Una señal sensorial es una estadística o señal que un perceptor puede extraer de la entrada sensorial, que indica el estado de alguna propiedad del mundo que el perceptor está interesado en percibir.
Una señal es alguna organización de los datos presentes en la señal que permite una extrapolación significativa. Por ejemplo, las señales sensoriales incluyen señales visuales, señales auditivas, señales hápticas, señales olfativas y señales ambientales. Las señales sensoriales son una parte fundamental de las teorías de la percepción , especialmente las teorías de la apariencia (cómo se ven las cosas).
Hay dos conjuntos de teorías principales que se utilizan para describir el papel de las señales sensoriales en la percepción. Un conjunto de teorías se basan en la teoría constructivista de la percepción, mientras que los otros se basan en la teoría ecológica.
Basando sus puntos de vista en la teoría constructivista de la percepción, Helmholtz (1821-1894) sostuvo que el sistema visual construye percepciones visuales a través de un proceso de inferencia inconsciente , en el que se utilizan señales para hacer inferencias probabilísticas sobre el estado del mundo. Estas inferencias se basan en experiencias previas, asumiendo que la interpretación más comúnmente correcta de una señal seguirá siendo cierta. [1] Una percepción visual es la manifestación final de este proceso. Brunswik (1903-1955) más tarde formalizó estos conceptos con el modelo de lente , que divide el uso de una señal por parte del sistema en dos partes: la validez ecológica de la señal, que es su probabilidad de correlacionarse con una propiedad del mundo, y la utilización de la señal por parte del sistema. [2] En estas teorías, la percepción precisa requiere tanto la existencia de señales con una validez ecológica suficientemente alta para hacer posible la inferencia, como que el sistema realmente utilice estas señales de manera apropiada durante la construcción de las percepciones.
Gibson (1904-1979) propuso un segundo conjunto de teorías , basadas en la teoría ecológica de la percepción. Estas teorías sostenían que no se necesitan inferencias para lograr una percepción precisa. Más bien, el sistema visual es capaz de captar suficientes señales relacionadas con los objetos y su entorno. Esto significa que se puede realizar un mapeo uno: uno entre las señales entrantes y el entorno que representan. Estas asignaciones estarán determinadas por ciertas limitaciones computacionales; rasgos que se sabe que son comunes en el entorno de un organismo. [3] El resultado final es el mismo: el proceso manifiesta un precepto visual.
La combinación de señales es un área activa de investigación en percepción, que busca comprender cómo el cerebro combina información de múltiples fuentes para crear una única experiencia o respuesta perceptiva. Experimentos recientes de reclutamiento de señales han demostrado que el sistema visual humano adulto puede aprender a utilizar nuevas señales a través del condicionamiento clásico (pavloviano) .
Las señales visuales son señales sensoriales que recibe el ojo en forma de luz y que el sistema visual procesa durante la percepción visual . Dado que el sistema visual es dominante en muchas especies, especialmente en los humanos, las señales visuales son una gran fuente de información sobre cómo se percibe el mundo . [4]
La capacidad de percibir el mundo en tres dimensiones y estimar el tamaño y la distancia a un objeto depende en gran medida de las señales de profundidad. Las dos señales de profundidad principales, la estereopsis y el paralaje del movimiento, se basan en el paralaje , que es la diferencia entre la posición percibida de un objeto desde dos puntos de vista diferentes. En estereopsis, la distancia entre los ojos es la fuente de los dos puntos de vista diferentes, lo que resulta en una disparidad binocular . El paralaje del movimiento depende del movimiento de la cabeza y el cuerpo para producir los puntos de vista necesarios. [5]
El sistema visual puede detectar movimiento tanto mediante un mecanismo simple basado en información de múltiples grupos de neuronas como mediante la integración de múltiples señales que incluyen contraste, forma y textura. Una fuente importante de información visual para determinar el movimiento propio es el flujo óptico . El flujo óptico no sólo indica si un agente se está moviendo sino en qué dirección y a qué velocidad relativa.
Los humanos en particular han desarrollado una habilidad particularmente aguda para detectar si el movimiento está siendo generado por fuentes biológicas, incluso con pantallas de luz puntuales donde los puntos representan las articulaciones de un animal. [6] Investigaciones recientes sugieren que este mecanismo también puede revelar el género, el estado emocional y la acción de un modelo de punto de luz humano determinado. [7]
La capacidad de distinguir entre colores permite a un organismo reconocer rápida y fácilmente el peligro, ya que muchas plantas y animales de colores brillantes representan algún tipo de amenaza , generalmente albergando algún tipo de toxina. El color también sirve como señal inferencial que puede preparar tanto la acción motora [8] como la interpretación de un mensaje persuasivo. [9]
El contraste, o la diferencia de luminancia y/o color que ayuda a que un objeto sea distinguible, es importante en la detección de bordes y sirve como señal.
