Oír por primera vez

El siguiente video me ha parecido muy emocionante. Se puede ver la reacción de una chica de 29 años sorda de nacimiento cuando le activan por primera vez el implante coclear.

Llama la atención lo bien que es capaz de hablar, algo que dice mucho de su empeño y del buen trabajo de los terapeutas que le han enseñado. Otro detalle significativo que se puede observar en el video es que a pesar de que ahora es capaz de oír los sonidos, sigue recurriendo a la lectura de los labios para entender lo que le dicen.

(Descubierto gracias a @kurioso)

¿Cómo nos afecta el sonido?

¿Qué efectos tiene sobre nosotros el sonido?

En la siguiente charla, Julian Treasure nos cuenta los efectos que el sonido tiene sobre nosotros a nivel tanto fisiológico, como psicológico, cognitivo y de comportamiento. Merece la pena dedicarle 5 minutos. Ah, la charla está en inglés, pero se pueden activar los subtítulos si es necesario, así que no hay excusas 😉

¿Por qué se nos taponan los oídos?

Seguro que todos hemos tenido alguna vez la incómoda sensación de tener los «oídos taponados», por ejemplo cuando viajamos en avión. La culpable de este efecto es la diferencia de presión entre la parte interna y externa del oído. Si nos fijamos en la figura, el tímpano es una membrana que por una parte está en contacto con el exterior a través del canal auditivo, y por la otra da a la cavidad del oído medio, que a su vez se comunica con la nariz a través de la Trompa de Eustaquio.

Cuando la presión del exterior es menor que la del interior del oído, el aire del interior «empuja» y curva el tímpano hacia afuera. Esto hace que el tímpano, al estar estirado, sea menos sensible a las vibraciones, lo que nos produce la sensación de taponamiento. ¿Cómo se puede solucionar esto? Pues aquí entra en juego la trompa de Eustaquio, que al abrirse, deja entrar aire al oído, y permite que se igualen las presiones en el interior y exterior, lo que permite que el tímpano vuelva a su posición original. Esto se puede forzar con movimientos como el bostezo, el tragar o la maniobra de Valsalva.

Este fenómeno también explica porqué se suele recomendar que ante una explosión abramos la boca. Si no lo hacemos, el aumento de presión producido por la explosión podría ser excesivo y causar una rotura de tímpano. Al abrir la boca permitimos que ambas presiones (externa e interna) se igualen, y así no se dañe el tímpano.

(Vía CienciaOnline)

El efecto Cocktail-Party

El efecto «cocktail-party» es un fenómeno al que estamos sometidos prácticamente a diario. Se puede definir como la capacidad que tenemos de fijarnos en una sola voz en medio de muchas más (de ahí el nombre). A todos nos ocurre que, cuando estamos hablando con otra persona, somos capaces de concentrarnos en esa conversación y abstraernos de todo el ruido que nos rodea, incluyendo otras personas hablando cerca nuestro.

El experimento original en el que se estudió este efecto por primera vez data de 1953, y consistía en presentar, a una serie de sujetos, un archivo de audio en el que se escuchan a la vez dos mensajes distintos dichos por la misma persona. A los participantes se les pide que se concentren en uno de los dos mensajes, y lo escriban. Posteriormente, se repite el experimento esta vez poniendo uno de los mensajes en el canal izquierdo y el otro en el derecho.

El resultado es bastante predecible. En el primer caso se observó que los participantes tenían bastantes problemas para centrarse sólo en uno de los mensajes, tendían a cerrar los ojos y les requería una gran concentración. En el segundo, por el contrario, la tarea resultaba mucho más sencilla de llevar a cabo, y podían fijarse en cualquiera de los dos mensajes con relativa facilidad.

Para ilustrar este efecto aquí hay un par de ficheros de ejemplo. Conviene escucharlos con cascos para apreciar mejor el efecto.

[audio http://interface.cipic.ucdavis.edu/sound/demos/monaural.wav] [audio http://interface.cipic.ucdavis.edu/sound/demos/binaural.wav]

(Fuente: UCD Department of Music)

Hasta aquí no se trata más que de las ventajas que tiene tener dos oídos, que nos permiten localizar en el espacio el sonido. Cuando el fichero es mono, es como si los dos mensajes proviniesen de la misma posición, mientras que en el caso binaural, se sitúa cada mensaje en una posición del espacio distinta (uno a la izquierda y el otro a la derecha en nuestro ejemplo).

