Umbral absoluto de audición

El umbral absoluto de audición ( UAA ), también conocido como umbral auditivo absoluto , es el nivel mínimo de sonido de un tono puro que un oído humano promedio con audición normal puede oír sin la presencia de ningún otro sonido. El umbral absoluto se refiere al sonido que el organismo puede oír. ^{[ 1 ] [ 2 ]} 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 de las veces. ^{[ 1 ]}

El umbral auditivo generalmente se informa en referencia a la presión sonora RMS de 20 micropascales , es decir, 0 dB SPL, que corresponde a una intensidad sonora de 0,98 pW/m² ^a 1 atmósfera y 25 °C. ^{[ 3 ]} Es aproximadamente el sonido más tenue que un joven con audición intacta puede detectar a 1 kHz . ^{[ 4 ]} El umbral auditivo depende de la frecuencia y se ha demostrado que la sensibilidad del oído es mejor en frecuencias entre 2 kHz y 5 kHz, ^{[ 5 ]} donde el umbral alcanza valores tan bajos como -9 dB SPL. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}       

La medición del umbral auditivo absoluto proporciona información básica sobre nuestro sistema auditivo . ^{[ 4 ]} Las herramientas utilizadas para recopilar dicha información se denominan métodos psicofísicos. Mediante estos, se mide la percepción de un estímulo físico (sonido) y nuestra respuesta psicológica al sonido. ^{[ 9 ]}

Existen varios métodos psicofísicos para 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 del estímulo siguiendo un patrón predeterminado. El umbral absoluto se define estadísticamente, a menudo como el promedio de todos los umbrales auditivos obtenidos. ^{[ 4 ]}

Algunos procedimientos utilizan una serie de ensayos, cada uno con el paradigma de intervalo único "sí"/"no". Esto significa que el sonido puede estar presente o ausente en el intervalo, y el oyente debe indicar si percibió el estímulo. Cuando el intervalo no contiene un estímulo, se denomina "ensayo de control". ^{[ 4 ]}

Métodos clásicos

Los métodos clásicos se remontan al siglo XIX y fueron descritos por primera vez por Gustav Theodor Fechner en su obra Elementos de psicofísica . ^{[ 9 ]} Tradicionalmente se utilizan tres métodos para evaluar la percepción de un estímulo por parte de un sujeto: el método de límites, el método de estímulos constantes y el método de ajuste. ^{[ 4 ]}

Método de los límites

En el método de límites, el evaluador controla el nivel de los estímulos. Se utiliza el paradigma de intervalo único sí/no , pero no hay ensayos de control.

La prueba utiliza varias series de recorridos ascendentes y descendentes.

El experimento comienza con una secuencia descendente, en la que se presenta un estímulo a un nivel muy superior al umbral esperado. Cuando el sujeto responde correctamente al estímulo, la intensidad del sonido disminuye en una cantidad específica y se vuelve a presentar. Este mismo patrón se repite hasta que el sujeto deja de responder a los estímulos, momento en el que finaliza la secuencia descendente.

En la fase ascendente, que se presenta a continuación, el estímulo se introduce primero muy por debajo del umbral y luego se incrementa gradualmente en pasos de dos decibelios (dB) hasta que el sujeto responde. Dado que no existen límites claros entre "oír" y "no oír", el umbral para cada fase se determina como el punto medio entre el último nivel audible y el primero inaudible.

El umbral auditivo absoluto del sujeto se calcula como la media de todos los umbrales obtenidos tanto en las series ascendentes como descendentes.

Existen varios problemas relacionados con el método de los límites. El primero es la anticipación, que se produce cuando el sujeto es consciente de que los puntos de inflexión determinan un cambio en la respuesta. La anticipación genera mejores umbrales ascendentes y peores umbrales descendentes.

La habituación produce un efecto completamente opuesto y se produce cuando el sujeto se acostumbra a responder "sí" en las series descendentes y/o "no" en las series ascendentes. Por esta razón, los umbrales aumentan en las series ascendentes y mejoran en las 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 justo entre dos niveles de estímulo.

