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Son et vision: une nouvelle loi psychophysique révolutionnaire a été découverte

Son et vision: une nouvelle loi psychophysique révolutionnaire a été découverte

Une nouvelle loi psychophysique a été découverte par des chercheurs de Lisbonne, au Portugal, sur la base du temps nécessaire aux sujets pour percevoir différents stimuli.

En jouant simultanément deux sons distincts à des sujets - l'un légèrement plus fort que l'autre - les chercheurs ont observé de nouvelles découvertes qui, disent-ils, fournissent une explication mécaniste à la loi de Weber vieille de 200 ans.

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Loi de Weber

La psychophysique a commencé par une observation apparemment simple: le professeur Ernst Heinrich Weber a demandé aux sujets de dire lequel de deux poids légèrement différents était le plus lourd. Il a ensuite donné aux sujets deux ensembles de poids plus lourds avec la même légère différence de poids.

Dans ses expériences, Weber a découvert que la probabilité qu'un sujet fasse le bon choix dépend uniquement du rapport entre les poids.

A titre d'exemple: un sujet qui a raison 75% du temps, en comparant un poids de 1 kg et un poids de 1,1 kg, aura raison 75% du temps en comparant deux poids de 2 et 2,2 kg. Le ratio de 10% régit leur perception.

Ses résultats ont montré que le changement perçu dans les stimuli est proportionnel aux stimuli initiaux. Cela était vrai pour différents sens, tels que la vision, l'ouïe, le toucher et l'odorat.

Prenez cette représentation visuelle de la loi de Weber comme exemple:

De chaque côté, le carré du bas contient 10 points de plus que celui du haut. Malgré cela, la perception est différente: la différence pour les carrés 10 et 20 est facilement perceptible, tandis que les deux carrés de droite se ressemblent.

L'observation simple mais précise de Weber a montré que notre cerveau suit des comportements de perception précis et quantifiables qui peuvent être compris via des lois mathématiques.

Essentiellement, la loi de Weber a commencé le domaine de la psychophysique en montrant que nous pouvions étudier les processus et la perception du cerveau avec des modèles mathématiques - de la même manière que nous utilisons des modèles pour comprendre les lois de la physique régissant l'univers.

Une nouvelle loi basée sur le temps

Aujourd'hui, une équipe de chercheurs du Centre Champalimaud pour l'inconnu de Lisbonne, au Portugal, a découvert une nouvelle loi qui explique pourquoi la perception est liée aux stimuli initiaux, conformément à la loi de Weber.

L'équipe a montré que le temps qu'il faut pour faire un choix, pas seulement le résultat de la décision, régit la loi de Weber. Leurs découvertes sont décrites dans un article de la revue scientifique Nature Neuroscience.

Afin de parvenir à cette conclusion, le chercheur principal de l'étude, Alfonso Renart, et son équipe, ont entraîné des rats à discriminer deux sons de variation légèrement différente en décibels.

Ils ont construit des écouteurs miniatures pour les rats - oui, vous avez bien lu - et les ont utilisés pour fournir les deux sons simultanément aux deux oreilles séparées des rats.

Les rats orientent naturellement leur tête vers un son plus fort. Cela signifiait que les chercheurs pouvaient voir quel son les animaux percevaient comme le plus fort grâce à leur réaction. Surtout, les chercheurs ont enregistré le temps nécessaire pour prendre la décision, ainsi que la décision elle-même.

Bien que les décisions des rats aient confirmé que le comportement des animaux correspondait à la loi de Weber, c'était l'analyse des lectures de temps qui était essentielle.

Pardo-Vazquez, l'un des co-auteurs de l'étude, explique dans un communiqué de presse:

"En règle générale, les études de la loi de Weber se sont concentrées sur l'exactitude de la discrimination, ce que Weber lui-même a décrit. Étonnamment, le temps pris pour décider a reçu peu d'attention."

L'équipe s'est rendu compte que les temps de décision et le volume des sons étaient liés: plus les deux sons sont forts, plus le temps de décision est court. Il a été démontré que les temps de décision étaient exactement proportionnels, quelle que soit l'intensité du son, tant que la différence d'intensité était constante.

Ils ont poursuivi cette recherche avec des expériences sur des sujets humains et d'autres expériences sur des rats, utilisant des perceptions d'odeurs - tout cela a confirmé les résultats initiaux.

L'équipe a découvert une nouvelle «loi psychophysique», qu'ils appellent «l'équivalence temps-intensité dans la discrimination» (TIED). TIED, disent les chercheurs, détient la clé de la loi de Weber, car elle peut être utilisée pour calculer un modèle mathématique pour expliquer la loi de Weber.


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