This post is part of the series Binaural significa escuchar con 2 orejas

“La naturaleza ha dado al hombre una legua y dos oídos para que oigamos el doble de lo que hablemos” Zenón.

Uno de los temas que más me ha interesado desarrollar tanto en mis trabajos con sonidos como de manera teórica es el tema de la espacialización de audio.

La percepción del espacio juega un rol fundamental en la escucha.

Sin espacio no hay sonido.

En el post  de la serie “¿Cómo escuchas lo que escuchas?”  Invitaba al lector a escuchar la pieza Spem in Alium del compositor Thomas Tallis con auriculares y lo convocaba ha realizarse las siguientes preguntas: ¿Cómo son los sonidos que percibe? ¿Cómo es la espacialidad de lo que escucha? ¿Siente el movimiento? ¿Siente el espacio?

Si usted presta atención notará que las voces se mueven; que existe una dimensión espacial en esto que está escuchando.

 

La espacialidad es uno de los parámetros de información acerca del fenómeno físico del sonido que es indispensable para que nuestro cerebro interprete ese sonido de forma adecuada.

Las ondas de sonido en una habitación se esparcen, rebotan, se reflejan, etc. Nuestro cerebro necesita determinar la fuente de ese sonido, el lugar del que proviene; sino la información acerca de ese fenómeno físico se encuentra incompleta.

Poder determinar la fuente de sonido, por ejemplo la dirección en la que se aproxima un automóvil, es cuestión de vida o muerte. Es impresionante la forma casi inconsciente en que nos valemos de esta aptitud en nuestra vida diaria.

Estamos por colgar una cuadro en una pared y se nos cae el clavo. Desde el momento que cae de nuestras manos no lo vemos más, sino que lo escuchamos. El clavo rueda por el suelo y da contra la pata de una silla;  reconocemos la nueva fuente de sonido y guiándonos por nuestro oído binaural podemos encontrar sin error el clavo.

La audición envolvente ha sido desde siempre nuestra compañera. Es de gran importancia porque nos permite señalar el punto de origen de un sonido.

Por esto desde siempre en la grabación y la reproducción de audio se ha querido emular esa sensación espacial de manera cada vez más precisa.

En los últimos años el interés en las grabaciones y reproducciones binaurales se ha incrementado  debido a los avances en auralización y la popularización de Internet, donde los usuarios pueden encontrar un gran número de grabaciones o simulaciones binaurales a esto se le ha sumado en el último año la reciente entrada en escena de los cascos de realidad virtual.

Al percibir el fenómeno sonoro con los dos oídos a la vez, el sistema auditivo aúna las dos sensaciones. El sonido percibido por los dos oídos parece tener doble fuerza que el percibido por uno solo. El proceso de adición no ocurre en todos los sistemas sensoriales; cuando abrimos y cerramos un ojo no alteramos la brillantez de lo que vemos.

Da la impresión de que la tecnología binaural, especialmente los maniquíes y las cabezas artificiales, son invenciones recientes. Sin embargo, los intentos de obtener señales que reproducen de forma fiel la espacialidad del sonido se han venido realizando desde hace más de 100 años.

Las primeras impresiones binaurales:

Para algunos científicos, los dos oídos del hombre eran simplemente un ejemplo de simetría bilateral, una característica de los organismos superiores. Se pensaba que uno de los oídos era reserva por si el otro se dañaba permanentemente.

Hasta ese momento no se asociaba que el tener dos oídos tuviese la función de localizar las fuentes de sonido en un mundo tridimensional.

Sin embargo había indicios en las personas que habían perdido un oído y tenían dificultades para localizar los sonidos; y en las personas ciegas quienes aún sin tener el sentido de la vista podían detectar de dónde provenían los sonidos con mucha precisión.

 

 

Erasmus Darwing

Erasmus Darwing (1731-1802). Médico, naturalista, fisiólogo, filósofo británico. Abuelo de Charles Darwing.

El fisiólogo Erasmus Darwing, abuelo de Charles Darwin escribió acerca de una visita que recibió del magistrado inglés Sir John Fielding quien era ciego desde los 19 años de edad :

“La primera vez que entró en mi habitación después de haber dicho una cuentas palabras dijo: ‘Este cuarto es de unos siete metros de largo por seis de ancho y unos cuatro de alto’; todo lo cual lo percibió con tanta precisión; únicamente con sus oídos”

Sir John Fielding

Retrato de John Fielding por el pintor irlandés Nathaniel Hone.

En 1792 William Charles Wells examinó y explicó algunos aspectos de la audición binaural entre ellos la forma en la que escuchar con un sólo oído, en lugar de los dos oídos, afectaba la percepción del sonido.

En 1796 el físico italiano Giovanni Battista Venturi publicó estudios acerca de la localización del sonido y sugirió que la localización se debía a las desigualdades del sonido en los dos oídos.

Giovanni Battista Venturi

Giovanni Battista Venturi

Los experimentos realizados por Venturi fueron repetidos y confirmados por John William Strutt, casi 75 años después.

