LOCALIZACIÓN DE SONIDOS DIRECTOS Y REFLEJADOS EN INFANTES: APLICACIÓN DE LA TÉCNICA DE ESTIMACIÓN DEL MÍNIMO ÁNGULO AUDIBLE (MAA)

Psicología del desarrollo: LOCALIZACIÓN DE SONIDOS DIRECTOS Y REFLEJADOS EN INFANTES: APLICACIÓN DE LA TÉCNICA DE ESTIMACIÓN DEL MÍNIMO ÁNGULO AUDIBLE (MAA)

Hüg, Mercedes Ximena; Ramos, Oscar; Ortiz Skarp, Aldo; Arias, Claudia
CINTRA, FRC, UTN – Unidad Asociada del CONICET. PID SECYT. Universidad Nacional de Córdoba. Argentina

RESUMEN
El propósito general de nuestra línea de investigación consiste
en avanzar en la comprensión del proceso de ecolocación humana
y sus mecanismos subyacentes en pos de sentar las
bases teórico prácticas de un programa de entrenamiento destinado
a la persona ciega (Arias y Ramos, 2004). Este área
temática está estrechamente vinculada con la localización de
sonidos reflejados. La ecolocación se define como la habilidad
para localizar, reconocer e identificar objetos silentes a partir
del procesamiento de la información contenida en las relaciones
que se establecen entre los sonidos autoproducidos y sus
reflexiones en los objetos del entorno (Stoffregen y otro, 1995;
Arias y otros, 2004). El efecto precedente es uno de los fenómenos
de audición espacial que estaría involucrado en la ecolocación
a distancias cercanas. Las investigaciones sobre el
desarrollo evolutivo del efecto precedente son muy recientes.
El objetivo del trabajo que se presenta es caracterizar el rendimiento
de infantes de 6 meses con visión y audición normales
en una prueba de localización de sonidos directos y reflejados
con la técnica de estimación del mínimo ángulo audible. Los
principales resultados sugieren que los infantes fueron capaces
de extraer información direccional de los sonidos reflejados,
aunque esta condición les resultó más difícil.
Palabras clave: Localización Auditiva Infantes

INTRODUCCIÓN
La capacidad para localizar con exactitud la fuente de un sonido
está presente en todas las especies que poseen sistema
auditivo y es de importancia capital tanto para los animales
como para los humanos. No obstante, los aspectos evolutivos
implicados en el desarrollo de esta habilidad han comenzado a
estudiarse sistemáticamente y bajo condiciones controladas
recién en los últimos veinte años.
Este trabajo se inscribe dentro de la línea de investigación en
ecolocación humana, área temática estrechamente vinculada
con la localización de sonidos reflejados. Los trabajos de investigación
sobre ecolocación humana son escasos y discontinuos
aunque muy recientemente se ha observado un creciente
y renovado interés por el tema desde diferentes enfoques
disciplinares (Arias y Hüg, 2003). Se define a la ecolocación
como la habilidad para localizar, reconocer e identificar
objetos silentes a partir del procesamiento de la información
contenida en las relaciones que se establecen entre los sonidos
autoproducidos y sus reflexiones en los objetos del entorno
(Stoffregen y otro, 1995; Arias y Ramos, 2004). Estos últimos
conforman la señal reflejada y los primeros constituyen la
señal directa u original. El proceso completo implica tres fases
probablemente apoyadas sobre mecanismos psicoacústicos y
neurofisiológicos diferentes: detección, localización y reconocimiento
e identificación del objeto (Arias y Ramos, 1997,
1998; Arias y otros, 2005). En la modalidad de ecolocación a
distancias cercanas uno de los fenómenos de fusión auditiva
supuestamente involucrados es el efecto precedente (Arias y
Ramos, 2001).
El objetivo que perseguimos en el presente trabajo consiste en
caracterizar el rendimiento de infantes de 6 meses de edad,
con visión y audición normales, en una prueba de localización
de sonidos directos y reflejados con la técnica de estimación
del MAA (minimum audible angle). A continuación se presenta
una síntesis de los principales antecedentes que orientaron la
investigación y luego detallamos la prueba auditiva realizada.
