Ecolocación Humana

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RESUMEN La ecolocación humana es una habilidad ge- nuina, inexplorada y vinculada con la localiza- ción de sonidos reflejados, que resulta crucial en la movilidad independiente de la persona ciega. Se inscribe en el área poco estudiada de la audi- ción cotidiana de sonidos no verbales e implica autoproducir sonidos para obtener información (reflexiones) a fin de localizar y reconocer obje- tos que no se ven. Se presenta una revisión his- tórica de estudios realizados sobre la temática, que refleja cambios paradigmáticos del devenir científico. Las conceptualizaciones históricas de la ecolocación resultan ejemplificadoras: al co- mienzo se la consideraba como un fenómeno pa- ranormal mientras que en la actualidad, se la trata como una habilidad utilizada inconsciente- mente por la mayoría de las personas. En esta primera parte se exponen aspectos teóricos relevantes y los estudios realizados en dos de los tres períodos en que se ha dividido esta revisión histórica. El tercer período se pre- senta en la segunda parte de este artículo. Palabras clave: Ecolocación humana; Visión fa- cial; Altura tonal de la repetición; Efecto prece- dente. INTERDISCIPLINARIA, 2010, 27, 2, 335-348 335 ECOLOCACIÓN HUMANA: REVISIÓN HISTÓRICA DE UN FENÓMENO PARTICULAR - PRIMERA PARTE * HUMAN ECHOLOCATION: AN EXTENSIVE REVIEW OF THE LITERATURE - F IRST PART C LAUDIA A RIAS ** , MERCEDES X IMENA H ÜG ***, F ERNANDO B ERMEJO ****, N ICOLÁS V ENTURELLI ***** Y D IANA R ABINOVICH ****** *Este trabajo forma parte del proyecto Movimientos de cabeza en la localización de sonidos y en la ecolocación humana (PIP Nº 5753) del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) . **Doctora en Psicología. Miembro de la Carrera del Investigador Científico del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Docente de grado y posgrado de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) y de la Facultad Regional Córdoba de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN). E-Mail: [email protected]; [email protected] ***Licenciada y Doctoranda en Psicología. Docente de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). ****Licenciado y Doctorando en Psicología. Becario Interno de Posgrado del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Docente de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). *****Licenciado y Doctorando en Filosofía. Becario Doctoral de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT). Docente de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). ******Licenciada y Doctoranda en Filosofía. Docente adscripta de la Facultad de Filosofía de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). La primera autora dedica este artículo y agradece a Ken Stuckey, ex-Bibliotecario de la Perkins School for the Blind, los valiosos artículos sobre ecolocación humana que él envió sin cargo y que resultaron imprescindibles y de una incuestionable utilidad en la génesis de esta línea de investigación y del presente artículo. Los autores agradecen a los referencistas anónimos los valiosos comentarios realizados sobre las primeras versiones del manuscrito.

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Parapsicología

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RESUMEN

La ecolocación humana es una habilidad ge-nuina, inexplorada y vinculada con la localiza-ción de sonidos reflejados, que resulta crucial enla movilidad independiente de la persona ciega.Se inscribe en el área poco estudiada de la audi-ción cotidiana de sonidos no verbales e implicaautoproducir sonidos para obtener información(reflexiones) a fin de localizar y reconocer obje-tos que no se ven. Se presenta una revisión his-tórica de estudios realizados sobre la temática,que refleja cambios paradigmáticos del devenircientífico. Las conceptualizaciones históricas de

la ecolocación resultan ejemplificadoras: al co-mienzo se la consideraba como un fenómeno pa-ranormal mientras que en la actualidad, se latrata como una habilidad utilizada inconsciente-mente por la mayoría de las personas.

En esta primera parte se exponen aspectosteóricos relevantes y los estudios realizados endos de los tres períodos en que se ha divididoesta revisión histórica. El tercer período se pre-senta en la segunda parte de este artículo.

Palabras clave: Ecolocación humana; Visión fa-cial; Altura tonal de la repetición; Efecto prece-dente.

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ECOLOCACIÓN HUMANA: REVISIÓN HISTÓRICA DE UN FENÓMENO PARTICULAR - PRIMERA PARTE*

HUMAN ECHOLOCATION: AN EXTENSIVE REVIEW OF THE LITERATURE - FIRST PART

CLAUDIA ARIAS**, MERCEDES XIMENA HÜG***, FERNANDO BERMEJO****, NICOLÁS VENTURELLI***** Y DIANA RABINOVICH******

*Este trabajo forma parte del proyecto Movimientos de cabeza en la localización de sonidos y en la ecolocación humana(PIP Nº 5753) del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) .

