La modalidad de estímulo , también llamada modalidad sensorial , es un aspecto de un estímulo o 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 la ubicación del receptor sensorial activado por el estímulo desempeñan 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 de combinar todas las diferentes entradas del sistema nervioso sensorial para lograr una mejor detección o identificación de un estímulo en particular. Se utilizan combinaciones de todas las modalidades sensoriales en los casos en que una única modalidad sensorial produce 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 varias entradas sensoriales. Las neuronas multimodales provocan cambios de comportamiento y ayudan a analizar las respuestas conductuales a ciertos estímulos. [1] Se encuentra información de dos o más sentidos . La percepción multimodal no se limita a una zona del cerebro: muchas regiones cerebrales 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 especulaciones, ya que varias regiones que antes no se investigaban 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 estos 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 coinciden 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 produce 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 son coincidentes. Esta integración se deprime cuando la información multisensorial no se presenta de manera coincidente. [2]
La polimodalidad es la característica de un solo receptor de responder a múltiples modalidades, como las terminaciones nerviosas libres que pueden responder a la temperatura, a estímulos mecánicos (tacto, presión, estiramiento) o al dolor ( nocicepción ).
La modalidad de estímulo para la visión es la luz; el ojo humano es capaz de acceder sólo a una sección limitada del espectro electromagnético , entre 380 y 760 nanómetros . [3] Las respuestas inhibitorias específicas que tienen lugar en la corteza visual ayudan a crear un foco visual en un punto específico en lugar de en todo el entorno. [4]
Para percibir un estímulo luminoso, el ojo debe refractar primero la luz de forma que llegue directamente a la retina . La refracción en el ojo se completa mediante los esfuerzos combinados de la córnea , el cristalino y el iris . La transducción de la luz en actividad neuronal se produce a través de las células fotorreceptoras de la retina. Cuando no hay luz, la vitamina A del cuerpo se une a otra molécula y se convierte en una proteína. Toda la estructura que consta de las dos moléculas se convierte en un fotopigmento . Cuando una partícula de luz llega a los fotorreceptores del ojo, las dos moléculas se separan y se produce una cadena de reacciones químicas. La reacción química comienza con el fotorreceptor enviando 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 deshaga. La rodopsina, que normalmente es rosa, se decolora en el proceso. Con altos niveles de luz, los fotopigmentos se deshacen más rápido de lo que pueden regenerarse. Debido a que se ha regenerado una baja cantidad de fotopigmentos, los ojos no son sensibles a la luz. Al entrar en una habitación oscura después de haber estado en un área bien iluminada, los ojos necesitan tiempo para que se regenere una buena cantidad de rodopsina. Cuanto más tiempo pasa, hay una mayor probabilidad de que los fotones dividan un fotopigmento sin blanquear porque la tasa de regeneración habrá superado la tasa de decoloración. Esto se llama adaptación . [5]
Los seres humanos podemos ver una gran variedad de colores porque la luz del espectro visible está compuesta por 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 puede 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 perceptivas relacionadas incluyen el tono , el brillo y la saturación. [5]
Los primates son los únicos mamíferos con visión en color. [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 reunirá la información y sistematizará un nuevo color en función de la cantidad de cada tono que 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 se mostró a los participantes 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 excitación emocional positiva (es decir, una pareja de novios, un niño con un muñeco de Mickey Mouse) o 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 destello repentino de luz. A ninguno de los individuos se les informó de las imágenes subliminales. El experimento descubrió que durante la ronda de cuestionarios, los participantes tenían más probabilidades de asignar rasgos de personalidad positivos a los que aparecían en las imágenes precedidas por las imágenes subliminales positivas y rasgos de personalidad negativos a los que aparecían en las imágenes precedidas por las 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 del color. 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 mientras se cubre un ojo. Las pruebas de refracción miden la necesidad del ojo de usar anteojos o lentes correctivos . Esta prueba puede detectar si una persona puede ser miope o hipermétrope . Estas afecciones ocurren cuando los rayos de luz que ingresan al ojo no pueden converger en un solo punto en la retina . Ambos errores de refracción requieren lentes correctivos para corregir la visión borrosa. Las pruebas de campo visual detectan cualquier brecha en la visión periférica. En la visión normal saludable, una persona debe poder percibir parcialmente los objetos a la izquierda o derecha de su campo de visión utilizando ambos ojos a la vez. El campo de visión central se ve con más detalle. Las pruebas de visión del color se utilizan para medir la capacidad de una persona para distinguir colores. Se utiliza para diagnosticar el daltonismo. Esta prueba también se utiliza como un paso importante en algunos procesos de selección de personal, ya que la capacidad de ver el color en esos puestos puede ser crucial. Algunos ejemplos son el trabajo militar o la 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 humanos, en promedio, pueden detectar sonidos como agudos cuando contienen variaciones periódicas o cuasi periódicas que se encuentran en el rango de 30 a 20000 hercios. [5]
