La modalidad de estímulo , también llamada modalidad sensorial , es un aspecto de un estímulo o de lo que se percibe después de un estímulo. Por ejemplo, la modalidad de temperatura se registra después de que el calor o el frío estimulan un receptor. Algunas modalidades sensoriales incluyen: luz , sonido , temperatura , gusto , presión y olfato . El tipo y ubicación del receptor sensorial activado por el estímulo juega el papel principal en la codificación de la sensación. Todas las modalidades sensoriales trabajan juntas para aumentar la sensación de estímulo cuando es necesario. [1]
La percepción multimodal es la capacidad del sistema nervioso de los mamíferos para combinar todas las diferentes entradas del sistema nervioso sensorial para dar como resultado una detección o identificación mejorada de un estímulo particular. Se realizan combinaciones de todas las modalidades sensoriales en los casos en que una sola modalidad sensorial da como resultado un resultado ambiguo e incompleto. [1]
La integración de todas las modalidades sensoriales se produce cuando las neuronas multimodales reciben información sensorial que se superpone con diferentes modalidades. Las neuronas multimodales se encuentran en el colículo superior; [1] responden a la versatilidad de diversas entradas sensoriales. Las neuronas multimodales conducen a cambios de comportamiento y ayudan a analizar las respuestas de comportamiento a ciertos estímulos. [1] Se encuentra información de dos o más sentidos . La percepción multimodal no se limita a un área del cerebro: muchas regiones del cerebro se activan cuando se percibe información sensorial del entorno. [2] De hecho, la hipótesis de tener una región multisensorial centralizada está recibiendo cada vez más especulación, ya que varias regiones no investigadas anteriormente ahora se consideran multimodales. Las razones detrás de esto están siendo investigadas actualmente por varios grupos de investigación, pero ahora se entiende que se deben abordar estas cuestiones desde una perspectiva teórica descentralizada. Además, varios laboratorios que utilizan organismos modelo invertebrados proporcionarán información invaluable a la comunidad, ya que se estudian más fácilmente y se considera que tienen sistemas nerviosos descentralizados.
La lectura de labios es un proceso multimodal para los humanos. [2] Al observar los movimientos de los labios y la cara, los humanos se condicionan y practican la lectura de labios. [2] La lectura silenciosa de los labios activa la corteza auditiva . Cuando los sonidos coinciden o no con los movimientos de los labios, el surco temporal del hemisferio izquierdo se vuelve más activo. [2]
La percepción multimodal entra en vigor cuando un estímulo unimodal no logra producir una respuesta. El efecto de integración se aplica cuando el cerebro detecta señales unimodales débiles y las combina para crear una percepción multimodal para el mamífero . El efecto de integración es plausible cuando diferentes estímulos coinciden. Esta integración se deprime cuando la información multisensorial no se presenta de manera coincidente. [2]
La polimodalidad es la característica de un único receptor de responder a múltiples modalidades, como terminaciones nerviosas libres que pueden responder a la temperatura, estímulos mecánicos (tacto, presión, estiramiento) o dolor ( nocicepción ).
