La audición


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La audición

El sistema auditivo es el responsable de convertir los estímulos sonoros en información asimilable por las áreas del cerebro especializadas en el procesamiento del habla.

La señal sonora —moléculas de aire en vibración— se transforma en estímulos que procesa el córtex auditivo —señales eléctricas—.

Sin audición no se da la percepción.

La audición es un proceso fisiológico, mientras que la percepción es un proceso cognitivo.

Audición: procesamiento físico de las diferencias acústicas entre [a] y [o].
Percepción: identificación de /a/ y /o/ como sonidos con valor lingüístico contrastivo (/sal/–/sol/).

Se puede oír una lengua desconocida, pero la percepción implica identificar las unidades lingüísticas para extraer el significado codificado en la onda sonora.

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Anatomía y fisiología de la audición

La anatomía del oído

Oído externo: medio aéreo.

Oído medio: medio aéreo.

Oído interno: medio líquido.

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Anatomía del oído.

Denes, P. B. y Pinson, E. N. (1993). The speech chain: The physics and biology of spoken language (2.a ed.). W. H. Freeman.

El oído externo

Medio aéreo.

Aurícula.

Canal auditivo externo.

El oído medio

Medio aéreo.

Membrana timpánica.

Martillo, yunque y estribo.

Ventana oval.

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El oído medio.

Denes, P. B. y Pinson, E. N. (1993). The speech chain: The physics and biology of spoken language (2.a ed.). W. H. Freeman.

Mecanismos de transmisión en el oído medio.

Department of Neurophysiology. (1996). Animations of processes within the ear. University of Wisconsin-Madison.

El oído interno

Medio líquido.

Laberinto.

Cóclea.

La cóclea

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La cóclea.

Denes, P. B. y Pinson, E. N. (1993). The speech chain: The physics and biology of spoken language (2.a ed.). W. H. Freeman.

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El laberinto óseo y el laberinto membranoso.

Schneiderman, C. R. (1984). Basic anatomy and physiology in speech and hearing. College Hill Press; Croom Helm.

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Department of Neurophysiology. (1996). EarWorks, hearing and balance. University of Wisconsin-Madison.

Denes, P. B. y Pinson, E. N. (1993). The speech chain: The physics and biology of spoken language (2.a ed.). W. H. Freeman.

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Interior de la cóclea.

Denes, P. B. y Pinson, E. N. (1993). The speech chain: The physics and biology of spoken language (2.a ed.). W. H. Freeman.

Movimiento de la membrana basilar.

Department of Neurophysiology. (1996). EarWorks, hearing and balance. University of Wisconsin-Madison.

El órgano de Corti

Célular ciliares entre la membrana tectorial y la membrana basilar.

Las células ciliares son sensibles a la ondulación de la membrana basilar.

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El órgano de Corti.

Ainsworth, W. A. (1976). Mechanisms of speech recognition. Pergamon Press.

Visión mediante microscopio electrónico del órgano de Corti

Department of Neurophysiology. (1996). EarWorks, hearing and balance. University of Wisconsin-Madison.

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Visión mediante el microscopio electrónico de las células ciliares.

Department of Neurophysiology. (1996). EarWorks, hearing and balance. University of Wisconsin-Madison.

Esquema del funcionamiento del órgano de Corti.

Department of Neurophysiology. (1996). Animations of processes within the ear. University of Wisconsin-Madison.

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Los mecanismos de la cóclea

La función de la cóclea

La función de la cóclea es convertir las vibraciones mecánicas en impulsos nerviosos.

El desplazamiento de los fluidos cocleares provocado por la vibración de la ventana oval produce la ondulación de la membrana basilar.

El movimiento de la membrana basilar excita las célular ciliares.

Las célular ciliares están conectadas con las fibras nerviosas que forman el nervio auditivo.

A través del nervio auditivo los estímulos se transmiten al córtex auditivo del cerebro.

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Transmisión del sonido al córtex auditivo.

Brain connection. Scientific Learning, Oakland, CA

La selectividad frecuencial de la cóclea

Mecanismo estudiado por Georg von Békésy (1899–1972).

Diferencias en la frecuencia de resonancia de la cóclea en función de los cambios de sección que experimenta.

Sonidos de frecuencia baja: vibraciones en el ápex.

Sonidos de frecuencia alta: vibraciones en la base.

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Pickles, J. O. (2012). An introduction to the physiology of hearing (4.a ed.). Emerald.

Implantes cocleares

Transformación de señales acústicas en señales eléctricas que puede procesar el nervio auditivo.