Finalmente, dado que el tono siempre está presente, "sí" siempre es la respuesta correcta. ^{[ 4 ]}

Método de estímulos constantes

En el método de estímulos constantes, el examinador establece el nivel de los estímulos y los presenta en un orden completamente aleatorio.

Por lo tanto, no hay ensayos ascendentes ni descendentes.

El sujeto responde "sí" o "no" después de cada presentación.

Los estímulos se presentan varias veces en cada nivel y el umbral se define como el nivel de estímulo en el que el sujeto obtuvo un 50 % de respuestas correctas. Este método puede incluir ensayos de control.

El método de estímulos constantes presenta varias ventajas sobre el método de límites. En primer lugar, el orden aleatorio de los estímulos impide que el oyente pueda predecir la respuesta correcta. En segundo lugar, dado que el tono puede estar ausente (ensayo de control), "sí" no siempre es la respuesta correcta. Finalmente, los ensayos de control ayudan a detectar el grado de adivinación del oyente.

La principal desventaja radica en la gran cantidad de ensayos necesarios para obtener los datos y, por lo tanto, en el tiempo requerido para completar la prueba. ^{[ 4 ]}

Método de ajuste

El método de ajuste comparte algunas características con el método de límites, pero difiere en otras. Hay secuencias descendentes y ascendentes, y el oyente sabe que el estímulo está siempre presente.

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 lo aumenta hasta que se puede oír de nuevo.

El nivel de estímulo se varía continuamente mediante un dial y el examinador lo mide al final. El umbral es el promedio de los niveles apenas audibles e apenas inaudibles.

Este método también puede generar varios sesgos. Para evitar dar pistas sobre el nivel real del estímulo, el dial debe estar sin etiquetar. Además de la anticipación y la habituación ya mencionadas, la persistencia (conservación) del estímulo podría influir en el resultado del método de ajuste.

En las series descendentes, el sujeto puede seguir reduciendo el nivel del sonido como si aún fuera audible, aunque el estímulo ya esté muy por debajo del umbral auditivo real.

Por el contrario, en las series ascendentes, el sujeto puede experimentar una persistencia de la ausencia del estímulo hasta que el umbral auditivo se supere en cierta cantidad. ^{[ 10 ]}

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. ^{[ 12 ]}

Métodos de escalera (ascendente-descendente)

El método simple 1-abajo-1-arriba consiste en una serie de ensayos descendentes y ascendentes con puntos de inflexión (inversiones). El nivel de estímulo aumenta si el sujeto no responde y disminuye cuando sí lo hace. De forma similar al método de límites, los estímulos se ajustan en pasos predeterminados. Tras obtener entre seis y ocho inversiones, se descarta la primera y el umbral se define como el promedio de los puntos medios de los ensayos restantes. Los experimentos han demostrado que este método solo proporciona un 50 % de precisión. ^{[ 12 ]} Para obtener resultados más precisos, este método simple puede modificarse aumentando el tamaño de los pasos en los ensayos descendentes, por ejemplo, el método 2-abajo-1-arriba o el método 3-abajo-1-arriba . ^{[ 4 ]}

Método de seguimiento de Bekesy

El método de Bekesy incorpora algunos aspectos de los métodos clásicos y de escalera. El nivel del estímulo varía automáticamente a una velocidad fija. Se le pide al sujeto que presione un botón cuando el estímulo sea detectable. Una vez presionado el botón, el atenuador motorizado reduce automáticamente el nivel y lo aumenta cuando no se presiona. De esta manera, los oyentes registran el umbral, que se calcula como la media de los puntos medios de las series registradas por el autómata. ^{[ 4 ]}

La histéresis puede definirse, a grandes rasgos, como el retraso de un efecto con respecto a su causa. Al medir los umbrales auditivos, siempre resulta más fácil para el sujeto seguir un tono audible cuya amplitud disminuye que detectar un tono que antes era inaudible.

Esto se debe a que las influencias "de arriba hacia abajo" implican que el sujeto espera oír el sonido y, por lo tanto, está más motivado y tiene mayores niveles de concentración.

