La psicofísica: umbral y medida de las sensaciones

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Se puede afirmar que Gustav Theodor Fechner (1801-1887), prolífico filósofo, físico y médico de Leipzig, dedicó su larga vida al problema mente-cuerpo. En varios ensayos hacia mediados del siglo XIX intentó establecer una doctrina anti-materialista y afín al romanticismo que dotara al mundo de una vitalidad según la cual la materia no causa o produce a la mente, sino que ambas son manifestaciones del mismo principio. Se trata de la teoría que postula un doble aspecto de una sustancia única, procedente de Spinoza y retomada por Goethe y Schopenhauer.

En un estudio sobre las post-imágenes visuales, Fechner sufrió un problema de la visión por mirar directamente al sol por el que tenía que permanecer en la sombra por periodos prolongados de tiempo. Al salir al campo la luminosa mañana del 22 de octubre de 1850, experimentó un estado exaltado de conciencia que él mismo denominó “una epifanía” en sus memorias. En este trance tuvo la certeza de que la mente y el cuerpo en efecto son dos aspectos de una unidad fundamental, anímica y física, a la vez que deominó “Lo Dado.” Adquirió además la seguridad que la teoría panpsiquista, que integra una conciencia activa con una materia inerte, podía ser demostrada experimentalmente.

Gustav Theodor Fechner
Fotografía de Gustav Theodor Fechner sin fecha ni autor. Hacia 1875 (tomada de Wikimedia).

El proyecto resultante de ese trance fue el intento audaz y ambicioso de probar científicamente la teoría filosófica utilizando simultáneamente una variable física y una psicológica para encontrar su necesaria relación. Esta aproximación fue denominada psicofísica y su objetivo era demostrar la unidad fundamental del estímulo, en tanto variable física capaz de ser medida y de la sensación tal y como podía recabarla del sujeto experimental en una situación controlada en un laboratorio.

En su Elemente der Psychophysik (Elementos de Psicofísica) de 1860, Fechner define a la ciencia de la psicofísica como la disciplina dedicada a “cuantificar las sensaciones a partir de la estimulación, para establecer relaciones entre la magnitud de los estímulos sensoriales físicos y su intensidad referida”. En esa época ya era posible verificar la magnitud de un estímulo que se presenta o aplica a un sujeto experimental, como son la intensidad de luz o del sonido, el peso o la temperatura; lo que no estaba bien establecido era cómo cuantificar la sensación. La medida utilizada fue la intensidad referida que depende de un concepto tan práctico como perdurable: la noción de umbral, que etimológicamente significa “sombra.”

Elementos de Psicofisica
Portada de “Elemente das Psychophysik” de Fechner, Leipzig, 1889.

Fechner partió del sentido común que los estímulos de muy baja intensidad no son captados por los sujetos, pero si se incrementa su intensidad poco a poco, habrá un momento en el cual el sujeto siente o percibe el estímulo: éste sería el umbral, el punto de aparición o registro de un estímulo en la conciencia. Imaginemos el momento del amanecer en el que ya se distingue algún objeto del entorno; el objeto que estaba en la obscuridad ha emergido de la sombra y es posible medir la cantidad de luz que cunde en ese momento. Fechner tenía así resueltas las dos medidas que se habría propuesto: la intensidad de un estímulo medida con instrumentos de la física y el umbral de la sensación del sujeto al momento de detectarlo conscientemente.

Es fácil comprender que el umbral es el inverso de la sensibilidad pues, a mayor sensibilidad de un sujeto, por ejemplo, a mayor susceptibilidad al dolor, menor será el estímulo nocivo para provocarlo. Ahora bien, el umbral sería una sola medida y Fechner necesitaba varias para establecer una correlación y la ley matemática de ella. Surgió así el umbral diferencial, la mínima diferencia sentida entre dos estímulos de diferentes intensidades. Supongamos que colocamos en la palma de la mano de un sujeto un objeto pequeño con un peso conocido y luego otro que tenga un gramo de diferencia y le pedimos al sujeto que nos indique si puede distinguirlos. La diferencia es tan pequeña que el sujeto no la siente. Seguimos poniendo en su mano piezas que vayan aumentando gramo en gramo hasta que el sujeto indique que ya siente la diferencia. Éste sería el umbral diferencial para la detección de pesos variables.

