Atención auditiva y crossmodal

La naturaleza del sonido: patrones en el tiempo

Las palabras escuchadas constituyen patrones complejos distribuidos en el tiempo en lugar de en el espacio. El habla es sólo un tipo de estímulo auditivo especializado; otro sería la música.

Podemos reconocer los sonidos que pertenecen a diversos objetos porque están formados por combinaciones específicas de características auditivas tales como la frecuencia -tono-, la amplitud -intensidad- y el timbre -cualidad del sonido-.

Resulta evidente que la información auditiva se puede atribuir a objetos y que éstos poseen características auditivas.

El espacio auditivo

Sabemos de dónde viene cada sonido y podemos dirigir nuestra atención hacia ese lugar.

Indicios como la diferencia de tiempo interaural (IAT) (diferencia de tiempo con la que llega a cada oído un mismo sonido), las distintas intensidades y otros factores facilitan la localización del sonido. Otra importante diferencia con respecto a la visión es que el sistema auditivo recibe información de todas las direcciones del entorno simultáneamente.

Orientación y focalización de la atención auditiva

En el caso de la información auditiva son la cóclea y los órganos especializados que la componen los que extraen los detalles del input. La orientación auditiva es distinta de la visual, no sólo por la naturaleza de los estímulos auditivos sino también porque no podemos mover las orejas. Orientar la cabeza no es más que una respuesta burda. Para orientarnos hacia un estímulo auditivo tenemos que efectuar un análisis de direccionamiento selectivo sobre alguna característica del entorno auditivo.

La señalización tanto endógena como exógena de la posición en la que se va a presentar un target visual acelera la detección y mejora la precisión del informe. En los experimentos auditivos, la atención se puede dirigir hacia características como la frecuencia del estímulo o hacia la dirección de la que procede un sonido.

Orientación atencional hacia la frecuencia

La atención auditiva se puede sintornizar para focalizarse en una frecuencia en particular y esta focalización reduce la probabilidad de detectar otras frecuencias próximas. En experimentos se usaron señales con frecuencias adyacentes a la señal target para medir el intervalo de frecuencias que se detectaría al focalizar la atención en una frecuencia específica.

Parecía como si la atención auditiva actuara como un filtro que sólo pudiera atravesar las frecuencias situadas dentro de una banda o franja concreta. A este tipo de filtros se les llama “filtros paso banda”. En otro experimento se uso una señal previa para focalizar la atenciónen una frecuencia en cada ensayo. Cuando esta señal predecía correctamente la frecuencia target los oyentes acertaban en el 90% de los casos. Cuando la diferencia entre frecuencias era mayor, el desempeño era casi al azar.

Se proporcionaron evidencias en contra de la denominada hipótesis de lo “escuchado pero no atendido”. Aquí aunque se indicara explícitamente a los oyentes que los targets podían ser distintos de la frecuencia esperada, el rendimiento no mejoró. Esto sugiere que el estímulo, más que ignorado, fue rechazado por el filtro.

Orientación atencional en el espacio: detección

La selectividad espacial influía acelerando la respuesta a los estímulos que se les presentaban desde la dirección esperada. Por ejemplo, Rhodes colocó ocho altavoces alrededor de sus participantes. Las respuestas más rápidas se producen cuando el estímulo proviene de la misma posición que la vez anterior y son más lentas, cuando procede de otra distinta. Asimismo, cuanto más lejos esté el altavoz que emite el segundo estímulo del anterior, más lenta será la respuesta.

Dedujo que el tiempo que se tardaba en desplazar la atención de un lugar a otro era proporcional a la distancia recorrida. En sus críticas, Spence y Driver señalaron que cuando la misma respuesta se emite en sucesión temporal, el efecto de facilitación observado podría deberse a un efecto de priming (o preparación).