**Doctora en Psicología. Miembro de la Carrera del Investigador Científico del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Docente de grado y posgrado de la Facultad de Psicología de la Universidad

Nacional de Córdoba (UNC) y de la Facultad Regional Córdoba de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN). E-Mail: [email protected]; [email protected]

***Licenciada y Doctoranda en Psicología. Docente de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC).

****Licenciado y Doctorando en Psicología. Becario Interno de Posgrado del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Docente de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC).

*****Licenciado y Doctorando en Filosofía. Becario Doctoral de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT). Docente de la Facultad de Psicología de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). ******Licenciada y Doctoranda en Filosofía. Docente adscripta de la Facultad de Filosofía de la Universidad

Nacional de Córdoba (UNC).La primera autora dedica este artículo y agradece a Ken Stuckey, ex-Bibliotecario de la Perkins School for the Blind,

los valiosos artículos sobre ecolocación humana que él envió sin cargo y que resultaron imprescindibles y de una incuestionable utilidad en la génesis de esta línea de investigación y del presente artículo.Los autores agradecen a los referencistas anónimos los valiosos comentarios realizados

sobre las primeras versiones del manuscrito.

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ABSTRACT

Echolocation is a genuinely human thoughgreatly unexploited ability that is closely related tothe localization of reflected sounds. It is part of thescarcely studied and promising field of the percept-cognitive processes involved in everyday auditionof non-verbal sounds. It implies self-producingsounds (original or direct signal) with the specificpurpose of obtaining auditory information (reflect -ed signal) to detect, locate and recognize unseenobjects. This ability turns out to be crucial to theblind person’s independent mobility, an aspect thatis severely affected by blindness.

We present an historical revision of the mainstudies that have been carried out on this particularphenomenon, describing the paradigm changes thatoccurred in scientific history. The historical con -ceptualizations of echolocation are specially re- vealing: while it was initially considered a para -normal phenomenon, a kind of sixth sense, now itis treated as an ability that could be unconsciouslyused by most of us. In this first part of this paper wepresent relevant theoretical aspects and the studiescarried out during two of the three periods thishistorical revision has been divided in: (a) Firstapproaches (1700 - 1935) and (b) Scientific studyof human echolocation (decades from 40s to 80s).The third period, named recent studies, is develop -ed in the second part of this article.

The questions that were initially asked wereconcerned the explanation of which of the senseorgans was involved and which sensory stimulationwas the necessary and sufficient condition for thisability. Some researchers and many blind personswere inclined to look for the answer in the sense oftouch, from stimuli such as differences in pressure,air currents or differences in temperature upon theskin of the face; this originated the name of facialvision with which echolocation is also known.

During the 40s a vast and rigorous researchprogram was put forward in order to elucidate thesensory basis of echolocation. Experimental sub-jects (blind and blindfolded sighted participants)that took part of the program had to walk througha corridor and halt at the moment they perceivedthe presence of an obstacle (mobile panel); thenthey kept on walking approaching the obstacle asnear as possible without making contact (first per-ception and final appraisal, respectively). A series

of ingenious tests was designed in which tactile orauditory input was artificially suppressed, one ata time. None of the subjects was able to perceivethe object in the case of auditory input suppres-sion. To confirm this finding, other tests were con-ducted in extreme conditions: for example, thesubject was in another room using a telephonecommunication device and he / she had to performthe same task but this time it was the experimenterthat walked across the corridor instead of him / her.The performance was not significantly affected inthis extreme condition. In this way, it was unequiv-ocally established that audition is the sensory basisof this particular kind of ability and that changes inpitch are its necessary and sufficient condition.

Later studies inquired into the discriminatorypower of echolocation and its scopes. It was de -monstrat ed that, on the one hand, blind subjectsand appropriately trained blindfolded sightedsubjects were able to accurately judge the position,distance, size, material and shape of the objects.On the other hand, for the first time, research aboutthe spontaneous generation of sounds by blindpersons was carried out. It was observed that theyused clicks or vocalizations to detect presence /absence of the object and continuous sibilantsounds to perceive its borders. Their performancewas not significantly affected when they usedartificial sounds that mimicked their own or soundsignals that they had described as not preferred.Around the end of the second period the underly -ing psychoacoustic mechanisms were studied andtwo auditory fusion phenomena were postulated:repetition pitch and the precedence effect.

Key words: Human echolocation; Facial vision;Repetition pitch; Precedence effect.

INTRODUCCIÓN

“Si se considera a la historia como algo más que un depósito de anécdotas

o cronología, puede producir una transformación decisiva de la

imagen que tenemos actualmente de la ciencia.” (Kuhn, 2006, p. 1).

