9.2.4: Audición Animal

Nota

Gran parte de la información sobre la percepción animal en este capítulo y en los capítulos 14 y 16 proviene del excelente libro Engineering Animals: How Life Works de Mark Denny y Alan McFadzean.

Muchos animales, incluidos los perros, pueden escuchar frecuencias en el rango ultrasónico (arriba\(20,000\text{ Hz}\)). Los silbatos para perros utilizados para entrenar perros tienen frecuencias entre aproximadamente\(23,000\text{ Hz}\) y\(54,000\text{ Hz}\) así los perros (y muchos otros animales) pueden escucharlos pero los humanos no. Como se menciona en el Capítulo 8, los humanos son las mejores especies existentes para poder escuchar frecuencias en el rango de\(1000\text{ Hz}\) a\(5000\text{ Hz}\). En este rango de frecuencias, los humanos y los elefantes pueden escuchar sonidos más suaves que los perros y gatos, que pueden escuchar mejor que las ratas, que pueden escuchar mejor que los caballos y las vacas. Las aves y los peces generalmente escuchan un rango de frecuencias mucho más pequeño que los mamíferos y tampoco escuchan sonidos más suaves. Algunos insectos escuchan bandas de frecuencias muy específicas, por ejemplo los grillos tienen un rango de audición para las señales generadas por otros grillos con fines de comunicación pero tienen un rango de audición diferente y desconectado para detectar las señales de ecolocalización que provienen de murciélagos, que son un depredador.

Animal	Rango de audición en Hertz
Humanos	\(20-20,000\)
murciélagos	\(2000-110,000\)
Elefante	\(16-12,000\)
Sello de Piel	\(800-50,000\)
Ballena Beluga	\(1000-123,000\)
León Marino	\(450-50,000\)
Sello de arpa	\(950-65,000\)
Marsopa de puerto	\(550-105,000\)
Ballena Asesina	\(800-13,500\)
Delfín nariz de botella	\(90-105,000\)
Marsopa	\(75-150,000\)
Perro	\(67-45,000\)
Cat	\(45-64,000\)
Rata	\(200-76,000\)
Zarigüeya	\(500-64,000\)
Pollo	\(125-2,000\)
Periquito	\(200-8,500\)
Caballo	\(55-33,500\)

Mesa\(\PageIndex{1}\)

Como regla general, los animales pequeños tienden a hacer y escuchar frecuencias más altas y los animales más grandes tienen más probabilidades de hacer y escuchar frecuencias más bajas, aunque hay muchas excepciones como se puede ver en la tabla. En general la forma del oído externo también está relacionada con qué rango de frecuencia y la dirección que está escuchando un animal. Por ejemplo, los conejos tienen lóbulos altos de las orejas lo que los hace más sensibles a los sonidos provenientes de una dirección horizontal porque sus depredadores son en su mayoría terrestres. Los ratones, por otro lado, tienen orejas más redondeadas lo que los hace más sensibles a los sonidos que vienen de arriba, ya que las aves rapaces son depredadores para ellos. Los elefantes tienen orejas muy anchas y planas que son más receptivas a frecuencias más bajas con las que se comunican. Los búhos y algunos otros animales pueden cambiar la orientación relativa de sus oídos externos o moverán toda su cabeza para lograr una mayor precisión en la determinación de la dirección de la que vienen los sonidos. Muchos animales, como los venados, tienen músculos que pueden apuntar el pabellón auricular en diferentes direcciones, lo que permite una mejor detección de depredadores (los humanos tienen versiones atrofiadas de estos mismos músculos pero ya no producen mucho movimiento de la oreja). La discusión adicional sobre la audición animal y su uso para la orientación y la navegación se aplazará al Capítulo 16: Acústica.

Ejemplos de video/audio:

• Artículo de Peter L. Tyack en Physics Today sobre el sonido generado por humanos y los mamíferos marinos.

