Psicoacústica

Qué es la psicoacústica

El nombre combina psico, del griego ψυχή (psyché, "mente"), y acústica, del griego ἀκουστικός (akoustikós, relativo a la audición). Estudia la relación entre las propiedades físicas del sonido, medibles con un sonómetro o un analizador de espectro, y la sensación subjetiva que ese mismo sonido despierta en quien lo escucha. Esa distinción es el corazón de la disciplina: dos sonidos con idéntica presión sonora no siempre se perciben igual de intensos, y un tono de 200 Hz no suena tan sonoro como uno de 1.000 Hz aunque los mida el mismo aparato con el mismo resultado en decibelios.

No hay que confundirla con la acústica a secas, que es la parte de la física dedicada a la producción, propagación y medición del sonido sin entrar en cómo lo interpreta un oyente. La psicoacústica empieza justo donde termina la física: en el oído interno, en el nervio auditivo y en la corteza cerebral que procesa esa señal.

Origen histórico

La raíz de la disciplina está en la psicofísica, fundada por el físico y filósofo alemán Gustav Fechner con la publicación, en Leipzig en 1860, de su tratado Elemente der Psychophysik. Fechner buscaba una relación matemática precisa entre la magnitud de un estímulo físico y la intensidad de la sensación que provoca, y sentó con ello las bases de la psicología experimental. Antes incluso de esa fecha, el fisiólogo alemán Hermann von Helmholtz había empezado a estudiar la resonancia del oído y la percepción del timbre, un trabajo que culminaría en 1863 con su tratado sobre las sensaciones tonales.

El término "psychoacoustics" en inglés, del que deriva el español "psicoacústica", no se acuñó hasta 1948, casi noventa años después de Fechner. Para entonces la disciplina ya contaba con un hito determinante: en 1933, los investigadores de los laboratorios Bell Harvey Fletcher y Wilden Munson publicaron las curvas que llevan su nombre, unas gráficas que muestran cómo varía la sensibilidad del oído humano según la frecuencia del sonido. Esas curvas siguen siendo la base de la ponderación A, la escala que usan hoy los sonómetros para aproximar lo que el oído humano realmente percibe como ruido.

Qué fenómenos estudia

El objeto de estudio se organiza, en la práctica, alrededor de varias dimensiones de la percepción sonora. La sonoridad (en inglés, loudness) es la correlación subjetiva de la intensidad física; el tono, la de la frecuencia; y el timbre, la cualidad que permite distinguir dos sonidos de igual tono y sonoridad, como una misma nota tocada por un violín y por una trompeta. A estas tres se suman el enmascaramiento auditivo, el fenómeno por el que un sonido intenso dificulta o impide percibir otro simultáneo o cercano en frecuencia, y la localización espacial, la capacidad del sistema auditivo para situar el origen de un sonido a partir de las diferencias mínimas de tiempo e intensidad con que llega a cada oído.

Un ejemplo cotidiano ilustra bien el enmascaramiento: el mismo aplauso que resulta llamativo en una biblioteca silenciosa apenas se nota entre el tráfico de una avenida. El estímulo físico no ha cambiado. Lo que cambia es el contexto sonoro en el que el cerebro lo procesa, y eso, precisamente, es terreno psicoacústico y no meramente físico.

Aplicaciones y relación con la audiología

Los modelos psicoacústicos tienen aplicaciones muy alejadas entre sí. En la ingeniería de audio, sostienen los algoritmos de compresión con pérdida (el formato MP3 es el ejemplo más conocido), que eliminan del archivo de sonido las frecuencias que el modelo psicoacústico predice como enmascaradas o inaudibles para el oyente medio, sin que este perciba una pérdida apreciable de calidad. En el diseño de audífonos e implantes cocleares, permiten ajustar la amplificación a la forma real en que un paciente concreto percibe cada frecuencia, no solo a lo que mide un audiómetro. Los propios pioneros de internet, J. C. R. Licklider y Robert Taylor, se formaron precisamente en psicoacústica antes de dedicarse a las redes de ordenadores.

Conviene distinguirla de la audiología, la disciplina clínica que evalúa y trata los trastornos de la audición en pacientes concretos. La psicoacústica aporta el marco teórico y experimental sobre cómo percibe el oído humano en general; la audiología aplica ese conocimiento al diagnóstico y tratamiento de casos individuales, con pruebas como la audiometría.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa literalmente psicoacústica?

"Mente" y "audición", del griego ψυχή y ἀκουστικός. El nombre refleja su objeto: no el sonido en sí, sino lo que la mente hace con él.

¿Es una rama de la medicina?

No, en sentido estricto. Nació dentro de la psicología experimental y hoy es un campo interdisciplinar que combina física, psicología, neurociencia e ingeniería. Su vínculo con la medicina llega a través de la audiología y la otorrinolaringología, que aplican sus hallazgos al diagnóstico clínico.

¿Quién acuñó el término y cuándo?

El vocablo inglés "psychoacoustics" se documenta por primera vez en 1948. La disciplina, sin embargo, es más antigua: sus raíces se remontan a la psicofísica de Gustav Fechner, publicada en 1860.

¿Por qué un archivo MP3 suena casi igual que el original ocupando mucho menos espacio?

Porque el algoritmo de compresión aplica un modelo psicoacústico que identifica y descarta las frecuencias que el oído humano no llegaría a percibir de todos modos, enmascaradas por otras más intensas. La reducción de tamaño puede llegar a una relación de 1 a 12 respecto al archivo sin comprimir, con una pérdida de calidad audible mínima para la mayoría de los oyentes.

Referencias

1. Encyclopaedia Britannica. Psychoacoustics
2. Encyclopaedia Britannica. Elements of Psychophysics, de Gustav Fechner
3. Acoustics Today. Psychoacoustics: A Brief Historical Overview (William Yost, Arizona State University)
4. Wikipedia. Psicoacústica: aplicaciones y curvas de Fletcher-Munson