La teoría "de abajo hacia arriba" explica que el ruido externo no deseado (procedente del entorno) e interno (por ejemplo, los latidos del corazón) provoca que el sujeto solo responda al sonido si la relación señal-ruido supera cierto punto.

En la práctica, esto significa que al medir el umbral auditivo con sonidos de amplitud decreciente, el punto en el que el sonido se vuelve inaudible siempre es inferior al punto en el que vuelve a ser audible. Este fenómeno se conoce como «efecto de histéresis».

La función psicométrica «representa la probabilidad de una determinada respuesta del oyente en función de la magnitud de la característica sonora particular que se está estudiando». ^{[ 13 ]}

Por ejemplo, esto podría ser la curva de probabilidad de que el sujeto detecte un sonido presentado en función del nivel de sonido. Cuando se presenta el estímulo al oyente, se esperaría que el sonido fuera audible o inaudible, lo que daría como resultado una función de "umbral". En realidad, existe una zona gris donde el oyente no está seguro de si realmente ha oído el sonido o no, por lo que sus respuestas son inconsistentes, lo que da como resultado una función psicométrica .

La función psicométrica es una función sigmoide que se caracteriza por tener forma de 's' en su representación gráfica.

Se pueden utilizar dos métodos para medir el estímulo audible mínimo ^{[ 2 ]} y, por lo tanto, el umbral absoluto de audición. El campo audible mínimo implica que el sujeto se siente en un campo sonoro y que el estímulo se presente a través de un altavoz. ^{[ 2 ] [ 14 ]} El nivel de sonido se mide en la posición de la cabeza del sujeto, cuando este no se encuentra en el campo sonoro. ^{[ 2 ]} La presión audible mínima implica presentar estímulos a través de auriculares ^{[ 2 ]} o audífonos ^{[ 1 ] [ 14 ]} y medir la presión sonora en el canal auditivo del sujeto utilizando un micrófono de sonda muy pequeño. ^{[ 2 ]} Los dos métodos diferentes producen umbrales diferentes ^{[ 1 ] [ 2 ]} y los umbrales de campo audible mínimo suelen ser de 6 a 10  dB mejores que los umbrales de presión audible mínima. ^{[ 2 ]} Se cree que esta diferencia se debe a:

• Audición monoaural frente a audición binaural . Con un campo audible mínimo, ambos oídos pueden detectar los estímulos, pero con una presión audible mínima, solo un oído puede detectarlos. La audición binaural es más sensible que la audición monoaural. ^{[ 1 ]}
• Ruidos fisiológicos que se oyen cuando el oído está ocluido por un auricular durante mediciones de presión mínima audible. ^{[ 2 ]} Cuando el oído está cubierto, el sujeto oye ruidos corporales, como los latidos del corazón, y estos 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 la audición humana es más sensible en el  rango de 2 a 5 kHz. ^{[ 2 ]}

La sumación 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. El umbral de intensidad disminuye aproximadamente 10  dB cuando la duración de un tono aumenta de 20 a 200 ms.

Por ejemplo, supongamos que el sonido más tenue que un sujeto puede oír es de 16  dB SPL si se presenta durante 200 ms. Si el mismo sonido se presenta durante solo 20 ms, el sonido más tenue que el sujeto puede oír ahora aumenta a 26  dB SPL. En otras palabras, si una señal se acorta en un factor de 10, entonces el nivel de esa señal debe aumentar hasta en 10  dB para que el sujeto la oiga.

El oído funciona como un detector de energía que muestrea la cantidad de energía presente en un intervalo de tiempo determinado. Se necesita una cantidad específica de energía en ese intervalo para alcanzar el umbral. Esto se puede lograr utilizando una intensidad mayor durante menos tiempo o una intensidad menor durante 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. ^{[ 2 ]}

El oído humano funciona más como un sensor de presión sonora. Un micrófono también funciona de la misma manera y no es sensible a la intensidad del sonido.

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• Un vocabulario conciso de audiología y temas afines. Archivado el 4 de marzo de 2021 en Wayback Machine.
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