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¿Cómo hace el cerebro para entender sonidos que faltan, se mezclan con ruido o vienen de otro idioma?

Categoría: El cuerpo

Si le pides a alguien que escuche una grabación donde un sonido de la palabra ha sido reemplazado por una tos, es probable que no note la ausencia. En un experimento clásico, de 20 personas, 19 no se dieron cuenta de que faltaba un sonido [1]. Esto representa un 95 % de los participantes. Aunque el ruido reemplaza al sonido real, ¿por qué sentimos que lo escuchamos? Este artículo explora cómo el cerebro rellena los vacíos, elige voces en lugares ruidosos y detecta emociones como la sonrisa a través de la voz, basándose en estudios específicos.

1. Por qué creemos oír una palabra completa aunque una tos reemplace uno de sus sonidos

En 1970, Warren realizó un experimento con la palabra inglesa "legislatures". Reemplazó el primer sonido "s" (que dura unos 120 milisegundos) por el sonido de una tos. De las 20 personas que escucharon la grabación, 19 no notaron que el sonido original faltaba [1]. 120 milisegundos equivalen a 0,12 segundos, y ese 95 % de personas que no notaron el error proviene de una fuente secundaria. Este fenómeno se llama "restauración fonémica". La pregunta es: ¿el cerebro solo inventa el sonido por suposición, o realmente lo reconstruye?

Un estudio de 2016 investigó esto usando electrodos en la superficie del cerebro de 5 personas. Incluso cuando un sonido de una palabra se reemplazaba por ruido, la actividad en la corteza auditiva correspondía al sonido que la persona decía haber escuchado, no al ruido real. Los autores del artículo interpretan que la restauración del habla ocurre en la corteza auditiva [2]. La diferencia en la actividad cerebral fue clara unos 150 milisegundos (0,15 segundos) después del inicio del sonido [2]. Un artículo de divulgación en japonés también explica que la corteza auditiva completa en tiempo real los sonidos ocultos por el ruido [3].

Sin embargo, los registros se tomaron de solo 5 personas. No podemos afirmar que todos los cerebros humanos funcionen exactamente así. Aun así, se comprende que "escuchar" no es solo registrar pasivamente lo que llega al oído, sino también un trabajo del cerebro. Entonces, ¿cómo elige el cerebro qué sonido escuchar cuando hay muchos superpuestos?

2. Cómo entendemos la voz de una persona en un lugar con mucho ruido y reconocemos nuestro nombre

Incluso en lugares con mucha gente hablando, como una fiesta, podemos entender la voz de quien tenemos enfrente. Colin Cherry llamó a este problema "el problema de la fiesta de cóctel" en 1953 [4]. Cherry realizó experimentos escuchando dos voces a la vez y repitiendo una de ellas. Descubrió que es más fácil distinguir las voces si difieren en género, dirección, tono o velocidad del habla [4].

A menudo se dice que "tu nombre se escucha incluso en el ruido". Es cierto que a veces las palabras que nos interesan se escuchan con claridad [6]. Sin embargo, un resumen de libros de texto menciona que en el experimento de Moray de 1959, muchas personas no notaron que se reproducía su nombre en el oído al que no estaban prestando atención [5]. Algunas personas sí lo notaron, pero no todas. Por lo tanto, no es una regla absoluta que tu nombre siempre se escuche.

En una clase universitaria se explica que el cerebro selecciona los sonidos usando señales desde la corteza prefrontal (que dirige la atención) y señales que suben desde el oído. En el tálamo, se explica que la acetilcolina ayuda a sincronizar las señales [6]. Esta es una explicación en etapa de investigación, no un hecho totalmente confirmado. Después de elegir el sonido, completarlo y darle significado, ¿el oído y el cerebro también leen información más allá de las palabras?

3. Cómo se puede notar que alguien sonríe solo por su voz al teléfono

¿Alguna vez has notado que alguien al otro lado del teléfono está sonriendo mientras habla? En un experimento de Tartter en 1980, 6 hablantes grabaron las mismas 29 frases mientras sonreían y mientras mantenían una cara neutral. Cuando otras personas escuchaban las grabaciones y debían adivinar si el hablante sonreía, acertaban más que por azar con las voces de todos los hablantes [7]. Al sonreír, la frecuencia fundamental (el tono) y las frecuencias de resonancia (que definen el timbre de la voz) aumentaban [7]. La idea es que al sonreír cambia la forma del tracto vocal, lo que altera la voz misma.