En otros experimentos con auriculares donde no podría haber influido la preparación de la respuesta, encontraron que la señalización de la posición ejercía efectos ligeros, pero significativos. En sus invstigaciones, la localización es más rápida y precisa cuando la señal es válida que cuando no lo es.

Orientación atencional en el espacio: discriminación

Las evidencias indican que cuando se requiere una discriminación, la señalización de la posición del estímulo produce una orientación endógena de la atención auditiva que facilita la discriminación de los estímulos, pero no su detección.

Orientación atencional ante múltiples fuentes

Arbogast y Kidd (2000) investigaron la sintonización espacial en una situación en la que había que seleccionar entre numerosos estímulos. Se observó que la escucha se veía facilitada en presencia de gran cantidad de “enmascaramiento informativo”.

Según los resultados de su experimento, en un entorno multifuente, si surge un estímulo en una posición inesperada, la información acústica de las máscaras, unida a las seis posibles fuentes en las que buscar, dificultaría más la localización del estímulo. Y en conclusión, “un filtro espacial auditivo resulta más ventajoso en entornos muy inciertos y multifuente que en entornos de escucha menos complejos”.

La selección en presentaciones auditivas breves

Trataron de explicar el experimento sobre IP de Sperling usando estímulos auditivos, en lo que a veces se llama “el hombre con tres oídos”. Se seguía observando una ligera ventaja en el informe parcial. Estos estudios proporcionaron muestras de la existencia de una memoria auditiva breve y de gran capacidad que decae rápidamente. Esta memoria recibe el nombre de memoria ecoica por parte de Neisser y es similar a la memoria icónica de la información visual. Esta memoria ecoica dura más que la icónica y permite informar selectivamente de un oido o de otro.

Los efectos del IP observados en los estímulos auditivos son mucho menores que los detectados en la visión, por lo que Pashler sugiere que puede deberse a que la selección en función de la posición es menos eficaz en la información auditiva que en la visual.

Segregación auditiva

Somos conscientes de que hay numerosos sonidos que nos llegan de distintas fuentes y sin embargo somos capaces de segregar y agrupar todos ellos. La percepción auditiva posee la importante función de permitirnos descomponer esta compleja escena acústica en sus elementos constituyentes. Este proceso se llama análisis del continuo auditivo.

Generalmente, de acuerdo con los principios de la Gestalt, una escena auditiva se puede dividir en distintos grupos con arreglo a una serie de propiedades características. Deutsch argumentó que los sonidos similares proceden de la misma fuente, mientras que los distintos pueden proceder de fuentes dispares.

Sloboda señaló que en entornos naturales, los sonidos de tono idéntico o similar por lo general provienen de la misma fuente, al menos durante periodos breves y que si cambia el tono es probable que sólo lo haga ligeramente o de forma gradual en lugar de brusca.

La ilusión de la escala

Los experimentos realizados muestran que los oyentes agrupan más según el tono que según la localización. Deutsch presentó a sus sujetos dos secuencias de tonos simultáneas, una en cada oído alternando sucesivamente los tonos entre un oído y otro.

Declararon haber escuchado dos series seguidas de sonidos con tonos que subían y bajaban. La melodía que producían los tonos más altos parecía estar localizada en un oído mientras que la que producían los más bajos se situaba en el otro oído.

Esta ilusión demuestra el poderoso efecto que ejerce el agrupamiento por proximidad de tonos. Los sonidos se reorganizan en el espacio auditivo para buscar una buena continuidad del tono, independientemente del espacio físico del que procedan.

¿Requiere atención la segregación auditiva?

El fenómeno del streaming basado en el tono ilustra hasta qué punto el agrupamiento se ve influido por los cambios relativos en la diferencia de frecuencias de las series de sonidos. Esta segregación tarda un poco en generarse: una secuencia que inicialmente suena como una sola únicamente se segrega transcurridos varios segundos. Una cuestión importante es si este análisis perceptivo requiere atención focal o si se produce pre-atencionalmente. Algunos autores diseñaron un experimento sobre atención dividida y el resultado fue que la atención es necesaria para la creación de los streamings o continuos auditivos.

