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LECCIÓN 84

Localización sonora y percepción binaural

Año 2
Primer semestre
Percepción Auditiva (Psicoacústica)
Psicoacústica
Duración: 10:51

¿Cómo encuentra el cerebro de dónde viene un sonido? En esta lección vemos la diferencia entre lateralización y localización, el ángulo mínimo audible, las bases psicoacústicas de la teoría dúplex, el efecto de precedencia, la diferencia de nivel de enmascaramiento binaural y la importancia clínica de la liberación espacial del enmascaramiento.

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Hola, y bienvenidos a la Academia de Audiología AIHEAR.
En esta lección veremos, desde la psicoacústica, cómo encuentra el cerebro de dónde viene un sonido.
Con ejemplos clínicos, veremos la teoría dúplex, el efecto de precedencia y la diferencia de nivel de enmascaramiento binaural.
Al escuchar con auriculares, los sonidos suelen oírse dentro de la cabeza, en una línea entre los dos oídos; esto se llama lateralización.
Si se agrega una pequeña diferencia de tiempo o de nivel al sonido que va a cada oído, la imagen sonora se desplaza hacia un lado.
Los experimentos de lateralización permiten separar las claves y estudiarlas una por una.
En campo libre, oímos el sonido fuera de la cabeza, en un punto del espacio; esto se llama localización.
La localización juzga a la vez la dirección horizontal, la elevación y la distancia.
En los entornos reales, todas las claves actúan al mismo tiempo, y el cerebro las combina.
La precisión de la percepción de la dirección se mide con el ángulo mínimo audible.
En 1958, Mills mostró que, para tonos que llegan de frente, este ángulo es de alrededor de un grado en la mejor condición.
Esto significa que podemos distinguir con facilidad cuál de dos personas a pocos metros está hablando.
A medida que la fuente se desplaza hacia un lado, el ángulo crece notablemente; ubicamos los sonidos laterales con menos precisión.
En los tonos puros, la región de mil quinientos a dos mil hertz es donde la discriminación de la dirección es más débil.
La teoría dúplex explica el motivo de esta debilidad.
En la lección sobre audición binaural conocimos las dos claves principales: la diferencia interaural de tiempo y la diferencia interaural de nivel.
Estas claves se comparan por primera vez en el complejo olivar superior.
La oliva superior medial evalúa la diferencia de tiempo, y la oliva superior lateral, la diferencia de nivel.
Según la teoría dúplex de Lord Rayleigh, en los sonidos graves predominan las diferencias de tiempo y en los agudos, las de nivel.
Esta información se combina en el colículo inferior y se convierte en una percepción única de la dirección del sonido.
La corteza auditiva también es necesaria; se ha descrito que una lesión cortical de un lado altera la localización en el lado opuesto.
La diferencia interaural de tiempo (ITD) es como máximo de unos 0,6 a 0,7 milisegundos en un adulto cuando el sonido llega directamente desde un costado.
Aun así, en las mejores condiciones se detectan diferencias de diez a veinte microsegundos, que equivalen a un cambio de dirección de alrededor de un grado.
La diferencia interaural de nivel (ILD) puede superar los veinte decibeles en las frecuencias agudas por la sombra de la cabeza.
Una diferencia de nivel entre los dos oídos puede detectarse incluso cuando es de alrededor de un decibel.
Una diferencia de tiempo en la estructura fina de la onda es una clave confiable por debajo de unos mil quinientos hertz.
Por encima de esa frecuencia, la longitud de onda se acerca al ancho de la cabeza y deja de estar claro qué picos de la onda se corresponden.
La teoría dúplex es un marco importante, pero no explica toda la percepción de la dirección.
En los sonidos agudos pero complejos, pueden usarse las diferencias de tiempo de la envolvente del sonido en lugar de las de la estructura fina.
El pabellón auricular filtra las frecuencias agudas de manera distinta según la dirección de la que llega el sonido.
Esta clave espectral monoaural nos permite encontrar la elevación de un sonido y distinguir entre delante y detrás.
El conjunto de este efecto de filtrado se llama función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF).
Girar levemente la cabeza cambia las diferencias entre los dos oídos y resuelve rápidamente la confusión entre delante y detrás.
Estimamos la distancia a partir del nivel del sonido, la pérdida de componentes agudos y la relación entre el sonido directo y la reverberación.
En una sala cerrada, un sonido y sus copias reflejadas en las paredes llegan al oído en momentos distintos.
El sonido directo llega primero al oído, porque recorre el camino más corto.
Las reflexiones llegan desde otras direcciones, entre unos pocos milisegundos y unas decenas de milisegundos más tarde.
Cuando el retardo es corto, la reflexión no se oye como un sonido aparte; se fusiona con el primero, que define la dirección percibida.
Esto se llama efecto de precedencia; Wallach y colaboradores lo estudiaron en detalle en 1949, y Haas en 1951.
A medida que el retardo aumenta, la reflexión empieza a oírse como un eco aparte; este límite se llama umbral de eco.
