Psicoanalisis y Shamanismo

Investigaciones argentinas sobre ecolocación humana

Arias, C.; Ramos, O.A.; Ortiz Skarp, A.H.

Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas, CIAL. Universidad Nacional de Córdoba. Agencia postal Nº4. C. Universitaria. 5000 Córdoba Argentina

Centro de Investigaciones de la Facultad de Filosofía y Humanidades, CIFFyH. Universidad Nacional de Córdoba.

Introducción

La persona que nace o sufre una discapacidad severa, se encuentra inmersa en una problemática de vida dolorosa y compleja. La discapacidad visual -por sus profundas connotaciones y consecuencias- es una de las más desestructurantes y psicológicamente invalidantes, efectos que se hacen evidentes en el área de la movilidad de la persona discapacitada visual.
Existe una gran variedad de "ayudas electrónicas" para que la persona ciega pueda desenvolverse con mayor facilidad en su diario vivir. Sin embargo, ninguna ha logrado reemplazar ni ofrece aún, los beneficios integrales que se obtienen del entrenamiento sistemático de las propias habilidades restantes.
El trabajo de investigación que estamos realizando desde 1980 (Arias, 1996) -sólidamente interdisciplinario desde 1991- ha sido guiado por el firme convencimiento de que el desarrollo de potencialidades genuinas permitirá efectivizar la justa inserción del discapacitado visual en la sociedad, desde la perspectiva de una real correspondencia entre capacidades y oportunidades.
La ecolocación o percepción de obstáculos sin ayuda de la visión, es una de tales habilidades genuinas e inexplotadas que no deja de sorprender y que contituye uno de los factores más importantes para que la persona discapacitada visual logre una movilidad independiente y eficiente.
En esta presentación describimos brevemente nuestros trabajos sobre ecolocación humana y aspectos relacionados y exponemos algunos detalles teóricos y metodológico de nuestro nuevo proyecto, cuyo objetivo es abordar la fase de localización auditiva de obstáculos virtuales.
Confiamos en que los avances logrados y los que esperamos concretar sirvan para sentar las bases teórico prácticas de un programa de entrenamiento en ecolocación asistido por computadora, destinado al discapacitado visual (DV).

La ecolocación

La ecolocación es una modalidad activa de percepción que permite una suerte de diálogo entre el entorno y el sujeto quien, más que responder con pautas fijas y automáticas a la estimulación externa, parecería ejercer un control espontáneo sobre su propia conducta (Griffin, 1988). Se la define estrictamente hablando, como la habilidad para detectar, discriminar y localizar obstáculos procesando la información contenida en los ecos producidos cuando los sonidos autogenerados por el sujeto, se reflejan en los obstáculos. Por extensión, se habla también de ecolocación cuando se utilizan sonidos electrónicos o sonidos del entorno. Los sonidos generados por el sujeto constituyen la señal directa mientras que los ecos, conforman la señal reflejada, en un paradigma de ecolocación.
El proceso completo de percibir auditivamente un obstáculo, involucra una primera e indispensable fase de detección del objeto (hay "algo" en el trayecto), una fase de localización (se percibe dónde está y la distancia relativa) y una fase de discriminación de características físicas que permite identificar el obstáculo (se conoce qué es ese "algo" detectado y localizado) Aunque poco se sabe al respecto, es posible suponer distintos mecanismos psicoacústicos y psiconeurológicos en las 3 fases señaladas: un procesamiento subcortical inconciente, parece estar involucrado en las primeras dos. La última fase sólo puede lograrse a partir del procesamiento cortical conciente de la información (Masterton, 1992).
Nos importa remarcar que la mayoría de los DVs genera espontánea e intuitivamente sonidos, tales como chasquidos con los dedos o con la lengua (sonidos impulsivos), siseos y golpeteos con el bastón (ruidos), para orientarse mejor y sortear obstáculos presentes en su camino. Se convierten de esta manera, en activos generadores y procesadores de información.
Esta habilidad -especialmente en relación a la detección y localización de obstáculos- puede observarse en cualquier persona con audición normal en al menos un oído que haya sido sometida a un breve pero conveniente entrenamiento. Las diferencias individuales entre las personas ciegas en relación a la habilidad de ecolocación (también entre los sujetos con visión normal) se extienden en un amplio rango: desde una eficiencia tal que sorprende a los propios investigadores (Rice, 1969; Kellogg, 1962) hasta prácticamente total ineficiencia con completa dependencia e inseguridad para caminar.