La modalidad de estímulo para la visión es la luz; el ojo humano sólo puede acceder a una sección limitada del espectro electromagnético , entre 380 y 760 nanómetros . [3] Las respuestas inhibidoras específicas que tienen lugar en la corteza visual ayudan a crear un enfoque visual en un punto específico en lugar de en todo el entorno. [4]
Para percibir un estímulo luminoso, el ojo primero debe refractar la luz para que incida directamente en la retina . La refracción en el ojo se completa mediante los esfuerzos combinados de la córnea , el cristalino y el iris . La transducción de luz en actividad neuronal se produce a través de las células fotorreceptoras de la retina. Cuando no hay luz, la vitamina A en el cuerpo se une a otra molécula y se convierte en una proteína. Toda la estructura formada por las dos moléculas se convierte en un fotopigmento . Cuando una partícula de luz incide en los fotorreceptores del ojo, las dos moléculas se separan y se produce una cadena de reacciones químicas. La reacción química comienza cuando el fotorreceptor envía un mensaje a una neurona llamada célula bipolar mediante el uso de un potencial de acción o impulso nervioso. Finalmente, se envía un mensaje a la célula ganglionar y finalmente al cerebro. [5]
El ojo es capaz de detectar un estímulo visual cuando los fotones (paquetes de luz) hacen que una molécula de fotopigmento, principalmente rodopsina , se separe. La rodopsina, que suele ser rosada, se blanquea en el proceso. Con altos niveles de luz, los fotopigmentos se rompen más rápido de lo que pueden regenerarse. Debido a que se ha regenerado un número reducido de fotopigmentos, los ojos no son sensibles a la luz. Al entrar en una habitación oscura después de estar en una zona bien iluminada, los ojos necesitan tiempo para que se regenere una buena cantidad de rodopsina. A medida que pasa el tiempo, existe una mayor probabilidad de que los fotones dividan un fotopigmento sin blanquear porque la tasa de regeneración habrá superado la tasa de blanqueamiento. A esto se le llama adaptación . [5]
Los humanos podemos ver una variedad de colores porque la luz en el espectro visible se compone de diferentes longitudes de onda (de 380 a 760 nm). Nuestra capacidad de ver en color se debe a tres células cónicas diferentes en la retina, que contienen tres fotopigmentos diferentes. Cada uno de los tres conos está especializado para captar mejor una determinada longitud de onda (420, 530 y 560 nm o aproximadamente los colores azul, verde y rojo). El cerebro es capaz de distinguir la longitud de onda y el color en el campo de visión al determinar qué cono ha sido estimulado. Las dimensiones físicas del color incluyen la longitud de onda , la intensidad y la pureza, mientras que las dimensiones perceptuales relacionadas incluyen el tono , el brillo y la saturación. [5]
Los primates son los únicos mamíferos con visión de los colores. [5]
La teoría tricromática fue propuesta en 1802 por Thomas Young . Según Young, el sistema visual humano es capaz de crear cualquier color mediante la recopilación de información de los tres conos. El sistema recopilará la información y sistematizará un nuevo color en función de la cantidad de cada tono que se haya detectado. [5]
Algunos estudios muestran que los estímulos subliminales pueden afectar la actitud. En un estudio de 1992, Krosnick, Betz, Jussim y Lynn llevaron a cabo un estudio en el que a los participantes se les mostró una serie de diapositivas en las que diferentes personas realizaban actividades cotidianas normales (es decir, ir al coche, sentarse en un restaurante). Estas diapositivas fueron precedidas por diapositivas que causaron una excitación emocional positiva (es decir, una pareja nupcial, un niño con un muñeco de Mickey Mouse) o una excitación emocional negativa (es decir, un cubo de serpientes, una cara en llamas) durante un período de 13 milisegundos que los participantes percibieron conscientemente. como un repentino destello de luz. A ninguno de los individuos se le informó de las imágenes subliminales. El experimento encontró que durante la ronda del cuestionario, los participantes eran más propensos a asignar rasgos de personalidad positivos a aquellos en las imágenes precedidas por imágenes subliminales positivas y rasgos de personalidad negativos a aquellos en las imágenes precedidas por imágenes subliminales negativas. [6]
