Las medidas psicofísicas de Weber y Fechner

Anna Valldeneu

El estudio de la sensación, como hemos observado al hablar de la fisiología sensorial en este mismo capítulo, resultó ser uno de los objetivos primordiales para los fisiólogos de la primera mitad del siglo XIX. Éstos, ocupados con el conoci- miento sobre la anatomía y la fisiología de los órganos sensoriales, aprendieron a manipular la estimulación exterior (tipo, intensidad, etc.) para observar las sen- saciones que producía y los cambios que ocasionaban en el organismo cuando éste recibía los estímulos. Los sujetos de sus experimentos, pues, eran expuestos a diferentes estímulos y se les pedía que los discriminaran según las variaciones que se observaran por lo que respecta a la medida, la luminosidad, el peso, etc. De esta manera, se iniciaba la utilización de una metodología más precisa y rigu- rosa que apostaba por el control experimental. Esta metodología influiría, como veremos más adelante, en la obra de Wundt y en su Laboratorio de Leipzig, y ayu- daría en el nacimiento de la psicología científica.

Estos nuevos planteamientos –donde se relacionaban los acontecimientos externos con el conocimiento interno o experiencia– se desarrollaron de la mano de Gustav Theodor Fechner (1801-1887) en el marco de la disciplina que él denominó psicofísica.

Gustav Theodor Fechner nació en Halle (Alemania) el año 1801. Se graduó en medicina por la Universidad de Leipzig en 1822, pero no continuó con los estu- dios de doctorado sino que se interesó por otras disciplinas como la física, las mate- máticas y la filosofía. Después de publicar numerosos artículos correspondientes a sus investigaciones en física, cayó en una crisis psicológica que le llevó a una enfermedad que le forzó a dejar su actividad universitaria. Durante su enferme- dad y debido a la misma, se entregó de lleno al estudio filosófico, que perduró durante los años cuarenta. Su doble pasión por la física y la filosofía le condujo a la formulación de las bases de la psicofísica, que puso por escrito en el año 1851 en el libro Zend-Avesta (“La Revelación del Mundo”). Casi diez años más tarde,

que le sirvieron para elaborar sus experimentos y desarrollar los tres métodos psicofísicos, publicó Elemente der Psychophysik (“Elementos de psicofísica”), con el que se dio por fundada de manera oficial la psicofísica.

Fechner llevó a cabo la primera investigación sistemática en psicología expe- rimental. Como buen conocedor de la física y la filosofía rompió las barreras de la mente, que hasta ahora había sido entendida como una entidad privada, mos- trando que el control de la estimulación exterior a la que está expuesto cualquier individuo permite la manipulación de la conciencia consciente (sensaciones) del mismo. Este control le posibilitaba el experimento mental.

“La idea de tratar las sensaciones como estados conscientes que varían cuantitativamen- te se remonta a las mónadas de Leibniz y a sus doctrinas de la pequeña percepción y la apercepción. Esta línea de pensamiento había sido elaborada ulteriormente por el filósofo alemán Herbart. Fechner los siguió a ambos al admitir la existencia de sensa- ciones inconscientes –o, como él las denominaba, negativas– que no atraviesan el umbral de la conciencia.”

Leahey, Th. (1998) . Historia de la Psicología.

Principales corrientes en el pensamiento psicológico. Madrid: Prentice Hall.

Lo que propuso Fechner fue la cuantificación de las sensaciones de manera

indirecta, pidiendo a sus sujetos experimentales que distinguieran entre las dife-

rencias de estímulos.

Este método, sin embargo, ya había sido utilizado por Ernst H. Weber (1795- 1878), profesor de anatomía y fisiología de la Universidad de Leipzig entre 1817 y 1878, y especializado en fisiología sensorial. Weber trabajó fundamentalmen- te con el sentido del tacto y el sentido muscular. Concretamente experimentó con la localización táctil y la detección de pesos.

Estos experimentos consistían en establecer las diferencias mínimas que podían ser percibidas por los sujetos.