John William Strutt  realizó numerosas investigaciones entorno a la resonancia y las vibraciones del sonido, y describió un procedimiento, ideado por él, para medir las vibraciones acústicas. Los frutos de estos estudios y experimentos se encuentran en los dos tomos llamados The Theory of Sound (1877-78).

John William Strutt

John William Strutt

 

Los primeros inventos hacia una escucha binaural.

En 1819 el médico francés René Théophile Hyacinthe Laennec dibujó un tubo de madera hueco similar a las trompetas de oído que se utilizaban en esa época (ver imagen – Hablamos acerca de las trompetillas en el artículo titulado Bartolomeo Eustaquio! se nos alargó un poco el texto) pero con fines médicos.

Páginas principales del catálogo de trompetilla de la fábrica John Reynders & Co - Nueva York, 1880

Páginas principales del catálogo de trompetillas de oído realizado en 1880 por la fábrica John Reynders & Co.

 

El principal problema de los médicos en esa época era que no podían escuchar de forma adecuada ciertos sonidos provenientes de los pacientes (soplidos en el pecho, el sonido del corazón, etc) a eso se le sumaba el pudor de tocar al paciente para realizar dichas auscultaciones. A este invento lo llamó Estetoscopio del griego Stethos (pecho) – Skopein (Observar).

El primer estetoscopio era monoaural.

Rene Laennec
Los inventos se entrecruzan por eso no podemos dejar de mencionar el año 1838 cuendo el científico e inventor inglés Charles Wheatstone recrea la ilusión de profundidad de una imagen mediante un Estereoscopio.

El Estereoscopio es un dispositivo muy sencillo que utiliza un par de espejos con un ángulo de 45 grados para cada ojo (izquierdo – derecho), cada uno refleja una misma imagen situada a cada lado, el cerebro funde las dos imágenes como si fueran una sola otorgando una ilusión de un objeto sólido tridimensional.

Estereoscopio de Charles Wheatstone

Estereoscopio de Charles Wheatstone

 

Mas tarde en 1849 el inventor escocés David Brewster perfecciona el estereoscopio mediante la utilización de lentes y no espejos, para unir las imágenes disimiles (el estereoscopio lenticular).

estereoscopio Lenticular David Brewster 1849

Estereoscopio Lenticular David Brewster 1849

 

Una simulación de imagen estereoscópica coloreando las dos imágenes, una en azul y uno en rojo. Se puede ver su profundidad mediante el uso de un simple gafas anaglifo 3D de azul y rojo - Tamar Hayardeni 2008

Una simulación de imagen estereoscópica coloreando las dos imágenes, una en azul y una en rojo. Se puede ver su profundidad mediante el uso de un simple gafas anaglíficas 3D de azul y rojo – Tamar Hayardeni 2008.

Gafas anaglíficas

Gafas Anaglíficas 3D

 

Los inventos e investigaciones de la época se mezclan. A las impresiones acerca de la escucha binaural de William Charles Wells junto con las de Battista Venturi se les suman los nuevos inventos el Estetoscopio y el Estereoscopio; tanto científicos como inventores intentaron comparar y contrastar lo que se conocería como la audición binaural con los principios de la integración binocular. Después de la invención del Estereoscopio se llegó a la conclusión de que los dos ojos no funcionan como dos órganos separados, sino como dos mitades de un solo órgano. Esta conclusión también se puso en práctica respecto a lo auditivo.
Charles Wheatstone encontró que cuando dos sonidos diferentes se presentan para cada oído, el sonido resultante de la coincidencia de las vibraciones de cada sonido (grave harmonic) forman una fusión perceptual.

Un ritmo binaural es una ilusión auditiva que es percibida por un oyente cuando se escucha dos tonos puros (cada uno por un oído) con ondas sinusoidales diferentes – con una diferencia de menos de 40 Hz entre cada tono – . Por ejemplo, si un tono puro 530 Hz se presenta en el oído derecho  y un tono puro de 520 Hz se presenta en el oído izquierdo, el oyente percibirá la ilusión auditiva de un tercer tono, además de los dos tonos puros.

En 1859 el médico experto en tuberculosis pulmonar y problemas del corazón Somerville de Scott Alison; presenta el Estetoscopio diferencial acuñando por primera vez el término binaural para describirlo.

Estetoscopio Binaural Somerville Scott Allison

Estetoscopio Binaural Somerville Scott Allison

El diseño difiere del estetoscopio estándar ya que se pueden escuchar los sonidos de dos áreas diferentes del cuerpo al mismo tiempo. Una de las ventajas del estetoscopio binaural era que esos sonidos se podían comparar posibilitando un mejor diagnóstico y una mejor oportunidad de identificar la fuente de sonido.

Aunque el invento de Somerville Scott Allison no se hizo popular en las consultas médicas fue el primer dispositivo auditivo en tener una función binaural, que involucraba la audición con los dos oídos por separado.

A partir de este momento la investigación entorno a la audición binaural despegó por completo desarrollando nuevas tecnologías.

En la próxima entrega estaremos hablando de los inventos y las posteriores teorías que surgieron a partir del estetoscopio binaural.