno stimolo con una certa intensità di
luce e si dice al soggetto che ha una chiarezza pari a un numero N (es
10). Per ogni altro stimolo presentato di intensità diversa, si
chiede al soggetto di associarla a un numero che ne rappresenti la
chiarezza relativamente al primo stimolo. (Es: se i soggetti credono
che la seconda luce sia due volte più luminosa della prima,
assegneranno a essa il numero 20; se pensano che la chiarezza sia la
metà, sceglieranno il numero 5 ecc.). Da ciò si ricava
un’indicazione precisa del valore medio assegnato a ognuna.
Per la luce:
gli aumenti nell’intensità della luce producono cambiamenti
progressivamente più piccoli nella chiarezza in conformità con la
legge di Fechner.
Per
gli stimoli in genere:
Stevens stabilì che la legge di Fechner era applicabile solo per
certi tipi di stimolazione. Per esempio, la stima di grandezza della
sensazione suscitata da una scossa elettrica al crescere
dell’intensità della scossa, aumenta dapprima lentamente, poi più
rapidamente – l’opposto del risultato predetto dalla legge di
Fechner.
Legge di Stevens
Nello studio della psicofisica soggettiva,
Stevens propose la legge di potenza, secondo cui la
sensazione (S) è proporzionale all’intensità dello stimolo (I)
elevata a una certa potenza (n):
S=
k In
q
La teoria della detezione del segnale
I concetti di soglia assoluta e di soglia
differenziale sono fondati sull’idea che, quando viene presentato
uno stimolo a un soggetto, questi o lo rileva o non lo rileva. Ma
questa rivelazione è associata con i processi di decisione,
in quanto il soggetto deve decidere la presenza (o assenza) di uno
stimolo rispetto a un rumore di fondo.
Egli ha quindi un compito di rilevazione dello
stimolo secondo quattro possibilità:
-
H: dire si (che il segnale esiste)
quando questo esiste realmente;
-
FA (falso allarme):
dire si quando vi è solo rumore di fondo;
-
O
(omissione): dire no (che il segnale non esiste)
quando questo esiste realmente;
-
RC
(rifiuto corretto): dire no quando il segnale
non esiste davvero.
Teoria della detenzione del segnale:
negli esperimenti per la misurazione della sensibilità
sensoriale bisogna tener conto di una sovrapposizione tra la
sensibilità dell’organismo e il criterio soggettivo di
decisione. In tal senso vi può essere:
-
un atteggiamento più di azzardo
(gambler)
-
un atteggiamento più prudente
(conservative).
Chi azzarda sceglie di compiere più H che
RC, ma in questo modo aumenterà il numero degli FA; chi è
prudente opterà per gli RC, ma in tal modo aumenterà gli O.
Sicchè l’errore che si commette negli esperimenti di
psicofisica è quello di attribuire alla sensibilità fattori che
dovrebbero essere riferiti ai processi di decisione del soggetto.
L’UDITO
q
Gli stimoli uditivi
Lo stimolo ambientale che normalmente produce la
sensazione sonora è una rapida variazione della pressione dell’aria
che giunge all’organo dell’udito. Le rapide variazioni di pressione
dell’aria causate dalla vibrazione della superficie di un oggetto si
propagano a una velocità di circa 330 metri al secondo, in
modo tale che una configurazione di variazioni simile, ma più
debole, si produca in prossimità degli orecchi.
L’onda sonora.
Il suono è una variazione della pressione
atmosferica registrata dall’organo dell’udito. Queste variazioni
hanno la forma di onde che, di solito, si propagano nell’aria. Un
oggetto, passando da uno stato di quiete a uno stato di vibrazione,
produce una serie di compressioni (quando l’oggetto si muove verso
l’esterno) e rarefazioni (quando l’oggetto si muove verso
l’interno).
Per vibrazione si intende il passaggio dallo
stato di quiete a una estremità e poi all’altra dell’oscillazione
per giungere infine al punto di partenza. Essa viene detta
periodo.
La vibrazione si caratterizza per
-
la frequenza:
il numero di periodi per secondi, o hertz (Hz)
e determina la tonalità o altezza
(il suono appare grave se la frequenza è bassa, acuto se è alta).
-
l’ampiezza
(cioè, la grandezza delle vibrazioni) dipende
dall’energia che mette in moto il corpo stesso e determina
l’attributo dell’intensità (il suono appare debole o
forte)..
La maggior parte delle persone può sentire toni di
frequenza variabile tra i 20 e 20.000 Hz, e la sensibilità ai
toni compresi entro questa gamma può differire da un individuo
all’altro.
q
Teorie dell’udito
Il problema principale posto dall’udito consiste nel
capire
come gli impulsi nervosi
vengano codificati per fornire differenti tipi di informazione
acustica.