La historia de la ciencia muestra cómo segenera y acumula el conocimiento, pero

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también pone en evidencia tendencias quesesgan la interpretación de los fenómenosbajo estudio. En las ciencias acústicas sehan acumulado sesgos desde 1638 cuandoGalileo descubrió la Física de los tonos pu-ros y cuando, más adelante, Ohm demostróque un tono complejo puede analizarse se-gún los tonos puros que lo componen. Estosdescubrimientos fueron básicos para com-prender la transducción mecánica neural re-alizada por la cóclea. Sin embargo, como yalo notara Helmholtz, la cóclea hace muchomás que analizar y codificar los sonidos, re-aliza un (cuasi) análisis de Fourier tan rápidoy confiable, que un escucha casual no tienedificultad para diferenciar una gran variedadde sonidos naturales transitorios muy seme-jantes entre sí, por ejemplo, un chirrido deun chasquido. Estos sonidos reales son amenudo tan breves, tenues y únicos en sucualidad que no se ha diseñado aún un ins-trumento electrónico capaz de detectarlos,analizarlos, discriminarlos e identificarlos,tal como lo hace habitualmente el sistemaauditivo (Masterton, 1992). El proceso com-pleto es el resultado de una compleja interre-lación de aspectos físicos, fisiológicos, sen-soperceptuales y cognitivos, involucradosen un escucha interactuando con el ambiente(Neuhoff, 2004). La mayor parte de lo quese conoce sobre audición se relaciona con elprocesamiento periférico, y este conoci-miento se ha generado a partir de estudiosllevados a cabo en condiciones artificiales ycon sonidos muy diferentes a los encontra-dos en la vida real.

Por su parte, los nuevos enfoques en cien-cias acústicas consideran que la función pri-mordial del sistema auditivo es determinarcaracterísticas de la fuente sonora, a partir dela información contenida en los sonidos queella produce: por ejemplo, reconocer el ta-maño de un perro (fuente sonora directa)sólo por sus ladridos (sonidos directos)(Bregman, 1992; McAdams, 1992; Yost,1991). Se trata de una habilidad crucial uti-lizada regularmente que ha recibido escasaatención científica y que resulta absoluta-mente notable, si sólo se toma en cuenta laFísica del sonido y la forma de operar del

sis tema auditivo periférico. Es decir que,debido a las características peculiares quetiene el sonido, el individuo puede localizar,reconocer e identificar la fuente que lo pro-duce. El oído extrae información sobre lasdimensiones físicas del sonido (frecuencia,duración, intensidad), mientras que el sis-tema auditivo central -que evolucionó paraexplotar esa valiosa propiedad del sonido-extrae información de las dimensiones físi-cas de la fuente tales como posición, distan-cia, naturaleza. De esta manera, el centro deinterés en las ciencias acústicas se ha despla-zado desde los aspectos psicoacústicos delos fenómenos auditivos, a los aspectos cog-nitivos y ecológicos de la audición -esto es,las habilidades del sujeto para funcionaracústicamente en la vida diaria (Masterton,1992). Además, el estudio de la audición,tan to desde el enfoque tradicional comodesde los nuevos abordajes ecológicos, estáreferido a la percepción de sonidos directosque no están bajo el control del sujeto. En lamayoría de los estudios de audición no sepermite a los participantes generar sonidos, ylos sonidos que producen espontáneamente seconsideran irrelevantes para el fenómeno bajoestudio. Sin embargo, es frecuente y cotidianoque la persona genere sonidos para obtenerinformación. Los sonidos autoproducidos tie-nen dos características fundamentales: (1) elsujeto los controla y manipula y (2) el sonidoautogenerado llega a los oídos dos veces: di-rectamente desde la fuente (el pie o tracto vo-cal, por ejemplo) y nuevamente cuando se re-fleja en las superficies del entorno.

Un ejemplo contundente del uso de soni-dos autoproducidos lo brinda el murciélagoy su extraordinaria habilidad para procesarecos, esto es, ecolocación. Es oportuno men-cionar que el objeto que genera la reflexióno el eco (por ejemplo, una pared, una polilla)es tratado como fuente sonora secundaria,con lo cual se considera que la ecolocaciónconstituye una variación particular del pro-ceso general de determinación de la fuentesonora directa. En este caso, la informaciónacerca del sistema animal-ambiente se ob-tiene de un estímulo relacional único, la cu-pla directa-reflejada. La energía del estímulo

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generada por el individuo (señal directa) sepropaga en el ambiente, es estructurada poréste, para luego retornar al receptor (señalreflejada). La información relevante se en-cuentra en las relaciones que existen entrelos patrones de energía de salida y los patro-nes de energía que regresan (Stoffregen &Pittenger, 1995).

