絶対閾値

神経科学と心理物理学 において、絶対閾値はもともと、生物が感知できる刺激（光、音、触覚など）の最低レベルとして定義されていました。信号検出理論の影響を受けて、絶対閾値は、刺激が特定の割合（多くの場合50%）で感知されるレベルとして再定義されました。[ 1 ]絶対閾値は、被験者の動機や期待、認知プロセス、被験者が刺激に適応しているかどうかなど、いくつかの異なる要因によって影響を受ける可能性があります。[ 2 ] [ 3 ]

絶対閾値は差異閾値と比較することができます。差異閾値は、被験者が2つの刺激が同じではないことに気づくために、2つの刺激がどの程度異なっていなければならないかを測る指標です。[ 2 ]

ビジョン

1942年にヘクト、シュラー、ピレンヌが行った画期的な実験は、視覚の絶対閾値を評価するものでした。彼らは、以下の対照群を用いて、人間の目が60%の時間で検出できる最小の光子数を測定しようとしました。 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

  1. 暗順応 – 参加者は視覚感度を最適化するために完全に暗順応しました（このプロセスは 40 分間続きました）。
  2. 位置 – 刺激は右眼の桿体細胞の密度が高い領域、焦点から左に20度（すなわち中心窩から右に20度）に提示されました。おおよそこの偏心度（約20度）は、網膜全体を通して桿体細胞の密度が最も高くなります。しかし、右網膜上の対応する位置、つまり左に20度の位置は、盲点に非常に近いです。
  3. 刺激の大きさ – 刺激の直径は10分角（1分＝1度の60分の1）でした。元の研究論文では明確に述べられていませんが、これにより光刺激は同じ神経線維に繋がる桿体細胞にのみ照射されることが保証されました（これは空間加重領域と呼ばれます）。
  4. 波長 – 刺激波長は桿体細胞の最大感度（510 nm）と一致しました。
  5. 刺激持続時間 – 0.001秒（1ミリ秒）。

研究者たちは、わずか5～14個の光子を放出するだけで視覚体験を引き起こすことができることを発見しました。しかし、角膜からの反射、吸収、そして眼球媒体の透過率に関連するその他の要因により、網膜に入るのは約半分に過ぎませんでした。研究者たちは、試験領域内の推定500個の桿体のうち、5～14個がそれぞれ1個の光子を吸収し、1個の桿体で2個の光子を吸収する確率は4%であると推定しました。

視覚の絶対閾値の2つ目は、最小光子束（単位面積あたり毎秒の光子数）である。この場合、光は網膜上の一点に短時間集中するのではなく、長時間かけて広い視野をカバーする。瞳孔径と光の波長が分かれば、結果は輝度（約0.000001カンデラ/平方メートルまたは10 −6 cd/m 2）または網膜照度（約0.00002トロランド）で表すことができる。平均的な桿体細胞に平均的な光子が吸収される確率の推定値を含めると、桿体細胞の閾値刺激は、5000桿体あたり毎秒約1光子吸収となる。[ 7 ]

絶対的なパワー感度に関して、デントンとピレンヌは1954年のJournal of Physiology誌で、拡散した広範囲の光源、すなわち比較的大きな（被験者から見て約45度の広さの）すりガラスの開口部で、長い（5秒）観察・判断時間の場合、人間の目は、緑色（510 nm）の光に対して、約7.6 × 10 −14ワット/ステラジアンcm 2のパワーレベルで、点灯しているガラスと点灯していないガラスを確実に区別できるようになることを発見しました。このパワーレベルは、通常の視感度曲線に従って使用される光の波長に依存していました。白色光の場合、絶対感度は5.9 × 10 −14ワット/ステラジアンcm 2でした。この基本感度は、単眼（片目）または両眼（両目）の視覚間で約0.03 logステップしか変わりませんでした。[ 8 ]

1972年、サキットは信号検出と閾値理論の要素を組み合わせた実験を行った。この研究の2つの重要な要素は、偽陽性に対する高い許容度と、光が見えるかどうかを複数選択で判断できる選択肢であった。前述の古典的な研究では、偽陽性に対する許容度が低すぎたため、閾値は高く設定されていた。多数の試行の統計的分析に基づくと、1つの桿体細胞がほぼ同時に吸収した6つの光子は「非常に明るく」、5つの光子は「明るく」、4つの光子は「中程度の光」、3つの光子は「薄暗い光」に見えた。2人の観察者は2つの光子を「光が見えたかどうか少し疑わしい」と見ていた。1人の観察者は1つの光子を「光が見えたかどうか非常に疑わしい」と見ていた。光子が0つは「何も見えなかった」と見ていた。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