-
Teoria topica
(o teoria della sede di stimolazione):
i suoni di frequenza differente attivano zone differenti della
membrana basilare del dotto cocleare. In tal modo, l’informazione
relativa all’altezza dei suoni (toni) viene codificata mediante la
stimolazione di definite parti dell’organo di Corti che
risponderebbero in modo specifico a suoni di differente tonalità.
Una difficoltà della teoria topica è che non tutte le
frequenze sembrano causare modificazioni della membrana maggiori in
certi punti che in altri. Infatti, solo le frequenze alte (toni
alti) sembrano far questo; l’informazione sull'altezza delle
frequenze più basse (toni gravi) deve essere trasmessa altrimenti.
-
Teoria della frequenza
(o della scarica):
l’informazione relativa all’altezza dei suoni è codificata in
funzione del ritmo con il quale le cellule acustiche ciliate vengono
attivate.
In effetti, per una vasta gamma di frequenze vi è corrispondenza tra
la frequenza di un tono e la frequenza degli impulsi che raggiungono
il cervello attraverso le vie acustiche. In pratica, gruppi distinti
di fibre condurrebbero scariche di impulsi, sfasate fra un gruppo e
l’altro e in successione, in modo da realizzare una frequenza
sommata corrispondente a ciascuna frequenza sonora udibile. Tale
processo vale soprattutto per le frequenze basse. Il numero di fibre
che entrano in azione in ogni gruppo aumenterebbe con l’aumentare
dell’intensità del suono, permettendo così alla corteccia di
discriminare – oltre alla tonalità – anche l’intensità del suono
stesso.
q
La localizzazione dei suoni
La capacità di localizzazione dei suoni ci permette
di discernere il suono dello voce di una, persona durante una festa
affollata, o di renderci conto, quando andiamo in bicicletta, che
un’automobile si sta avvicinando alle nostre spalle.
La localizzazione dei suoni avviene grazie a lievi
differenze nel modo in cui un suono arriva separatamente alle due
orecchie. Esistono due tipi di differenze:
-
Differenza di tempo,
per la quale un suono proveniente dalla nostra sinistra arriva
lievemente prima l’orecchio sinistro che per quello destro (e
viceversa). Questa differenza è specialmente utile per i
suoni a bassa frequenza (meno di 2.000 Hz).
-
Differenza di intensità,
per la quale un suono proveniente dalla nostra sinistra
arriva con una intensità lievemente maggiore per l’orecchio sinistro
che per quello destro (e viceversa). Questa differenza è più utile
per i suoni a frequenza elevata (ciò dipende dal fatto che una
differenza di tempo è più facilmente rilevabile nel caso di basse
frequenze, mentre le frequenze elevate, per raggiungere l’altro lato
della testa, perdono una maggiore quantità di energia)
LA VISIONE
La visione è il più importante sistema sensoriale.
È il sistema dal quale otteniamo più informazioni, e la sua
perdita è terribilmente penosa.
q
Gli stimoli visivi
I nostri occhi sono sensibili a una ristretta gamma
di energia elettromagnetica, di lunghezza d’onda compresa tra i 400
e i 760 nm. Questa gamma è nota come spettro visibile
o, più semplicemente, luce.
Le varie sorgenti di luce differiscono per
-
chiarezza
-
bianchezza
in funzione, tra l’altro, della quantità di energia
proveniente dalle diverse parti dello spettro.
Le configurazioni luminose
L’esperienza visiva riguarda complesse configurazioni
luminose:
-
configurazioni spaziali:
definite dalle variazioni della luce nel campo visivo
-
configurazioni temporali:
definite dalle variazioni della luce nel tempo.
La nostra capacità di interpretare questi due tipi di
configurazione ha dei limiti. Si parla a tale proposito di :
-
acuità visiva
(misurata dal test di Snellen) , ossia la capacità di
discernere dettagli sempre più fini delle configurazioni spaziali
della luce;
-
acuità temporale,
ossia la capacità di discernere rapide variazioni
della luce nel tempo. (Per esempio, una normale lampada fluorescente
non è continuamente accesa; la luce va e viene 60 volte al secondo,
senza che ce ne rendiamo conto).
Campo visivo e grandezza degli oggetti.
Se si sta in piedi al centro di un grande cerchio, la
visione combinata di entrambi gli occhi, il campo visivo,
comprende più di 200 gradi (dei 360 della circonferenza del
cerchio).
La grandezza di un oggetto che appare nel campo
visivo dipende sia dalle sue dimensioni fisiche, sia dalla sua
distanza dall’osservatore. Ecco perché è utile riferire la grandezza
di un oggetto all’ampiezza del campo visivo che esso occupa; cioè
quanti gradi della circonferenza del cerchio immaginario che
circonda l’osservatore vengono da esso occupati. In questo caso la
grandezza dell’oggetto viene espressa in gradi di angolo
visivo. Per esempio, l’unghia di un dito, vista alla
distanza di un braccio, ha una larghezza di circa un grado di angolo
visivo.
Lo stimolo visivo e i reticoli.