En relación a la ecolocación humana seha argumentado recientemente que los hu-manos la usarían regularmente sin ser cons-cientes de ello. Esta habilidad resulta crucialpara el logro de la movilidad independientede la persona ciega, uno de los aspectos másafectados por la ceguera. Precisamente elconvencimiento que ha guiado y guía la la-bor de esta línea de investigación, es que eldesarrollo de las propias capacidades inex-plotadas, subordinando siempre el uso de latecnología a tal fin, es el camino más prome-tedor y el que más garantías ofrece (Arias,2009; Arias et al., 2005).

El objetivo del trabajo que se informa espresentar (en dos partes) una revisión histó-rica de los principales estudios realizados so-bre este fenómeno particular que ha adqui-rido una renovada fertilidad científica a laluz de los nuevos enfoques teóricos de lacognición corporizada y de recientes avan-ces en el campo de las neurociencias. En estaprimera parte se exponen aspectos te óricosrelevantes y los principales estudios realiza-dos desde que comenzó a mencionarse estahabilidad en la bibliografía científica hastala pasada década de 1980 (1700 - 1989).

ECOLOCACIÓN HUMANA: PRINCIPALES ASPECTOSTEÓRICOS

La ecolocación es una habilidad genuina-mente humana e inexplotada, que está estre-chamente vinculada con la localización desonidos reflejados y se inscribe en el área es-casamente estudiada aunque ciertamentepro misoria de los procesos percepto-cogni-tivos de la audición cotidiana. Implica auto-producir sonidos con el propósito específicode obtener información ecoica para detectar,localizar y reconocer objetos que no se ven.

Se han descripto dos modalidades com-plementarias de ecolocación: a larga (entre2 m ó 3 m y 5 m) y corta distancia (menosde 2 m ó 3 m). En esta última, la señal di-recta o autoproducida (chasquidos de dedos,clicks con la lengua, golpeteo del bastón sonalgunas de las señales de ecolocación máscomunes, que espontánea e intuitivamentegenera la ma yoría de las personas discapaci-tadas visuales) y la reflejada no se percibenseparadas sino fusionadas. Es la modalidadque mayor significación tiene en la vida dia-ria de una persona ciega, ya que le sirve nosólo para orientarse en el espacio sino ade-más, para proteger su integridad física alevitar el choque contra obstáculos eventual-mente presentes en su camino.

Es probable que dos fenómenos de fusiónauditiva estudiados en participantes con vi-sión normal estén involucrados en esta mo-dalidad: la altura tonal de la repetición y elefecto precedente (Arias, 1989a, 1989b,1996; Schenkman, 1985). El primero se pro-duce cuando se escucha un sonido, al que sele ha sumado su réplica luego de un breveretardo de tiempo (señal directa y reflejadarespectivamente, en una situación ideal deecolocación). Estaría claramente involucradoen la situación en la que un objeto está ubi-cado enfrente del sujeto a la altura de su ros-tro. La presencia del mismo podría determi-narse por la presencia / cambio de tonalidadde la señal autogenerada. Las característicasdel objeto se extraerían de los indicios espec-trales y espaciales contenidos en el estímulofusionado (Arias & Ramos, 1997; Bassett &Eastmond, 1964; Bilsen & Ritsma, 1969/70).El efecto precedente ocurre cuando dos soni-dos similares se presentan desde diferenteslugares separados por un breve retardo detiempo. La persona escucha sólo uno y loubica según la dirección del sonido que lellegó primero, llamado líder. El sonido quellega más tarde se llama retardado y ambosse corresponden con la señal directa y refle-jada, respectivamente, del paradigma de eco-locación. Este fenómeno de fusión estaría in-volucrado en la situación en la que el objetoestá ubicado fuera del plano medio sagital.El efecto precedente es una estrategia in-

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consciente que utiliza el individuo para re-solver la información sonora conflictiva quese produce en los ambientes cerrados, dondese producen múltiples reflexiones cuandoel sonido directo se refleja en paredes, techoy piso. Tradicionalmente se lo ha descriptocomo un mecanismo supresor de ecos, quele ayudaría al individuo a localizar con pre-cisión la fuente sonora primaria, que es laque tiene mayor relevancia ecológica (Arias& Ramos, 2003; Blauert, 1997). Sin embar -go, hallazgos recientes sugieren que el sis-tema auditivo no elimina sino que, por elcontrario, mantiene la información contenidaen las reflexiones, aun cuando se produzcafusión y dominancia del líder. Ciertos cam-bios en el ambiente acústico -especialmenteaquellos que no coinciden con las expectati-vas del sujeto (Clifton, Freyman, Litovsky &McCall, 1994; Clifton, Freyman & Meo,2002)- liberan el mecanismo de supresión,con lo cual se hace posible extraer informa-ción espacial del sonido retardado. Por ejem-plo, Saberi y Perrott (1990) demostraron quecon suficiente práctica es posible apagareste mecanismo de supresión y extraer infor-mación contenida en los ecos; Freyman,McCall y Clifton (1998) informaron además,una buena sensibilidad de los sujetos parapercibir varios aspectos no direccionales delsonido retardado como intensidad y conte-nido espectral, entre otros.