Trabajos previos en ecolocación humana

Los trabajos de investigación sobre ecolocación humana tanto nacionales como internacionales son muy escasos y discontinuos.
La experimentación científica en este campo data de 1900, aunque ya a mediados de 1700 Diderot escribió acerca de la "sorprendente" habilidad observada en algunas personas ciegas para percibir y sortear obstáculos.
En la década del 40, a partir de los rigurosos e ingeniosos estudios realizados por el grupo de Dallenbach y colaboradores de la Universidad de Cornell -uno de quienes, Michel Supa, era ciego- se lograron dilucidar importantes aspectos: la audición es la base sensorial de la ecolocación y el cambio en la altura tonal de los sonidos es condición necesaria y suficiente para detectar y localizar obstáculos cercanos (Dallenbach et al., 1944; Cotzin et al., 1950). También datan de esta década las primeras relaciones formales que se establecieron entre la ecolocación animal -campo de estudio en el que se han realizado importantes avances (Nachtigall et al., 1988)- y la ecolocación humana.
Posteriores investigadores entre los que se destacan Kellogg (op.cit.), Rice (1967b) y Kohler (1964) estudiaron el poder discriminatorio de esta habilidad. Observaron que los sujetos, tanto ciegos como con visión normal, realizaban juicios precisos de distancia, tamaño y material y hasta lograban discriminar formas triangulares, cuadradas y circulares de obstáculos con idéntica superficie.
Se han descripto dos modalidades básicas y complementarias de ecolocación apoyadas sobre mecanismos psicoacústicos diferentes (Bilsen, 1980; Schenkman, 1985). La primera modalidad -ecolocación a distancias lejanas (entre 2/3 m hasta 5 m entre sujeto y obstáculo)- está involucrada principalmente en la fase de detección y localización del obstáculo. La información sobre presencia del obstáculo está dada por la presencia del eco mientras que su posición y distancia se extraen de las claves témporo espaciales de la imagen acústica. La segunda modalidad, la ecolocación a distancias cercanas (menos de 2/3 m entre el sujeto y el obstáculo), está involucrada en las fases de detección, localización y discriminación de obstáculos. La señal directa y la reflejada ya no se perciben separadas, bajo ciertas condiciones el sistema auditivo fusiona ambas señales y las procesa como una sóla. La persona percibe un cambio o corrimiento de la altura tonal de la señal directa o percibe que el ruido, si utiliza este tipo de señales orientadoras, adquiere cierta característica tonal (fenómeno perceptual denominado altura tonal de la repetición, (repetition pitch)). La presencia del obstáculo se determina por la presencia o cambio de tonalidad de la señal directa mientras que la información sobre posición, distancia y características está contenida en las claves espectrales y espaciales del patrón vibratorio que resulta de la interferencia de la señal directa con la señal reflejada (Bassett et al, 1964).

Compensación sensorial

Se ha sostenido desde tiempos remotos, que la ausencia o la pérdida de la visión causa un extraordinario desarrollo de los sentidos restantes especialmente del tacto y de la audición. Una variante de esta hipótesis sugiere que existen diferencias fundamentales en la capacidad de los sentidos remanentes como resultado de la reorganización cortical durante la compensación. Otro modelo sostiene que la compensación sensorial puede ser estratégica más que estructural: las diferencias observadas entre sujetos ciegos y con visión normal se deben a efectos atencionales y efectos del entrenamiento (Miller, 1992).
La hipótesis de la compensación sensorial ha dado lugar a numerosas investigaciones con resultados controvertidos. Se pudo demostrar que, en general, ambos grupos rendían similarmente en un considerable número de tareas. Sin embargo, los sujetos ciegos rindieron mejor en localización auditiva (Rice; Schenkman, ops. cit.) y en procesos de integración auditiva (Starlinger et al., 1981a; Niemeyer et al., 1981b; Arias et al., 1993b). Rindieron peor que los sujetos con visión normal en pruebas de juicio y mantenimiento de ritmo (Stankov et al., 1978; Juurmaa, 1967).