Cuando hay vibraciones en el aire, el tímpano se estimula. El tímpano recoge estas vibraciones y las envía a las células receptoras. Los huesecillos que están conectados al tímpano pasan 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 abertura permite que las vibraciones se desplacen a través del líquido en la cóclea, donde el órgano receptor puede percibirlas. [5]
Hay muchas cualidades diferentes en los estímulos sonoros, incluida la intensidad , el tono y el timbre . [5]
El oído humano es capaz de detectar diferencias de tono a través del 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 causarán 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 puede medir las vibraciones y, a partir de ese momento, es consciente de cualquier tono 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 frecuencia de activación también define el tono bajo, el cerebro tiene una forma alternativa de codificar la intensidad de los sonidos de baja frecuencia. Se cree que la cantidad de células ciliadas que se estimulan comunica la intensidad de las frecuencias bajas. [5]
Además del tono y la intensidad, otra cualidad que distingue a los estímulos sonoros es el timbre. El timbre nos permite escuchar la diferencia entre dos instrumentos que tocan a la misma frecuencia y con la misma intensidad, por ejemplo. Cuando se juntan dos tonos simples, crean un tono complejo. Los tonos simples de un instrumento se denominan armónicos o sobretonos . 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 se flexionen simultáneamente. De esta manera, se pueden distinguir diferentes timbres. [5]
Varios estudios han demostrado que un feto humano responde a estímulos sonoros que provienen 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 al abdomen de la madre con una frecuencia de 120 por segundo. [8]
Las pruebas de audición se realizan para garantizar el funcionamiento óptimo del oído y observar si los estímulos sonoros entran en el tímpano y llegan al cerebro como debería ser. 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 le pide al participante que se cubra la abertura de un oído con un dedo. Luego, el examinador dará un paso atrás de 30 a 60 centímetros detrás del participante y dirá una serie de palabras en un suave susurro. Luego se le pide al participante que repita lo que escucha. Si el participante no puede distinguir la palabra, el examinador hablará progresivamente más alto hasta que el participante pueda entender lo que se está diciendo. Luego se examina el otro oído. [10]
En la audiometría de tonos puros , se utiliza un audiómetro para reproducir una serie de tonos mediante auriculares. Los participantes escuchan los tonos, que varían en tono y volumen. La prueba reproducirá con los controles de volumen y se le pedirá al participante que haga una señal cuando ya no pueda escuchar el tono que se está reproduciendo. La prueba se completa después de escuchar una variedad de tonos. Cada oído se prueba individualmente. [10]
Durante la prueba del diapasón, el examinador hará vibrar el diapasón para que emita un sonido. El diapasón se coloca en un lugar específico alrededor del participante y se observa su audición. En algunos casos, las personas mostrarán problemas de audición en lugares como detrás de la oreja. [10]
Las pruebas de reconocimiento de voz y de palabras miden la capacidad de un individuo para escuchar una conversación cotidiana normal. Se le pide al participante que repita la conversación que se está hablando a diferentes volúmenes. La prueba del umbral de espondeo es una prueba relacionada que detecta la intensidad con la 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 un sonido emisor 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. La ABR, también conocida como prueba de respuesta auditiva evocada 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 detectados por células receptoras sin axón ubicadas en las papilas gustativas de la lengua y la faringe . Las células receptoras se diseminan a diferentes neuronas y transmiten el mensaje de un sabor particular en un solo 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 los insectos y mamíferos, las células receptoras del gusto cambian en función del estímulo atractivo o aversivo. La cantidad de receptores gustativos en la lengua de los mamíferos y en la lengua de las moscas ( label ) es la misma. La mayoría de los receptores están dedicados a detectar el ligando repulsivo . [11]
La percepción del gusto se genera a través de las siguientes fibras sensoriales aferentes: gustativas , olfativas y somatosensoriales . La percepción del gusto se crea mediante la combinación de múltiples estímulos sensoriales. Diferentes modalidades ayudan a determinar la percepción del gusto, especialmente cuando se dirige la atención a características sensoriales particulares que son diferentes del gusto. [1]
La percepción del gusto y del olfato se produce en regiones heteromodales del cerebro límbico y paralímbico. La integración del gusto y el olor se produce en etapas más tempranas del procesamiento. A través de la experiencia vital, se perciben factores como el significado fisiológico de un estímulo determinado. El aprendizaje y el procesamiento afectivo son las funciones principales del cerebro límbico y paralímbico. La percepción del gusto es una combinación de la somatosensación oral y el 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] 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 nervios sensoriales específicos de 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 exhiben una descarga a temperatura constante de la piel. [15]