Stimolo visivo:
(al pari delle onde sonore semplici) è una variazione periodica
regolare della chiarezza nello spazio.
Reticolo:
onda sinusoidale originata dalla successione delle variazioni
periodiche regolare della chiarezza nello spazio.
Ogni reticolo è definito da due parametri fisici:
-
la frequenza spaziale: data dal
numero di cicli per unità di angolo visivo;
-
il contrasto: definito dalla
differenza di chiarezza tra la banda più luminosa del ciclo e quella
più scura.
q
L’occhio
L’occhio proietta un’immagine dello stimolo sulla sua
parete posteriore. Questa parete è rivestita internamente da un
complesso tessuto detto retina. È nella retina che le cellule
sensibili alla luce convertono l’immagine proiettata in una
informazione nervosa.
Sulla retina vi sono due punti di riferimento
principali: la fovea e il punto cieco. La fovea (o macula
lutea) è una piccola area della retina situata dietro il
cristallino. Essa si trova al centro del campo visivo, dove l’acuità
visiva è massima. Il punto cieco (o macula cacca),
situato al centro di un fitto reticolo di vasi sanguigni, è l’area
in cui i vasi sanguigni e i neuroni attraversano la parete
dell’occhio ed è completamente insensibile alla luce.
Coni e bastoncelli.
Nella retina vi sono due tipi di cellule sensibili
alla luce, diverse anzitutto per la loro forma:
- bastoncelli:
circa 120 milioni; sono distribuiti sulla maggior parte della retina
(a parte la fovea e il punto cieco), ma la loro concentrazione è
maggiore nell’area di qualche grado al di fuori della fovea. I
bastoncelli sono più sensibili alla luce, e perciò dipendiamo da
essi per vedere di notte o in condizioni di scarsa luminosità.
Benché sensibili alla luce, non sono in grado di distinguere i
colori.
- coni:
circa 6-8 milioni di coni. La maggioranza dei coni si trova
nella fovea, essi sono in grado di cogliere i dettagli più fini e di
percepire i colori; funzionano meglio alla luce del giorno o con
luce intensa.
q
L’adattamento visivo: visione scotopica e visione
fotopica.
Adattamento visivo:
adeguamento della sensibilità visiva in risposta alle variazioni del
livello di illuminazione. Per l’adattamento è importante la
differenza tra coni e bastoncelli nella sensibilità alla luce e
nella velocità con cui avvengono lo scolorimento e la ricostituzione
del pigmento.
Visione scotopica
e
acromatica:
corrisponde all’adattamento all’oscurità.
Ha luogo quando si lascia un ambiente illuminato e si entra in un
ambiente scuro
Visione fotopica
e
cromatica:
corrisponde all’adattamento alla luce () ha luogo quando
questa sequenza viene invertita.
Il processo fondamentale della visione è di tipo fotochimico: è la
scomposizione o lo scolorimento di pigmenti chimici nei coni e nei
bastoncelli (per esempio, la rodopsina) a trasformare l’energia
chimica in impulsi nervosi. In buona parte, il fenomeno
dell’adattamento alla luce e all’oscurità può essere spiegato nei
termini dell’equilibrio tra lo scolorimento e la ricostituzione dei
pigmenti nei coni e nei bastoncelli.
q
Immagini consecutive negative e positive
Immagine consecutiva negativa:
visone di una regione illusoria scura su uno schermo che in verità è
uniformemente illuminato. Ciò si verifica quando si espone, anche
per pochi secondi, zone differenti della retina a intensità
differenti di luce, il che produce differenti gradi di adattamento
alla luce. Guardando lo schermo illuminato uniformemente, la zona
della retina resa meno sensibile alla luce fa sì che sullo schermo
si veda una regione illusoria più scura, perchè la regione meno
sensibile della retina invia sensazioni più deboli al cervello, come
se quella parte dell’immagine riflettesse realmente meno luce.
q
Contrasto al margine
L’attività nervosa che ha luogo nella rete di cellule
che si trovano sopra i coni e i bastoncelli è complessa.
Due importanti interazioni nervose che hanno luogo
nella retina sono:
-
la confluenza: molti coni e
bastoncelli convergono nel trasmettere il messaggio a una sola
cellula ganglionare. In tal modo l’attività della medesima cellula
ganglionare può rispondere alla stimolazione proveniente da una
regione della retina più vasta rispetto al singolo cono o
bastoncello, ed essere perciò più sensibile. Tuttavia, l’aumento
dell’area di sensibilità è accompagnato da una relativa perdita di
informazione spaziale, poiché la scarica della cellula ganglionare
non è sufficiente a stabilire quale dei coni o dei bastoncelli sia
stato stimolato.
-
l’inibizione laterale
à il
contrasto al margine:
la stimolazione di una cellula recettrice provoca l’inibizione
dell’attività nelle cellule vicine. L’inibizione laterale provoca
un’accentuazione del contrasto marginale, che aiuta a discernere
i contorni delle forme.
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