Audición espacial y localización sonora
La audición espacial es el área temática que estudia la manera
como un organismo usa la información auditiva para inferir
ciertas propiedades sobre el entorno cercano: de qué evento
sonoro se trata, de dónde proviene el sonido, a qué distancia y
en qué dirección se encuentra la fuente que lo origina, etc.
(Clifton, 1992).
Se define la localización sonora como la percepción de la posición
de la fuente sonora en el plano horizontal (azimut), en el
vertical (elevación) y la percepción de la distancia relativa entre
sujeto y fuente (Blauert, 1997). Los principales indicios binaurales
que intervienen en este proceso son: la diferencia de
tiempo con que un sonido llega a ambos oídos -ITD (interaural
time difference)- la diferencia interaural en la intensidad total
del sonido -ILD (interaural level difference)- y el efecto de filtraje
causado por la interacción del sonido con los pliegues del
pabellón de la oreja, cabeza, torso y hombros. El principal indicio
monoaural son las características espectrales de la señal
sonora en cada oído (Blauert, 1997).
Localización de sonidos reflejados: el efecto precedente
El efecto precedente es una estrategia utilizada de manera
inconsciente por el individuo para enfrentar y resolver la información
sonora conflictiva o competencia perceptual que se
produce entre el sonido original y sus múltiples reflexiones en
ambientes reverberantes. Ha sido definido como el fenómeno
de audición espacial que ocurre cuando dos sonidos similares
se presentan desde diferentes lugares separados por un breve
retardo de tiempo (Litovsky y cols., 1999). La persona escucha
sólo un sonido que ubica según la dirección del sonido que le
llegó primero, el líder. Como se mencionó anteriormente, el
efecto precedente es uno de los fenómenos de fusión auditiva
supuestamente implicados la ecolocación a distancias cercanas.
Este fenómeno estaría involucrado en la situación en la que
el obstáculo está ubicado fuera del plano medio sagital, o sea
que el sujeto recibe información sonora diferente para cada oído
(Arias y Ramos, 2001). El sonido que llega más tarde se llama
retardado y se corresponden con la señal directa y la señal reflejada,
respectivamente, del paradigma de ecolocación.
Antecedentes en el estudio evolutivo de la localización de
sonidos reflejados
Muir y Field en el año 1979 fueron los primeros en demostrar
de manera experimental que, bajo ciertas condiciones, los recién
nacidos ubican sonidos directos provenientes de fuentes
ubicadas a 90º en el plano horizontal. Posteriormente, varios
autores analizaron la respuesta de neonatos a estímulos configurados
bajo condición de precedencia con resultados negativos.
En 1989, Muir, Clifton y Clarkson realizaron un estudio longitudinal
en infantes de 0 a 7 meses de edad. Observaron que la
primera respuesta hacia este tipo de estimulación ocurre a los
4 meses de edad.
Litovsky (1997) analizó los cambios evolutivos del efecto precedente
con la técnica de estimación del MAA (minimum audible
angle) que permite estimar el cambio más pequeño en la
posición de la fuente sonora que puede ser discriminado en
forma confiable. Se le presentó a niños y adultos una serie de
estímulos sonoros provenientes desde el frente que cambiaban
su posición hacia a la izquierda o la derecha. Si el sujeto
giraba su cabeza hacia el hemicampo correcto se activaba un
reforzador visual. La separación angular entre los altavoces se
iba modificando teniendo en cuenta el rendimiento del sujeto
(método adaptivo de obtención del umbral): si cometía errores
se disminuía el nivel de dificultad del ensayo siguiente y si
acertaba, el nivel de dificultad se incrementaba. La autora evaluó
los umbrales alcanzados por infantes de 18 meses, niños
de 5 años y adultos en tres condiciones experimentales: 1) una
sola fuente (sin efecto precedente); 2) dos fuentes – discriminación
del sonido líder; 3) dos fuentes – discriminación del sonido
retardado.
Se encontró que el MAA para una sola fuente a los 18 meses
es mayor al obtenido en los niños de 5 años, que alcanzan
umbrales similares al de los adultos. En general, en las tres
condiciones experimentales los infantes de 18 meses tuvieron
un rendimiento significativamente más bajo que los niños de 5
años. Bajo condición de discriminación del sonido retardado
las diferencias en función de la edad entre niños y adultos se
hicieron aún más profundas.