Etapas cumplidas

Nos abocamos, en el comienzo de nuestra labor investigativa, a estudiar procesos cognitivo perceptuales. Construimos dos problemas sonoros según una técnica especial, utilizando una cabeza artificial para reproducir efectos sonoros espaciales (Arias de Miranda, 1984, 1985). Administramos los problemas a 35 personas DVs. Más tarde (Arias de Miranda, 1987), construimos otros 4 problemas sonoros y 4 problemas táctiles (hápticos) con dificultad creciente, para estudiar el aprendizaje espontáneo y el efecto del modo de presentación sobre el rendimiento en resolución de problemas. Administramos individualmente los 8 problemas a 40 adultos y 32 niños y adolescentes DVs.
Interpretamos los resultados de ambos estudios como soporte de hallazgos previos que apuntan a favor de la utilidad potencial de esta técnica como herramienta válida para el entrenamiento de habilidades cognoscitivas.
Más tarde, algunos de los resultados controvertidos de estudios sobre compensación sensorial nos motivaron a llevar a cabo tres nuevos trabajos. El primero, consistió en replicar un experimento sobre tempo personal (Rimoldi et al., 1961) para analizar el rendimiento de los sujetos mientras realizaban una tarea de seguimiento de ritmo espontáneo (Arias, 1993a). Treinta DVs, 15 adultos y 15 niños y adolescentes resolvieron la prueba.
Nuestros resultados apuntaron a favor de factores temporales muy consistentes adoptados por los sujetos cuando realizan una tarea y se contraponen a las conclusiones de algunos investigadores en relación a un peor rendimiento observado en sujetos ciegos, en relación al de los sujetos con visión normal, en tareas similares (Stankov. et al; Juurmaa, ops. cit.).
El segundo trabajo desarrollado, consistió en administrar una prueba de habilidad para estructura material acústico no verbal, a un grupo de DVs conformado por 22 adultos, 16 adolescentes, y 13 niños. En general, los sujetos utilizaron la estrategia de reconocimiento pasivo para resolver los items de la prueba, de manera similar a como procedieron algunos sujetos con visión normal y sin entrenamiento musical que participaron en otro estudio local que realizamos con alumnos de escuelas secundarias comunes (Arias y Biassoni, 1992).
El objetivo del tercer estudio (Arias et al., 1993b), consistió en evaluar el funcionamiento auditivo periférico y central incluyendo respuestas evocadas con estímulos de ecolocación, de un grupo de 8 sujetos "buenos ecolocadores" y de un grupo control de 8 sujetos con visión normal.
Obtuvimos evidencia de un mejor rendimiento de los sujetos ciegos en relación a sus pares con visión normal en varias de las pruebas auditivas periféricas y centrales administradas, en coincidencia con hallazgos previos. Los resultados obtenidos en los potenciales evocados parecen indicar, por una parte, que las señales de ecolocación se procesan en los niveles bajos de la vía auditiva, en el complejo olivar superior de la protuberancia. Por la otra, que el mejoramiento observado por Starlinger et al. (op.cit.) en los potenciales evocados tardíos de sujetos ciegos congénitos, ya se manifiesta a nivel del colículo inferior del cerebro medio.
También llevamos a cabo en la cámara anecoica de nuestro Laboratorio con 6 sujetos DVs "buenos detectores", un experimento clásico de detección (presencia/ausencia), localización (posición) y discriminación de características (forma, tamaño y material) de obstáculos (Arias, 1987). Nuestros resultados concordaron marcadamente con los reportados en experimentos previos (Kellog; Kohler; Rice; Hausfeld et al., 1982; Schenkman, ops. cit): fue más fácil detectar presencia/ausencia de los blancos que sus características, siendo el tamaño la más fácil y la forma la más difícil. Nos interesa enfatizar que en ningún caso observamos una conducta errática en los participantes, por el contrario, emitían sonidos, realizaban movimientos de "scanning" (giro de cabeza derecha/izquierda) y escuchaban atentamente las modificaciones sonoras que ocurrían, para luego responder.