Una señal auditiva es una señal sonora que representa una señal entrante recibida a través de los oídos, lo que hace que el cerebro escuche. Los resultados de recibir y procesar estas señales se conocen colectivamente como sentido de la audición y son objeto de investigación en los campos de la psicología , las ciencias cognitivas y la neurobiología .
El sistema auditivo de humanos y animales permite a los individuos asimilar información del entorno, representada como ondas sonoras. Las ondas sonoras pasan primero a través del pabellón auricular y el canal auditivo, las partes del oído que componen el oído externo. Luego, el sonido llega a la membrana timpánica del oído medio (también conocido como tímpano). La membrana timpánica hace vibrar el martillo , el yunque y el estribo . El estribo transmite estas vibraciones al oído interno empujando la membrana que cubre la ventana oval , que separa el oído medio del interno. El oído interno contiene la cóclea , la estructura llena de líquido que contiene las células ciliadas. Estas células sirven para transformar la vibración entrante en señales eléctricas, que luego pueden transmitirse al cerebro. El nervio auditivo transporta la señal generada por las células ciliadas desde el oído interno hacia el área receptora auditiva en la corteza. Luego, la señal viaja a través de fibras hasta varias estructuras subcorticales y hasta el área receptora auditiva primaria en el lóbulo temporal. [10]
Los humanos utilizan varias señales para determinar la ubicación de un estímulo determinado, principalmente utilizando la diferencia de tiempo entre los oídos. Estas señales permiten a los individuos identificar tanto la elevación, la altura de los estímulos en relación con el individuo, como el azimut , o el ángulo del sonido en relación con la dirección en la que mira el individuo.
A menos que un sonido esté directamente delante o detrás del individuo, los estímulos sonoros tendrán que recorrer una distancia ligeramente diferente para llegar a cada oído. Esta diferencia de distancia provoca un ligero retraso en el tiempo en que cada oído percibe la señal. La magnitud de la diferencia de tiempo interaural es mayor cuanto más proviene la señal del costado de la cabeza. Por lo tanto, este retraso de tiempo permite a los humanos predecir con precisión la ubicación de las señales sonoras entrantes. La diferencia de nivel interaural es causada por la diferencia en el nivel de presión sonora que llega a los dos oídos. Esto se debe a que la cabeza bloquea las ondas sonoras del oído más alejado, lo que hace que llegue un sonido menos intenso. Esta diferencia de nivel entre los dos oídos permite a los humanos predecir con precisión el acimut de una señal auditiva. Este efecto sólo ocurre con sonidos de alta frecuencia. [11]
Una señal espectral es una señal monoaural (de un solo oído) para localizar sonidos entrantes en función de la distribución de la señal entrante. Las diferencias en la distribución (o espectro) de las ondas sonoras son causadas por las interacciones de los sonidos con la cabeza y el oído externo antes de ingresar al canal auditivo. [12]
El sistema auditivo utiliza varias heurísticas para dar sentido a las señales entrantes, basándose en las propiedades de los estímulos auditivos que suelen ocurrir en el entorno. La agrupación de señales se refiere a cómo los humanos perciben naturalmente los estímulos entrantes como patrones organizados, basados en ciertas reglas.
Si dos sonidos comienzan en momentos diferentes, es probable que se hayan originado en fuentes diferentes. Los sonidos que ocurren simultáneamente probablemente se originen en la misma fuente.
Las señales que se originan en la misma posición o que cambian lentamente suelen tener la misma fuente. Cuando dos sonidos se separan en el espacio, la señal de ubicación (ver: localización de sonido ) ayuda al individuo a separarlos perceptualmente. Si un sonido se mueve, se moverá continuamente. Es poco probable que un sonido de salto errático provenga de la misma fuente.
El timbre es la calidad tonal o el carácter tonal de un sonido, independientemente del tono. Esto nos ayuda a distinguir entre instrumentos musicales que tocan las mismas notas. Al escuchar múltiples sonidos, el timbre de cada sonido no cambiará (independientemente del tono) y, por lo tanto, podemos diferenciar entre sonidos de diferentes fuentes a lo largo del tiempo. [13]
El tono se refiere a la frecuencia de la onda sonora que nos llega. Aunque un solo objeto podría producir una variedad de tonos a lo largo del tiempo, es más probable que produzca sonidos en un rango similar. [14] Es más probable que los cambios erráticos en el tono se perciban como provenientes de diferentes fuentes.
