Umbral absoluto de audición - Absolute threshold of hearing

El umbral absoluto de audición ( ATH ) es el nivel mínimo de sonido de un tono puro que un oído humano promedio con audición normal puede escuchar sin ningún otro sonido presente. El umbral absoluto se relaciona con el sonido que el organismo puede escuchar. El umbral absoluto no es un punto discreto y, por lo tanto, se clasifica como el punto en el que un sonido provoca una respuesta un porcentaje específico del tiempo. Esto también se conoce como umbral auditivo .

El umbral de audición se informa generalmente como la presión sonora RMS de 20 micropascales , es decir, 0 dB SPL, correspondiente a una intensidad de sonido de 0,98 pW / m 2 a 1 atmósfera y 25 ° C. Es aproximadamente el sonido más silencioso que un ser humano joven con audición intacta puede detectar a 1000  Hz . El umbral de audición depende de la frecuencia y se ha demostrado que la sensibilidad del oído es mejor en frecuencias entre 2 kHz y 5 kHz, donde el umbral alcanza un nivel tan bajo como -9 dB SPL.

Los umbrales de audición promedio en decibelios se trazan de 125 a 8000 Hz para los más jóvenes (18-30 años, círculos rojos) y adultos mayores (60-67 años, diamantes negros). La audición de los ancianos se muestra significativamente menos sensible que la de los adultos más jóvenes en las frecuencias de 4000 y 8000 Hz, que corresponden aproximadamente a las teclas del piano y los tonos de b ′ ′ ′ ′ (B7) y b ′ ′ ′ ′ ′ ( B8), respectivamente. B8 está cerca del extremo alto del rango de frecuencia del piano.

Métodos psicofísicos para medir umbrales.

La medición del umbral de audición absoluto proporciona información básica sobre nuestro sistema auditivo . Las herramientas utilizadas para recopilar dicha información se denominan métodos psicofísicos. A través de estos se mide la percepción de un estímulo físico (sonido) y nuestra respuesta psicológica al sonido.

Varios métodos psicofísicos pueden medir el umbral absoluto. Estos varían, pero ciertos aspectos son idénticos. En primer lugar, la prueba define el estímulo y especifica la forma en que el sujeto debe responder. La prueba presenta el sonido al oyente y manipula el nivel de estímulo en un patrón predeterminado. El umbral absoluto se define estadísticamente, a menudo como un promedio de todos los umbrales auditivos obtenidos.

Algunos procedimientos utilizan una serie de ensayos, y cada ensayo utiliza el "paradigma" sí "/" no "de intervalo único. Esto significa que el sonido puede estar presente o ausente en el intervalo único, y el oyente tiene que decir si pensó que el estímulo estaba allí. Cuando el intervalo no contiene un estímulo, se denomina "prueba de captura".

Métodos clásicos

Los métodos clásicos se remontan al siglo XIX y fueron descritos por primera vez por Gustav Theodor Fechner en su obra Elements of Psychophysics . Tradicionalmente se utilizan tres métodos para probar la percepción de un estímulo por parte de un sujeto: el método de los límites, el método de los estímulos constantes y el método de ajuste.