REVISIÓN HISTÓRICA

El sentido de los obstáculos de las perso-nas ciegas (esto es, la asombrosa habilidadque tienen para detectar la presencia de unobstáculo, juzgar su distancia relativa y evi-tarlo) ha sido objeto de especulaciones e in-terés científico a lo largo del tiempo. ¿Cómolograban estas hazañas?, ¿cuál era el sentidoinvolucrado?, ¿qué o cuáles estímulos sen-soriales eran su condición necesaria y sufi-ciente?, fueron las principales preguntas for-muladas inicialmente. Resulta oportunoaclarar que algunas personas ciegas, desdediferentes épocas y lugares geográficos, afir-maban y afirman sentir la presencia del

obstác ulo a partir de una cierta sensacióntác til en el rostro, especí ficamente en lafrente, mejillas y sienes. Describen esta sen-sación (que originó la designación de visiónfacial con que se nombra a la ecolocación)como simi lar a un ligero toque o presión, unvelo fino arrojado sobre la cabeza, el con-tacto con una telaraña. De allí que, en losprimeros tiempos, se pensó tanto en el tactocomo en la audición como los posibles sen-tidos involucrados y en la presión atmosfé-rica, corrientes de aire, diferencias de tem-peratura y sonidos, como la correspondienteestimulación sensorial.

El estudio bibliográfico en profundidadrealizado en el marco de esta línea de inves-tigación ha puesto en evidencia la escasez ydiscontinuidad de los trabajos científicospublicados. En la actualidad, sin embargo, seha renovado y acrecentado el interés poreste complejo e intrigante fenómeno per-ceptual desde diferentes campos disciplina-rios.

Se presenta seguidamente un recorridohistórico esquemático del avance del cono-cimiento en la temática, acompañando losestudios mencionados con una breve síntesisy reservándose una descripción más deta-llada para los trabajos más relevantes. Paraello, se definieron tres períodos, cada uno delos cuales comprende subperíodos: Primerosabordajes, Estudio científico de la ecoloca-ción humana (en esta Primera Parte) y en laSegunda parte del artículo, se desarrollaránlos estudios recientes.

Primeros abordajes (1700 - 1935)PRIMERAS MENCIONES EN LA BIBLIOGRAFÍA CIENTÍ-FICA

Diderot fue el primero de la comunidadcientífica en mencionar esta especial habili-dad en su Carta sobre los Ciegos publicada en1749 (traducida al español por Escobar en elaño 2002). Consideraba que la persona ciegajuzgaba la proximidad de objetos y personaspor la acción del aire sobre la cara.

Levy (1872), el autor ciego de un libro clá-sico sobre la problemática de la ceguera, ex-

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plicaba algunas de las hazañas que él reali-zaba detectando y evitando obstáculos, dadala gran sensibilidad que tenía la piel de su ros-tro para percibir sutiles estímulos de presióncutánea. Consideraba que era la única partede su cuerpo que poseía esta habilidad, quedesaparecía totalmente si se cubría el rostrocon un velo grueso.

ESTUDIOS DE FINES DEL SIGLO XIX Y PRINCIPIOSDEL SIGLO XX

James (1890) y Dresslar (1893) se pre-guntaron acerca de cuáles eran los sentidosque estaban principalmente involucrados enesta habilidad. El primero consideraba quese percibía la presencia del obstáculo a tra-vés de las sensaciones de presión atmosfé-rica sobre la membrana timpánica. Dresslar(1893) refutó esta teoría y estudió la capaci-dad que tenían tres sujetos con visión normalpara distinguir sin ayuda de la visión, formay material de objetos presentados de a pares.En algunos ensayos cubría cara y cuello delos mismos, con tela o cartón, dejando librela entrada auditiva, mientras que en otros,les obstruía ambos oídos con algodón. Ob-servó que en el primer caso prácticamenteno se afectaba el rendimiento aunque se per-día esta habilidad en el segundo, por lo queconcluyó que las claves sensoriales involu-cradas eran las diferencias sonoras que segeneraban por la presencia / ausencia delobstáculo.