A pesar de que estos experimentos sugieren que la atención es importante para segregar los atributos acústicos en secuencias o continuos discernibles, otros autores consideraron que era necesario averiguar si el streaming auditivo se producía sin atención focalizada.

Para esto se basaron en el efecto del sonido irrelevante, es decir, la interferencia que causan los sonidos irrelevantes para la tarea en el recuerdo de items presentados visualmente. Los sonidos difieren en cuanto a su capacidad de interferir sobretodo los sonidos constantes no ejercen interferencia mientras que los sonidos que poseen “estado cambiante” sí. Así pues parece que a pesar de estar fuera del foco atencional, el estímulo auditivo se analiza preatencionalmente y por tanto se separa en continuos acústicos distintos.

Combinación auditiva

Aunque las características auditivas se pueden mantener en la memoria ecoica el tiempo suficiente como para observar cierta superioridad del IP, la transitoriedad de la señal auditiva implica que incluso una exploración rápida en serie se enfrentaría a la pérdida de integridad de la señal.

Woods y colaboradores midieron la evolución temporal del procesamiento para características auditivas de frecuencia y localización y para conjunciones entre ambas.

Consideraron que sus resultados sugerían que el procesamiento de las características individuales interactúa particularmente en el caso de los estímulos auditivos, de manera que cuando la atención se centra en la característica más discriminable (frecuencia) mejora el procesamiento de las demás características presentes en la misma localización.

Esto se denomina análisis facilitador e interactivo de características (FIFA).

Estudios sobre la frecuencia

El sujeto puede focalizar su atención en la frecuencia target y permitir el paso de esa información por un filtro excluyendo así el resto de la información. La focalización de la atención auditiva debe de ser un proceso completamente interno. Parece adecuado pensar en la existencia de una especie de proceso de “sintonización”. Scharf concluye que habría un filtro sensorial controlado por ciertas estructuras corticales.

Esta información neuronal arriba-abajo podría preparar los cilios de la membrana basilar de la cóclea para que respondan mejor a una frecuencia que a otra. Así aunque la selección auditiva se establezca en los receptores, el mensaje que determina en qué se basa dicha selectividad se habrá generado internamente. Ante la muestra de un tono al que hay que atender la activación arriba-abajo puede proporcionar feedback para mejorar el procesamiento de la frecuencia seleccionada.

Otras ideas respaldan la idea de que el haz olivococlear puede inhibir selectivamente la respuesta a los estimulos auditivos y participar en el rechazo de los inputs auditivos.

Cuando un animal desea focalizar su atención hacia otro sentido, sería ventajoso suprimir temporalmente la respuesta a las señales auditivas. Scharf sugirió que no se suprime toda la información auditiva, sino que disminuye la respuesta a sonidos monótonos con un volumen alto, mientras que permanece inalterada la respuesta a sonidos ligeros o novedosos.

Vínculos crossmodales entre atención auditiva y visual

La mayor parte de los estudios han usado variantes de los experimentos de señalización espacial de Posner y han investigado los vínculos crossmodales existentes entre estímulos visuales y auditivos en atención espacial.

Los resultados de Spence y Driver sugieren que hay fuertes vínculos crossmodales ente la audición y la visión en la orientación endógena de la atención espacial encubierta. En otro experimento, encontraron evidencias sobre la capacidad de dividir la atención encubierta endógena entre las modalidades visual y auditiva.

Usaron una experimentación similar para la orientación espacial exógena. Los resultados mostraron que aunque las señales auditivas captan la atención encubierta auditiva y visual, las señales visuales no ejercen efecto alguno sobre la atención auditiva.

En resumen: los eventos auditivos prominentes producen cambios crossmodales rápidos en la atención espacial encubierta, mientras que las señales visuales periféricas no afectan a los juicios auditivos.