El umbral de eco es de unos cinco milisegundos para sonidos cortos como los clics, y de unas decenas de milisegundos para el habla y la música.
Gracias al efecto de precedencia, ubicamos correctamente a quien habla incluso en una sala reverberante.
En las salas de conferencias se agrega un pequeño retardo a los altavoces traseros, para que el sonido amplificado siga pareciendo venir del escenario.
En ciertas condiciones, el sonido retardado puede ser hasta unos diez decibeles más fuerte y aun así dejar la dirección al primer sonido.
Se ha descrito que el efecto de precedencia se debilita con la pérdida auditiva y el envejecimiento, lo que aumenta la dificultad en lugares reverberantes.
Por eso también, con audífonos o implantes bilaterales, importa que los retardos de procesamiento de ambos lados sean similares.
La fuerza del procesamiento binaural se mide con la diferencia de nivel de enmascaramiento binaural (BMLD).
Primero, el ruido y el tono se presentan exactamente iguales en ambos oídos, y se busca el umbral del tono en el ruido.
Luego, mientras el ruido se mantiene igual, se invierte la fase del tono en un solo oído.
Ahora el tono se oye a través del ruido con mucha más facilidad; en quinientos hertz, el umbral mejora unos doce a quince decibeles.
La mejora es grande en las frecuencias graves; por encima de unos mil quinientos hertz, baja a unos pocos decibeles.
La diferencia se produce porque el tronco encefálico usa pequeñas diferencias de tiempo y de fase entre los oídos para separar la señal del ruido.
La BMLD refleja el procesamiento en el nivel del tronco encefálico donde se compara por primera vez la información de los dos oídos.
Se ha descrito que la BMLD baja con lesiones que afectan el tronco encefálico, por ejemplo en la esclerosis múltiple.
Sin embargo, la BMLD también baja con pérdidas periféricas que presentan una clara diferencia de umbrales entre los dos oídos.
Por eso el resultado se interpreta junto con los umbrales tonales de ambos oídos.
La BMLD también puede medirse con estímulos de habla; en ese caso, la ganancia suele ser menor que con tonos puros.
En la evaluación auditiva central, la BMLD no se usa de forma aislada, sino como parte de la batería de pruebas.
Cuando el habla y el ruido llegan desde la misma dirección, se necesita cierta relación señal-ruido para entender el habla.
Cuando el ruido se desplaza hacia un lado, la misma habla se entiende con una relación menor; esto se llama liberación espacial del enmascaramiento.
Parte de esta ganancia proviene de la sombra de la cabeza, es decir, del oído que está físicamente mejor ubicado.
Otra parte proviene de que el cerebro aprovecha las diferencias entre los dos oídos, es decir, del procesamiento binaural.
Para medirla en niños existen pruebas como Listening in Spatialized Noise Sentences (LiSN-S), de Cameron y Dillon.
En estas pruebas, una ganancia espacial baja puede explicar por qué un niño con un audiograma normal tiene dificultades en ruido.
En la pérdida unilateral o claramente asimétrica, la información de tiempo y de nivel que llega a los dos oídos se altera, y localizar se vuelve más difícil.
En este ejemplo, la pérdida del oído izquierdo puede hacer que los sonidos parezcan venir siempre de la derecha.
En los dispositivos retroauriculares, el micrófono queda sobre el pabellón, así que se pierden sus claves espectrales y puede aumentar la confusión delante-detrás.
En la pérdida bilateral, adaptar dispositivos en ambos oídos puede ayudar a conservar las claves interaurales.
Los usuarios de implantes cocleares bilaterales, en cambio, localizan sobre todo por diferencias de nivel; las claves temporales finas siguen limitadas.
Un consejo clínico: comparen siempre los umbrales tonales de ambos oídos antes de interpretar las pruebas binaurales.
Si hay una clara diferencia de umbrales entre los oídos, un puntaje bajo en la BMLD o en las pruebas de localización puede parecer un problema central.
Estas pruebas dan la información más confiable en personas con umbrales normales o simétricos.
Pregunten también a los pacientes con problemas de localización dónde tienen dificultades en la vida diaria; junto con las pruebas, esto los orientará.
Para los sonidos que llegan de frente, el ángulo mínimo audible es de alrededor de un grado; a los lados, crece notablemente.
Según la teoría dúplex, en los graves predominan las claves de tiempo y en los agudos las de nivel; el pabellón aporta claves de elevación y de delante-detrás.
Gracias al efecto de precedencia, en una sala reverberante un sonido se oye en la dirección de la primera onda que llega.
La BMLD muestra una ganancia binaural de unos doce a quince decibeles en quinientos hertz y refleja el procesamiento del tronco encefálico.
Pon a prueba lo aprendido: ¿qué fenómeno nos permite oír un sonido en la dirección de su fuente en una sala reverberante?
La respuesta correcta es la B: el efecto de precedencia.
Las reflexiones que llegan con un retardo corto se fusionan con el primer sonido, y el cerebro define la dirección según el primer sonido que llega.
En la próxima lección veremos cómo el daño coclear cambia la percepción y conoceremos el fenómeno del reclutamiento.
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