En la rama de la psicología experimental centrada en los sentidos , las sensaciones y la percepción , llamada psicofísica , una diferencia apenas perceptible o JND es la cantidad en la que algo debe cambiarse para que una diferencia sea perceptible, detectable al menos la mitad del tiempo. [1] Este limen también se conoce como limen de diferencia , umbral de diferencia o diferencia menos perceptible . [2]
Para muchas modalidades sensoriales, en un amplio rango de magnitudes de estímulo suficientemente alejadas de los límites superior e inferior de la percepción, el 'JND' es una proporción fija del nivel sensorial de referencia, y por lo tanto la relación del 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 a la misma requerida 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), un anatomista y fisiólogo, en experimentos sobre los umbrales de percepción de pesas levantadas. Una justificación teórica (no universalmente aceptada) fue proporcionada posteriormente por Gustav Fechner , por lo que la regla se conoce como la Ley de Weber o como la ley de Weber-Fechner ; la constante k se llama constante de Weber . Es cierto, al menos en una buena aproximación, de muchas pero no todas las dimensiones sensoriales, 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 solo se cumpliría para lo que él llamó continuos sensoriales protéticos , donde el cambio de entrada toma la forma de aumento de intensidad o algo obviamente análogo; No se aplicaría a los continuos metatéticos , en los que el cambio de entrada produce un cambio cualitativo en lugar de cuantitativo de la percepción. Stevens desarrolló su propia ley, llamada Ley de potencia de Stevens , que eleva el estímulo a una potencia constante mientras que, como Weber, también lo multiplica por un factor constante para lograr el estímulo percibido.
El JND es una cantidad estadística, no exacta: de un ensayo a otro, la diferencia que una persona determinada percibe variará un poco, por lo que es necesario realizar muchos ensayos para determinar el umbral. El JND que se suele informar es la diferencia que una persona percibe en el 50% de los ensayos. Si se utiliza una proporción diferente, se debe incluir en la descripción; por ejemplo, se podría informar el valor del "75% JND".
Los enfoques modernos de la psicofísica, por ejemplo la teoría de detección de señales , implican que la JND observada, incluso en este sentido estadístico, no es una cantidad absoluta, sino que dependerá de factores situacionales y motivacionales, así como de factores perceptuales. Por ejemplo, cuando un investigador enciende una luz muy tenue, un participante puede informar que la vio en algunos ensayos, pero no en otros.
La fórmula JND tiene una interpretación objetiva (implícita al comienzo 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 al 50% se puede utilizar como una unidad universal de medida de la distancia psicológica del nivel de una característica en un objeto o situación y un estándar interno de comparación en la memoria, como la "plantilla" para una categoría o la "norma" de reconocimiento. [4] Las distancias a la norma escaladas por JND se pueden combinar entre funciones psicofísicas observadas e inferidas para generar diagnósticos entre los procesos (mentales) de transformación de información hipotéticos que median los juicios cuantitativos observados. [5]
En la producción musical, un solo cambio en una propiedad del sonido que se encuentre por debajo del JND no afecta la percepción del sonido. En cuanto a la amplitud, el JND para los humanos es de alrededor de 1 dB . [6] [7]
El JND para el tono depende del contenido de frecuencia del tono. Por debajo de 500 Hz, el JND es de aproximadamente 3 Hz para ondas sinusoidales; por encima de 1000 Hz, el JND para ondas sinusoidales es de aproximadamente 0,6% (aproximadamente 10 centésimas ). [8]
El JND se prueba típicamente tocando dos tonos en rápida sucesión y preguntándole al oyente si hay una diferencia en sus tonos. [9] El JND se vuelve más pequeño si los dos tonos se tocan simultáneamente , ya que el oyente puede discernir las frecuencias de pulso . El número total de pasos de tono perceptibles en el rango de audición humana es de aproximadamente 1400; 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, y ambos están relacionados y se superponen en el análisis de la prosodia del habla (es decir, la melodía del habla). Si bien varios estudios han demostrado que la JND para tonos (no necesariamente ondas sinusoidales) puede estar normalmente entre 5 y 9 semitonos (ST), un pequeño porcentaje de individuos exhibe una precisión de entre un cuarto y la mitad de ST. [10] Aunque la JND varía en función de la banda de frecuencia que se prueba, se ha demostrado que la 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 por ciento). [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 se mantiene en intervalos fijos como lo hacen los tonos en la música. Johan 't Hart (1981) descubrió que la JND para el habla promediaba entre 1 y 2 ST, pero concluyó que "solo las diferencias de más de 3 semitonos juegan un papel en las situaciones comunicativas". [14]
Tenga en cuenta que, dadas las características logarítmicas de Hz, tanto para la percepción de la música como para la del habla, los resultados no se deben informar 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 un aumento de ~18,9 % o 3 semitonos es perceptualmente la misma diferencia de tamaño, independientemente de si uno comienza en 20 Hz o en 2000 Hz).
La ley de Weber tiene importantes aplicaciones en el marketing . Los fabricantes y comercializadores intentan determinar el JND relevante para sus productos por dos razones muy diferentes:
En lo que respecta a las mejoras de productos, los especialistas en marketing quieren alcanzar o superar el umbral diferencial del consumidor; es decir, quieren que los consumidores perciban fácilmente cualquier mejora que se haga en los productos originales. Los especialistas en marketing utilizan el JND para determinar la cantidad de mejora que deben hacer en sus productos. Menos que el JND es un esfuerzo desperdiciado porque la mejora no se percibirá; más que el JND es nuevamente un esfuerzo desperdiciado porque reduce el nivel de ventas repetidas. Por otro lado, cuando se trata de aumentos de precios, menos que el JND es deseable 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 fundamental en las interacciones entre humanos y robots y en los escenarios de teleoperación. Puede mejorar enormemente el rendimiento del usuario a la hora de realizar una tarea. [15]
