El rango de audición describe el rango de frecuencias que pueden ser escuchadas por humanos u otros animales, aunque también puede referirse al rango de niveles . El rango humano se da comúnmente como de 20 a 20.000 Hz , aunque existe una variación considerable entre los individuos, especialmente en las frecuencias altas, y una pérdida gradual de sensibilidad a las frecuencias más altas con la edad se considera normal. La sensibilidad también varía con la frecuencia, como lo muestran los contornos de igual volumen . La investigación de rutina para la pérdida auditiva generalmente involucra un audiograma que muestra los niveles de umbral en relación con un nivel normal.
Varias especies animales pueden oír frecuencias mucho más allá del rango auditivo humano. Algunos delfines y murciélagos, por ejemplo, pueden escuchar frecuencias de hasta 100.000 Hz. Los elefantes pueden escuchar sonidos a 14–16 Hz, mientras que algunas ballenas pueden escuchar sonidos infrasónicos tan bajos como 7 Hz.
Medición
Una medida básica de la audición la proporciona un audiograma, un gráfico del umbral absoluto de audición (nivel de sonido mínimo discernible) en varias frecuencias a lo largo del rango de audición nominal de un organismo. [7]
Las pruebas de audición conductual o las pruebas fisiológicas se pueden utilizar para encontrar los umbrales auditivos de humanos y otros animales. Para los humanos, la prueba implica que los tonos se presenten en frecuencias ( tono ) e intensidades ( volumen ) específicas . Cuando el sujeto escucha el sonido, lo indica levantando una mano o presionando un botón. Se graba la intensidad más baja que pueden oír. La prueba varía para los niños; su respuesta al sonido puede indicarse girando la cabeza o usando un juguete. El niño aprende qué hacer al escuchar el sonido, como colocar un muñeco de juguete en un bote. Se puede usar una técnica similar cuando se prueban animales, donde la comida se usa como recompensa por responder al sonido. La información sobre la audición de diferentes mamíferos se obtuvo principalmente mediante pruebas de audición conductual.
Las pruebas fisiológicas no necesitan que el paciente responda conscientemente. [8]
Humanos
En los seres humanos, las ondas sonoras se canalizan hacia el oído a través del canal auditivo externo y llegan al tímpano (membrana timpánica). La compresión y rarefacción de estas ondas ponen en movimiento esta delgada membrana, provocando una vibración simpática a través de los huesos del oído medio (los huesecillos : martillo, yunque y estribo), el líquido basilar en la cóclea y los pelos dentro de ella, llamados estereocilios . Estos pelos recubren la cóclea desde la base hasta el ápice, y la parte estimulada y la intensidad de la estimulación dan una indicación de la naturaleza del sonido. La información recopilada de las células ciliadas se envía a través del nervio auditivo para su procesamiento en el cerebro.
El rango de audición humana comúnmente establecido es de 20 a 20.000 Hz. [9] [10] [nota 1] En condiciones ideales de laboratorio, los seres humanos pueden escuchar sonidos tan bajos como 12 Hz [11] y tan altos como 28 kHz, aunque el umbral aumenta bruscamente a 15 kHz en adultos, lo que corresponde al último sonido auditivo canal de la cóclea . [12] El sistema auditivo humano es más sensible a las frecuencias entre 2000 y 5000 Hz. [13] El rango de audición individual varía según el estado general de los oídos y el sistema nervioso de un ser humano. El rango se reduce durante la vida, [14] generalmente comenzando alrededor de los ocho años con la reducción del límite de frecuencia superior. Las mujeres pierden la audición con menos frecuencia que los hombres. Esto se debe a muchos factores sociales y externos. Por ejemplo, más de una vez se ha comprobado que los hombres pasan más tiempo en lugares ruidosos, y esto se asocia no solo con el trabajo sino también con pasatiempos y otras cosas. Las mujeres tienen una pérdida auditiva más aguda después de la menopausia. En las mujeres, la audición disminuye y empeora en las frecuencias bajas y parcialmente medias, mientras que los hombres tienen más probabilidades de sufrir pérdida auditiva en las frecuencias altas. [15] [16] [17]
Los audiogramas de la audición humana se producen utilizando un audiómetro , que presenta diferentes frecuencias al sujeto, generalmente sobre auriculares calibrados, a niveles específicos. Los niveles se ponderan con la frecuencia relativa a un gráfico estándar conocido como curva de audibilidad mínima , que pretende representar la audición "normal". El umbral de audición se establece en alrededor de 0 phon en los contornos de igual volumen (es decir, 20 micropascales , aproximadamente el sonido más silencioso que un humano joven sano puede detectar), [18] pero está estandarizado en un estándar ANSI a 1 kHz. [19] Las normas que utilizan diferentes niveles de referencia dan lugar a diferencias en los audiogramas. El estándar ASA-1951, por ejemplo, usó un nivel de 16.5 dB SPL (nivel de presión sonora) a 1 kHz, mientras que el estándar ANSI-1969 / ISO-1963 posterior usa 6.5 dB SPL , con una corrección de 10 dB aplicada para personas mayores. .