Algunas pruebas comunes que miden la salud visual incluyen pruebas de agudeza visual , pruebas de refracción, pruebas de campo visual y pruebas de visión de los colores. Las pruebas de agudeza visual son las pruebas más comunes y miden la capacidad de enfocar detalles a diferentes distancias. Por lo general, esta prueba se realiza haciendo que los participantes lean un mapa de letras o símbolos con un ojo cubierto. Las pruebas de refracción miden la necesidad que tiene el ojo de anteojos o lentes correctivos . Esta prueba es capaz de detectar si una persona puede ser miope o hipermétrope . Estas condiciones ocurren cuando los rayos de luz que ingresan al ojo no pueden converger en un solo punto de la retina . Ambos errores de refracción requieren lentes correctivos para curar la visión borrosa. Las pruebas de campo visual detectan cualquier brecha en la visión periférica. En una visión normal y saludable, un individuo debería poder percibir parcialmente objetos a la izquierda o derecha de su campo de visión usando ambos ojos al mismo tiempo. El campo visual central se ve con mayor detalle. Las pruebas de visión del color se utilizan para medir la capacidad de distinguir colores. Se utiliza para diagnosticar el daltonismo. Esta prueba también se utiliza como un paso importante en algunos procesos de selección de trabajos, ya que la capacidad de ver el color en dichos trabajos puede ser crucial. Los ejemplos incluyen trabajo militar o aplicación de la ley. [7]
La modalidad de estímulo para la audición es el sonido. El sonido se crea a través de cambios en la presión del aire. Cuando un objeto vibra, comprime las moléculas de aire circundantes a medida que se mueve hacia un punto determinado y expande las moléculas a medida que se aleja del punto. La periodicidad de las ondas sonoras se mide en hercios . Los seres humanos, en promedio, son capaces de detectar sonidos agudos cuando contienen variaciones periódicas o cuasi periódicas que se encuentran en el rango de 30 a 20 000 hercios. [5]
Cuando hay vibraciones en el aire, se estimula el tímpano . El tímpano recoge estas vibraciones y las envía a las células receptoras. Los huesecillos que están conectados al tímpano transmiten las vibraciones a la cóclea llena de líquido . Una vez que las vibraciones llegan a la cóclea, el estribo (parte de los huesecillos) ejerce presión sobre la ventana oval . Esta apertura permite que las vibraciones se muevan a través del líquido en la cóclea donde el órgano receptor puede sentirlas. [5]
Hay muchas cualidades diferentes en los estímulos sonoros, incluidos el volumen , el tono y el timbre . [5]
El oído humano es capaz de detectar diferencias de tono mediante el movimiento de las células ciliadas auditivas que se encuentran en la membrana basilar . Los sonidos de alta frecuencia estimularán las células ciliadas auditivas en la base de la membrana basilar, mientras que los sonidos de frecuencia media provocan vibraciones de las células ciliadas auditivas ubicadas en el medio de la membrana basilar. Para frecuencias inferiores a 200 Hz, la punta de la membrana basilar vibra en sincronía con las ondas sonoras. A su vez, las neuronas se activan al mismo ritmo que las vibraciones. El cerebro es capaz de medir las vibraciones y luego es consciente de los tonos de baja frecuencia. [5]
Cuando se escucha un sonido más fuerte, se estimulan más células ciliadas y aumenta la intensidad de la activación de los axones en el nervio coclear . Sin embargo, debido a que la velocidad de disparo también define el tono bajo, el cerebro tiene una forma alternativa de codificar el volumen de los sonidos de baja frecuencia. Se cree que la cantidad de células ciliadas que se estimulan comunica el volumen en frecuencias bajas. [5]
Además del tono y el volumen, otra cualidad que distingue los estímulos sonoros es el timbre. El timbre nos permite escuchar la diferencia entre dos instrumentos que suenan con la misma frecuencia y volumen, por ejemplo. Cuando se juntan dos tonos simples se crea un tono complejo. Los tonos simples de un instrumento se llaman armónicos o armónicos . El timbre se crea juntando los armónicos con la frecuencia fundamental (el tono básico de un sonido). Cuando se escucha un sonido complejo, hace que diferentes partes de la membrana basilar se estimulen y flexionen simultáneamente. De esta forma se pueden distinguir diferentes timbres. [5]
Varios estudios han demostrado que un feto humano responderá a estímulos sonoros procedentes del mundo exterior. [8] [9] En una serie de 214 pruebas realizadas en 7 mujeres embarazadas, se detectó un aumento confiable en el movimiento fetal en el minuto inmediatamente posterior a la aplicación de un estímulo sonoro en el abdomen de la madre con una frecuencia de 120 por segundo. . [8]