Resumen

El oído está compuesto por tres partes principales. La forma del oído externo nos da información sobre la dirección de la que viene el sonido y el sonido de los embudos hacia el oído medio. El oído medio supera el desajuste de impedancia entre aire y líquido y transmite sonido a la cóclea a través de los huesecillos. La cóclea nos da nuestro sentido del equilibrio y convierte las vibraciones mecánicas en impulsos nerviosos. Hay dos teorías del oído, la teoría del lugar y la teoría temporal. Tampoco podemos dar cuenta de la riqueza de nuestra percepción del sonido como las faltantes bandas fundamentales, críticas u otras ilusiones auditivas interesantes. Ambas teorías pueden operar pero en diferentes rangos de frecuencia. La pérdida auditiva relacionada con la edad, la presbiacusia, generalmente disminuye la sonoridad de las frecuencias altas a medida que envejecemos. Los sonidos fuertes también pueden causar pérdida auditiva conductiva o neurosensorial.

Preguntas sobre Percepción:

1. ¿Qué determina la frecuencia fundamental de un instrumento?
2. Explicar la diferencia entre las medidas subjetivas de tono, sonoridad y timbre en comparación con las mediciones objetivas de frecuencia fundamental, intensidad de sonido y forma de onda.
3. Describir la estructura del oído externo, el oído medio y el oído interno. ¿Cuál es la función de cada una de estas secciones de la oreja?
4. ¿Cuál es la función de las pinnae?
5. ¿Qué hacen los hueseciles en el oído medio?
6. ¿Qué hace la cóclea además de convertir el sonido en impulsos nerviosos?
7. ¿Cuáles son los dos tipos de células ciliadas (en la cóclea) y qué hace cada una?
8. ¿Qué es la membrana basilar y qué hace?
9. ¿Qué es el desajuste de impedancia? ¿Por qué es esto significativo en el contexto del oído?
10. ¿Cómo supera la estructura del oído el desajuste de impedancia entre el aire en el tímpano y el líquido en la cóclea?
11. Explicar la teoría del lugar de la audición.
12. Explicar la teoría temporal de la audición.
13. ¿Por qué tenemos dos teorías de la audiencia?
14. ¿Qué es el pitch virtual (falta fundamental)?
15. Un auricular para un teléfono celular no puede producir una onda de sonido de baja frecuencia y longitud de onda larga de\(50\text{ Hz}\). Sin embargo, percibimos esta frecuencia cuando escuchamos música a través de un auricular. ¿Cómo funciona esto?
16. Hay dos usos de la palabra 'beats' en el sonido. Uno tiene que ver con el ritmo de la música. El otro tiene que ver con algo que sucede cuando dos notas cercanas a la misma frecuencia se tocan juntas. Explique el segundo uso de la palabra 'latidos'.
17. Explicar el concepto de bandas críticas para dos notas que están muy juntas en frecuencia tocadas al mismo tiempo.
18. ¿Qué es la disonancia? ¿Cómo demostrarías esto si tuvieras una forma de hacer varias frecuencias diferentes (como la simulación de banda crítica)?
19. ¿Qué son las frecuencias de ataque? ¿Qué efecto tienen en nuestra percepción de un timbre de instrumentos?
20. ¿Cuáles son las dos causas principales de pérdida auditiva?
21. ¿Cuáles son los dos tipos principales de pérdida auditiva?
22. ¿Qué es la presbiacusia, por qué sucede y cuáles son los resultados?
23. ¿Qué tipo de pérdida auditiva se puede corregir mediante cirugía?
24. ¿Qué puede salir mal en el oído medio para causar pérdida auditiva?
25. ¿Qué puede salir mal en la cóclea para causar pérdida auditiva?
26. Escoge dos las siguientes ilusiones auditivas y explícalas:
    1. La ilusión de Shepard
    2. ilusión de octava
    3. Ilusión a escala de Deutsch
    4. glissando ilusión
    5. Efecto McGurk
    6. ilusión de melodía.