En la rama de la psicología experimental centrada en los sentidos , las sensaciones y la percepción , que se llama psicofísica , una diferencia apenas perceptible o JND es la cantidad que se debe cambiar algo para que una diferencia sea perceptible, detectable al menos la mitad de las veces. [1] Este limen también se conoce como limen diferencia , umbral de diferencia o diferencia menos perceptible . [2]
Para muchas modalidades sensoriales, en una amplia gama de magnitudes de estímulo suficientemente alejadas de los límites superior e inferior de percepción, el 'JND' es una proporción fija del nivel sensorial de referencia, por lo que la relación JND/referencia es aproximadamente constante ( es decir, el JND es una proporción/porcentaje constante del nivel de referencia). Medido en unidades físicas, tenemos:
donde es la intensidad original de la estimulación particular, es la adición necesaria para que se perciba el cambio (el JND ) y k es una constante. Esta regla fue descubierta por primera vez por Ernst Heinrich Weber (1795-1878), anatomista y fisiólogo, en experimentos sobre los umbrales de percepción de pesas levantadas. Posteriormente, Gustav Fechner proporcionó una justificación teórica (no universalmente aceptada) , por lo que la regla se conoce como ley de Weber o como ley de Weber-Fechner ; la constante k se llama constante de Weber . Es cierto, al menos en una buena aproximación, para muchas dimensiones sensoriales, pero no para todas, por ejemplo, el brillo de las luces y la intensidad y el tono de los sonidos. Sin embargo, no es cierto para la longitud de onda de la luz. Stanley Smith Stevens argumentó que sería válido sólo para lo que llamó continuos sensoriales protéticos , donde el cambio de información toma la forma de un aumento en la intensidad o algo obviamente análogo; no sería válido para continuos metatéticos , donde el cambio de entrada produce un cambio cualitativo más que cuantitativo de la percepción. Stevens desarrolló su propia ley, llamada Ley de potencia de Stevens , que eleva el estímulo a una potencia constante y al mismo tiempo, como Weber, también lo multiplica por un factor constante para lograr el estímulo percibido.
El JND es una cantidad estadística, más que exacta: de una prueba a otra, la diferencia que nota una determinada persona variará un poco y, por lo tanto, es necesario realizar muchas pruebas para determinar el umbral. El JND que normalmente se informa es la diferencia que una persona nota en el 50% de las pruebas. Si se utiliza una proporción diferente, esto debe incluirse en la descripción; por ejemplo, se podría informar el valor del "75% JND".
Los enfoques modernos de la psicofísica, por ejemplo la teoría de la detección de señales , implican que el JND observado, incluso en este sentido estadístico, no es una cantidad absoluta, sino que dependerá de factores situacionales, motivacionales y perceptivos. Por ejemplo, cuando un investigador enciende una luz muy tenue, un participante puede informar haberla visto en algunos ensayos pero no en otros.
La fórmula JND tiene una interpretación objetiva (implícita al inicio de esta entrada) como la disparidad entre los niveles del estímulo presentado que se detecta en el 50% de las ocasiones mediante una respuesta observada particular, [3] en lugar de lo que se "nota" subjetivamente. o como una diferencia en las magnitudes de las "sensaciones" experimentadas conscientemente. Esta disparidad discriminada del 50% puede usarse como unidad universal de medida de la distancia psicológica del nivel de una característica en un objeto o situación y como estándar interno de comparación en la memoria, como la 'plantilla' para una categoría o la "norma" de reconocimiento. [4] Las distancias a la norma en la escala JND se pueden combinar entre funciones psicofísicas observadas e inferidas para generar diagnósticos entre procesos hipotéticos de transformación de información (mentales) que median juicios cuantitativos observados. [5]
En la producción musical, un solo cambio en una propiedad del sonido que esté por debajo del JND no afecta la percepción del sonido. En cuanto a amplitud, el JND para humanos es de alrededor de 1 dB . [6] [7]
El JND del tono depende del contenido de frecuencia del tono. Por debajo de 500 Hz, el JND es de aproximadamente 3 Hz para ondas sinusoidales y 1 Hz para tonos complejos; por encima de 1000 Hz, el JND para ondas sinusoidales es de aproximadamente 0,6% (aproximadamente 10 centavos ). [8]
El JND generalmente se prueba tocando dos tonos en rápida sucesión y se le pregunta al oyente si había una diferencia en sus tonos. [9] El JND se vuelve más pequeño si los dos tonos se reproducen simultáneamente, ya que el oyente puede discernir las frecuencias de los tiempos . El número total de pasos de tono perceptibles en el rango del oído humano es de aproximadamente 1.400; el número total de notas en la escala de temperamento igual, de 16 a 16.000 Hz, es 120. [9]
El análisis JND se produce con frecuencia tanto en la música como en el habla, estando ambos relacionados y superpuestos en el análisis de la prosodia del habla (es decir, la melodía del habla). Si bien varios estudios han demostrado que el JND para tonos (no necesariamente ondas sinusoidales) normalmente puede estar entre 5 y 9 semitonos (ST), un pequeño porcentaje de individuos exhibe una precisión de entre un cuarto y medio ST. [10] Aunque JND varía en función de la banda de frecuencia que se está probando, se ha demostrado que JND para los mejores intérpretes en alrededor de 1 kHz está muy por debajo de 1 Hz (es decir, menos de una décima parte de un porcentaje). [11] [12] [13] Sin embargo, es importante ser consciente del papel que desempeña el ancho de banda crítico al realizar este tipo de análisis. [12]
Al analizar la melodía del habla, en lugar de los tonos musicales, la precisión disminuye. Esto no es sorprendente dado que el habla no permanece en intervalos fijos como lo hacen los tonos en la música. Johan 't Hart (1981) encontró que el JND para el habla tenía un promedio de entre 1 y 2 ST, pero concluyó que "sólo diferencias de más de 3 semitonos influyen en las situaciones comunicativas". [14]
Tenga en cuenta que, dadas las características logarítmicas de Hz, tanto para la música como para los resultados de percepción del habla, los resultados no deben informarse en Hz sino como porcentajes o en ST (5 Hz entre 20 y 25 Hz es muy diferente de 5 Hz entre 2000 y 2005 Hz, pero lo mismo cuando se reporta como porcentaje o en ST).
La ley de Weber tiene importantes aplicaciones en marketing . Los fabricantes y comercializadores se esfuerzan por determinar el JND relevante para sus productos por dos razones muy diferentes:
Cuando se trata de mejoras de productos, los especialistas en marketing desean alcanzar o superar el umbral diferencial del consumidor; es decir, quieren que los consumidores perciban fácilmente cualquier mejora realizada en los productos originales. Los especialistas en marketing utilizan el JND para determinar la cantidad de mejora que deben realizar en sus productos. Menos que la JND es esfuerzo desperdiciado porque la mejora no se percibirá; más que el JND es nuevamente un desperdicio porque reduce el nivel de ventas repetidas. Por otro lado, cuando se trata de aumentos de precios, es deseable menos que el JND porque es poco probable que los consumidores lo noten.
La ley de Weber se utiliza en dispositivos hápticos y aplicaciones robóticas. Ejercer la cantidad adecuada de fuerza sobre el operador humano es un aspecto crítico en las interacciones entre humanos y robots y en escenarios de teleoperación. Puede mejorar enormemente el rendimiento del usuario al realizar una tarea. [15]