Nuevos hallazgos en neurofisiología de la audición

El sistema nervioso central auditivo de los mamíferos contiene un gran número de núcleos auditivos subcorticales que, lejos de meras estaciones de relevo como anteriormente se sostenía, cumplen importantes funciones en el procesamiento de la información sonora. Parece que la corteza auditiva no es necesaria para discriminar los atributos físicos del sonido, tal la intensidad, altura tonal, timbre, duración. Es el oido quien se encarga de analizarlos y codificarlos, mientras que los atributos de la fuente sonora: el azimut, elevación, distancia y naturaleza -propiedades que guían la acción del animal en el entorno más que las del sonido en sí mismas- son analizados y codificados por el complejo olivar superior (Masterton, op.cit.).

La localización sonora

La habilidad del hombre para localizar fuentes sonoras es muy precisa aún en situaciones muy adversas (Ej: con un sólo oido). Está referida a la percepción de la posición de la fuente en el plano horizontal (azimut) y en el vertical (elevación) y a la discriminación de la distancia relativa entre sujeto y fuente sonora. El hombre es muy buen localizador en el plano horizontal, menos eficiente en el plano vertical y sus juicios sobre distancia son pobres (Moore, 1977).
Las claves principales para determinar la posición de una fuente sonora son: las diferencias interaurales en el tiempo de llegada del sonido a los dos oidos, las diferencias interaurales en la intensidad total del sonido y el efecto de filtraje causado por la interacción del sonido con los pliegues del pabellón de la oreja, cabeza, torso y hombros.
En los experimentos de localización sonora, los estímulos se presentan según dos condiciones experimentales: a través de un conjunto de altoparlantes dispuestos según un determinado arreglo espacial (campo libre). La segunda condición implica la presentación de los sonidos a través de auriculares con la ventaja indiscutible de poder ejercer un estricto control del estímulo. Su desventaja radica en que los sonidos se escuchan como si se originaran dentro de la cabeza. Los estudios clásicos con auriculares, también llamados por esa razón, estudios de "lateralización" o "localización dentro de la cabeza", no consideraban el efecto de filtraje. En la década del 70 se realizaron trabajos pioneros en los que se lograba una percepción realista del espacio auditivo. A fines de los 80, Wightman y Kistler (1989b) desarrollaron un procedimiento que permite localizar fuentes sonoras virtuales usando auriculares con la misma precisión con que se localizan fuentes sonoras reales. Estos trabajos han dado origen a dispositivos llamados de "realidad virtual" que se están desarrollando en la presente década. Son herramientas con una utilidad potencial enorme para investigar procesos percepto motores y para el entrenamiento de discapacitados.

Estudios de localización sonora en sujetos ciegos

Como ya lo hemos señalado, en un paradigma de ecolocación los sonidos generados por el sujeto constituyen la señal directa y los ecos, la señal reflejada. Es decir que la fuente sonora primaria está ubicada en el propio sujeto y el obstáculo que genera la reflexión, se comporta como fuente sonora secundaria.
En la bibliografía, localización sonora y localización de obstáculos están tomados como sinónimos. Sin embargo estrictamente hablando, el primer proceso está involucrado sólo en una de las fases de la ecolocación, esto es, cuando se discrimina la posición del obstáculo (azimut y elevación) y su distancia relativa (fase de localización). En una situación real, una persona DV puede detectar que "hay algo" en su camino aunque no pueda precisar su posición, distancia o naturaleza. Es frecuente observar que un "buen ecolocador" ciego sortea algunos obstáculos sin percatarse concientemente de ello.
Se han reportado pocos trabajos de investigación con sujetos ciegos sobre localización de sonidos presentados via altoparlantes o auriculares (Starlinger et al.; Niemeyer et al., ops. cit.). En la mayoría de los estudios de ecolocación descriptos, se estudia la fase de localización de obstáculos reales (Rice, 1969; Clarke et al., 1975; Strelow et al., 1982; Schenkman, 1985). Por ejemplo, en un estudio clásico donde se usaba un aparato especial (Rice, op. cit.), la tarea que debía realizar el sujeto consistía en apuntar con la nariz hacia donde él juzgaba que estaba el centro del blanco. Se observó que las personas con ceguera temprana -cuyos rendimientos fueron superiores al rendimiento tanto de sujetos con ceguera tardía como de sujetos con visión normal- emitían uno o dos chasquidos con la lengua que les permitía de un sólo "vistazo auditivo" (auditory glance), obtener información exacta sobre presencia y ubicación de los blancos.