Otros primates
Varios primates , especialmente los pequeños, pueden oír frecuencias muy alejadas del rango ultrasónico . Medido con una señal SPL de 60 dB , el rango de audición para el bushbaby de Senegal es de 92 Hz a 65 kHz y de 67 Hz a 58 kHz para el lémur de cola anillada . De los 19 primates evaluados, el macaco japonés tuvo el rango más amplio, 28 Hz – 34,5 kHz, en comparación con 31 Hz – 17,6 kHz para los humanos. [20]
Gatos
Los gatos tienen una audición excelente y pueden detectar una gama de frecuencias extremadamente amplia. Pueden escuchar sonidos de tono más alto que los humanos o la mayoría de los perros, detectando frecuencias desde 55 Hz hasta 79 kHz . [21] [22] Los gatos no utilizan esta capacidad de escuchar el ultrasonido para comunicarse, pero probablemente sea importante en la caza, [23] ya que muchas especies de roedores emiten llamadas ultrasónicas. [24] La audición de los gatos también es extremadamente sensible y se encuentra entre las mejores de cualquier mamífero, [21] siendo más aguda en el rango de 500 Hz a 32 kHz. [25] Esta sensibilidad se ve reforzada por las grandes orejas externas móviles del gato (sus pabellones auditivos ), que amplifican los sonidos y ayudan al gato a detectar la dirección de donde proviene el ruido. [23]
Perros
La capacidad auditiva de un perro depende de la raza y la edad, aunque el rango de audición suele ser de entre 67 Hz y 45 kHz. [26] [27] Al igual que con los humanos, los rangos de audición de algunas razas de perros se reducen con la edad, [28] como el pastor alemán y el caniche miniatura. Cuando los perros escuchan un sonido, moverán sus oídos hacia él para maximizar la recepción. Para lograr esto, las orejas de un perro están controladas por al menos 18 músculos, que permiten que las orejas se inclinen y giren. La forma de la oreja también permite que el sonido se escuche con mayor precisión. Muchas razas suelen tener orejas erguidas y curvas, que dirigen y amplifican los sonidos.
Como los perros escuchan sonidos de frecuencia más alta que los humanos, tienen una percepción acústica del mundo diferente. [28] Los sonidos que parecen fuertes para los humanos a menudo emiten tonos de alta frecuencia que pueden asustar a los perros. Los silbatos que emiten un sonido ultrasónico, llamados silbidos para perros , se utilizan en el adiestramiento canino, ya que un perro responderá mucho mejor a tales niveles. En la naturaleza, los perros usan su capacidad auditiva para cazar y localizar comida. Las razas domésticas se utilizan a menudo para proteger la propiedad debido a su mayor capacidad auditiva. [27] Los llamados silbidos para perros "Nelson" generan sonidos en frecuencias más altas que las audibles para los humanos, pero dentro del rango de la audición de un perro.