La conclusión de este estudio es que "la sonrisa no solo se ve, a veces también se escucha" [7]. No obstante, fue un experimento con solo 6 hablantes, lo que no significa que se pueda distinguir cualquier tipo de sonrisa. Aun así, muestra que las personas pueden extraer información de "estar sonriendo" de la voz, información que no está escrita en el sonido. Pero, ¿qué pasa con emociones más complejas? ¿Se transmiten las emociones a través de la voz incluso en idiomas desconocidos?

4. Cómo reconocemos las emociones en la voz aunque hablen un idioma que no conocemos

En un estudio de 2018, 80 personas entre niños (8 a 13 años) y adultos que hablaban inglés escucharon voces en inglés, español, chino y árabe. Debían elegir entre "ira, alegría, tristeza, miedo o neutral" [8]. Como había 5 opciones, responder al azar daría un acierto del 20 % (1 de cada 5). Los resultados mostraron que, en todos los idiomas, la precisión fue mayor que el azar. Sin embargo, las voces en inglés (el idioma nativo) se identificaron mejor [8]. Un artículo en japonés indica que el reconocimiento de ira y tristeza es más preciso y mejora significativamente desde la adolescencia hasta la edad adulta [10].

Dado que los participantes de este estudio hablaban inglés, no podemos asumir que los niños japoneses tengan exactamente los mismos resultados. En otro estudio de 2018, 225 personas de 5 a 17 años y 30 adultos eligieron entre ira, miedo, alegría y tristeza basándose en voces cortas [9]. El rendimiento se acercaba al de los adultos hacia los 14 o 15 años [9]. En estas tareas, el desarrollo de la habilidad variaba según la edad y el idioma. Ambos estudios muestran que la capacidad de leer emociones en la voz mejora con la edad.

5. Cómo comprobar con tu propia voz si una sonrisa se escucha

Puedes probar esto con un familiar o amigo. Pídele que dé la espalda. Di la misma palabra (como "buenos días" o "gracias") con cara neutral y luego sonriendo, alternando el orden y repitiendo cada versión 2 veces. Pídele que adivine cuál fue la versión sonriente. Si acierta, pregúntale: "¿Qué te hizo pensar eso?". La respuesta puede variar: el tono o la resonancia de la voz. Si falla, no significa nada definitivo con solo una prueba. El experimento de Tartter usó 6 hablantes y 29 frases para mostrar que, en ese experimento, se acertó más que por azar [7].

Otra forma de divertirse es escuchar la voz de la televisión o la radio sin mirar la pantalla e imaginar qué cara tiene quien habla. Algunos números en este artículo provienen de fuentes secundarias. Si quieres saber más, puedes abrir los artículos originales de Leonard [2], Chronaki [8] y Grosbras [9] desde la lista de referencias para ver los detalles de los participantes y condiciones con tus propios ojos.

Fuentes

  1. Wikipedia, "Phonemic restoration effect" (presentación del experimento de Warren de 1970) https://en.wikipedia.org/wiki/Phonemic_restoration_effect (Presentación del experimento donde un sonido fue reemplazado por una tos.)
  2. Leonard, M. K. et al., Nature Communications 7:13619, 2016 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5187421/ (Confirmación de la restauración mediante registros en la superficie cerebral.)
  3. Nature Asia Highlight https://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/11492 (Introducción en japonés del estudio anterior.)
  4. Wikipedia, "Cocktail party effect" (presentación de Cherry de 1953) https://en.wikipedia.org/wiki/Cocktail_party_effect (Nombramiento del problema de la fiesta de cóctel y experimentos.)
  5. CUNY, Sensation and Perception, Selective Attention https://pressbooks.cuny.edu/sensationandperception/chapter/selective-attention/ (Introducción al experimento de Moray de 1959 sobre el nombre.)
  6. Clase del profesor Hideki Kawai de la Universidad Soka (información de telemail) https://telemail.jp/shingaku/academics-research/lecture/g015292 (Explicación del mecanismo de selección de sonidos.)
  7. Tartter, V. C., Perception & Psychophysics 27:24-27, 1980 https://link.springer.com/article/10.3758/BF03199901 (Resumen del experimento sobre la voz sonriente.)
  8. Chronaki, G. et al., Scientific Reports 8:8659, 2018 https://cris.maastrichtuniversity.nl/en/publications/the-development-of-cross-cultural-recognition-of-vocal-emotion-du/ (Experimento de reconocimiento de emociones en voces de 4 idiomas.)
  9. Grosbras, M.-H., Ross, P. D., Belin, P., Scientific Reports, 2018 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6172235/ (Desarrollo del reconocimiento de emociones en la voz en niños de 5 a 17 años.)
  10. Nature Asia Highlight https://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/12557 (Introducción en japonés del estudio de Chronaki et al.)