Las pruebas de audición se administran para garantizar el funcionamiento óptimo del oído y observar si los estímulos sonoros ingresan o no al tímpano y llegan al cerebro como deberían. Las pruebas de audición más comunes requieren la respuesta hablada a palabras o tonos . Algunas pruebas de audición incluyen la prueba del habla susurrada, la audiometría de tonos puros , la prueba del diapasón, las pruebas de recepción del habla y reconocimiento de palabras, la prueba de emisiones otoacústicas (OAE) y la prueba de respuesta auditiva del tronco encefálico (ABR). [10]
Durante una prueba de habla susurrada, se pide al participante que cubra la abertura de una oreja con un dedo. Luego, el evaluador retrocederá 1 o 2 pies detrás del participante y dirá una serie de palabras en un suave susurro. Luego se le pide al participante que repita lo que escuchó. Si el participante no puede distinguir la palabra, el evaluador hablará progresivamente más alto hasta que el participante pueda entender lo que se dice. Luego se examina el otro oído. [10]
En la audiometría tonal pura , se utiliza un audiómetro para reproducir una serie de tonos mediante unos auriculares. Los participantes escuchan los tonos que variarán en tono y volumen. La prueba se reproducirá con los controles de volumen y se le pedirá al participante que indique cuando ya no pueda escuchar el tono que se reproduce. La prueba se completa después de escuchar una variedad de tonos. Cada oído se prueba individualmente. [10]
Durante la prueba del diapasón, el probador hará que el diapasón vibre para emitir un sonido. El diapasón se coloca en un lugar específico alrededor del participante y se observa la audición. En algunos casos, las personas tendrán problemas para oír en lugares como detrás de la oreja. [10]
Las pruebas de reconocimiento de voz y de reconocimiento de palabras miden qué tan bien una persona puede escuchar una conversación normal del día a día. Se le pide al participante que repita la conversación hablada en diferentes volúmenes. La prueba de umbral de espondeo es una prueba relacionada que detecta el volumen con el que el participante es capaz de repetir la mitad de una lista de palabras de dos sílabas o espondeos . [10]
La prueba de emisiones otoacústicas (OAE) y la prueba de respuesta auditiva del tronco encefálico (ABR) miden la respuesta del cerebro a los sonidos. La OAE mide la audición de los recién nacidos colocando una emisión de sonido en el oído del bebé a través de una sonda. Un micrófono colocado en el canal auditivo del bebé captará la respuesta del oído interno a la estimulación sonora y permitirá la observación. El ABR, también conocido como prueba de respuesta evocada auditiva del tronco encefálico (BAER) o prueba de potencial evocado auditivo del tronco encefálico (ABEP), mide la respuesta del cerebro a los sonidos de clic enviados a través de auriculares. Los electrodos en el cuero cabelludo y los lóbulos de las orejas registran un gráfico de la respuesta. [10]
En los mamíferos, los estímulos gustativos son encontrados por células receptoras sin axones ubicadas en las papilas gustativas de la lengua y la faringe . Las células receptoras se diseminan por diferentes neuronas y transmiten el mensaje de un sabor particular en un único núcleo medular. Este sistema de detección de feromonas se ocupa de los estímulos gustativos. El sistema de detección de feromonas es distinto del sistema gustativo normal y está diseñado como el sistema olfativo . [11]
En el gusto de insectos y mamíferos, las células receptoras se transforman en estímulos atractivos o aversivos. El número de receptores gustativos en la lengua de un mamífero y en la lengua de la mosca ( labelo ) es el mismo. La mayoría de los receptores se dedican a detectar ligandos repulsivos . [11]
La percepción del gusto se genera por las siguientes aferencias sensoriales: fibras gustativas , olfativas y somatosensoriales . La percepción del gusto se crea combinando múltiples entradas sensoriales. Las diferentes modalidades ayudan a determinar la percepción del gusto, especialmente cuando se llama la atención sobre características sensoriales particulares que son diferentes del gusto. [1]
La impresión tanto del gusto como del olfato se produce en regiones heteromodales del cerebro límbico y paralímbico. La integración del gusto y el olor ocurre en etapas anteriores del procesamiento. A través de la experiencia de vida se perciben factores como el significado fisiológico de un determinado estímulo. El aprendizaje y el procesamiento afectivo son las funciones principales del cerebro límbico y paralímbico. La percepción del gusto es una combinación de somatosensación oral y olfato retronasal. [1]
La sensación del gusto proviene de la estimulación somatosensorial oral y del olfato retronasal. El placer percibido al comer y beber está influenciado por:
La modalidad de temperatura excita o provoca un síntoma a través de una temperatura fría o caliente. [13] Las diferentes especies de mamíferos tienen diferentes modalidades de temperatura. [14]
El sistema somatosensorial cutáneo detecta cambios de temperatura. La percepción comienza cuando los estímulos térmicos de un punto de ajuste homeostático excitan los nervios sensoriales específicos de la temperatura en la piel. Luego, con la ayuda del rango de detección, fibras termosensoriales específicas responden al calor y al frío. Luego, receptores cutáneos específicos de frío y calor conducen unidades que presentan una descarga a temperatura constante de la piel. [15]
Las fibras nerviosas sensibles al calor y al frío difieren en estructura y función. Las fibras nerviosas sensibles al frío y al calor se encuentran debajo de la superficie de la piel. Los terminales de cada fibra sensible a la temperatura no se ramifican hacia diferentes órganos del cuerpo. Forman un pequeño punto sensible que se diferencia de las fibras vecinas. La piel utilizada por la terminación receptora única de una fibra nerviosa sensible a la temperatura es pequeña. Hay 20 puntos fríos por centímetro cuadrado en los labios, 4 en los dedos y menos de 1 punto frío por centímetro cuadrado en la zona del tronco. Hay 5 veces más puntos sensibles fríos que puntos sensibles cálidos. [15]
El sentido del tacto, o percepción táctil, es lo que permite a los organismos sentir el mundo que los rodea. El entorno actúa como un estímulo externo y la percepción táctil es el acto de explorar pasivamente el mundo para simplemente sentirlo. Para dar sentido a los estímulos, un organismo se someterá a una exploración activa, o percepción háptica , moviendo las manos u otras áreas en contacto con el entorno y la piel. [16] Esto dará una idea de lo que se está percibiendo y proporcionará información sobre el tamaño, la forma, el peso, la temperatura y el material. La estimulación táctil puede ser directa en forma de contacto corporal o indirecta mediante el uso de una herramienta o sonda. Los directos e indirectos envían diferentes tipos de mensajes al cerebro, pero ambos proporcionan información sobre aspereza, dureza, pegajosidad y calidez. El uso de una sonda provoca una respuesta basada en las vibraciones del instrumento en lugar de información ambiental directa. [17] La percepción táctil proporciona información sobre estímulos cutáneos (presión, vibración y temperatura), estímulos cinestésicos (movimiento de las extremidades) y estímulos propioceptivos (posición del cuerpo). [18] Existen diversos grados de sensibilidad táctil y umbrales, tanto entre individuos como entre diferentes períodos de tiempo en la vida de un individuo. [19] Se ha observado que los individuos tienen diferentes niveles de sensibilidad táctil entre cada mano. Esto puede deberse a que se forman callos en la piel de la mano más utilizada, creando un amortiguador entre el estímulo y el receptor. Alternativamente, la diferencia en sensibilidad puede deberse a una diferencia en las funciones cerebrales o la capacidad del hemisferio izquierdo y derecho . [20] Las pruebas también han demostrado que los niños sordos tienen un mayor grado de sensibilidad táctil que el de los niños con capacidad auditiva normal, y que las niñas generalmente tienen un mayor grado de sensibilidad que el de los niños. [21]
La información táctil se utiliza a menudo como estímulo adicional para resolver una ambigüedad sensorial. Por ejemplo, una superficie puede parecer rugosa, pero esta inferencia sólo puede comprobarse tocando el material. Cuando la información sensorial de cada modalidad involucrada corresponde, la ambigüedad se resuelve. [22]
Los mensajes táctiles, en comparación con otros estímulos sensoriales, tienen que recorrer una gran distancia para llegar al cerebro. La percepción táctil se logra mediante la respuesta de mecanorreceptores de la piel que detectan estímulos físicos. La respuesta de un mecanorreceptor que detecta presión se puede experimentar como un tacto, malestar o dolor, y la fuerza de la presión se mide mediante un algómetro de presión y un dolorímetro. [23] Los mecanorreceptores están situados en piel altamente vascularizada y aparecen tanto en piel glabra como peluda. Cada mecanorreceptor está sintonizado con una sensibilidad diferente y disparará su potencial de acción sólo cuando haya suficiente energía. [24] Los axones de estos receptores táctiles únicos convergerán en un solo tronco nervioso, y la señal luego se envía a la médula espinal, donde el mensaje llega a los sistemas somatosensoriales del cerebro.