De manera similar al principio Gestalt de buena continuación (ver: principios de agrupación ), los sonidos que cambian suavemente o permanecen constantes a menudo son producidos por la misma fuente. El sonido con la misma frecuencia, incluso cuando es interrumpido por otro ruido, se percibe como continuo. El sonido muy variable que se interrumpe se percibe como separado. [15]
Cuando un sonido se presenta durante un intervalo prolongado antes de la introducción de un segundo que se origina en una ubicación diferente, los individuos los escucharán como dos sonidos distintos, cada uno de los cuales se origina en la ubicación correcta. Sin embargo, cuando se acorta el retraso entre el inicio del primer y segundo sonido, los oyentes no pueden distinguir entre los dos sonidos. En cambio, los perciben como si ambos vinieran de la ubicación del sonido principal. Este efecto contrarresta la pequeña disparidad entre la percepción del sonido provocada por la diferencia de distancia entre cada oído y la fuente de los estímulos auditivos. [dieciséis]
Existen fuertes interacciones entre los estímulos visuales y auditivos. Dado que tanto las señales auditivas como las visuales proporcionan una fuente precisa de información sobre la ubicación de un objeto, la mayoría de las veces habrá una discrepancia mínima entre las dos. Sin embargo, es posible que exista una disparidad en la información proporcionada por los dos conjuntos de señales. Un ejemplo de captura visual es el efecto ventriloquia , que ocurre cuando el sistema visual de un individuo ubica la fuente de un estímulo auditivo en una posición diferente a donde lo ubica el sistema auditivo. Cuando esto ocurre, las señales visuales anularán las auditivas. El individuo percibirá el sonido como proveniente del lugar donde se ve el objeto. La audición también puede afectar la percepción visual. La investigación ha demostrado este efecto al mostrar dos objetos en una pantalla, uno que se mueve en diagonal desde arriba a la derecha hacia abajo a la izquierda y el otro desde arriba a la izquierda hacia abajo a la derecha, intersecándose en el medio. Se podría haber interpretado que las trayectorias de estos objetos idénticos se cruzaban o rebotaban entre sí. Sin ninguna señal auditiva, la gran mayoría de los sujetos vieron los objetos cruzarse y continuar en su trayectoria original. Pero con la adición de un pequeño sonido de "clic", la mayoría de los sujetos percibieron que los objetos rebotaban entre sí. En este caso, las señales auditivas ayudan a interpretar las señales visuales. [17]
Una señal háptica es una sensación táctil que representa una señal entrante recibida por el sistema somático o una relación entre sensaciones táctiles que puede usarse para inferir un nivel superior de información. [18] Los resultados de recibir y procesar estas señales se conocen colectivamente como sentido del tacto y son objeto de investigación en los campos de la psicología , las ciencias cognitivas y la neurobiología .
La palabra "háptico" puede referirse explícitamente a la exploración activa de un entorno (particularmente en psicología y fisiología experimentales), pero a menudo se usa para referirse a la totalidad de la experiencia somestésica. [19]
El sistema somatosensorial asimila muchos tipos de información del entorno: temperatura, textura, presión, propiocepción y dolor. Las señales varían para cada una de estas percepciones, y los sistemas receptores lo reflejan: termorreceptores , mecanorreceptores , nociceptores y quimiorreceptores .
Además de la interacción de la comunicación háptica y la comunicación no verbal , las señales hápticas como cebadores se han considerado como un medio para disminuir el tiempo de reacción para identificar un estímulo visual. [20] Los sujetos fueron colocados en una silla equipada con un respaldo que proporcionaba señales hápticas que indicaban dónde aparecería el estímulo en una pantalla. Las señales hápticas válidas redujeron significativamente el tiempo de reacción, mientras que las señales no válidas aumentaron el tiempo de reacción. [20]
Las señales hápticas se utilizan con frecuencia para permitir que quienes tienen problemas de visión tengan acceso a una mayor riqueza de información. Braille es un lenguaje escrito táctil que se lee mediante el tacto, pasando los dedos sobre los patrones en relieve. La tecnología Braille es el intento de extender el Braille a los medios digitales y el desarrollo de nuevas herramientas para ayudar en la lectura de páginas web y otros dispositivos electrónicos a menudo implica una combinación de señales táctiles y auditivas. [21]
Un problema importante que las diferentes tecnologías en esta área intentan superar es la sobrecarga sensorial. La cantidad de información que se puede relacionar rápidamente mediante el tacto es menor que la de la visión y está limitada por la tecnología actual. Como resultado, los enfoques multimodales , que convierten la información visual en resultados hápticos y auditivos, suelen tener los mejores resultados. Por ejemplo, se puede dibujar un lápiz electrónico sobre una tableta asignada a la pantalla y producir diferentes vibraciones y sonidos dependiendo de lo que se encuentre en esa ubicación. [21]
Una señal olfativa es una señal química recibida por el sistema olfativo que representa una señal entrante recibida a través de la nariz. Esto permite a los humanos y a los animales oler la señal química emitida por un objeto físico. Las señales olfativas son extremadamente importantes para la reproducción sexual, ya que desencadenan el comportamiento de apareamiento en muchas especies, así como el vínculo materno y técnicas de supervivencia como la detección de alimentos en mal estado. El resultado de recibir y procesar esta información se conoce como sentido del olfato.