Atención crossmodal entre visión y tacto

En el primer experimento la tarea consistió en detectar si la vibración del estímulo es continua o intermitente. Al inicio de cada ensayo se presentó una señal auditiva y a continuación tras una demora variable se activó el estímulo táctil del mismo lado o del lado opuesto a donde había aparecido la señal auditiva. Se pidió a los participantes que ignoraran las señales auditivas.

Los resultados indican que la respuesta más rápida al estímulo táctil se da cuando es precedida por una señal auditiva en el mismo lado, demostrando que la señal auditiva exógena debe haber atraído la atención táctil.

Repitieron el experimento pero usaron luces en lugar de altavoces y de nuevo los sujetos respondían más deprisa a los targets táctiles aparecidos en el lado de la señal que a los que se les presentaba en el lado opuesto. Esto solo indica que la señal visual exógena también capta la atención táctil. Resumiendo: hay fuertes vínculos crossmodales entre el tacto, la visión y la audición durante el control exógeno de la atención encubierta.

Coordenadas espaciales de la atención crossmodal

Sabemos que una señal visual mejora la detección de un estímulo táctil presentado en o cerca de la misma posición. Por lo que cabe esperar que una señal luminosa situada en el lado izquierdo del espacio visual facilite también el procesamiento de los estímulos táctiles presentados en la mano izquierda. Esto sucede cuando no se han cruzado las manos.

¿Qué pasaría de estar cruzadas? La respuesta es que la señal visual seguiría facilitando las discriminaciones táctiles en ese lado del espacio pero ahora para los estímulos táctiles presentados en la mano derecha.

Es decir, la correspondencia espacial retiniana se ha reasignado a la nueva posición de las manos. La información propioceptiva se actualiza continuamente al cambiar la posición del cuerpo.

Control visual del tacto: la ilusión de los guantes de goma

Spence y colaboradores diseñaron una tarea en la que los sujetos llevan puestos guantes de goma y pueden ver sus propias manos mientras se les presenta la sensación táctil y la luz ó bien, ver lo que creen que son sus manos aunque en realidad son un par de guantes de goma sin mas.

El efecto de interferencia de las luces se trasladaba hacia las manos de goma, confirmando que el lugar donde se sentía la vibración se desplazaba hacia dichas manos.

Aunque los sujetos sabían que las manos falsas no eran las suyas, no podían sustraerse a la ilusión.

Los autores argumentaron que el lugar de nuestras sensaciones táctiles está en función de lo que vemos. Estas ilusiones indican que la visión es el sentido dominante y la evidencia visual predomina sobre cualquier otra evidencia sensorial.

¿Qué sentido predomina?

En un estudio clásico demostraron que la visión domina completamente al tacto en una tarea de ajuste en la que existía un conflicto entre la visión y el tacto. Otros estudios han revelado una dominancia visual completa o muy importante en los juicios perceptivos de tamaño, longitud, profundidad y localización espacial. Se dice que hay una “captura visual” del evento perceptivo. Por contra, a veces los observadores realizan estimaciones de compromiso en los que una modalidad no domina por completo, sino que sólo sesga el juicio emitido sobre la otra modalidad.

Conjunciones ilusorias entre visión y tacto

Según la TIC las conjunciones ilusorias se dan cuando la atención focal no se dirige hacia un objeto. Algunos autores comunicaron una serie de experimentos que demuestran cómo estas conjunciones pueden ser intermodales. Cinel y colaboradores encontraron que los errores de conjunción o conjunciones ilusorias, se dan no sólo dentro de la misma modalidad sino también entre ellas. Demostraron que las conjunciones se daban además con más frecuencia cuando los estímulos táctiles y visuales se hallaban en el mismo lado del espacio visual. Esto se interpretó como dominancia sensorial y sesgo crossmodal de la atención. Sugiere que existe un etiquetado de la información sensorial entre modalidades.