Los experimentos de Weber

Weber en sus experimentos de localización táctil utilizó lo que se ha denominado prueba o test del compás. Su procedimiento consistía en poner las dos puntas del com- pás sobre la piel de los sujetos separándolas más o menos, en diferentes ensayos, para establecer el umbral diferencial, es decir, el límite entre las sensaciones de notar o sen- tir dos pinchazos o notar sólo uno.

Una de sus conclusiones demostraba que las diferentes partes del cuerpo eran sen- sibles en diferente grado, es decir, el umbral diferencial variaba según la zona corpo- ral donde se experimentaba.

Weber, experimentando con discriminación de pesos, descubrió que la míni- ma diferencia percibida (m.d.p.) no era una magnitud absoluta sino relativa, es decir, estaba supeditada a los pesos que se utilizaban en la comparación. El valor de ésta aumentaba, pues, cuando el peso era mayor.

El trabajo de Weber no sólo consistió en la experimentación sobre un senti- do, sino que extendió sus postulados al estudio del sentido de la vista, el oído..., éstos no hicieron más que mantener los resultados extraídos hasta el momento. Las ideas de este ilustre fisiólogo dieron lugar a que más tarde Fechner insti- tuyera la psicofísica como disciplina específica para estudiar el tipo de relaciones expuestas por él, definiéndola de la siguiente manera:

“Teoría exacta de las relaciones entre el alma y el cuerpo, y, de manera general, entre el mundo físico y el psíquico”; “estudio de las relaciones funcionales y de dependen- cia recíprocas”.

Fechner, G.Th. (1882). Revision der Hauptpunkle der Pschopysik. Leipzig: Breitkopf und Härtel.

El objetivo fundamental de Fechner era conseguir una base científica o expe- rimental de la relación entre el alma y el cuerpo. Así como establecer un lengua- je para poder manifestarla.

Según Fechner, las relaciones entre el alma y el cuerpo se sucedían de mane- ra regular y constante, es decir, que los cambios que se daban en uno eran refle- jados en los cambios que se observaban en el otro. Así pues, se podía decir que se establecía una relación de dependencia, entendida como una necesidad del aspecto mental de estar supeditado o condicionado al aspecto físico (cuerpo). Esta relación no era intercambiable, ya que el aspecto mental o psíquico no podía ser medido de manera directa, sino de manera indirecta mediante su manifiesto físico. Teniendo en cuenta, pues, que el aspecto físico era clave, ya que se podía medir directamente, los esfuerzos de Fechner se dirigieron hacia el estudio de este mundo físico.

A pesar de que la aspiración de Fechner era no limitarse al aspecto sensorial y estudiar la relación cuerpo-alma en todos sus fenómenos psicológicos (atención, percepción, etc.), la facilidad y la claridad de la medida de los estímulos en la sen-

sación le hizo desistir, dedicándose exclusivamente al estudio de las sensacio- nes.

El mundo físico de Fechner y por extensión la psicofísica en general se divi- dían en dos:

• La psicofísica externa, en la que se tenía en cuenta el material externo, consistía en el estudio de las relaciones que se podían medir entre la sen- sación y la estimulación exterior.

• La psicofísica interna, en la que se tenía en cuenta lo fisiológico y orgá- nico, consistía en el estudio de las relaciones directas entre la sensibi- lidad (sensaciones) y los cambios producidos en el sistema nervioso. La psicofísica interna, considerada a la vez como fundamental de la psicofí- sica externa, no fue desarrollada por Fechner. El campo donde se podía ubicar era en el seno de la psicología fisiológica, que, para él, no estaba suficientemente desarrollada y su estudio le representaba demasiadas dificultades metodológicas. “Las experiencias fundamentales para la totalidad de la psicofísica sólo pueden ser buscadas en el campo de la psicofísica externa, porque sólo ésta es accesible a la expe- riencia directa e inmediata”.

Fechner, G.Th. (1882). Revision der Hauptpunkle der Pschopysik. Leipzig: Breitkopf und Härtel.

