Procesamiento temporal y percepción del tono

La audición es aguda tanto en el tiempo como en la frecuencia. El procesamiento temporal se refiere a la capacidad del sistema auditivo para seguir cambios rápidos en un sonido a lo largo del tiempo, incluyendo la detección de breves pausas y el seguimiento de las fluctuaciones de amplitud. El tono, el atributo perceptivo que ordena los sonidos de grave a agudo, depende en parte de estas señales temporales y en parte de qué lugares cocleares se excitan. Este tema abarca la resolución temporal, la integración temporal y las bases espectrales y temporales del tono.

Definition

El procesamiento temporal es la sensibilidad del sistema auditivo a la sincronización y a la estructura variable en el tiempo del sonido, y la percepción del tono es el ordenamiento perceptivo de los sonidos en una escala de grave a agudo que se deriva del contenido de frecuencia y la periodicidad de un sonido.

Scope

El tema abarca la resolución temporal (detección de pausas y sensibilidad a la modulación), la integración temporal en ventanas más largas y la percepción del tono para tonos puros y complejos, incluyendo el tono del fundamental ausente. Es material de referencia y educativo sobre la percepción auditiva, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué tan breve es una pausa silenciosa o qué tan rápida es una fluctuación que un oyente puede detectar?
• ¿Cómo el sistema auditivo equilibra la resolución en el tiempo con la resolución en la frecuencia?
• ¿Qué determina el tono de un tono complejo, incluyendo uno sin energía en el fundamental?
• ¿Cómo contribuyen las señales de lugar y de tiempo al tono?

Key concepts

• Resolución temporal y detección de pausas
• Función de transferencia de modulación temporal
• Integración temporal
• Bloqueo de fase y periodicidad
• Tono de tonos puros versus complejos
• Fundamental ausente y el residuo
• Armónicos resueltos y no resueltos

Key theories

Teorías de lugar y temporales (de tiempo) del tono

El tono puede derivarse del lugar de excitación coclear y del patrón temporal de la activación neural; se cree que operan mecanismos complementarios de lugar y tiempo, predominando el tiempo para los armónicos bajos resueltos y contribuyendo el lugar en todo el espectro.

Modelo de ventana temporal y transferencia de modulación de la resolución

La agudeza temporal puede describirse mediante la sensibilidad a la modulación de amplitud en función de la tasa, capturada por la función de transferencia de modulación temporal, que actúa como un filtro de paso bajo en la envoltura del sonido.

Mechanisms

Las fibras del nervio auditivo se activan en sincronía con la estructura fina de los sonidos de baja frecuencia (bloqueo de fase) y siguen la envoltura de amplitud más lenta de los sonidos de mayor frecuencia, lo que da al sistema acceso a señales temporales en dos escalas. La detección de pausas y la sensibilidad a la modulación reflejan la rapidez con la que se puede resolver esta información temporal, mientras que la integración temporal refleja la ventana más larga sobre la cual se suma la energía para la detección. El tono de un tono complejo se calcula centralmente a partir del patrón de armónicos resueltos y de la periodicidad de la forma de onda combinada, razón por la cual un tono conserva su tono incluso cuando se elimina la energía en la frecuencia fundamental.

Clinical relevance

La reducción del procesamiento temporal y la degradación de la percepción del tono son comunes cuando la audición está deteriorada o cuando la codificación neural está alterada, y contribuyen a la dificultad para comprender el habla en entornos fluctuantes y a una menor apreciación de la música. Estas descripciones perceptivas informan por qué algunos oyentes tienen dificultades a pesar de la audibilidad restaurada; son educativas y no constituyen una base para el diagnóstico o tratamiento individual.

Evidence & guidelines

La resolución temporal se caracteriza en estudios psicofísicos controlados utilizando tareas de detección de pausas y modulación de amplitud, con la función de transferencia de modulación temporal descrita por Viemeister (1979). Las bases espectrales y temporales del tono, incluyendo el fenómeno del fundamental ausente y el papel de la banda crítica en la consonancia, se resumen en tratamientos estándar como Moore (2012) y de Boer (1976).

History

El debate del siglo XIX entre la visión basada en el lugar de Helmholtz y la visión basada en la periodicidad de Seebeck enmarcó el estudio del tono. El trabajo del siglo XX aclaró el papel del bloqueo de fase y la percepción del fundamental ausente, mientras que los estudios psicofísicos de detección de pausas y modulación de amplitud, incluyendo las mediciones de transferencia de modulación de Viemeister, establecieron medidas cuantitativas de la agudeza temporal.

Debates

¿El tono se basa principalmente en señales de lugar o temporales?

La evidencia apoya una combinación: las señales temporales (periodicidad) parecen dominantes para los armónicos bajos resueltos, mientras que las señales de lugar contribuyen más para los componentes altos o no resueltos, y ningún mecanismo único explica todos los fenómenos del tono.

Key figures

• Neal Viemeister
• Reinier Plomp
• Egbert de Boer
• Brian C. J. Moore

Seminal works

• viemeister-1979
• plomp-levelt-1965

Frequently asked questions

¿Qué es el fundamental ausente?

Un tono complejo compuesto por armónicos puede evocar un tono correspondiente a su frecuencia fundamental común incluso cuando no hay energía presente en esa fundamental. Esto demuestra que el tono se calcula a partir del patrón y la periodicidad de los armónicos en lugar de un solo componente espectral.

¿Para qué se utiliza la detección de pausas?

La detección de pausas mide el intervalo silencioso más corto que un oyente puede detectar dentro de un sonido y es un índice común de la resolución temporal auditiva, lo que refleja la rapidez con la que el sistema puede seguir los cambios a lo largo del tiempo.