En un estudio reciente realizado por Arias y Ramos (2001) se
replicó la experiencia de Litovsky en adultos con visión normal
y ciegos y niños de 5 años de edad con visión normal. En los
niños se observó un patrón de rendimiento similar al del estudio
original, aunque los umbrales fueron un poco más altos.
Los autores atribuyen este resultado a probables limitaciones
metodológicas.
Los resultados obtenidos hasta el momento indican que la habilidad
para discriminar la posición de la señal líder en presencia
de la retardada mejora notablemente con la edad y que la
respuesta a este fenómeno perceptual cambia a los 6 meses,
los 5 años y la adultez (Morrongiello, Clifton y Kulig, 1982,
Litovsky y cols., 1999). Se supone que estos cambios podrían
deberse a la maduración de las estructuras corticales auditivas
que parecen estar involucradas en el efecto precedente (Clifton
y cols., 1981; Litovsky y cols., 1997).
Nuestra experiencia: prueba de localización de sonidos
directos y reflejados con la técnica de estimación del
MAA
La prueba de localización de sonidos directos y reflejados se
basó en el trabajo de Litovsky (1997) y Arias y Ramos (2001).
Participantes. Trabajamos con 3 infantes de 6 meses de edad
con audición y visión normales. Los padres firmaron un consentimiento
informado y recibieron retribución monetaria por
su participación en la experiencia.
Arreglo experimental. La prueba fue realizada en la sala silente
del CINTRA especialmente diseñada para la administración
de pruebas psicoacústicas. Para construir y administrar
los estímulos sonoros se utilizaron las herramientas desarrolladas
por el equipo: Sistema para Posicionamiento de Altavoces
(SPA) y ECOTESTpro (Ramos y Arias, 1997; Arias y
Ramos, 2001, 2005). EL SPA es un sistema manual diseñado
para estudiar la localización sonora en campo libre que está
compuesto por tres altavoces, uno fijo ubicado en el centro y
dos móviles ubicados a su izquierda y a su derecha. Permite
desplazar con ángulos iguales los dos altavoces móviles en
tandem y en direcciones opuestas (un altavoz se desplaza
desde la derecha al centro mientras que el otro lo hace desde
la izquierda al centro o viceversa desde el centro hacia derecha/
izquierda). Una cortina acústicamente transparente impide
al sujeto ver el SPA durante la prueba.
Estímulo sonoro. Se utilizaron los mismos estímulos sonoros
que los utilizados en el estudio de referencia: bursts de ruido
de 25 ms presentados con una relación señal ruido mejor a 20
dB en tres condiciones experimentales: una sola fuente, discriminación
del líder o discriminación de la retardada.
Cada ensayo consistía en 15 bursts de ruido presentados a
razón de 2/s. En la condición de una sola fuente los primeros 4
bursts de ruido fueron presentados desde la línea media seguidos
por 11 bursts de ruido presentados al azar desde el
parlante de la derecha o de la izquierda. Los ensayos de discriminación
del líder y de la retardada también comenzaban
con 4 burst de ruido de una sola fuente desde la línea media.
En los 11 bursts de ruido que seguían había 2 muestras de
ruido por burst, con el comienzo de una muestra retardada en
5 ms en relación al comienzo de la otra. En la condición de
discriminación del líder, la fuente líder provenía de la derecha
o de la izquierda y la fuente retardada provenía de la línea
media; en la discriminación de la retardada ocurría lo opuesto:
fuente retardada de la izquierda o derecha y fuente líder desde
el medio. Cada infante fue asignado al azar a una de las tres
condiciones experimentales.
Procedimiento y administración de la prueba. Los infantes
permanecieron sentados durante la prueba en la falda de uno
de sus padres. Al comienzo de cada ensayo el experimentador
llamaba la atención del niño de modo de alinear la posición de
la cabeza con el altavoz central. Una cámara web fue ubicada
convenientemente de manera de observar la respuesta del
niño. Detrás de la cortina se ubicaron dos experimentadores
con tareas específicas: uno administraba los estímulos y llamaba
la atención del infante y el otro administraba el reforzamiento
luego de las respuestas correctas y cambiaba de posición
a los altavoces. El reforzador consistió en una caja de
acrílico oscura que contenía un juguete con movimiento y sonido
musical atractivo para los infantes. Se ubicaron dos reforzadores
idénticos a 60º a la izquierda y derecha del infante. Si
el niño giraba su cabeza hacia el hemicampo correcto se activaba
el reforzador del lado correcto durante 5 segundos. Si no
respondía correctamente se permanecía en silencio por 5 segundos.