Hay cuatro tipos de mecanorreceptores: corpúsculos de Meissner y complejos de neuritas de células de Merkel, ubicados entre la epidermis y la dermis, y corpúsculos de Pacini y terminaciones de Ruffini , ubicados en lo profundo de la dermis y el tejido subcutáneo. Los mecanorreceptores se clasifican en términos de su tasa de adaptación y el tamaño de su campo receptivo. Los mecanorreceptores específicos y sus funciones incluyen: [25]
Una prueba común utilizada para medir la sensibilidad de una persona a los estímulos táctiles es medir su umbral de contacto de dos puntos. Ésta es la separación más pequeña de dos puntos en la que se pueden detectar dos puntos distintos de contacto en lugar de uno. Las diferentes partes del cuerpo tienen diferentes grados de agudeza táctil, siendo las extremidades como los dedos de las manos, la cara y los pies las más sensibles. Cuando se perciben dos puntos distintos, significa que tu cerebro recibe dos señales diferentes. Las diferencias de agudeza para diferentes partes del cuerpo son el resultado de diferencias en la concentración de receptores. [25]
La estimulación táctil se utiliza en psicología clínica mediante el método de indicaciones. La motivación es el uso de un conjunto de instrucciones diseñadas para guiar a un participante a través del aprendizaje de un comportamiento. Una indicación física implica estimulación en forma de conducta guiada físicamente en la situación y el entorno apropiados. El estímulo físico percibido a través de indicaciones es similar al estímulo físico que se experimentaría en una situación del mundo real y hace que la conducta objetivo sea más probable en una situación real. [26]
El sentido del olfato se llama olfato . Todos los materiales desprenden constantemente moléculas que flotan hacia la nariz o son aspiradas mediante la respiración. Dentro de las cámaras nasales se encuentra el neuroepitelio , un revestimiento profundo dentro de las fosas nasales que contiene los receptores responsables de detectar moléculas que son lo suficientemente pequeñas como para oler. Estas neuronas receptoras luego hacen sinapsis con el nervio craneal olfatorio (CN I), que envía la información a los bulbos olfatorios del cerebro para su procesamiento inicial. Luego, la señal se envía a la corteza olfativa restante para un procesamiento más complejo. [27]
Una sensación olfativa se llama olor . Para que una molécula active las neuronas receptoras olfativas , debe tener propiedades específicas. La molécula debe ser:
Sin embargo, los humanos no procesamos el olor de diversas moléculas comunes, como las presentes en el aire.
Nuestra capacidad olfativa puede variar debido a diferentes condiciones. Por ejemplo, nuestros umbrales de detección olfativa pueden cambiar debido a moléculas con diferentes longitudes de cadenas de carbono. Una molécula con una cadena de carbonos más larga es más fácil de detectar y tiene un umbral de detección más bajo. Además, las mujeres generalmente tienen umbrales olfativos más bajos que los hombres, y este efecto se magnifica durante el período ovulatorio de la mujer . [25] Las personas a veces pueden experimentar una alucinación del olfato, como en el caso de la fantosmia .
El olfato interactúa con otras modalidades sensoriales de manera significativa. La interacción más fuerte es la del olfato con el gusto. Los estudios han demostrado que un olor junto con un sabor aumenta la intensidad percibida del sabor, y que la ausencia del olor correspondiente disminuye la intensidad percibida del sabor. La estimulación olfativa puede ocurrir antes o durante el episodio de estimulación gustativa. La percepción dual del estímulo produce una interacción que facilita la asociación de la experiencia mediante una respuesta neuronal aditiva y la memorización del estímulo. Esta asociación también se puede realizar entre estímulos olfativos y táctiles durante el acto de tragar. En cada caso, la sincronía temporal es importante. [28]
Una prueba psicofísica común de la capacidad olfativa es la prueba del triángulo. En esta prueba, al participante se le dan tres olores para que los huela. De estos tres olores, dos son iguales y uno es diferente, y el participante deberá elegir cuál es el olor único. Para comprobar la sensibilidad del olfato, se suele utilizar el método de la escalera. En este método, la concentración del olor aumenta hasta que el participante puede sentirlo y posteriormente disminuye hasta que el participante no informa ninguna sensación. [25]