Método de límites
En el método de límites, el probador controla el nivel de los estímulos. Se utiliza el paradigma sí / no de intervalo único , pero no hay ensayos de captura.
La prueba utiliza varias series de carreras descendentes y ascendentes.
La prueba comienza con la carrera descendente, donde se presenta un estímulo a un nivel muy por encima del umbral esperado. Cuando el sujeto responde correctamente al estímulo, el nivel de intensidad del sonido se reduce en una cantidad específica y se presenta nuevamente. Se repite el mismo patrón hasta que el sujeto deja de responder a los estímulos, momento en el que finaliza la carrera descendente.
En la carrera ascendente, que viene después, el estímulo se presenta primero muy por debajo del umbral y luego se incrementa gradualmente en pasos de dos decibelios (dB) hasta que el sujeto responde.
Serie de carreras descendentes y ascendentes en Método de límites
Como no hay márgenes claros para "escuchar" y "no escuchar", el umbral para cada ejecución se determina como el punto medio entre el último nivel audible y el primer nivel inaudible.
El umbral de audición absoluto del sujeto se calcula como la media de todos los umbrales obtenidos tanto en carreras ascendentes como descendentes.
Hay varias cuestiones relacionadas con el método de los límites. Primero está la anticipación, que es causada por la conciencia del sujeto de que los puntos de inflexión determinan un cambio en la respuesta. La anticipación produce mejores umbrales ascendentes y peores umbrales descendentes.
La habituación crea un efecto completamente opuesto y ocurre cuando el sujeto se acostumbra a responder "sí" en las carreras descendentes y / o "no" en las carreras ascendentes. Por esta razón, los umbrales se elevan en carreras ascendentes y se mejoran en carreras descendentes.
Otro problema puede estar relacionado con el tamaño del paso. Un paso demasiado grande compromete la precisión de la medición, ya que el umbral real puede estar entre dos niveles de estímulo.
Finalmente, dado que el tono siempre está presente, "sí" es siempre la respuesta correcta.
Método de estímulos constantes
En el método de estímulos constantes, el evaluador establece el nivel de los estímulos y los presenta en un orden completamente aleatorio.
El sujeto responde "sí" / "no" después de cada presentación
Por lo tanto, no hay ensayos ascendentes o descendentes.
El sujeto responde "sí" / "no" después de cada presentación.
Los estímulos se presentan muchas veces en cada nivel y el umbral se define como el nivel de estímulo en el que el sujeto obtuvo un 50% de aciertos. En este método se pueden incluir ensayos de "captura".
El método de estímulos constantes tiene varias ventajas sobre el método de límites. En primer lugar, el orden aleatorio de los estímulos significa que el oyente no puede predecir la respuesta correcta. En segundo lugar, como el tono puede estar ausente (prueba de captura), "sí" no siempre es la respuesta correcta. Finalmente, las pruebas de captura ayudan a detectar la cantidad de adivinanzas del oyente.
La principal desventaja radica en la gran cantidad de ensayos necesarios para obtener los datos y, por lo tanto, el tiempo requerido para completar la prueba.
Método de ajuste
El método de ajuste comparte algunas características con el método de límites, pero difiere en otras. Hay carreras descendentes y ascendentes y el oyente sabe que el estímulo siempre está presente.
El sujeto reduce o aumenta el nivel del tono
Sin embargo, a diferencia del método de los límites, aquí el estímulo es controlado por el oyente. El sujeto reduce el nivel del tono hasta que ya no se puede detectar, o aumenta hasta que se puede volver a escuchar.
El nivel de estímulo se varía continuamente mediante un dial y el probador mide el nivel de estímulo al final. El umbral es la media de los niveles apenas audibles e inaudibles.
Además, este método puede producir varios sesgos. Para evitar dar pistas sobre el nivel de estímulo real, el dial no debe estar etiquetado. Aparte de la anticipación y habituación ya mencionadas, la persistencia (preservación) del estímulo podría influir en el resultado del método de ajuste.
En las carreras descendentes, el sujeto puede continuar reduciendo el nivel del sonido como si el sonido aún fuera audible, aunque el estímulo ya esté muy por debajo del umbral auditivo real.
Por el contrario, en las carreras ascendentes, el sujeto puede tener persistencia de la ausencia del estímulo hasta que el umbral de audición se sobrepase en cierta cantidad.

Métodos clásicos modificados

Métodos de elección forzada

Se presentan dos intervalos a un oyente, uno con tono y otro sin tono. El oyente debe decidir qué intervalo tiene el tono. El número de intervalos se puede aumentar, pero esto puede causar problemas al oyente que tiene que recordar qué intervalo contenía el tono.

Métodos adaptativos

A diferencia de los métodos clásicos, donde el patrón para cambiar los estímulos está preestablecido, en los métodos adaptativos la respuesta del sujeto a los estímulos previos determina el nivel en el que se presenta un estímulo posterior.

Métodos de escalera (métodos arriba-abajo)

Serie de carreras descendentes y ascendentes y puntos de inflexión.

El método simple '1-abajo-1-arriba' consiste en una serie de carreras de prueba descendentes y ascendentes y puntos de inflexión (reversiones). El nivel de estímulo aumenta si el sujeto no responde y disminuye cuando ocurre una respuesta.

Del mismo modo, como en el método de los límites, los estímulos se ajustan en pasos predeterminados. Después de obtener de seis a ocho reversiones, se descarta la primera y se define el umbral como el promedio de los puntos medios de las corridas restantes. Los experimentos demostraron que este método proporciona solo un 50% de precisión.
Para producir resultados más precisos, este método simple puede modificarse aún más aumentando el tamaño de los pasos en las ejecuciones descendentes, por ejemplo, "método 2-abajo-1-arriba", "métodos 3-abajo-1-arriba".

El método de seguimiento de Bekesy

El método de Bekesy contiene algunos aspectos de los métodos clásicos y los métodos de escalera. El nivel del estímulo se varía automáticamente a un ritmo fijo. Se le pide al sujeto que presione un botón cuando el estímulo sea detectable.

El umbral que está siguiendo el oyente
Una vez que se presiona el botón, el atenuador accionado por motor reduce automáticamente el nivel y aumenta cuando no se presiona el botón. Por tanto, los oyentes controlan el umbral y lo calculan como la media de los puntos medios de las ejecuciones registradas por el autómata.

Efecto de histéresis

La histéresis se puede definir aproximadamente como "el retraso de un efecto con respecto a su causa". Al medir los umbrales de audición, siempre es más fácil para el sujeto seguir un tono audible y de amplitud decreciente que detectar un tono que antes era inaudible.

Esto se debe a que las influencias "de arriba hacia abajo" significan que el sujeto espera escuchar el sonido y, por lo tanto, está más motivado con niveles más altos de concentración.

La teoría "de abajo hacia arriba" explica que el ruido externo (del entorno) e interno (p. Ej., Latidos del corazón) no deseado hace que el sujeto solo responda al sonido si la relación señal / ruido está por encima de cierto punto.

En la práctica, esto significa que cuando se mide el umbral con sonidos que disminuyen en amplitud, el punto en el que el sonido se vuelve inaudible es siempre más bajo que el punto en el que vuelve a ser audible. Este fenómeno se conoce como "efecto de histéresis".

Las carreras descendentes brindan mejores umbrales auditivos que las carreras ascendentes

Función psicométrica del umbral auditivo absoluto

La función psicométrica "representa la probabilidad de la respuesta de un determinado oyente en función de la magnitud de la característica particular del sonido que se está estudiando".

Para dar un ejemplo, esta podría ser la curva de probabilidad del sujeto que detecta un sonido que se presenta en función del nivel del sonido. Cuando se presenta el estímulo al oyente, uno esperaría que el sonido fuera audible o inaudible, resultando en una función de "puerta". En realidad, existe un área gris donde el oyente no está seguro de si realmente ha escuchado el sonido o no, por lo que sus respuestas son inconsistentes, lo que resulta en una función psicométrica .

La función psicométrica es una función sigmoidea caracterizada por tener forma de 's' en su representación gráfica.

Campo audible mínimo frente a presión audible mínima

Se pueden utilizar dos métodos para medir el estímulo audible mínimo y, por lo tanto, el umbral absoluto de audición. El campo audible mínimo involucra al sujeto sentado en un campo de sonido y el estímulo se presenta a través de un altavoz. A continuación, se mide el nivel de sonido en la posición de la cabeza del sujeto con el sujeto fuera del campo de sonido. La presión audible mínima implica presentar estímulos a través de auriculares o audífonos y medir la presión sonora en el canal auditivo del sujeto utilizando un micrófono de sonda muy pequeño. Los dos métodos diferentes producen diferentes umbrales y los umbrales mínimos de campo audible son a menudo de 6 a 10 dB mejores que los umbrales mínimos de presión audible. Se piensa que esta diferencia se debe a:

  • audición monoaural vs binaural . Con un campo audible mínimo, ambos oídos pueden detectar los estímulos, pero con una presión audible mínima, solo un oído puede detectar los estímulos. La audición binaural es más sensible que la audición monoaural /
  • ruidos fisiológicos que se escuchan cuando el oído está ocluido por un auricular durante las mediciones de presión audible mínima. Cuando el oído está cubierto, el sujeto escucha ruidos corporales, como los latidos del corazón, que pueden tener un efecto de enmascaramiento.

El campo audible mínimo y la presión audible mínima son importantes al considerar los problemas de calibración y también ilustran que el oído humano es más sensible en el rango de 2 a 5 kHz.

Suma temporal

La suma temporal es la relación entre la duración y la intensidad del estímulo cuando el tiempo de presentación es inferior a 1 segundo. La sensibilidad auditiva cambia cuando la duración de un sonido es inferior a 1 segundo. La intensidad del umbral disminuye en aproximadamente 10 dB cuando la duración de una ráfaga de tono aumenta de 20 a 200 ms.

Por ejemplo, suponga que el sonido más bajo que puede escuchar un sujeto es de 16 dB SPL si el sonido se presenta con una duración de 200 ms. Si luego se presenta el mismo sonido por una duración de solo 20 ms, el sonido más bajo que ahora puede ser escuchado por el sujeto sube a 26 dB SPL. En otras palabras, si una señal se acorta en un factor de 10, el nivel de esa señal debe aumentarse hasta en 10 dB para que el sujeto la escuche.

El oído funciona como un detector de energía que muestrea la cantidad de energía presente dentro de un cierto período de tiempo. Se necesita una cierta cantidad de energía dentro de un período de tiempo para alcanzar el umbral. Esto se puede hacer usando una intensidad más alta por menos tiempo o usando una intensidad más baja por más tiempo. La sensibilidad al sonido mejora a medida que aumenta la duración de la señal hasta aproximadamente 200 a 300 ms, después de eso, el umbral permanece constante.

Los timbales del oído funcionan más como un sensor de presión sonora. Además, un micrófono funciona de la misma manera y no es sensible a la intensidad del sonido.

Ver también

Referencias

enlaces externos