Lo verdaderamente interesante es hasta qué punto llegamos a concentrarnos en el mensaje que deseamos escuchar y a abstraernos del resto de información existente. Así, durante el experimento se pudo observar que los participantes:

  • No eran capaces de identificar ni una sola frase del mensaje al que no prestaban atención
  • No estaban ni siquiera seguros de que el idioma fuese inglés
  • No se daban cuenta si el idioma cambiaba a alemán
  • Muchos no se daban cuenta de que el mensaje al que no prestaban atención se estaba reproduciendo al revés
  • La mayoría sí que se daban cuenta si el locutor del mensaje al que no prestaban atención cambiaba de hombre a mujer

Esta atención selectiva me recuerda mucho a un par de videos que se pueden ver en youtube.

En el primero se ve a dos equipos que se dedican a pasarse una pelota entre sí. El objetivo es contar cuántos pases realiza el equipo blanco. La solución, al final de video.

El segundo consiste sencillamente en ver el siguiente truco de magia:

(Vía Psyblog)

Localización de sonidos y lechuzas

Es bien conocido que los humanos tenemos dos oídos, uno a cada lado de la cabeza, para facilitar la localización de los sonidos en el espacio. Gracias a ello, cuando un sonido nos llega de la izquierda o de la derecha, llega antes y con algo más de nivel a un oído que al otro, y así somos capaces de localizar, con bastante precisión, los sonidos en un plano horizontal (a izquierda o derecha). Estas diferencias entre el sonido en un oído y el otro se conocen como diferencias interaurales de tiempo y nivel, y constituyen las principales pistas que nos permiten en la práctica localizar la procedencia de un sonido. En música, por ejemplo, se utiliza sólo la diferencia de nivel (el mando de «balance» de las cadenas musicales) para conseguir colocar el sonido más a la izquierda o a la derecha. Y funciona.

Ahora bien, si pensamos en qué ocurre cuando lo que queremos es localizar un sonido en el plano vertical, las cosas no son tan sencillas. En esos casos la posición de las orejas, una a cada lado de la cabeza, no nos aporta ninguna pista para la detección del sonido, y no nos queda más remedio que basarnos en las asimetrías de nuestra oreja, cabeza y torso. Estas asimetrías, junto con las circunvoluciones de nuestras orejas, modifican el sonido dependiendo de si éste viene de arriba, abajo, delante o detrás.

Esto, no obstante conlleva que tenemos mucha menos precisión a la hora de determinar la posición vertical de una fuente sonora que a la hora de determinar su posición horizontal. Mientras que en el plano horizontal el error cometido está entre 1 y 3º, en el plano vertical este error sube hasta unos 10-20º.

Un caso muy curioso es el de algunas especies de búhos y lechuzas. Al tratarse de animales de presa básicamente nocturnos, dependen mucho de su oído para poder cazar. Es por ello que cuentan con un oído situado ligeramente más alto que el otro. De este modo, la lechuza es capaz de localizar con mucha precisión la posición exacta (tanto en el plano horizontal como en el vertical) de una posible presa mientras ella se encuentra en lo alto de un árbol.

(Referencias: Acoustic Location of Prey by Barn Owls, Roger S. Payne)

También oímos con los dedos

Al parecer, según un estudio de la Universidad British Columbia, no sólo oímos con nuestros oídos, sino que utilizamos todo el cuerpo para procesar la voz.

En el estudio, publicado en la revista Nature el pasado mes de Noviembre, se ha demostrado que si se dirigen soplos de aire a la piel de una persona, es posible interferir con la percepción de sonidos hablados. Por ejemplo, los oyentes británicos, utilizan la aspiración de aire para distinguir sonidos como ‘pa’ o ‘ta’ de otros sonidos no aspirados como ‘ba’ ó ‘da’.

Así, se ha observado que cuando el sonido se presenta junto con pequeños soplos de ruido, los sujetos tienden a percibir como aspirados sonidos que no lo son. Se trata de un efecto similar al que ocurre cuando gracias a poder leer los labios de una persona hablando somos capaces de entender mejor lo que está diciendo.

El siguiente video muestra una conferencia impartida por la percusionista Evelyn Glennie, quien perdió casi todo su oído a los 12 años. En ella muestra como, a pesar de su pérdida auditiva, es capaz de «sentir» el sonido, e incluso de interpretar música de una forma magistral.

(Vía ScienceDaily)

Repelente de adolescentes

Hace un mes se hicieron públicos los nombres de los ganadores de los premios IgNobel de este año. Para quien no los conozca, estos premios, entregados por la revista Annals of Improbable Research, reconocen la realización de investigaciones que al principio pueden causar risa, pero que después nos hacen pensar.

