Teoría de detección de señales

La teoría de detección de señales (TOS) es un método psicofísico  moderno que tiene en cuenta la naturaleza probabilística de la detección de estímulos, en la que el observador es considerado como un sujeto activo de toma de decisiones en una situación de incertidumbre. La teoría de la detección de señales describe el proceso sensorial como un proceso de dos etapas: el proceso de mapear la energía física del estímulo en la intensidad de la sensación y el proceso de toma de decisiones por parte del sujeto.

Historia

El principal desarrollo de la teoría de la detección de señales se produjo en 1952-1954. Una contribución significativa al desarrollo teórico fue realizada por científicos de la Universidad de Michigan : Peterson , Birdsall y Fox. [1] En 1954, también se llevaron a cabo experimentos psicoacústicos y estudios en el campo de la visión, lo que confirmó la importancia de la teoría de la detección de señales. En 1966, la teoría de la detección de señales se desarrolló en detalle y se presentó en el trabajo de Green y Svets. [2]

Diferencias con la psicofísica clásica

La teoría de la detección de señales tiene 4 aspectos que la psicofísica clásica no tiene en cuenta :

  1. La naturaleza probabilística de la detección de la señal por parte del sujeto. Un mismo estímulo puede evocar sensaciones de diferente intensidad. Existe un carácter probabilístico de las respuestas sobre un mismo estímulo.
  2. Falsas alarmas y fallos. TOC tiene en cuenta la posibilidad de muestras de señal perdidas y falsas alarmas en muestras donde no hay señal.
  3. La actividad del proceso de detección de señales por parte del sujeto. El sujeto es considerado como un observador activo que actúa en una situación de incertidumbre, y no como un receptor pasivo de información de estímulo.
  4. Influencia de los factores no sensoriales en la toma de decisiones. La decisión del sujeto sobre la presencia o ausencia de un estímulo está influenciada por diversos factores que no están relacionados con los parámetros de estimulación. Tales factores pueden ser información preliminar del sujeto, retroalimentación, matriz de pago y otros factores que no son parámetros físicos de incentivos.

Disposiciones generales

En el flujo de estímulos, se distingue una propiedad que, debido a sus rasgos característicos, llama la atención del observador: un estímulo de señal. Un estímulo vacío (ruido) es la ausencia de un estímulo de señal en la muestra. El observador puede utilizar dos categorías de respuestas: "sí", "no". El observador debe detectar el estímulo y responder al mismo con la respuesta “sí” (hay señal), si no detecta la señal, el observador debe dar la respuesta “no” (no hay señal). Al resolver este problema, el observador se basa en el esquema de correspondencia establecido entre las características de la imagen sensorial del estímulo y la decisión que se está tomando. El establecimiento de un esquema de correspondencia está influenciado no solo por las características de los estímulos, sino también por factores no sensoriales.

Se aplican 5 ratios porcentuales de presencia de estímulos y ruido en varias muestras: 10%, 30%, 50%, 70%, 90% de estímulos. Las series se realizan con el método “cuesta arriba – cuesta abajo”: del 10% al 90% y del 90% al 10%.

Hay 4 resultados en una situación de detección de señal: acierto correcto (hay un estímulo - la respuesta es "sí"), negación correcta (no hay estímulo - la respuesta es "no"), pase (hay un estímulo - la respuesta es "no"), falsa alarma (no hay estímulo - la respuesta "Sí").

Estímulo Responder
Sí No
Señal Golpe correcto (H; golpe) Negación (O; omisión)
Ruido Falsa alarma (FA; falsa alarma) Rechazo correcto (CR; rechazo correcto)

El modelo general de detección de señales son dos distribuciones superpuestas en forma de campana. En varias versiones de TOC, estas funciones son distribuciones normales, binomiales o exponenciales. [3] El criterio de decisión (C) , basado en el esquema de correspondencia, determina la regla de decisión sobre la presencia o ausencia de un estímulo. Este criterio refleja la probabilidad de falsas alarmas y aciertos correctos a una determinada intensidad de estímulo.

Sobre la base de este criterio, se construye una curva, denominada característica de trabajo del observador , y se determina una medida de la sensibilidad del observador (d'). La medida de la sensibilidad es un valor constante para un observador particular con una determinada estimulación.

