In psicofisica, la soglia sensoriale è lo stimolo più debole che un organismo può rilevare. Se non diversamente indicato, di solito è definito come lo stimolo più debole che può essere rilevato la metà del tempo, ad esempio, come indicato da un punto su una curva di probabilità. Sono stati sviluppati metodi per misurare le soglie in uno qualsiasi dei sensi.
I primi studi sistematici per determinare le soglie sensoriali furono condotti da Ernst Heinrich Weber, fisiologo e pioniere della psicologia sperimentale presso l’Università di Lipsia., I suoi esperimenti avevano lo scopo di determinare le soglie assolute e differenziali. Weber è stato in grado di definire statisticamente la soglia assoluta e la differenza che ha portato alla definizione della Legge di Weber e al concetto di differenza appena percettibile per descrivere la percezione della soglia degli stimoli.
Seguendo il lavoro di Weber, Gustav Fechner, un pioniere della psicofisica, ha studiato la relazione tra l’intensità fisica di uno stimolo e l’intensità psicologicamente percepita dello stimolo., Confrontando l’intensità misurata delle onde sonore con il volume percepito, Fechner ha concluso che l’intensità di uno stimolo cambia in proporzione al logaritmo dell’intensità dello stimolo. Le sue scoperte avrebbero portato alla creazione della scala di decibel.
Sono state definite diverse soglie sensoriali;
- Soglia assoluta: il livello più basso al quale uno stimolo può essere rilevato.
- Soglia di riconoscimento: il livello al quale uno stimolo non solo può essere rilevato ma anche riconosciuto.,
- Soglia differenziale: il livello al quale può essere percepito un aumento di uno stimolo rilevato.
- Soglia terminale: il livello oltre il quale uno stimolo non viene più rilevato.
Misurare e testare le soglie sensoriali
Definire e misurare le soglie sensoriali richiede di impostare il limite di sensibilità in modo tale che le osservazioni di percezione portino alla soglia assoluta. Il livello di sensibilità è solitamente assunto come costante nel determinare il limite di soglia., Esistono tre metodi comuni utilizzati per determinare le soglie sensoriali:
- Metodo dei limiti: Nel primo passaggio, il soggetto viene stimolato da stimoli forti e facilmente rilevabili che vengono diminuiti gradualmente (sequenza discendente) fino a quando non riescono a rilevare lo stimolo. Quindi viene applicata un’altra sequenza di stimolazione chiamata sequenza ascendente. In questa sequenza, l’intensità dello stimolo aumenta da sottosoglia a facilmente rilevabile. Entrambe le sequenze vengono ripetute più volte. Ciò produce diversi valori soglia momentanei., Nel passaggio successivo, i valori medi vengono calcolati separatamente per le sequenze ascendenti e discendenti. Il valore medio sarà inferiore per le sequenze discendenti. In caso di audiometria, la differenza dei mezzi in caso di sequenze ascendenti rispetto a quelle discendenti ha un’importanza diagnostica. Nella fase finale, media dei mezzi precedentemente calcolati risulterà la soglia assoluta.
- Metodo di stimoli costanti: stimoli di intensità variabile sono presentati in ordine casuale a un soggetto. Le intensità coinvolgono stimoli che sono sicuramente sottosoglia e stimoli che sono sicuramente sopra la soglia., Per la creazione della serie, la soglia approssimativa giudicata con un metodo più semplice (cioè: con il metodo dei limiti). Le sequenze casuali vengono presentate al soggetto più volte. La forza dello stimolo, percepita in più della metà delle presentazioni sarà presa come soglia.
- Metodo adattivo: La stimolazione inizia con uno stimolo sicuramente sopra la soglia; poi ulteriori stimoli sono dati con un’intensità diminuita in passi precedentemente definiti. La serie viene interrotta quando la forza dello stimolo diventa sottosoglia (questo è chiamato il fenomeno della svolta)., Quindi il passo viene dimezzato e la stimolazione viene ripetuta, ma ora con intensità crescenti, fino a quando il soggetto percepisce nuovamente il suono. Questo processo viene ripetuto più volte, fino a quando la dimensione del passo raggiunge il valore minimo preimpostato. Con questo metodo, il valore di soglia può essere delineato in modo molto accurato. La dimensione iniziale del passo può essere selezionata in base alla precisione prevista.
Nella misurazione della soglia sensoriale, il rumore deve essere contabilizzato. Il rumore del segnale è definito come la presenza di energia extra e indesiderata nel sistema osservativo che oscura le informazioni di interesse., Man mano che le misurazioni si avvicinano alla soglia assoluta, la variabilità del rumore aumenta causando l’oscuramento della soglia. Diversi tipi di rumore interno ed esterno includono stimoli in eccesso, sovra-o sotto-stimolazione del sistema nervoso e condizioni che stimolano falsamente i nervi in assenza di stimoli esterni.
Una soglia assoluta universale è difficile da definire uno standard a causa della variabilità delle misurazioni. Mentre la sensazione si verifica ai nervi fisici, ci possono essere ragioni per cui non è coerente. L’età o il danno ai nervi possono influenzare la sensazione., Allo stesso modo, i fattori psicologici possono influenzare la percezione della sensazione fisica. Lo stato mentale, la memoria, la malattia mentale, la fatica e altri fattori possono alterare la percezione.
Uso aereo. Quando è correlato al movimento in uno qualsiasi dei possibili sei gradi di libertà (6-DoF), il fatto che esistano barriere sensoriali è il motivo per cui è essenziale che gli aerei abbiano strumenti di volo cieco. Il volo sostenuto nel cloud non è possibile solo con gli spunti “seat-of-the-pants” poiché gli errori si accumulano a causa dei movimenti degli aerei al di sotto della soglia sensoriale del pilota,portando alla perdita di controllo.,
- Nei simulatori di volo con piattaforme di movimento, le soglie sensoriali del movimento sono utilizzate nella tecnica nota come “acceleration-onset cueing”. Questo è dove una piattaforma di movimento, dopo aver effettuato l’accelerazione iniziale che viene percepita dall’equipaggio del simulatore, la piattaforma viene ri-impostata approssimativamente nella sua posizione neutra spostandosi ad una velocità inferiore alla soglia sensoriale ed è quindi pronta a rispondere alla successiva accelerazione richiesta dal computer del simulatore.