Algunos de los trabajos premiados este año son: el estudio que demuestra que las vacas que tienen nombre dan más leche que las que no lo tienen (premio de Veterinaria), el que determina si es mejor ser golpeado en la cabeza con una botella llena de cerveza (premio de la Paz) o el que demuestra analíticamente por qué las mujeres embarazadas no se caen hacia delante (premio de Física). Por cierto que los últimos españoles en ganar uno de estos premios fueron unos investigadores de la Universidad de Barcelona, que demostraron en 2007 que algunas ratas tienen problemas para diferenciar entre una persona hablando japonés al revés y una persona hablando holandés al revés.

Pues bien, a lo que vamos. El premio de la paz de 2006 se otorgó a los inventores de un sistema para repeler a los adolescentes, que comercializan bajo el nombre de «mosquito«. El sistema se basa en la emisión de sonidos con una frecuencia de 17kHz, inaudibles para la mayor parte de las personas mayores de 20 años, pero muy molestos para los adolescentes. Actualmente el uso de este dispositivo está siendo muy cuestionado en muchos países por sus posibles efectos nocivos para la audición y por discriminar a los jóvenes por su edad independientemente de su comportamiento.

Aunque normalmente se afirma que todos tenemos la capacidad para oír sonidos de hasta 20kHz, esto no es cierto, ya que con la edad tendemos a perder la capacidad de oír sonidos de altas frecuencias. Así, una persona en torno a los 30 años es normal que no sea capaz de percibir sonidos por encima de los 15kHz. De hecho, la gran mayoría de los codificadores de audio de los que hablaba en mi anterior entrada hacen uso de este efecto, y descartan todos los sonidos por encima de esta frecuencia. Para comprobar nuestro grado exacto de audición lo más adecuado es acudir a un especialista, que nos realizará una audiometría y nos podrá decir si sufrimos algún tipo de pérdida auditiva. No obstante, en esta página se pueden escuchar sonidos de distintas frecuencias para hacernos una idea de lo que aquí estamos hablando.

Por cierto, que no todo son malas noticias para los adolescentes. Las mismas personas que comercializaron el «mosquito» decidieron aplicar el mismo principio para diseñar tonos de móviles audibles para los adolescentes pero no para sus profesores.

El efecto Lombard

Vayamos al año 1909. En esa época muchos médicos utilizaban un aparato recién patentado por Robert Bárány (1876-1936) que introducía un ruido de nivel alto en uno de los oídos del paciente para poder examinar el otro simulando condiciones monoaurales. Uno de los usuarios de este dispositivo era el otorrinolaringólogo Etienne Lombard (1869-1920), quien se dio cuenta de un curioso efecto, que además no parecía producirse de modo consciente: cuando el ruido comenzaba, el paciente tendía a elevar el nivel de su voz, el cual volvía a la normalidad justo al cesar el ruido. Este efecto, que hoy conocemos como efecto Lombard, ha tenido una gran importancia en varias áreas de investigación distintas:

  1. Permitió diseñar test para determinar las pérdidas auditivas de un paciente, y en concreto si éstas están siendo simuladas.
  2. Produjo importantes avances en el estudio de la comunicación vocal en presencia de ruido.
  3. Influyó en el estudio de las relaciones dinámicas existentes entre la audición y la producción de voz.
  4. Motivó el modelado de la producción de voz como un servomecanismo.

En este post me voy a centrar en el primer punto, y dejaré los restantes para futuras entradas.

En sus experimentos, Lombard observó que si se tomaba un sujeto con una audición normal y se le introducía ruido en uno de los dos oídos, el paciente tendía a subir ligeramente la voz, mientras que si el ruido se introducía en los dos oídos a la vez subía mucho más la voz, llegando incluso a gritar. Si el paciente tenía pérdidas unilaterales (en uno de los dos oídos), y el ruido se le presentaba en el oído enfermo, el paciente apenas subía la voz, mientras que si el ruido estaba en el oído sano, el paciente comenzaba a gritar, igual que hacía el paciente sano frente a ruido binaural.

Efecto Lombard

A partir de estas observaciones se puede establecer el siguiente test:

  • Se introduce ruido en uno de los oídos del paciente y se le pide que hable o lea algo.
  • Si no se observa el efecto Lombard (es decir, el paciente habla en un tono normal), entonces el paciente no tiene pérdidas en el otro oído.
  • Si el paciente habla gritando, esto es, se observa el efecto Lombard, entonces podemos concluir que tiene pérdidas auditivas totales o severas en el otro oído.