El investigador alemán Heller (1904, ci-tado por Hayes, 1935) marcó el comienzo dela experimentación científica. Se preguntó sila persona ciega poseía realmente un sentidode la distancia y de qué manera determinabala presencia de los obstáculos. Realizó unexpe rimento con cuatro personas ciegas, quedebían caminar dentro de una habitación ydetenerse tan pronto percibieran la proxi-midad de un obstáculo. También eliminó ar-tificialmente las sensaciones táctiles en algu-nos ensayos y en otros, las sensaciones au- ditivas. Concluyó que la persona ciega podíapercibir auditivamente obstáculos ubicadoshasta 3 m aproximadamente, mientras que

para distancias cercanas (< 80 cm, aproxi-madamente) podía serle útil una sensacióntáctil similar a la sensación de presión cutá-nea.

Lamarque (1929) fue el primero en inte-resarse por los cambios físicos producidospor el estímulo. Grabó el sonido de un dia-pasón en campo libre y ante la presencia deobstáculos ubicados a diferentes distancias.Observó que la amplitud del sonido se man-tenía constante, aunque variaba la forma deonda en una y otra situación.

Otros investigadores consideraron que setrataba de un sexto sentido o que las perso-nas ciegas poseían poderes extrasensoriales,por ejemplo, telestesia o visión paróptica(Romains, 1924).

Villey (1923) publicó los resultados deuna encuesta que realizó a 63 soldados quequedaron ciegos en la guerra. Alrededor del70% respondió que sí podía percibir obstá-culos. Cerca del 25% de este grupo pensabaque lo hacían a través del oído, otro 25%consideraba que el tacto era el sentido invo-lucrado y el 50% restante respondió que lesayudaba la combinación de ambos. Muy po-cos soldados consideraron otras claves talescomo las diferencias de temperatura o la ac-ción de ondas magnéticas.

Dolanski (1930) realizó estudios bajocondiciones controladas. Construyó un apa-rato que permitía acercar en trayecto hori-zontal o vertical hacia los oídos o el rostrodel sujeto (silenciosa y muy lentamente parano provocar corrientes de aire), discos dediversos materiales (acero, madera, cartón,vidrio y algodón) y tamaños. Concluyó quela audición era imprescindible, no así lassensaciones táctiles, y que la fatiga y la dis-tracción afectaban sobremanera el rendi-miento de los sujetos. Postuló que los indi-cios sonoros advierten acerca de la presenciadel objeto y que se produce una contracciónde pequeños músculos faciales, como acciónrefleja de autoconservación ante el peligro decolisión. Este reflejo se producía aun cuandola persona usaba una máscara. A él se debíaque los sujetos juzgaran que el origen delsentido de los obstáculos era táctil, lo cualera erróneo, ya que cuando suprimía la en-

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trada auditiva desaparecía la sensación en elrostro. También informó sobre respuestasde ilusiones auditivas de presencia de obstá-culo inexistentes.

Hayes, en 1935, elaboró el primer y úni -co estado de la cuestión (hasta la muy re-ciente actualización publicada on-line, Kish,2003) sobre la habilidad de percibir obstá-culos observada en las personas ciegas.Listó 14 teorías que agrupó en cuatro gran-des categorías:

a.- Las que postulaban que el sentido delos obstáculos se debía a una respuesta re-alizada de los receptores sensoriales dealguna de las modalidades sensoriales (elpostulado de W. James, por ejemplo, per-tenece a esta categoría).

b.- Las que sostenían que se debía a la in-terpretación que realizaba el sujeto acercade claves perceptuales de uno o más ór-ganos de los sentidos (explicaciones deHeller).

c.- Las que postulaban que el fenómenoocurría debido a respuestas condiciona-das ante determinadas situaciones dealerta o peligro (el postulado de Dolanski,por ejemplo).

d.- Las que sostenían que se trataba de unfenómeno paranormal o sexto sentido (lahipótesis de Romains).

Mouchet (1938), de la Universidad deBuenos Aires, realizó experimentos eva-luando personas ciegas y con visión normal.Concluyó que cambios muy sutiles en la es-timulación auditiva jugaban un papel pre-ponderante.

ESTUDIOS CIENTÍFICOS DE LA ECOLOCACIÓN HU-MANA (1940 - 1980)

Personas ciegas y con visión normaloclui da participaron de las investigacionescontroladas, llevadas a cabo en este segundoperíodo que se lo ha dividido en dos subpe-

ríodos. Es de destacar que la produccióncientífica de esta línea de investigación, quecomenzó en el segundo subperíodo, se hasostenido y enriquecido ininterrumpida-mente hasta la actualidad.

LAS DÉCADAS DE 1940 Y 1950

A partir de los rigurosos e ingeniosos es-tudios realizados por el grupo de Dallenbachy colaboradores de la Universidad de Cornell(uno de quienes, Supa, era ciego y muy hábilpara percibir obstáculos) se dilucidaron im-portantes aspectos de la ecolocación.

