D44 Messung sensorischer Schwellen

Thema

Dieselbe Messung einer sensorischen Schwelle im Sinnessystem eines Insekts bestimmt im Allgemeinen dessen minimale Empfindlichkeit: die geringste Reizintensität, die dieses Sinnessystem noch zuverlässig erfassen kann.

Dieselbe psychometrische Funktion dieses Sinnessystems bildet wiederum die Reaktionswahrscheinlichkeit des Systems in Abhängigkeit von dieser Reizintensität ab und wird daher mittels einer geeigneten statistischen Verteilung so angepasst, dass genau diese minimale Empfindlichkeitsschwelle ermittelt wird, die ein anderes Modell dieses Systems bereits definiert hat. Da diese Reaktionswahrscheinlichkeit des Sinnessystems mit zunehmender Reizintensität ihren Mittelwert noch schneller erreicht, ist die aus dieser psychometrischen Funktion ermittelte minimale Empfindlichkeitsschwelle folglich noch niedriger.

Diese minimale thermische Rauschschwelle wiederum definiert die fundamentale physikalische Grenze des gesamten Sinnessystems – genau diese durch fundamentale physikalische Gesetze bedingte Grenze, die bereits ein anderes Modell dieses Systems etabliert, und nicht nur durch die spezifische Technologie des Sinnessystems selbst. Folglich kann kein physikalisches System ein Signal detektieren, das kleiner ist als diese thermodynamische Hintergrundfluktuation. Der bekannteste biologische Rezeptor nähert sich dieser fundamentalen physikalischen Grenze daher noch stärker an, vergleichbar mit dem extremen Geruchssinn einer Motte. Dieser etabliert bereits ein anderes Modell dieses Systems nahe derselben stochastischen Grenze, die durch ein einzelnes Molekül bedingt ist. Die Tatsache, dass sich dieser spezielle biologische Rezeptor dieser fundamentalen physikalischen Grenze des thermischen Rauschens annähert, macht seine Empfindlichkeit noch extremer.

Derselbe Weber-Bruchteil dieses sensorischen Systems misst wiederum seine eigene differentielle Auflösung – genau das Weber-Gesetz, das ein anderes Modell dieses Systems bezüglich einer differentiellen Schwelle proportional zum Hintergrundpegel aufstellt: wie stark sich ein Reiz auf dieses sensorische System verändern muss, damit es ihn als vom vorherigen Reiz verschieden wahrnimmt. Die Tatsache, dass dieser Hintergrundpegel dieses speziellen Reizes noch höher ist, bedeutet, dass gemäß demselben Weber-Bruchteil auch der minimale Unterschied, den das sensorische System noch wahrnehmen kann, absolut gesehen noch größer ist.

Dieselbe Signaldetektionstheorie, die ein anderes Modell dieses Systems etabliert, entkoppelt die tatsächliche Empfindlichkeit dieses Sinnesrezeptors vom finalen Antwortkriterium des Tieres, das diesen Rezeptor besitzt – genau jene Unterscheidungsfähigkeit, die ein anderes Modell dieses Systems etabliert – und ermöglicht so Vergleiche dieser Empfindlichkeiten aus verschiedenen Experimenten. Die Tatsache, dass das Antwortkriterium dieses Tieres von Experiment zu Experiment noch stärker variiert, macht diese Signaldetektionstheorie umso notwendiger, um die tatsächliche Empfindlichkeit dieses Sinnesrezeptors zu isolieren.

Daher zeigt dieses Modell mit seiner anfänglichen minimalen Empfindlichkeit und der schwächsten detektierbaren Intensität, dass das finale Audiogramm eines Sinnessystems – die finale Hörschwelle des Systems als Funktion dieser Reizfrequenz – sowohl das optimale Hörband dieses Sinnessystems als auch die charakteristischen finalen Kommunikationsfrequenzen jeder einzelnen Spezies offenbart. Dies ist genau derselbe Vergleich zwischen verschiedenen Spezies, den ein anderes Modell dieser Reihe bereits etabliert. Die Tatsache, dass dieses Audiogramm zweier verschiedener Arten ein noch deutlicheres optimales Hörband offenbart, macht diesen abschließenden Vergleich der Empfindlichkeiten dieser beiden Arten umso aufschlussreicher für ihre einzigartige Evolutionsgeschichte.

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