Percepción auditiva, olfativa, táctil y gustativa en Psicología

Introducción a la Percepción Sensorial

Aunque el estudio de la audición no tiene un volumen de investigación tan grande como la visión, la investigación sobre sensación y percepción auditivas han alcanzado un gran nivel de desarrollo tanto en la vertiente psicofísica como en la fisiológica.

Por otro lado, abordaremos el estudio del tacto, el olfato y el gusto para terminar con la división clásica de los sentidos. Las sensaciones de la piel, el olfato y el gusto nos van a informar preferentemente sobre el valor que el mundo tiene para nosotros en un nivel básico de vitalidad relacionada con nuestra supervivencia tanto individual como de nuestra especie.

La vista y el oído son sentidos en los que predomina el componente cognitivo y se relacionan con la memoria, el lenguaje y el pensamiento. En los sentidos de la piel, el olfato y el gusto predomina el componente afectivo y son sentidos relacionados con los sentimientos, la motivación y la emoción.

Percepción Auditiva

Como ya sabemos, percibir es interpretar la información que nos aportan nuestros sentidos acerca del entorno. Además, la interpretación que hacemos es un proceso activo que depende de nuestros procesos cognitivos y de nuestros conocimientos previos. Por tanto, la percepción auditiva se puede definir como la capacidad para recibir e interpretar la información que llega a nuestros oídos mediante las ondas de la frecuencia audible transmitidas por el aire u otro medio.

A lo largo de los siguientes apartados veremos en qué consiste el estímulo auditivo y cuáles son los principales procesos implicados en la percepción auditiva.

El Sonido y su Naturaleza

El movimiento ondulatorio puede considerarse como un transporte de energía y cantidad de movimiento de un punto del espacio a otro sin que se produzca un transporte de materia. En las ondas mecánicas (como es el caso de las ondas sonoras) la energía y la cantidad de movimiento pueden ser transmitidas debido a las propiedades elásticas del medio en el que acontece dicha transmisión. Es posible distinguir dos tipos de ondas: por un lado, nos encontramos con aquellos casos en los que la perturbación de la forma de onda es perpendicular a la dirección de propagación; estas ondas se denominan transversales y un ejemplo lo encontramos en las ondas electromagnéticas (como la luz).Por otro lado, tenemos los casos en los que la perturbación es paralela a la dirección de propagación; estas ondas se denominan longitudinales y es a este grupo al que pertenecen las ondas sonoras. Consideremos el caso concreto de la propagación del sonido en el aire. El aire es un medio elástico constituido por partículas que pueden perturbarse por la acción de cualquier sistema capaz de producir vibraciones. La perturbación (el movimiento) de dichas partículas genera cambios locales de presión, que ocurren porque, en algunas ocasiones, las moléculas del aire se aproximan y, en otras, se alejan.

La primera situación es denominada compresión y supone un aumento de la presión, mientras que la segunda se denomina rarefacción (o enrarecimiento) y conlleva una disminución de la presión acústica. Como puede intuirse, las partículas del aire sólo se desplazan ligeramente con respecto a su posición de reposo, pero no se trasladan indefinidamente en el espacio (ya se indicó que no se produce un transporte de materia); sin embargo, los máximos y mínimos de presión, esto es, los momentos de compresión y enrarecimiento, varían tanto espacialmente (fijado un instante temporal) como temporalmente (en un punto del espacio). En otras palabras, es la perturbación en la forma de onda lo que acaba viajando a través del espacio. Los distintos sonidos se diferencian en el patrón de variaciones de presión que les son característicos.

Por eso es habitual afirmar que es posible atrapar formalmente la naturaleza física de un sonido atendiendo a la variación temporal de la presión acústica. Esta última observación tiene una importancia crucial para los estudios de psicofísica auditiva puesto que abre las puertas a la posibilidad de formalizar el estímulo que dispara el proceso perceptivo. Más en concreto, de todo lo anterior se desprende que un sonido arbitrario puede representarse formalmente mediante una función que a un número real (que representará un instante temporal determinado) le asigne otro número real (que indicará la presión asociada a dicho instante temporal). Las representaciones de los sonidos así especificadas, bien sea analíticamente bien sea gráficamente, se denominan representaciones temporales de la señal o representaciones en el dominio del tiempo, dado que es justamente el tiempo la variable independiente de la función.

Centremos nuestra atención, en primer lugar, en el estudio de los sonidos elementales. En este contexto, elementales significa, a la vez, sencillos y constitutivos de otros sonidos (más adelante haremos un comentario más detallado a este último respecto). Si, como hemos dicho, los sonidos se producen por el movimiento de un cuerpo, los sonidos elementales se generarán por formas elementales de movimiento. Esta es la razón que justifica el estudio del movimiento armónico simple (MAS). Todos los estímulos auditivos que pueden generar los osciladores armónicos responden a una forma sinusoidal como la que podemos ver en la figura 1.0 1,2 1 Figura 1. Forma de onda generada por el movimiento de un péndulo

Sin embargo, esa forma sinusoidal genérica puede modelarse gracias a la variación sistemática de determinados parámetros. Si observamos el primer panel de la Figura 2, nos encontramos con tres funciones sinusoidales que se diferencian en amplitud (A). La amplitud se define como el valor máximo que alcanza la oscilación. Si volvemos a nuestro ejemplo del péndulo de la figura 1, la amplitud obtenida será mayor cuanto más grande sea el desplazamiento de la esfera. Con respecto a los tonos puros, éstos mostrarán mayor amplitud cuanto mayor sea la presión obtenida por la perturbación de las partículas del aire. Desde un punto de vista psicofísico, las variaciones en amplitud suelen corresponderse a variaciones en la dimensión psicológica de sonoridad. Así, sonidos con mayor amplitud tienden a percibirse como más fuertes y sonidos con menor amplitud son percibidos, generalmente, como más débiles. Los instrumentos que se emplean para medir la amplitud de los sonidos responden, normalmente, a cambios en la presión sonora y, por lo tanto, las unidades utilizadas son los pascales. En otras ocasiones, la amplitud se especifica en términos de la intensidad, es decir, indicando la energía sonora que se transmite por segundo en una unidad de área.

