¿Cuál es el límite biológico en la resolución de la audición?

A veces me pregunto cuántas escalas musicales individuales diferentes podrían ser percibidas por los oídos humanos. Defino una escala musical como una colección de notas que se relacionan con alguna frecuencia fundamental por proporciones específicas. Por ejemplo

  • hacer 2 0 F
  • re 2 1 6 F
  • mi 2 1 3 F
  • fa 2 5 12 F
  • Sol 2 7 12 F
  • la 2 9 12 F
  • ti 2 11 12 F
  • hacer 2 1 F

Una vez hice un experimento en el que tomé varias ondas sinusoidales a diferentes frecuencias y las multipliqué por las proporciones apropiadas. En los que probé, descubrí que sí escuché la escala mayor. Pero un matemático mirará los números reales positivos R + y digamos que hay un número infinito e incontable de frecuencias posibles. Sin embargo, biológicamente no puedo imaginar que el oído humano sea capaz de distinguir entre un número infinito de frecuencias.

¿Cuál es el límite biológico en la resolución de la audición? ¿Hay alguna manera de estimar cuántas escalas mayores diferentes se pueden escuchar? En otras palabras, ¿cuántas frecuencias diferentes se pueden escuchar?

Respuestas (1)

Respuesta corta
La principal limitación de la discriminación de frecuencias es la sonoridad .

Antecedentes
La cóclea está organizada tonotópicamente; básicamente actúa como un transformador de Fourier, donde se analizan diferentes frecuencias en un mapa de lugar (Fig. 1). La sintonización de frecuencia de las células ciliadas cocleares está limitada principalmente por la intensidad del sonido. Cuanto más fuerte se vuelve un estímulo de sonido de tono puro, mayor es el área en la membrana basilar que se activa y, por lo tanto, más amplia es la gama de células ciliadas cocleares que se activan y, por lo tanto, peor se vuelve la resolución de frecuencia (Fig. 2).

tonotopía coclear
Figura 1. Tonotopía coclear. Fuente: Ayuda de implante coclear

afinación ANF
Sintonización de fibras nerviosas auditivas. Cuanto más fuerte sea el estímulo, peor será la sintonización de la frecuencia. Fuente: - Fettiplace y Hackney, 2006

En cuanto al aspecto cuantitativo de esta pregunta, es decir, cuál es la diferencia de frecuencia limen, y una indicación de cuántas bandas de frecuencia se pueden distinguir, lo remito a la pregunta vinculada a continuación. Ambos dependen en gran medida del método utilizado para determinar la diferencia apenas perceptible y, como se ha dicho, también de la intensidad del sonido aplicada. Además, depende de la frecuencia considerada. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la banda de frecuencia expresada en Hz. Este es un ejemplo de la ley de Weber-Fechner (Hecht, 1924) . La cóclea está organizada en octavas, lo que significa que las frecuencias más altas tienen menos espacio coclear dedicado y, por lo tanto, menos células ciliadas para codificar un rango de frecuencia particular.

Lecturas adicionales
- ¿Cuál es la resolución de frecuencia del oído humano?

Referencia
- Hecht, J General Physiol (1924): 235-67
- Fettiplace & Hackney, Nature Rev Neurosci (2006); 7 : 19-29

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