聴覚

絶対聴力閾値とは、正常な聴力を持つ平均的な耳で他の音が存在しない場合に聞き取ることができる純音の最小音量である。絶対聴力閾値は、生物がかろうじて聞き取ることができる音に関係する。 [ 12 ] [ 13 ]絶対聴力閾値の例としては、静かな部屋で被験者から6メートル（20フィート）離れた場所にある時計のカチカチという音が聞こえることが挙げられます。[ 14 ] 聴力閾値は通常、RMS音圧20 μPa（マイクロパスカル）= 2×10 −5パスカル（Pa）として報告されています。これは、聴力が損なわれていない若い人間が1,000 Hzで聞き取ることができるおよそ最も静かな音です。[ 15 ]聴力閾値は周波数に依存し、耳の感度は1 kHzから5 kHzの間の周波数で最も高いことが示されています。[ 15 ] 人間は通常、自分の名前に対してはより低い聴力閾値を持っています。デニス・P・カーモディとマイケル・ルイスは2006年にこの現象を研究し、脳の領域が人の名前に対してランダムな名前とは異なる反応を示すことを発見しました。[ 16 ]

臭い

臭気検知閾値とは、ある特定の臭気化合物が人間の嗅覚によって知覚できる最低濃度のことです。化合物の閾値は、その形状、極性、部分電荷、分子量などによって部分的に決定されます。[ 17 ]各化合物の検知閾値に関与する嗅覚メカニズムは十分に解明されていないため、これらの閾値をまだ正確に予測することはできません。むしろ、実験室環境でヒトを対象とした広範な試験を通じて測定する必要があります。[ 18 ]

触る

触覚の絶対閾値は、蜂の羽が1センチメートル（0.4インチ）離れたところから人の頬に落ちる程度です。体の部位によって触覚の感度が異なるため、閾値は部位によって異なります（20）。

加齢とともに、特に65歳以降は触覚の絶対閾値が高くなります。一般的に、女性は男性よりも絶対閾値が低く、触覚に対して敏感です。[ 19 ]しかし、触覚の絶対閾値は個人差があるようです。個人差はありますが、触覚の絶対閾値には長期的な変動が見られます。これは、医療専門家による感覚障害の評価に影響を与える可能性があります。[ 20 ]

1974年、ウルフ・リンドブロムは刺激の速度が絶対閾値にどのように影響するかを研究しました。WaveTek刺激装置を用い、直径2mmのプローブで被験者の指腹を「叩く」ことで、触覚の絶対閾値を測定しました。リンドブロムは、被験者の指腹に低速の機械的パルスと高速の機械的パルスを印加した場合、閾値レベルに平均27%の差があることを発見しました。[ 21 ]高速パルスの閾値は5μm、低速パルスの閾値は80μmでした。リンドブロムの研究は、少なくとも触覚に関しては、人間は低速刺激よりも高速刺激に敏感であることを示しています。

味

1999年、JA・スティルマン、RP・モートン、D・ゴールドスミスは、味覚の絶対閾値を検証する研究を行い、自動化された味覚検査は従来の検査と同等の信頼性があることを発見しました。さらに、舌の右側の絶対閾値が左側よりも低いという統計的有意差も発見しました。この発見は、脳の右半球が左半球よりも味覚刺激の処理能力に優れている可能性を示唆しています。[ 22 ] 短期間のカロリー制限は、甘味と塩味の食品に対する感受性を高め、絶対閾値を低下させます。[ 23 ]妊娠や喫煙などの他の要因も味覚感受性に影響を与える可能性があります。[ 24 ] [ 25 ]

感覚処理障害

主要記事: 感覚処理障害

感覚の絶対閾値が異常に高かったり低かったりする人がおり、それが生活の質を阻害しています。刺激を避けたり、刺激を求めたり、あるいは全く気づかないこともあります。これは感覚統合障害とも呼ばれる感覚処理障害と診断される可能性があり、自閉症の人によく見られます。[ 26 ]

参照

  1. リメン
  2. 心理測定関数
  3. 感覚閾値

参考文献

  1. ^コルマン、アンドリュー・M. (2009). 『心理学辞典』. OUP Oxford. p. 3. ISBN 978-0-19-104768-8。
  2. ^ a b「絶対閾値」ゲイル心理学百科事典、2001年。 2010年7月14日Encyclopedia.comより取得。
  3. ^ 「人間の目はどこまで見えるのか？ | 人間の視力 | LiveScience」Live Science。 2013年10月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  4. ^レヴァイン、マイケル（2000年）『感覚と知覚の基礎』（第3版）ロンドン：オックスフォード大学出版局。
  5. ^コーンスウィート、トム(1970). 「第2章と第4章」.視覚知覚. ハーコート出版.
  6. ^ヘクト, セリグ; シュラー, シモン; ピレンヌ, モーリス・アンリ (1942年7月20日). 「エネルギー、量子、そして視覚」 .一般生理学ジャーナル. 25 (6): 819– 840. doi : 10.1085/jgp.25.6.819 . PMC 2142545. PMID 19873316 .  
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  11. ^ Bialek, William (2012).生物物理学：原理の探求. プリンストン大学出版局. p. 40. ISBN 978-1-4008-4557-6。
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