También datan de esta época las primerasrelaciones establecidas entre la ecolocaciónhumana y animal. Es interesante mencionarque en la década de 1940 se publicaron losprimeros trabajos sobre la sorprendente habi-lidad de los murciélagos para cazar y evitarobstáculos utilizando ecos, a la que se llamóecolocación (Griffin & Galambos, 1941).Des de entonces se han realizado importantesavances en el área de la ecolocación animal(Griffin, 1988; Nachtigall & Moore, 1988),habilidad que poseen varias especies anima-les, además de los más estudiados: murciéla-gos y delfines (Au, 1993), por ejemplo, pája-ros que viven en cavernas (Griffin, 1953) ypequeños mamíferos como la musaraña(Forsman & Malmquist, 1988).

El grupo de Cornell inquirió acerca de labase sensorial que sustenta el proceso deecolocación. Para responder a la preguntacentral diseñaron una serie de experimentosrigurosamente controlados. En el primer gru-po de pruebas, sujetos ciegos y con visiónnormal ocluida debían caminar a lo largo deun corredor, detenerse ante la presencia de unobstáculo y luego continuar caminando hastallegar lo más cerca posible del mismo sincontactarlo. Obtuvieron dos estimaciones dedistancia entre sujeto y obstáculo, que deno-minaron primera percepción y estimaciónfinal, respectivamente. El rendimiento delsujeto fue la proporción entre ambas esti-maciones.

El segundo grupo de pruebas consistió enla supresión artificial, de a una por vez, de

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las posibles entradas sensoriales del tacto ydel oído. Cuando eliminaron la entrada au-ditiva ningún sujeto pudo percibir el obstá-culo, ni siquiera los que habían demostradomayor eficiencia en las pruebas anteriores.Para confirmar estos hallazgos diseñaron untercer grupo de pruebas en condición ex-trema: el sujeto, sentado en una habitación aprueba de ruidos y utilizando un sistema te-lefónico, escuchaba los pasos del experi-mentador, quien portando un micrófono ca-minaba por el pasillo experimental. El sujetodebía realizar idéntica tarea a la descriptaaunque esta vez, guiándose sólo por los so-nidos de los pasos del experimentador que leindicaban cuándo detenerse para no chocarcon el obstáculo. Su rendimiento no se alterósignificativamente bajo esta condición expe-rimental.

Luego diseñaron otra serie de pruebasadicionales en las que el caminante fue re-emplazado por un carro que, portando unmi crófono y un parlante emitía señales sono-ras y se movía silenciosamente por un riel.El sujeto controlaba y detenía el movimientodel carro a voluntad. Aún bajo estas condi-ciones los sujetos lograban detectar los blan-cos con precisión (Supa, Cotzin & Dallen-bach, 1944). Estos investigadores comple- taron sus experimentos trabajando con suje-tos sordociegos, quienes en ningún caso pu-dieron detectar obstáculos ni aprender a ha-cerlo en el transcurso de la experiencia(Ammons, Worchel & Dallenbach, 1953;Worchel & Dallenbach, 1947).

Las conclusiones del grupo de Cornellfueron contundentes: la audición es la basesensorial de la ecolocación, y el cambio enla altura tonal de los sonidos es su condiciónnecesaria y suficiente (Cotzin & Dallenbach,1950; Worchel, Mauney & Andrew, 1950).

DESDE 1960 A 1980

Una vez dilucidado el sentido principal-mente involucrado en la ecolocación, surgie-ron preguntas sobre el poder de discrimina-ción de esta habilidad. En los experimentosde detección de obstáculos, en general, el su-

jeto debía resolver una tarea de tipo Sí / No.En los de discriminación, debía realizarcom paraciones de a pares y decidir cuál dedos obstáculos posibles estaba presente, o seexploraba, por ejemplo, cuál era el tamañomínimo del blanco perceptible o cuál de dosblancos estaba más cerca o más lejos conrespecto al participante o a otro blanco de re-ferencia. En los experimentos de localiza-ción, por ejemplo, el experimentador ubi-caba un blanco en alguna zona del planohorizontal, dentro de los 90° a la izquierdao a la derecha del sujeto. Su tarea consistíaen emitir sonidos propios o generados elec-trónicamente, moviendo o no la cabeza haciaambos lados, y en señalar el lugar dondejuzgaba que estaba ubicado el blanco.