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Implante coclear.

National Institute of Deafness and Other Communication Disorders. (2017, 6 de marzo). Cochlear implants. National Institutes of Health. https://www.nidcd.nih.gov/health/cochlear-implants

Funcionamiento de un implante coclear.

Advanced Bionics. (2008). How a cochlear implant works.

Simulación de la audición mediante un implante coclear de 24 canales

Cochlear Implant Center. (2011). 24-channel cochlear implant simulation - Normal sound. University of California Irvine Medical Center. http://www.ent.uci.edu/clinical-specialties/ear-surgery/cochlear-implant-center.asp

Implantes cocleares

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La representación de los sonidos en el nervio auditivo

Las fibras del nervio auditivo son excitadas por los movimientos de las células ciliares.

Cada fibra posee una frecuencia característica a la cual es más sensible.

En función de la intensidad del estímulo se producen diferentes ritmos de descarga de las fibras del nervio auditivo.

La representación de las vocales

Delgutte, B. y Kiang, N. Y. S. (1984). Speech coding in the auditory nerve I: Vowel-like sounds. The Journal of the Acoustical Society of America, 75(3), 866–878. https://doi.org/10.1121/1.390596
 
 
(Fuente de la imagen: Department of Otolaryngology – Head and Neck Surgery. (s. f.). Bertrand Delgutte, PhD. Harvard Medical School. https://oto.hms.harvard.edu/people/bertrand-delgutte)
(Fuente de la imagen: Academic Room. (s. f.). Nelson Yuan-sheng Kiang. http://www.academicroom.com/users/bnk)

Para cada vocal la respuesta varía en función de la frecuencia característica de la fibra.

Para cada frecuencia característica las respuestas difieren en función de la vocal.

Las respuestas de fibras individuales informan sobre la identidad del estímulo.

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Índice de sincronización (0-1) entre las descargas de las fibras del nervio auditivo según su frecuencia característica (CF) y los componentes frecuenciales de la vocal (F1, F2).

Delgutte, B. y Kiang, N. Y. S. (1984). Speech coding in the auditory nerve I: Vowel-like sounds. The Journal of the Acoustical Society of America, 75(3), 866–878. https://doi.org/10.1121/1.390596

Los componentes frecuenciales de mayor amplitud en la respuesta de las fibras del nervio auditivo son armónicos próximos a:

Representacio_vocals_nervi_auditiu_DelgutteKiang84_2.jpg

Delgutte, B. y Kiang, N. Y. S. (1984). Speech coding in the auditory nerve I: Vowel-like sounds. The Journal of the Acoustical Society of America, 75(3), 866–878. https://doi.org/10.1121/1.390596

Relación con las dimensiones fonéticas

Abierto - cerrado: respuesta en la región de fibras de frecuencia característica cercana al F1.

Anterior - posterior: respuesta en la región de fibras de frecuencias característica cercana al F2.

Compacto - difuso: respuesta en una región de frecuencia característica intermedia.

La representación de las consonantes fricativas

Delgutte, B. y Kiang, N. Y. S. (1984). Speech coding in the auditory nerve III: Voiceless fricative consonants. The Journal of the Acoustical Society of America, 75(3), 887–896. https://doi.org/10.1121/1.390598
 
 
(Fuente de la imagen: Department of Otolaryngology – Head and Neck Surgery. (s. f.). Bertrand Delgutte, PhD. Harvard Medical School. https://oto.hms.harvard.edu/people/bertrand-delgutte)
(Fuente de la imagen: Academic Room. (s. f.). Nelson Yuan-sheng Kiang. http://www.academicroom.com/users/bnk)
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Delgutte, B. y Kiang, N. Y. S. (1984). Speech coding in the auditory nerve III: Voiceless fricative consonants. The Journal of the Acoustical Society of America, 75(3), 887–896. https://doi.org/10.1121/1.390598

Representacio_fricatius_nervi_auditiu_DelgutteKiang84_2.jpg

Delgutte, B. y Kiang, N. Y. S. (1984). Speech coding in the auditory nerve III: Voiceless fricative consonants. The Journal of the Acoustical Society of America, 75(3), 887–896. https://doi.org/10.1121/1.390598

Las categorías fonéticas

Las bases de las categorías fonéticas pueden depender en parte de las propiedades de sistema auditivo.

La representación de los sonidos en el nervio auditivo

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Joaquim Llisterri, Departament de Filologia Espanyola, Universitat Autònoma de Barcelona

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