Las fibras nerviosas sensibles al calor y al frío difieren en su estructura y función. Las fibras nerviosas sensibles al frío y al calor se encuentran debajo de la superficie de la piel. Las terminales de cada fibra sensible a la temperatura no se ramifican hacia diferentes órganos del cuerpo, sino que forman un pequeño punto sensible que es único respecto de las fibras vecinas. La piel que utiliza 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 las áreas del tronco. Hay 5 veces más puntos sensibles al frío que puntos sensibles al calor. [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 sus manos u otras áreas con contacto piel-entorno. [16] Esto dará una idea de lo que se está percibiendo y dará información sobre tamaño, forma, peso, temperatura y material. La estimulación táctil puede ser directa en forma de contacto corporal, o indirecta a través del uso de una herramienta o sonda. Directa e indirecta envían diferentes tipos de mensajes al cerebro, pero ambas proporcionan información sobre aspereza, dureza, pegajosidad y calor. 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 distintos 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 la 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 verse como rugosa, pero esta inferencia solo puede comprobarse al tocar el material. Cuando la información sensorial de cada modalidad implicada coincide, 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 a través de la respuesta de los mecanorreceptores ( receptores cutáneos ) en la piel que detectan estímulos físicos. La respuesta de un mecanorreceptor que detecta presión puede experimentarse como un toque, una incomodidad o un dolor. [23] Los mecanorreceptores están situados en la piel altamente vascularizada y aparecen tanto en la piel glabra como en la vellosa. Cada mecanorreceptor está ajustado a una sensibilidad diferente y disparará su potencial de acción solo cuando haya suficiente energía. [24] Los axones de estos receptores táctiles individuales convergerán en un solo tronco nervioso y la señal luego se enviará a la médula espinal, donde el mensaje se dirige al sistema somatosensorial en el cerebro.
Existen cuatro tipos de mecanorreceptores: los corpúsculos de Meissner y los complejos de neuritas de células de Merkel, ubicados entre la epidermis y la dermis, y los corpúsculos de Pacini y las terminaciones de Ruffini , ubicados en la profundidad de la dermis y el tejido subcutáneo. Los mecanorreceptores se clasifican en función de su tasa de adaptación y del tamaño de su campo receptivo. Los mecanorreceptores específicos y sus funciones incluyen: [25]
Una prueba común que se utiliza para medir la sensibilidad de una persona a los estímulos táctiles es la medición de su umbral táctil de dos puntos. Esta es la separación más pequeña entre dos puntos en la que se pueden percibir dos puntos de contacto distintos 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 el cerebro recibe dos señales diferentes. Las diferencias de agudeza para las diferentes partes del cuerpo son el resultado de las diferencias en la concentración de receptores. [25]
La estimulación táctil se utiliza en psicología clínica a través del método de incitación. La incitación es el uso de un conjunto de instrucciones diseñadas para guiar a un participante a través del aprendizaje de una conducta. Una incitación física implica estimulación en forma de conducta guiada físicamente en la situación y el entorno adecuados. El estímulo físico percibido a través de la incitación 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 denomina olfato . Todos los materiales desprenden constantemente moléculas que flotan en la nariz o son succionadas a través de 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 olerlas. Estas neuronas receptoras luego hacen sinapsis en el nervio craneal olfatorio (NC I), que envía la información a los bulbos olfatorios en el cerebro para su procesamiento inicial. Luego, la señal se envía a la corteza olfatoria restante para un procesamiento más complejo. [27]
Una sensación olfativa se denomina olor . Para que una molécula active las neuronas receptoras olfativas , debe tener propiedades específicas. La molécula debe ser:
Sin embargo, los humanos no detectamos ni procesamos el olor de varias moléculas comunes como el nitrógeno o el vapor de agua .
La capacidad olfativa puede variar debido a diferentes condiciones. Por ejemplo, los umbrales de detección olfativa pueden cambiar debido a moléculas con diferentes longitudes de cadenas de carbono. Una molécula con una cadena de carbono 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 una 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 maneras significativas. La interacción más fuerte es la del olfato con el gusto. Los estudios han demostrado que un olor acoplado a un gusto aumenta la intensidad percibida del gusto, y que la ausencia de un olor correspondiente disminuye la intensidad percibida de un gusto. 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 a través de una respuesta neuronal aditiva y la memorización del estímulo. Esta asociación también puede darse 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, se le dan al participante tres olores para oler. De estos tres olores, dos son iguales y uno es diferente, y el participante debe elegir cuál es el olor único. Para probar la sensibilidad del olfato, a menudo se utiliza el método de la escalera. En este método, la concentración del olor se aumenta hasta que el participante puede sentirlo, y luego se disminuye hasta que el participante no informa ninguna sensación. [25]