Ambos experimentadores observaban el comportamiento del
infante durante la sesión y acordaban si su respuesta era correcta
o no, tanto para administrar el reforzamiento como para
establecer el valor angular del próximo ensayo. Este último
valor se determinó según un método adaptivo. Con 2 respuestas
correctas (RC) consecutivas, el próximo ensayo era más
difícil, y con una respuesta incorrecta (RI) el nivel de dificultad
del ensayo siguiente disminuía. Adicionalmente, para incrementar
la exactitud de la estimación se aplicaron las siguientes
reglas:
– Después de 2 RI o 2 no respuestas (NR) consecutivas, se
movían los altavoces a la posición más fácil, que era la inicial,
y se repetía el ensayo hasta obtener una RC, después de la
cual se reanudaba la prueba en la posición del ángulo del último
fracaso. Estos ensayos no fueron considerados para estimar
el MAA.
– Después de 1 NR se repetía el estímulo en la misma posición
hasta que el infante respondía. Para la estimación del MAA se
consideraba sólo esta última respuesta.
La prueba concluía cuando se producían 7 inversiones (una
inversión se produce cuando se incrementa el ángulo después
de un decremento o viceversa) o antes, en caso de que el niño
se fatigara o perdiera interés. El ángulo inicial fue fijado en 55º
y el MAA se estimó promediando las últimas 3 ó 4 inversiones,
dependiendo de la duración de la prueba.
Resultados y conclusiones preliminares
Los resultados obtenidos en el presente estudio mostraron
que los infantes completaron entre 18 a 23 ensayos cada uno
(20 ensayos en promedio). El MAA obtenido para la condición
única fue de 16.9º, para la líder fue de 25.2º y para la retardada
fue de 47.9º.
Estos resultados están en similar dirección de otros estudios
antecedentes. Ashmead, Clifton y Perris en 1987 midieron el
MAA para una sola fuente sonora (condición única en nuestro
estudio) en infantes de 6 a 7 meses de edad, encontrando que
a esa edad los infantes discriminan desplazamientos mayores
a 19º. En otro estudio similar realizado por Morrongielo (1988)
se evaluaron a niños de 6 a 18 meses, encontrando que el
valor del MAA para una sola fuente a los 6 meses es de 12º.
Respecto a los estímulos configurados bajo efecto precedente,
los estudios previos realizados con infantes de edades similares
a las evaluadas en el presente trabajo indican que la
primera respuesta confiable hacia este tipo de estimulación ocurre
entre los 4 a 6 meses de edad (Clifton, Morrongiello y Dowd,
1984; Muir, Clifton y Clarkson, 1989). Resulta oportuno señalar
que en estos trabajos los altoparlantes estaban fijos (ubicados a
90º a la izquierda y derecha del infante). El antecedente más
cercano es el estudio de Litovsky (1997) que obtuvo para los 18
meses un MAA de 23º para la condición de discriminación del
sonido líder y de 65º para condición retardada.
Estamos administrando la prueba a una muestra mayor de
infantes de distintas edades, lo que nos permitirá profundizar
el análisis de nuestros resultados y analizar cambios en el rendimiento
en función de la edad.
Como se mencionó anteriormente, los antecedentes indican
que la habilidad para discriminar la posición de la señal líder
en presencia de la retardada mejora notablemente con la edad.
Varios autores señalan que la ausencia de respuesta en recién
nacidos y los cambios en el rendimiento en función de la edad
podrían deberse a la maduración de la corteza auditiva que ocurre
durante los primeros meses (Clifton y cols., 1981; Litovsky y
cols., 1997. Según estudios realizados con animales, la capacidad
para localizar sonidos bajo efecto precedente requiere
de procesamiento cortical de la estimulación sonora (Cranford
y Oberholtzer, 1976).
En síntesis, se observó en los infantes evaluados que fue más
fácil localizar sonidos directos que reflejados. Para los estímulos
configurados bajo efecto precedente el umbral obtenido en
la condición de discriminación del sonido retardado resultó
más alto que el MAA obtenido para la condición de discriminación
del sonido líder.

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