Poco antes que Fechner, otro investigador, Weber, había encontrado que el menor cambio discernible en la magnitud de un estímulo es proporcional a la magnitud de éste. Pero Fechner hizo el hallazgo crucial de la psicofísica y se refiere a que la intensidad de la respuesta corresponde al logaritmo de la intensidad del estímulo. Dicho de otras maneras:  la sensación aumenta en proporción con el logaritmo de la intensidad física, o bien, para que la intensidad de una sensación aumente en progresión aritmética, el estímulo debe aumentar en progresión geométrica. Para ilustrar el caso, podemos poner otro ejemplo de la detección de peso. Si sostenemos una masa de 100 gramos en una mano, tal vez no podamos distinguirla de otra de 105 gramos, pero sí de una de 110 gramos. El umbral diferencial es de 10 gramos. En caso de sostener 1,000 gramos, 10 gramos no serán suficientes para notar la diferencia y hará falta añadir 100 gramos. Esta relación logarítmica recibe el nombre de Ley de Weber-Fechner y es un ejemplo palmario de que es posible establecer leyes matemáticas utilizando variables psicológicas que involucran a la conciencia subjetiva, como en este caso las diversas sensaciones en relación a los estímulos. A raíz de estos hallazgos, los sistemas sensoriales se pueden concebir como medidores biológicos que transducen variables y cantidades físicas en sensaciones conscientes.

Espiral logaritmica de la concha caracol
Las relaciones logarítmicas, como la ley de Weber-Fechner, que relaciona la intensidad del estímulo con la sensación subjetiva, son frecuentes en la naturaleza. En este caso aparece la hermosa espiral logarítmica en la concha del Nautilus. Fechner se interesó en probar las bases cuantitativas de la estética analizando preferencias por formas y figuras.

Se podría considerar si la psicofísica constituye una forma de resolver el problema mente-cuerpo, al menos en lo que se refiere a la sensación y su base física. Si bien la técnica y los métodos de la psicofísica son esenciales para realizar experimentos de psicología experimental en referencia a las sensaciones, porque establecen una relación nómica entre la magnitud de un estímulo externo y la sensación referida, no resuelven la razón precisa que debe existir para que una actividad fisiológica se convierta o corresponda a un evento o proceso consciente. Exploremos brevemente una posibilidad prevista por Fechner y que ahora ya es posible realizar. Digamos que en vez de medir el mínimo de luz que un sujeto discierne midiendo la intensidad de la luz de un estímulo, medimos el nivel de actividad neuronal de la zona visual del cerebro y lo relacionamos con la intensidad referida. Esta distinción ha sido hecha por los psicofísicos de épocas posteriores y se refiere como psicofísica externa para el primer caso y psicofísica interna para el segundo. Aún en este caso permanece la pregunta formulada, aunque suponemos que estamos mucho más cerca de la respuesta, al menos en lo que se refiere al sitio posible donde ocurre la pasmosa transducción o correspondencia de lo físico y lo consciente.

Fechner fue un autor prolífico en una gran variedad de temas, entre ellos la estética. En 1876 divulgó sus métodos para analizar las reacciones a obras de arte como la “Madonna” de Holbein. Para resolver qué tanto agrada una obra de arte, utilizó la preferencia entre un conjunto de obras; pretendió analizar si existe predilección por ciertas proporciones geométricas, como la sección áurea, y estableció las distancias que se consideran óptimas entre elementos pictóricos simples, como puntos y líneas. Éste fue el inicio de la “estética experimental” que tuvo gran influjo sobre múltiples estudios ulteriores y la disciplina de la estética.

Tabla de resultados-experimento Fechner
En el capítulo 14 de su libro sobre estética, Fechner analiza el tamaño de rectángulos en 347 sujetos que fueron provistos de 10 rectángulos de diferentes proporciones. El rectángulo elegido como el más agradable fue el de proporción 34/21, el más cercano a la sección áurea de las matemáticas. La figura es una tabla de resultados del experimento.

La ciudad de Leipzig fue también el nicho del trabajo de Wilhelm Wundt, otro de los pioneros de la psicología científica de corte experimental a quien se considera el progenitor de la psicología como una ciencia independiente.

Los contenidos de la columna Mente y Cuerpo forman parte del próximo libro del autor. Copyright © (Todos los Derechos Reservados).

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