Los científicos de la Carnegie Mellon University han descubierto que nuestros oídos usan el modo más eficiente de tratar los sonidos que oímos. Estos resultados representan un avance significativo para comprender cómo el sonido es codificado para su transmisión al cerebro.
La investigación proporciona un nuevo marco matemático para entender el procesamiento del sonido y sugiere que nuestra audición está muy optimizada en términos de codificación de señal - el proceso por el cual los sonidos son traducidos en información por nuestros cerebros- para la variedad de sonidos que experimentamos. El mismo trabajo también tiene implicaciones tecnológicas de gran alcance y a largo plazo, como el suministro de un modelo para mejorar inmensamente el procesamiento de señal que mejore la calidad en la comprensión de archivos de audio digitales y para el diseño de códigos parecidos a un cerebro en el caso de las implantaciones auditivas que restauran la audición en personas sordas.
Los investigadores se acercaron de forma radicalmente diferente al analizar cómo el cerebro trata las señales de sonido con el fin de conseguir estos resultados. Con una abstracción del código de los nervios en el nervio auditivo, representaron el sonido como un grupo distinto de puntos de tiempo, "o un código de punto", en el que los componentes acústicos son representados sólo en términos de su relación temporal el uno con el otro. Esto es así porque la intensidad y la frecuencia básica de un rasgo dado son “centralizadas”, o comprimidas matemáticamente, en un solo punto. Se trata de algo similar a un rollo de piano que puede reproducir cualquier canción registrando qué nota apretar cuando el código de punto codifica cualquier sonido natural en términos de cronometrajes precisos de las características acústicas elementales. Es necesario destacar que cuando los investigadores llegaron a la agrupación óptima de características para los sonidos naturales, éstas correspondían exactamente a los modelos observados por los profesionales de neurofisiología en los nervios auditivos.
"Hemos encontrado que el cronometraje de sólo un número escaso de puntos realmente codifica la variedad entera de sonidos de naturaleza, incluso los componentes del discurso como las vocales y consonantes, y sonidos de la naturaleza como los pasos en un bosque o una corriente," dice Michael Lewicki, profesor asociado de Ciencias Informáticas en la Carnegie Mellon y miembro del Centro para la Base Neurológica de la Cognición (CNBC). "Encontramos que el código óptimo para los sonidos naturales es el mismo que para un discurso. Por extraño que parezca, los gatos comparten nuestro código auditivo óptimo para la lengua inglesa."
"Nuestro trabajo es la única investigación hasta ahora que trata eficazmente el código auditivo como puntos “centralizados”," añade Evan Smith, un estudiante graduado en Psicología del CNBC.
Hasta ahora, los científicos y los ingenieros han confiado en transformaciones Fourier - descubiertas hace 200 años - para separar y reconstituir parámetros como frecuencia e intensidad como parte del procesamiento de señal de sonido tradicional.
El descubrimiento de Smith y Lewicki disecciona el sonido basado sólo en el cronometraje "de puntos" comprimidos asociados con vocales (como vocalizaciones de gato), consonantes (como rocas que se golpean) y sonidos sibilantes (ruido ambiental).
La investigación de los autores combina ciencias informáticas, psicología, neurociencia y matemáticas. >de *Carnegie Mellon Scientists Show How Brain Processes Sound*. Los resultados de señal podrían mejorar los dispositivos de iPods y las implantaciones Cochlear. 23 de febrero de 2006
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