Volvamos nuestra atención ahora al panel central de la Figura 2. Las tres funciones que allí aparecen son todas ellas sinusoidales y, además, todas tienen la misma amplitud. Sin embargo, algo las diferencia. El parámetro que las hace diferente es la frecuencia temporal (v). La frecuencia temporal es el número de oscilaciones por unidad de tiempo y, por lo tanto, se mide en ciclos por segundo o hertzios (Hz). Así, un tono que presente 500 oscilaciones completas en un segundo tendrá una frecuencia temporal de 500 Hz. El péndulo generará una frecuencia mayor cuanto mayor sea la velocidad con la que se desplaza de la posición de reposo a los extremos de su trayectoria, para el caso de las ondas acústicas, la frecuencia será mayor cuanto más próximas en el tiempo se encuentren las zonas de máxima y mínima de presión. Desde un punto de vista psicofísico las variaciones en frecuencia temporal suelen provocar variaciones en una dimensión psicológica conocida como tonalidad. En este sentido frecuencias bajas provocan la codificación de tonalidades graves en tanto que las altas frecuencias temporales son codificadas como sonidos agudos. Finalmente, observemos el panel inferior de la Figura 2. En esta ocasión las dos funciones sinusoidales tienen la misma frecuencia y amplitud. Se diferencian en un nuevo parámetro al que se denomina fase (+). La fase se mide en radianes y los ángulos de fase siempre se evalúan con relación a una función coseno. En otras palabras, se asume que la función coseno tiene una fase igual a cero radianes. La fase de una función f nos indica cuántos radianes ha recorrido dicha función en el tiempo que ha transcurrido entre el momento en el que una función coseno alcanzó su primer máximo (en t = 0) y el momento en el que la función f alcanzó el suyo. En este sentido la fase se puede tomar como un índice del desplazamiento de una función con relación a un coseno de su misma frecuencia (aunque hay que insistir en que fase y desplazamiento son cosas diferentes) o incluso se podría generalizar la noción de fase de modo que indicara el desplazamiento entre cualquier par de señales. Así, las dos señales que aparecen en la figura 2 estarían desfasadas /2 radianes entre sí. Desde un punto de vista psicológico, las diferencias en fase proporcionan una clave importante para nuestro sistema de localización de sonidos en el espacio.

A 3 -19 A -5 5 5 10 15 35 4º 45 50 B C 35 25 35 40 45 - 15 20 t (ms) t (ms) W/ W Figura 1. Funciones sinusoidales que se diferencian en amplitud (A), frecuencia (B) o en fase (C)

En raras ocasiones los seres humanos están expuestos a los efectos auditivos del MAS. Por ejemplo, esto ocurrirá si hacemos vibrar un diapasón puesto que éste vibrará con una sola frecuencia temporal. Lo habitual es, sin embargo, que los sonidos provengan de sistemas que tengan más de un modo de vibración o, de otro modo, que los sonidos estén constituidos por más de una frecuencia. Por ejemplo, todos los instrumentos musicales clásicos generan, simultáneamente, múltiples frecuencias. La idea de un sistema vibrando con más de una frecuencia simultáneamente puede parecer un tanto extraña. Para hacerla más intuitiva, o al menos plausible, puede pensarse en una persona columpiándose y aplaudiendo rítmicamente al mismo tiempo. En esta situación sus manos se mueven con dos frecuencias distintas: la que se debe al ritmo del aplauso y la que obedece al movimiento pendular del columpio. Pues bien, todo sonido compuesto por más de una frecuencia es denominado sonido complejo.

Si nos fijamos en la Figura 3 veremos en la parte superior dos tonos puros de frecuencias diferentes. Si sumamos los dos tonos puros obtendremos una nueva señal que estará constituida por las dos frecuencias que acabamos de combinar. En este sentido se puede afirmar que la nueva señal es una señal compleja. Es interesante resaltar que la última señal (compleja) resulta ser la suma de dos señales elementales (de dos tonos puros).

C +0.5- . . +-05. M. +15 -15- Figura 3. Onda compleja constituida por la adición de dos sinusoides.

Bases Biológicas de la Audición

Obviamente todos los procesos psicofísicos descritos en las secciones precedentes deben ser implementados por los mecanismos biológicos de los que dispone el sistema auditivo humano. Por ello, en esta sección vamos a estudiar la estructura biológica del codificador auditivo haciendo hincapié en aquellos procesos fisiológicos que resulten especialmente reveladores para entender el modo en que pueden ser ejecutadas las funciones psicofísicas que hemos venido analizando hasta este momento. Comenzaremos nuestra exposición describiendo, someramente, la estructura y función del oído externo y medio para después centrar nuestro estudio en las operaciones realizadas por el oído interno y por el nervio auditivo.

Oído Externo y Oído Medio

El oído externo está constituido por el pabellón auricular y el conducto auditivo externo. La membrana timpánica es la frontera que separa el oído externo del