Audición Binaural y Localización Sonora

La audición con dos oídos permite a los oyentes localizar sonidos en el espacio y separar a un hablante objetivo de los sonidos competitivos. La audición binaural aprovecha las pequeñas diferencias entre las señales en ambos oídos, principalmente en el tiempo de llegada y el nivel, junto con la conformación espectral impuesta por la cabeza y los oídos externos. Este tema aborda las claves para la dirección de un sonido, los mecanismos que comparan ambos oídos y los beneficios de la escucha binaural para oír en entornos ruidosos.

Definition

La audición binaural es el uso conjunto de ambos oídos para procesar el sonido, y la localización sonora es la determinación por parte del oyente de la dirección y distancia de una fuente sonora a partir de claves acústicas, principalmente las diferencias entre las señales que llegan a cada oído.

Scope

El tema abarca las diferencias de tiempo y nivel interaurales, las claves espectrales (pabellón auricular) para la resolución de elevación y de adelante-atrás, la agudeza de localización, el procesamiento binaural que combina ambos oídos y las ventajas de la audición binaural para la comprensión del habla en ruido. Es material de referencia y educativo sobre audición espacial, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué claves acústicas indican a un oyente de dónde proviene un sonido?
• ¿Cómo compara el sistema auditivo la temporalidad y el nivel en ambos oídos?
• ¿Qué resuelve ambigüedades como adelante versus atrás o la elevación?
• ¿Cómo ayuda escuchar con dos oídos en entornos ruidosos?

Key concepts

• Diferencia de tiempo interaural
• Diferencia de nivel interaural
• Teoría dúplex
• Función de transferencia relacionada con la cabeza y claves del pabellón auricular
• Ángulo mínimo audible
• Cono de confusión y ambigüedad adelante-atrás
• Supresión binaural y liberación espacial del enmascaramiento
• El problema del cóctel

Key theories

Teoría dúplex de la localización

La localización horizontal se basa en dos claves complementarias: las diferencias de tiempo interaurales dominan en bajas frecuencias, donde la cabeza proyecta poca sombra acústica, y las diferencias de nivel interaurales dominan en altas frecuencias, donde la cabeza enmascara el oído más lejano.

Modelo de detección de coincidencia (de lugar) de la temporalidad interaural

Jeffress propuso que las diferencias de tiempo interaurales son codificadas por neuronas que actúan como detectores de coincidencia a lo largo de líneas de retardo, de modo que el lugar de máxima respuesta neural representa un retardo interaural particular y, por lo tanto, una dirección.

Mechanisms

Un sonido que proviene de un lado llega al oído más cercano ligeramente antes y, a altas frecuencias, con mayor intensidad, produciendo diferencias de tiempo y nivel interaurales que el tronco encefálico compara; la oliva superior medial es sensible a la temporalidad interaural y la oliva superior lateral al nivel interaural. Los pliegues del pabellón auricular filtran el sonido de manera dependiente de la dirección, añadiendo claves espectrales que resuelven ambigüedades de elevación y de adelante-atrás que las claves interaurales por sí solas dejan sin resolver. Al comparar ambos oídos, el sistema auditivo también mejora la detección y la inteligibilidad de un objetivo en ruido, un beneficio conocido como liberación espacial del enmascaramiento.

Clinical relevance

La pérdida auditiva asimétrica o unilateral degrada las claves interaurales necesarias para la localización y para separar el habla del ruido, lo cual es una de las razones por las que los oyentes con dichas pérdidas informan de dificultades en entornos ruidosos incluso cuando un oído oye bien. Restaurar una entrada equilibrada a ambos oídos es un objetivo de muchos enfoques de rehabilitación. Este material describe la función binaural y no constituye una base para el diagnóstico individual o recomendaciones de dispositivos.

Evidence & guidelines

La agudeza de localización fue cuantificada por Mills (1958) mediante el ángulo mínimo audible, y la base neural de la temporalidad interaural fue formulada por Jeffress (1948). El papel de la audición binaural en la separación del habla del sonido competitivo fue destacado por Cherry (1953) en su descripción del problema del cóctel, y el campo se sintetiza en Blauert (1997).

History

La teoría dúplex de Lord Rayleigh a principios del siglo XX propuso que las diferencias de tiempo y nivel sirven a diferentes rangos de frecuencia. El modelo de detección de coincidencia de Jeffress de 1948 ofreció una explicación influyente de cómo las diferencias de tiempo interaurales podrían codificarse neuralmente, y las mediciones de Mills de 1958 establecieron la precisión de la localización humana. El trabajo de Cherry sobre la atención selectiva introdujo el problema del cóctel, y la investigación posterior detalló las funciones de transferencia relacionadas con la cabeza y el desenmascaramiento binaural.

Debates

¿Se codifica la temporalidad interaural mediante un mapa de lugar al estilo Jeffress en humanos?

El modelo de detección de coincidencia se ajusta bien a algunas especies, pero la evidencia en mamíferos sugiere que las diferencias de tiempo interaurales pueden codificarse en parte por diferencias de tasa entre hemisferios en lugar de un mapa de lugar fino, y el mecanismo humano sigue siendo objeto de debate.

Key figures

• Lloyd Jeffress
• A. W. Mills
• Colin Cherry
• Jens Blauert
• John William Strutt (Lord Rayleigh)

Seminal works

• jeffress-1948
• mills-1958
• cherry-1953

Frequently asked questions

¿Qué son las diferencias de tiempo y nivel interaurales?

Son las diferencias entre las señales en ambos oídos. Una diferencia de tiempo interaural es la pequeña diferencia en el tiempo de llegada para un sonido que proviene de un lado, y una diferencia de nivel interaural es la diferencia de intensidad causada por la sombra acústica de la cabeza en el oído más lejano. Juntas, son las principales claves de localización horizontal.

¿Por qué es más difícil oír en ruido con un oído que con dos?

Dos oídos permiten al sistema auditivo comparar señales y explotar la separación espacial entre un objetivo y el fondo, una ventaja denominada liberación espacial del enmascaramiento. Con un solo oído utilizable, estas claves binaurales se pierden, lo que dificulta la separación del habla del sonido competitivo.