Como se ha dicho anteriormente, Fechner estableció que las relaciones no se podían medir de manera directa; por ejemplo, ante una sensación auditiva “Y” no se podía decir en qué proporción difería de la sensación auditiva “Z”. Por esta razón, la medida de la sensación tenía que ser indirecta: en este caso, median- te la capacidad de respuesta del individuo a los estímulos o, dicho de otro modo, midiendo su umbral sensorial.

Esta capacidad o sensibilidad, sin embargo, era inversamente proporcional a los umbrales sensoriales, es decir, cuando los individuos tenían una sensibilidad alta era porque respondían ante muy poca estimulación, por lo tanto, tenían un umbral bajo; en cambio, cuando los individuos tenían una sensibilidad baja, era por el hecho de necesitar una gran estimulación (umbral alto). Después de haber postulado este axioma, Fechner quiso elaborar una escala cuantitativa que le ayudara en su investigación de una fórmula matemática que fuera aplicable a todas las situaciones.

Pasos para la elaboración de la Escala Cuantitativa

1) Estímulos físicos = sumas de incrementos diferenciales.

Diferencias entre estímulos = incrementos estimulares positivos o negativos. 2) Sensación = suma de incrementos positivos de sensación.

3) La unidad de la sensación es la m.d.p. (Weber). La m.d.p. se mantiene constante. 4) El punto cero es el umbral absoluto (mínima energía necesaria para que el estímu-

lo sea percibido).

Para no abusar de las comparaciones en la investigación de las diferentes m.d.p.(s) entre infinidad de pesos y el umbral absoluto, Fechner elaboró lo que actualmente se denomina Ley de Fechner o Ley de Weber-Fechner. Ésta repre- sentaba, en lenguaje matemático, la relación existente entre las variaciones incre- mentales de las sensaciones y los estímulos.

Aunque no nos interesa conocer a fondo la serie de pasos que llevaron a la consecución de esta ley, sí que es conveniente tener una idea de la forma que tiene la misma, así como una explicación de las relaciones que se ven reflejadas en ella.

Ley de Fechner (Fórmula psicofísica) S = KlogR

La letra S corresponde a la sensación. La letra R corresponde al estímulo.

La letra k es una constante dependiente de la medida (unidades).

Queda por comentar más precisamente los métodos utilizados por Fechner en su experimentación. La metodología que utilizó fue cuidadosamente sistemati- zada y se puede explicar a partir de lo que se ha denominado los métodos psi- cofísicos, todos ellos utilizados para medir la sensibilidad diferencial.

Los métodos psicofísicos

a) Método de las mínimas diferencias perceptibles o de los límites. Este método consistía en la presentación de dos estimulaciones, de las cuales una se mantenía fija y la otra se iba cambiando. Las diferencias entre ambas se iban variando de manera sistemática. Generalmente se empezaba por las grandes diferencias hasta acabar con la mínima diferencia perceptible. Seguidamente se seguía el mismo pro- cedimiento pero invertido, es decir, se empezaba presentando dos estímulos igua- les y se iba aumentando la diferencia hasta llegar igualmente a la m. d. p. El pro- medio de las medidas que se obtenían en las dos situaciones experimentales era lo que se denominaba umbral diferencial.

b) Método de los casos verdaderos o falsos o también de estímulos constantes. En este caso y al igual que el método anterior, uno de los dos estímulos se mantenía constante mientras que el otro iba difiriendo. El sujeto debía determinar, median- te la comparación, si los estímulos eran diferentes contestando SI o NO. En este caso, sin embargo, los umbrales eran explicados en términos estadísticos y expresados, pues, por porcentajes.

c) Método de los errores promedio o de ajuste. El sujeto era el encargado de, ante un estímulo estable (utilizado como patrón), ajustar los otros estímulos de mane- ra que coincidieran en magnitud con éste. Por lo tanto, el sujeto realizaba una esti- mación de la magnitud del estímulo-guía. Lo que medía, en este caso, era la resta entre las dos magnitudes (estimada y real) obteniendo un promedio que nos indi- ca los errores producidos. Este método fue adaptado por Fechner a partir de su uso en astronomía.

5. La aportación de la biología: la teoría de la evolución