Criterios de decisión

La toma de decisiones depende de la elección del criterio de decisión (punto límite, C). Hay tres tipos de criterios:

  1. Simétrico  : ubicado en el centro de las intersecciones de dos distribuciones. La elección de tal estrategia se debe al deseo de dar menos respuestas erróneas. Con esta estrategia, las negativas y las falsas alarmas son igualmente probables.
  2. Liberal  : el criterio se desplaza hacia la curva de ruido. La elección de tal criterio se debe al deseo de no perder el estímulo. El número de aciertos y falsas alarmas aumenta con esta estrategia.
  3. Duro  : el criterio se desplaza hacia la curva de la señal. La elección de tal estrategia se debe al deseo de no responder al ruido con la respuesta "sí". El número de respuestas correctas y falsas alarmas está disminuyendo.

Así, cambiando el esquema, se logra un aumento o disminución simultáneos de FA y H (así como es imposible aumentar o disminuir los errores de ambos tipos FA y O al mismo tiempo). La elección del criterio está influenciada por factores no sensoriales y la estrategia elegida por la persona.

Desempeño del observador

La característica operativa del observador , (РХ) refleja la dependencia de la probabilidad de aciertos en la probabilidad de falsas alarmas. La distancia de la curva PX desde la diagonal principal del cuadrado es una medida de la sensibilidad (d') de un observador dado a una señal dada.

  1. El observador ideal  : las curvas de señal y ruido no se superponen, el observador no genera falsas alarmas ni omisiones. La curva PX está representada por un punto en la esquina superior izquierda del cuadrado
  2. Observador insensible  a la señal: las curvas de señal y ruido se superponen casi por completo. La curva PX es la diagonal del cuadrado.
  3. Un observador real con mayor sensibilidad  : las curvas de señal y ruido se superponen ligeramente, la curva PX se elimina de la diagonal del cuadrado
  4. Observador de sensibilidad reducida  : las curvas de señal y ruido se superponen significativamente. La curva PX está cerca de la diagonal del cuadrado.

Factores no sensoriales

Los factores no sensoriales modifican el esquema de correspondencia del sujeto y se introducen como el control del experimentador sobre este esquema.

Información preliminar: una advertencia sobre la proporción de ensayos con estímulo y ensayos vacíos. Se puede dar información falsa.

Retroalimentación: información sobre la verdad/falsedad de las respuestas del observador. Puede ser falso. Se da después de cada intento, o después de un grupo de intentos (como la frecuencia de las respuestas correctas).

La matriz de pagos es un sistema de pagos y penalizaciones por respuestas correctas e incorrectas. La matriz de pagos contribuye a la eficiencia y diferenciación del control del esquema de decisión y aumenta la motivación del observador.

Métodos clásicos de detección de señales

  1. El método sí-no. El procedimiento experimental consiste en la presentación aleatoria de estímulos uno tras otro a intervalos regulares. Las respuestas se dan en un sistema de dos categorías.
  2. Método de elección forzada de dos alternativas (2ABV). Los estímulos se presentan en pares, uno tras otro o simultáneamente con separación espacial. Las respuestas se dan como en el método Sí-No. En este método, los estímulos y el ruido se presentan simétricamente (estímulo-ruido, ruido-estímulo), por lo que las probabilidades condicionales de respuestas correctas (Н, CR) son iguales.
  3. Método de evaluación. El procedimiento para realizar el experimento es similar al método Sí-No o al método 2ABB (dependiendo de la modificación). Las respuestas se dan en categorías de confianza (normalmente se utilizan 7 categorías de respuesta). Se aplican las siguientes categorías: “bastante seguro de que hubo una señal”, “ciertamente que hubo una señal”, “más probable que lo fue que no lo fue”, “no puedo elegir”, “más bien que no lo fue”, “ciertamente había una señal". no era", "bastante seguro de que la señal no era". El método de evaluación permite obtener varios puntos PX en un experimento. [cuatro]

Notas

  1. ↑ Peterson, WW, Birdsall, TG & Fox, WC (1954) La teoría de la detectabilidad de la señal. Actas del Grupo Profesional IRE sobre Teoría de la Información 4, 171-212.
  2. ↑ Green, DM, Teoría y psicofísica de la detección de señales de Swets JA. 1966. Nueva York: Wiley - ISBN 0-471-32420-5 .
  3. ↑ Gusev A. N., Izmailov Ch. A., Mikhalevskaya M. B. Medición en psicología: un taller de psicología general. 2ª ed. M: Significado, 1998 - 286s.
  4. ↑ Gusev A. N. Psicología general: en 7 volúmenes: un libro de texto para estudiantes. más alto libro de texto instituciones / editado por B. S. Bratus. T. 2: Sensación y percepción. M: Centro Editorial "Academia", 2007. - 416s.

Literatura