El sistema Rousettus

Desde el 91 -al concretarse el equipo interdisciplinario y subsidios para nuestros desarrollos- hasta el presente, nos hemos abocados a completar el sistema basado en PC, que bautizamos Rousettus (único género de los Megachiroptera que utiliza la ecolocación para volar y alimentarse, aunque mucho menos eficientemente que los Microchiroptera).
El Sistema Rousettus está compuesto por el Módulo del Simulador de Obstáculos que permite emular "blancos fantasmas", el Módulo del ECOTEST que posibilita construir y administrar pruebas psicoacústicas especialmente diseñadas y el Módulo de Respuesta Evocada, en cuyas etapas finales aún estamos trabajando, que posibilitará estudiar el aspecto psiconeurológico de la ecolocación y, entre otras aplicaciones, evaluar el funcionamiento auditivo de discapacitados múltiples.
Diseñamos con el ECOTEST una serie de pruebas psicoacústicas con el objeto de estudiar la modalidad de ecolocación a distancias cercanas y el fenómeno de la "visión facial" (Arias y Ramos, en prensa; Ramos y Arias, en prensa). Para ello, analizamos el rendimiento de los sujetos en tareas de detección y discriminación de la altura tonal de la repetición utilizando señales de ecolocación como estímulos sonoros. Administramos las pruebas a 30 sujetos con visión y audición normal, con y sin entrenamiento musical. Una persona de 50 años de edad, ciega desde la adolescencia, también resolvió la batería de pruebas construidas.
Los resultados indicaron que el entrenamiento musical no influyó sobre el rendimiento en las pruebas, lo que apuntaría a favor de que un oido "privilegiado" no es una condición necesaria para ecolocar. También, que los sujetos percibieron efectivamente la altura tonal de la repetición cuando se los estimuló con señales de ecolocación. Además, las señales ruido fueron más efectivas que las señales clicks en todas las pruebas. El rendimiento más relevante del sujeto ciego, a nuestro juicio, fue en la prueba de apareamiento de la altura tonal de señales de ecolocación. Fue el único sujeto sin entrenamiento musical que cometió sólo 4 errores de un total de 16 ensayos. Nos interesa remarcar que nunca mostró una conducta errática o confusa cuando resolvía esta prueba, por el contrario, su modalidad de respuesta podría explicarse a la luz del concepto de "gestalt auditiva" (Terthardt, 1974).
El objetivo que perseguimos con nuestro nuevo proyecto, consiste en implentar en Rousettus, utilizando avanzadas técnicas de procesamiento de señales que involucran la audición con auriculares (Wightman et al., ops. cit.), la fase de localización auditivo espacial de obstáculos virtuales. Validaremos acústicamente el procedimiento utilizado con una cabeza-torso artificial de última generación. Además, validaremos psicoacústicamente el procedimiento mencionado, a través de pruebas de localización de fuentes sonoras virtuales especialmente construidas, que resolverán sujetos con visión normal ocluida y sujetos ciegos.
En síntesis, una vez puesto a punto el Sistema Rousettus estaremos en condiciones óptimas para abordar el proceso de la ecolocación humana integralmente tanto en sus aspectos acústicos como psicoacústicos y psiconeurológicos. Proyectamos diseñar experimentos críticos de ecolocación, utilizando obstáculos virtuales (Módulo Simulador de Obstáculos), para obtener respuestas subjetivas o sea, juicios sobre detección, discriminación y localización de obstáculos (ECOTEST) simultáneamente con respuestas objetivas (Módulo Respuesta Evocada).
Afianzamos nuestro convencimiento de estar transitando un camino de amplio y complejo abordaje aunque promisorio y aceptamos el compromiso que implica haber abierto en nuestro país una línea de investigación sólidamente interdisciplinaria, cuyos antecedentes le corresponden a Mouchet de la UBA, en 1938 y a Fuchs, Foschi y Blanco de la UNC, en 1968. BIBLIOGRAFIA

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