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Percepción como adquisición de información del entorno

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La percepción es fundamentalmente un proceso de adquisición, transmisión y procesamiento de información sobre el entorno. La teoría de la información de Shannon provee el marco cuantitativo: cada estímulo tiene un contenido de información I = -logP(s) medido en bits, que es mayor cuanto menos probable es el estímulo.

La capacidad C del canal sensorial (cuánta información puede transmitir por segundo) está limitada por el ancho de banda B y la relación señal-ruido SNR, siguiendo el teorema de Shannon-Hartley. Este límite fundamental aplica tanto al nervio óptico humano (C 10 bit/s) como a cualquier receptor biológico o artificial.

La información mutua I(S;R) mide cuánto se reduce la incertidumbre sobre el estímulo al conocer la respuesta del sensor: I(S;R) = H(S) - H(S|R). Un sensor perfecto tiene I(S;R) = H(S); un sensor completamente ruidoso tiene I(S;R) = 0. Esta métrica unifica la evaluación de cualquier sistema sensorial.

La ley de Weber-Fechner y la ley de potencia de Stevens describen empíricamente cómo la magnitud subjetiva percibida se relaciona con la intensidad física . La relación logarítmica de Fechner implica que la percepción comprime enormes rangos de intensidad física en rangos manejables: el oído humano cubre 12 órdenes de magnitud en presión (0130 dB) pero los percibe como una escala lineal de 'volumen'.

La teoría de detección de señales (TDS) cuantifica la capacidad discriminativa mediante d' = (_S - _N)/_N: un sensor con d' > 2 distingue bien señal de ruido; d' < 1 indica detección marginal. Esta métrica es independiente del criterio de decisión del observador y es fundamental para comparar capacidades sensoriales entre especies.

>Modelo

ID:('ky', 568)


Percepción como adquisición de información del entorno

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Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$A_Phi$
A_Phi
Amplitud del estímulo
unit
$k_S$
k_S
Constante Stevens
1
$k_F$
k_F
Constante Weber-Fechner
1
$sigma_N$
sigma_N
Desviación estándar del ruido
unit
$d'$
d_prime
Discriminabilidad
1
$H$
H
Entropía
bit
$n$
n
Exponente Stevens
1
$I_s$
I_s
Información de un estímulo
bit
$I(S;R)$
MI
Información mutua
bit
$Phi$
Phi
Intensidad física del estímulo
unit
$mu_N$
mu_N
Media de ruido
unit
$mu_S$
mu_S
Media de señal
unit
$Psi_S$
Psi_S
Percepción Stevens
1
$Psi_F$
Psi_F
Percepción Weber-Fechner
1
$P_s$
P_s
Probabilidad del estímulo
1
$mathrm{SNR}$
SNR
Relación señal-ruido
1
$Phi_0$
Phi_0
Umbral físico
unit
$B$
B
Ancho de banda
Hz
$C$
C
Capacidad del canal sensorial
bit/s
$f$
f
Frecuencia del estímulo
Hz
$t$
t
Tiempo
s

ID:(0, 568)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile