¿Cómo localiza el cerebro las fuentes de sonido?

El cerebro tiene una capacidad increíble para identificar la fuente de sonidos a tu alrededor. Al conducir, puede saber de dónde viene un camión de bomberos que se aproxima y detenerse en consecuencia. En el clásico juego de piscina de «Marco Polo», el jugador que es» it «nada hacia los jugadores que dicen «Polo».»En el campo de la neurociencia, esta habilidad se llama localización de sonido. ¡Los humanos pueden localizar la fuente de un sonido con extrema precisión (dentro de 2 grados de espacio)! Esta hazaña notable se logra mediante la capacidad del cerebro para interpretar la información de ambos oídos. Entonces, ¿cómo lo hace tu cerebro?

Los neurocientíficos han estado trabajando para comprender los mecanismos de localización del sonido durante muchos años, y han identificado dos señales que son esenciales para la localización del sonido en la dimensión horizontal. Imagina que hay un círculo que forma un plano perfectamente plano alrededor de tu cabeza, como se muestra a continuación. Cuando un sonido proviene del altavoz, ¿cómo se puede identificar su ubicación con tanta precisión? En la década de 1790, Venturi tocaba una flauta alrededor de la gente y les pedía que apuntaran en su dirección. Propuso que la diferencia de amplitud de sonido (sonoridad) entre los dos oídos era la señal utilizada para la localización de sonido. Mucho más tarde, en 1908, Malloch propuso que la diferencia de tiempo del sonido que llegaba a cada oído era la señal utilizada para la localización del sonido. Años más tarde, los neurocientíficos encontraron neuronas en los centros auditivos del cerebro que están especialmente sintonizadas para cada señal: diferencias de intensidad y tiempo entre los dos oídos. Entonces, el cerebro está usando ambas señales para localizar fuentes de sonido. Por ejemplo, el sonido que proviene del altavoz llegaría a su oído izquierdo más rápido y sería más fuerte que el sonido que llega a su oído derecho. ¡Tu cerebro compara estas diferencias y te dice de dónde viene el sonido!

Pero, ¿qué sucede cuando un sonido viene de cualquier parte de la línea media de la cabeza? Podría estar directamente delante de ti, detrás de ti o por encima de ti. En cualquiera de estos casos, no habría diferencia en la intensidad del sonido o el retraso entre sus dos oídos. Resulta que el cerebro utiliza una tercera señal para localizar sonidos en la dimensión vertical: el perfil de frecuencia diferente del sonido causado por el tamaño de la cabeza y el oído externo, llamado pabellón auricular. Las pinnas tienen una forma exquisita no solo para recoger sonido, sino también para cambiar el perfil de frecuencia de un sonido. Dependiendo de su origen, ciertas frecuencias se mejoran, mientras que otras se atenúan. Como se muestra en la imagen de abajo, los cambios de frecuencia en los colores están vinculados a sus ubicaciones. Esta señal es única para cada pabellón auricular y, por lo tanto, monoaural. Los neurocientíficos han encontrado neuronas en el nivel inferior del cerebro auditivo que también están sintonizadas con estas muescas de frecuencia.

Entonces, ¿qué sucede cuando los sonidos se mueven? Obviamente, los sonidos se vuelven más fuertes a medida que se acercan a nosotros y más suaves a medida que se alejan, pero las frecuencias percibidas del sonido también cambian. Por ejemplo, la frecuencia de la sirena de un camión de bomberos suena más alta a medida que se mueve hacia nosotros y más baja a medida que se aleja. Este fenómeno fue descubierto por primera vez por el físico austriaco Christian Doppler, y por lo tanto se denomina efecto Doppler. El efecto Doppler puede ser una señal para la percepción de los cambios de distancia. Además, el cerebro rastrea el ángulo vertical y horizontal por las señales binaurales y monaurales, como las tres señales mencionadas anteriormente.

En general, el cerebro utiliza una variedad de señales para determinar la ubicación de un sonido. Nuestra comprensión actual de los mecanismos de localización del sonido se limita principalmente a las señales en sí y a cómo los niveles inferiores de la vía auditiva del cerebro procesan estas señales. Es un momento realmente emocionante para explorar cómo el cerebro auditivo de nivel superior utiliza esas señales de niveles inferiores para formar la percepción de la ubicación del sonido.

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Escrito por Xiaorui «Ray» Xiong

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