Estudio de la codificación de las características temporales del sonido mediante experimentos psicofísicos y modelado computacional de la periferia auditiva
El sistema auditivo utiliza dos mecanismos fundamentales para la percepción de altura tonal. Uno de ellos (conocido como "tonotópico", "espectral" o "de lugar") se basa en la capacidad de separar frecuencias que posee la membrana basilar: la misma muestra un patrónde ex...
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| Formato: | Tesis doctoral publishedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
2016
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| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5954_Etchemendy |
| Aporte de: |
| Sumario: | El sistema auditivo utiliza dos mecanismos fundamentales para la percepción de altura tonal. Uno de ellos (conocido como "tonotópico", "espectral" o "de lugar") se basa en la capacidad de separar frecuencias que posee la membrana basilar: la misma muestra un patrónde excitación con máxima amplitud en un determinado lugar, en función de la frecuencia del estímulo sonoro. El otro (conocido como "mecanismo temporal") se basa en la capacidadde las neuronas del nervio auditivo de generar potenciales de acción sinápticos sincronizadoscon la fase del estímulo sonoro ("enganche de fase"). Existe un debate abierto respecto acuál mecanismo interviene en la percepción de altura tonal para diferentes estímulos y rangosde frecuencia. Para el caso de tonos modulados en frecuencia, típicos en el contexto musical (vibratos) y en ciertos lenguajes tonales como el chino mandarín, se sabe que la modulaciónen frecuencia introduce modulaciones en amplitud en la forma del patrón de excitación dela membrana basilar. Además, existen resultados perceptuales que pueden ser explicados enfunción del tiempo que la señal pasa en los extremos de la modulación. Estos resultados muestran que la información temporal participa en la percepción de la altura tonal y que el mecanismo que la procesa muestra cierta "inercia" o "lentitud" ("sluggishness" en inglés),que dificulta la detección de la frecuencia cuando la modulación es rápida. En este trabajo utilizamos dos metodologías para estudiar la codificación de la altura tonal. En la primera parte se describen experimentos de percepción de altura tonal realizados con tonos puros modulados en frecuencia (vibratos) con perfiles asimétricos. Además serealiza una revisión de una variedad de modelos aplicables a la percepción de altura tonal. Se incluyen modelos basados en la información espectral, en la temporal, modelos mixtos ymodelos fenomenológicos propuestos específicamente para explicar resultados de experimentos con vibratos. Se comparan las predicciones de dichos modelos con los resultados de los experimentos realizados. Se incluye también una revisión de resultados previos de experimentossimilares y una contrastación de dichos resultados con las predicciones de los modelos. En la segunda parte se estudiaron algunos mecanismos biológicos que son importantes para explicar la codificación de la información temporal en la periferia auditiva. Se describe un modelo biofísico realista de la sinapsis de cinta de las células ciliadas internas, las células responsables de la transducción de las vibraciones mecánicas de la membrana basilar a impulsos neuronales en los nervios auditivos. Dicha sinapsis se destaca por su baja latencia, lo cuál es un requisito necesario para poder conservar en forma fidedigna la información de fase. Analizamos los parámetros del modelo y estudiamos diferentes mecanismos propuestosen la literatura para explicar su baja latencia. Finalmente estudiamos la capacidad para elenganche de fase de dicho modelo, en particular para tonos modulados en frecuencia, para comprender de qué modo se ve afectada por la rapidez de la modulación y cómo puede inuiren la percepción de la altura. |
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