Interacciones crossmodales: el efecto del ventrílocuo

De nuevo, esto ilustra hasta qué punto los datos sensoriales que entran en conflicto se resuelven a favor de la visión. Aunque utilicemos señales autivas para localizar el sonido, también empleamos las visuales para confirmar o contradecir a la información auditiva.

En un experimento demostraron que la ilusión de la ventriloquía desaparece cuando existe asincronía temporal entre la información auditiva y la visual. Normalmente esperamos que todas las fuentes de información sensorial provengan del mismo lugar para integrarlas. En el efecto ventrílocuo la localización del sonido que se escucha se desplaza hacia su lugar de origen visual aparente.

La especialización de la modalidad sensorial

Dado que la visión parece especialmente adecuada para la información espacial y la audición para la resolución temporal, se seleccionará la modalidad más adecuada en función de si la tarea en curso requiere juicios espaciales o temporales.

La visión o el tacto dominan la percepción dependiendo de la tarea que se les pida en un experimento de conflicto sensorial. La visión tiende a centrarse en aspectos espaciales de la textura mientras que el tacto se sirve de la textura para juzgar las propiedades de la superficie de los objetos.

Córtex parietal y atención crossmodal

El lóbulo parietal se encuentra “en la encrucijada del cerebro”. Está situado donde se unen el córtex visual, auditivo y táctil, y está conectado a otras regiones implicadas en la respuesta motora. Así pues, desempeña un papel esencial a la hora de transformar el input sensorial en output motor.

En la captura atencional abajo-arriba de los estímulos relevantes para la tarea participa la unión temporoparietal (UTP) derecha. Sin embargo, cuando los participantes buscan un cambio en un estímulo visual o auditivo presentado simultáneamente, la UTP sólo manifiesta cambios de actividad en la modalidad relevante para la tarea. Lo que refleja el “papel multisensorial que desempeña la UTP”.

Ciertas regiones del córtex parietal, el lóbulo parietal superior (LPS) y el precuneo (PC) se activan cuando la tarea requiere control atencional arriba-abajo.

Sin embargo, diversos estudios están revelando la existencia de representaciones crossmodales en otra zona del córtex parietal, el surco intraparietal anterior (SIPa).

Dolor y atención

Una de las principales funciones del sentido del tacto consiste en advertir al sistema cognitivo cuando el organismo sufre algún daño. El modelo cognitivo-afectivo explica cómo el dolor interrumpe la actividad en curso para demandar atención.

Es evidente que cualquier plan de acción debe tener en cuenta no sólo la experiencia dolorosa actual, sino también las consecuencias que pueden derivarse de realizar o no determinada acción.

Aunque el dolor pueda interrumpir la actividad en curso, nuestra respuesta a él puede verse afectada por factores cognitivos, emocionales y motivacionales. El dolor demanda captura atencional y la interrupción que ocasiona el dolor reduce el rendimiento en otras tareas.

Sin embargo, responder al dolor es solo una de las acciones que nos demanda el entorno y el dolor puede tener prioridad o no como objeto de atención. Así examinaron el efecto de la distracción en la percepción del dolor para averiguar si al desviar la atención del dolor se puede aliviar el dolor crónico.

Propusieron un modelo sobre la interrupción del dolor y la atención con siete componentes relacionados entre sí: el entorno, los estímulos del entorno, el sistema sensorial, los programas de acción, una tarea focal, mediación de la amenaza, y factores moderadores.

Potenciales evocados y atención crossmodal

Según los experimentos de Driver y cols. (2004), “Los vínculos crossmodales en la atención espacial endógena pueden afectar al procesamiento perceptivo surgido en el córtex sensorial “unimodal”. Esto sugiere que las regiones remotas del cerebro, especializadas en distintas modalidades, se focalizan en un lugar común en consonancia con la idea de función atencional integral”.