Este test nos permite saber, por tanto, cuándo una persona está fingiendo, por la razón que sea, tener pérdidas auditivas en uno de sus oídos. Si las supuestas pérdidas son bilaterales basta con presentarle ruido en los dos oídos, y el procedimiento es igual de sencillo.

A lo largo de los años se han realizado muchos experimentos para verificar la robustez de los tests basados en el efecto Lombard. Se pudo observar que algunos sujetos, con una buena dosis de entrenamiento, son capaces de aprender a fingir el efecto. No obstante, en paralelo con todos estos estudios también se comprobó que estos engaños no suelen funcionar si tenemos en cuenta que el efecto Lombard no sólo afecta al nivel de la voz, sino también a su frecuencia fundamental o a la duración de la articulación de los sonidos. Se observó, por ejemplo, que cuando se intenta fingir el efecto se tiende a subestimar el cambio de intensidad en el nivel de voz, y a exagerar el cambio de la frecuencia fundamental.

Otra curiosidad de este efecto es su influencia en la música coral. Los cantantes de coros escuchan menos de lo normal su propia voz debido al sonido del resto de los cantantes que les rodean. Esto hace que la gente en los coros tienda a cantar a un nivel más elevado del adecuado, siendo tarea del director el controlarles.

Por cierto, Lombard mantuvo una disputa con Bárány por la autoría de este descubrimiento. Finalmente se demostró que Lombard tenía razón. Bárány terminó obteniendo el premio Nobel de Medicina por sus trabajos sobre el aparato vestibular del oído.

El test de Lombard no es el único que existe hoy en día para verificar si una persona está fingiendo tener más o menos pérdidas auditivas de las que realmente tiene. Existen muchos otros como el test de Azzi, el de Stenger, etc., pero eso mejor lo dejamos para otro día.

No me gusta mi voz

Hay una pregunta que seguramente todos nos hemos hecho alguna vez: ¿Por qué me suena tan rara mi propia voz cuando la oigo en una grabación?

En primer lugar tenemos que pensar que cuando oímos nuestra propia voz, el sonido que nos llega al oído interno consta de dos componentes principales: el sonido que ha viajado por el aire directamente desde nuestra boca al oído, y el sonido que viaja por el interior de nuestra cabeza, en forma de vibraciones que se transmiten a través de los huesos. Si eliminamos cualquiera de las dos componentes el resultado será que obtendremos una voz ligeramente distinta a la «normal», como si la hubiésemos ecualizado.

Al grabar nuestra voz estamos eliminando completamente la contribución de la última vía de transmisión, la ósea, con la consiguiente distorsión al sonido total. Observar este efecto es muy sencillo: basta con taparse los oídos y hablar. Veremos cómo seguimos oyéndonos, pero con un sonido mucho más grave. Pues ese es precisamente el sonido que le estaríamos eliminando a nuestra voz cuando la grabamos. Por eso en la mayoría de los casos nos parece que cuando escuchamos nuestra voz grabada tenemos «voz de pito»: le faltan todos esos sonidos graves que nos proporciona la transmisión ósea.

En segundo lugar existe también una componente asociada a la diferencia entre la audición biaural y la grabación con un micrófono. Cuando se graba la voz con un solo micrófono, se pierde mucha información relativa al entorno acústico (el “qué” y el “dónde”). De hecho se ha podido demostrar que si grabamos nuestra voz utilizando para ello un par de micrófonos colocados en las orejas de un maniquí, el resultado resulta mucho más convincente. Además, cuando grabamos nuestra voz, normalmente el micrófono está situado frente a la boca, no en la posición de nuestras orejas, y debemos tener en cuenta que la directividad de la boca de una persona hablando, sobre todo a altas frecuencias, es lo suficientemente marcada como para que se produzcan diferencias muy significativas entre ambas posiciones. Y todo esto sin entrar a valorar la calidad del equipo con el que estemos grabando, que casi nunca podemos considerar “neutral”, sino que tenderá a ecualizar de una u otra forma el sonido.

Por último también influyen factores psicológicos. El sonido de nuestra propia voz suena como «Yo», mientras que el sonido de la voz grabada nos suena como «Yo fuera de mi cuerpo», y eso no cabe duda de que es extraño. Un símil: todos estamos muy acostumbrados a vernos a diario en espejos, pero basta que nos fijemos en la reacción de muchos animales ante su reflejo en un espejo: tienen la misma sensación de «ese no soy yo» que nosotros cuando oímos nuestra voz grabada.