Murciélagos
Los murciélagos han desarrollado una audición muy sensible para hacer frente a su actividad nocturna. Su rango de audición varía según la especie; en el más bajo puede ser de 1 kHz para algunas especies y para otras especies el más alto alcanza hasta 200 kHz. Los murciélagos que pueden detectar 200 kHz no pueden escuchar muy bien por debajo de 10 kHz. [29] En cualquier caso, el rango más sensible de la audición de los murciélagos es más estrecho: alrededor de 15 kHz a 90 kHz. [29]
Los murciélagos navegan alrededor de los objetos y localizan a sus presas mediante la ecolocalización . Un murciélago producirá un sonido corto y muy fuerte y evaluará el eco cuando rebote. Los murciélagos cazan insectos voladores; estos insectos devuelven un débil eco de la llamada del murciélago. El tipo de insecto, su tamaño y la distancia se pueden determinar por la calidad del eco y el tiempo que tarda el eco en rebotar. Hay dos tipos de llamada de frecuencia constante (CF) y frecuencia modulada (FM) que descienden en tono. [30] Cada tipo revela información diferente; CF se usa para detectar un objeto y FM se usa para evaluar su distancia. Los pulsos de sonido producidos por el murciélago duran sólo unas milésimas de segundo; los silencios entre las llamadas dan tiempo para escuchar la información que regresa en forma de eco. La evidencia sugiere que los murciélagos usan el cambio en el tono del sonido producido a través del efecto Doppler para evaluar su velocidad de vuelo en relación con los objetos que los rodean. [31] La información sobre el tamaño, la forma y la textura se acumula para formar una imagen de su entorno y la ubicación de sus presas. Usando estos factores, un murciélago puede rastrear con éxito los cambios en los movimientos y, por lo tanto, cazar a su presa.
Ratones
Los ratones tienen orejas grandes en comparación con sus cuerpos. Escuchan frecuencias más altas que los humanos; su rango de frecuencia es de 1 kHz a 70 kHz. No escuchan las frecuencias más bajas que los humanos pueden; se comunican mediante ruidos de alta frecuencia, algunos de los cuales son inaudibles para los humanos. La llamada de socorro de un ratón joven se puede producir a 40 kHz. Los ratones usan su capacidad para producir sonidos fuera de los rangos de frecuencia de los depredadores para alertar a otros ratones del peligro sin exponerse, aunque, en particular, el rango de audición de los gatos abarca todo el rango vocal del ratón. Los chillidos que los humanos pueden oír tienen una frecuencia más baja y el ratón los utiliza para realizar llamadas de mayor distancia, ya que los sonidos de baja frecuencia pueden viajar más lejos que los sonidos de alta frecuencia. [32]
Aves
La audición es el segundo sentido más importante de las aves y sus oídos tienen forma de embudo para enfocar el sonido. Las orejas están ubicadas ligeramente detrás y debajo de los ojos, y están cubiertas con plumas suaves, las aurículas, para protección. La forma de la cabeza de un pájaro también puede afectar su audición, como los búhos, cuyos discos faciales ayudan a dirigir el sonido hacia sus oídos.
El rango de audición de las aves es más sensible entre 1 kHz y 4 kHz, pero su rango completo es aproximadamente similar al oído humano, con límites más altos o más bajos dependiendo de la especie de ave. No se ha observado que ningún tipo de ave reaccione a los sonidos ultrasónicos, pero ciertos tipos de aves pueden escuchar sonidos infrasónicos. [33] "Las aves son especialmente sensibles a los cambios de tono, tono y ritmo y usan esas variaciones para reconocer a otras aves individuales, incluso en una bandada ruidosa. Las aves también usan diferentes sonidos, cantos y llamadas en diferentes situaciones, y reconocer los diferentes ruidos es esencial para determinar si una llamada advierte de un depredador, anuncia un reclamo territorial u ofrece compartir comida ". [34]
"Algunas aves, sobre todo las oleaginosas, también utilizan la ecolocalización, al igual que los murciélagos. Estas aves viven en cuevas y utilizan sus rápidos chirridos y clics para navegar a través de cuevas oscuras donde incluso la visión sensible puede no ser lo suficientemente útil". [34]
Las palomas pueden escuchar infrasonidos. Dado que la paloma promedio puede escuchar sonidos tan bajos como 0.5 Hz, pueden detectar tormentas distantes, terremotos e incluso volcanes. [35] [36] Esto también les ayuda a navegar.