El proceso de oler comienza cuando las moléculas químicas ingresan a la nariz y alcanzan la mucosa olfativa , una región del tamaño de una moneda de diez centavos ubicada en la cavidad nasal que contiene neuronas receptoras olfativas . Hay 350 tipos de receptores olfativos, cada uno de ellos sensible a una estrecha gama de olores. Estas neuronas envían señales a los glomérulos dentro del bulbo olfatorio . Cada glomérulo recopila información de una neurona receptora olfativa específica. La señal olfativa luego se conduce a la corteza piriforme y la amígdala , y luego a la corteza orbitalfrontal , donde ocurre un procesamiento de nivel superior del olor.
La memoria olfativa es el recuerdo de un olor determinado. Las investigaciones han descubierto que la memoria olfativa es muy persistente y tiene una alta resistencia a la interferencia, lo que significa que estos recuerdos permanecen dentro de un individuo durante mucho tiempo a pesar de la posible interferencia de otros recuerdos olfativos. Estos recuerdos son en su mayoría explícitos , aunque las formas implícitas de memoria de olores proporcionan cierta comprensión de la memoria. Las señales olfativas de los mamíferos juegan un papel importante en la coordinación del vínculo madre-hijo y en el posterior desarrollo normal de la descendencia. La memoria olfativa es especialmente importante para el comportamiento materno. Los estudios han demostrado que el feto se familiariza con las señales olfativas dentro del útero. Esto lo demuestran investigaciones que sugieren que los recién nacidos responden positivamente al olor de su propio líquido amniótico, lo que significa que los fetos aprenden de estas señales en el útero. [22]
Las señales ambientales son todas las señales sensoriales que existen en el medio ambiente.
Con atención dirigida , una señal ambiental se convierte en una señal atendida. [18] Sin embargo, la mayoría de las señales ambientales se asimilan de forma subconsciente, como en las señales contextuales visuales .
Las señales ambientales sirven como contexto principal que da forma a cómo se percibe el mundo y, como tales, pueden preparar la experiencia previa para influir en la recuperación de la memoria [23] y la toma de decisiones. [24] Esto se ha aplicado en marketing , ya que hay evidencia que sugiere que la atmósfera y el diseño de una tienda pueden influir en el comportamiento de compra. [25]
Las señales ambientales desempeñan un papel directo en la mediación del comportamiento tanto de las plantas [26] como de los animales. Por ejemplo, las señales ambientales, como el cambio de temperatura o la disponibilidad de alimentos, afectan el comportamiento de desove de los peces. Además de las señales generadas por el entorno mismo, las señales generadas por otros agentes, como los rastros de feromonas de las hormigas, pueden influir en el comportamiento para coordinar indirectamente acciones entre esos agentes .
En el estudio de la percepción, las señales ambientales juegan un papel importante en el diseño experimental, ya que estos mecanismos evolucionaron dentro de un entorno natural [27] , lo que da lugar a estadísticas de escenas y al deseo de crear una escena natural. Si el entorno experimental es demasiado artificial, puede dañar la validez externa en un experimento de observador ideal que utilice estadísticas de escenas naturales.
Entre los muchos problemas asociados con la enfermedad de Parkinson se encuentran las alteraciones de la marcha o problemas relacionados con la marcha. Un ejemplo de esto es la congelación de la marcha, en la que una persona con enfermedad de Parkinson deja de caminar abruptamente y lucha contra la incapacidad de caminar hacia adelante durante un breve período. Las investigaciones han demostrado que las señales auditivas asociadas con la marcha, como el sonido de pasos en la grava, pueden mejorar las condiciones relacionadas con las alteraciones de la marcha en personas con enfermedad de Parkinson. Específicamente, los dos aspectos de continuidad de señales (ritmo) y relevancia de acción (sonidos comúnmente asociados con caminar) juntos pueden ayudar a reducir la variabilidad de la marcha. [28]
El uso de señales sensoriales también ha ayudado a mejorar las funciones motoras de las personas con enfermedad de Parkinson. Las investigaciones han indicado que las señales sensoriales son beneficiosas para ayudar a las personas con la enfermedad de Parkinson a completar sus AVD (actividades de la vida diaria). Aunque la investigación demostró que estos individuos aún no cumplían con las expectativas estándar para las funciones motoras y las evaluaciones posteriores revelaron una ligera recaída en el deterioro motor, los resultados generales confirman que las señales sensoriales son un recurso beneficioso en la fisioterapia y en la mejora del desarrollo motor para combatir la enfermedad de Parkinson. síntomas. [29]
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