Insectos
Las polillas de la cera mayor (Galleria mellonella) tienen el rango de frecuencia de sonido registrado más alto que se haya registrado hasta ahora. Pueden escuchar frecuencias de hasta 300 kHz. Es probable que esto les ayude a evadir a los murciélagos. [35] [36]
Pescado
Los peces tienen un rango de audición estrecho en comparación con la mayoría de los mamíferos. Los peces de colores y los bagres poseen un aparato weberiano y tienen un rango de audición más amplio que el atún . [1] [2]
mamíferos marinos
Dado que los entornos acuáticos tienen propiedades físicas muy diferentes a los entornos terrestres, existen diferencias en la forma en que los mamíferos marinos escuchan en comparación con los mamíferos terrestres. Las diferencias en los sistemas auditivos han llevado a una extensa investigación sobre mamíferos acuáticos, específicamente sobre delfines.
Los investigadores suelen dividir a los mamíferos marinos en cinco grupos de audición en función de su rango de mejor audición bajo el agua. (Ketten, 1998): ballenas barbadas de baja frecuencia como las ballenas azules (7 Hz a 35 kHz); Ballenas dentadas de frecuencia media como la mayoría de los delfines y cachalotes (150 Hz a 160 kHz); Ballenas dentadas de alta frecuencia como algunos delfines y marsopas (275 Hz a 160 kHz); Sellos (50 Hz a 86 kHz); Lobos marinos y leones marinos (60 Hz a 39 kHz). [37]
El sistema auditivo de un mamífero terrestre normalmente funciona mediante la transferencia de ondas sonoras a través de los canales auditivos. Los canales auditivos de las focas , los leones marinos y las morsas son similares a los de los mamíferos terrestres y pueden funcionar de la misma manera. En ballenas y delfines, no está del todo claro cómo se propaga el sonido al oído, pero algunos estudios sugieren firmemente que los tejidos del área de la mandíbula inferior canalizan el sonido al oído. Un grupo de ballenas, los Odontocetes (ballenas dentadas), usa la ecolocalización para determinar la posición de objetos como presas. Las ballenas dentadas también son inusuales porque las orejas están separadas del cráneo y bien separadas, lo que las ayuda a localizar los sonidos, un elemento importante para la ecolocalización.
Los estudios [38] han encontrado que hay dos tipos diferentes de cócleas en la población de delfines. El tipo I se ha encontrado en los delfines del río Amazonas y las marsopas comunes . Estos tipos de delfines utilizan señales de frecuencia extremadamente alta para la ecolocalización. Las marsopas comunes emiten sonidos en dos bandas, una a 2 kHz y otra por encima de 110 kHz. La cóclea de estos delfines está especializada para acomodar sonidos de alta frecuencia extrema y es extremadamente estrecha en la base.
La cóclea tipo II se encuentra principalmente en especies de ballenas en alta mar y en aguas abiertas, como el delfín mular . Los sonidos producidos por los delfines mulares son más bajos en frecuencia y oscilan típicamente entre 75 y 150.000 Hz. Las frecuencias más altas en este rango también se utilizan para la ecolocalización y las frecuencias más bajas se asocian comúnmente con la interacción social, ya que las señales viajan distancias mucho más largas.
Los mamíferos marinos utilizan las vocalizaciones de muchas formas diferentes. Los delfines se comunican mediante clics y silbidos, y las ballenas utilizan señales de pulso o gemidos de baja frecuencia. Cada señal varía en términos de frecuencia y se utilizan diferentes señales para comunicar diferentes aspectos. En los delfines, la ecolocalización se utiliza para detectar y caracterizar objetos y los silbidos se utilizan en manadas sociables como dispositivos de identificación y comunicación.
Ver también
- Audiología
- Audiometría
- El mosquito
- Comunicación sísmica
- Curva de audibilidad mínima
- Acústica musical
Notas
- ^ 20 a 20.000 Hz corresponden a ondas sonoras en el aire a 20 ° C con longitudes de onda de 17 metros a 1,7 cm (56 pies a 0,7 pulgadas).
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