Los estudios de Kellogg (1962), Rice,Feinstein y Schusterman (1965), Rice (1967,1969, 1970) y Köhler (1964) permitieronconcluir, por una parte, que las personas cie-gas y con visión normal ocluida emitían jui-cios precisos de distancia, tamaño, materialy forma de objetos. Por la otra, que los par-ticipantes ciegos espontáneamente autogene-raban vocalizaciones, clicks, sonidos sibi-lantes. Usaban los clicks para detectar lapresencia / ausencia de obstáculos y señalessibilantes continuas para percibir los bordesde los mismos. Además, la utilización deso nidos artificiales que imitaban a los prefe-ridos por los sujetos no afectaban sus rendi-mientos. Más aún, también se desempeñabaneficientemente con señales no preferidas(Rice, 1967).

Merece una mención especial un trabajorealizado en Córdoba (Argentina) sobre per-cepción espacial en personas ciegas y convisión normal (Foschi & Blanco, 1968).Junto con la experiencia de Mouchet (1938)constituyen los dos únicos estudios previosencontrados a nivel nacional. Se llevaron acabo dos pruebas: en la primera, el sujeto de-bía juzgar a través de la audición, caracterís-ticas físicas (tamaño y forma) de recintosacústicamente diferentes (cámaras anecoica,semi-reverberante y de reverberación), losresultados indicaron superioridad de las per-sonas ciegas en las situaciones más difíciles,esto es, en la cámara de reverberación. La

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Ecolocación humana: Revisión histórica - Primera Parte

segunda prueba fue de detección de blancosen cámaras anecoica y de reverberación. Enesta prueba, los participantes con visión nor-mal lograron detectar la presencia de blan-cos sin mayores dificultades en ambientesanecoicos, aunque tuvieron grandes dificul-tades en ambientes reverberantes. En cam-bio, las personas ciegas en general, lograronrendimientos similares en ambos recintos,aunque obtuvieron más aciertos en el pri-mero.

Se describen a continuación algunos de-talles de estudios relevantes de este perí-odo.

En el experimento clásico de ecolocaliza-ción de Rice (1969), el sujeto permanecíasentado usando una especie de casco solida-rio a un eje vertical que sostenía su cabezafirmemente. El mismo aparato permitía sus-pender un blanco reflejante pequeño (alrede-dor de 15 cm de diámetro) a distintas distan-cias y posiciones azimutales del plano ho- rizontal medio (± 90° izquierda / derecha, al-tura de los oídos). La tarea del sujeto consis-tía en emitir la señal sonora de su preferen-cia manteniendo fija la cabeza en 0°, cesar laemisión y mover la cabeza para apuntar conla nariz hacia donde él juzgaba que estabaubicado el centro del blanco. Se incluyerontambién ensayos de control con blanco au-sente. Las rotaciones en valores angulares seregistraban en la parte superior del aparatoy constituían la variable dependiente. Lossujetos con ceguera temprana superaron sig-nificativamente el rendimiento de los sujetoscon ceguera tardía y el de los sujetos con vi-sión normal ocluida. Describió un hechoque llamaba la atención: parecía que las per-sonas con ceguera temprana de un solo vis-tazo auditivo (auditory glance) (emitían unoo dos chasquidos con la lengua) ob tenían in-formación exacta sobre presencia y ubica-ción de los blancos. Rice consideró que esterendimiento superior se debía a que la per-sona ciega aprende a procesar más eficien-temente la información sonora por efectode la práctica intensiva a la que está ex-puesta diariamente.

Clarke, Pick y Wilson (1975) realizaronun extenso e importante trabajo donde eva-

luaron la habilidad para percibir obstáculoscon y sin la ayuda de una linterna sónicamanual, que diseñaron para mejorar los in-dicios naturales usados en la ecolocación. Setrataba de un gabinete acústico de dimensio-nes reducidas, con el parlante montado con-venientemente para producir mayor direc-cionalidad de las señales sonoras utilizadas(clicks o ruido blanco) en el espectro reque-rido. Trataron de determinar si el entrena-miento en ecolocación utilizando la linternamejoraba el rendimiento del sujeto cuandono la usaba. Llevaron a cabo experimentosen condición estática (sujeto y obstáculo fi-jos) y dinámica, a través de un curso de en-trenamiento en ecolocación utilizando obs-táculos familiares (por ejemplo, puertas ybordes de paredes) dispuestos en un recintoespecial. Trabajaron con cuatro grupos: ni-ños ciegos, adultos con ceguera de larga da -ta, adultos con ceguera de corta data (de 1 a3 años) y adultos con visión normal oclui da.Los dos primeros grupos mostraron un ren-dimiento superior al de los otros dos en de-tección de obstáculos en la condición está-tica. Con la ayuda de la linterna todos lossujetos realizaron más detecciones, con ten-dencia a la equiparación de los rendimientosentre los grupos. En el curso de entrena-miento, los niños y los adultos con visiónnormal ocluida fueron los que realizaron elmayor número de detecciones, aunque estosúltimos completaban el trayecto en untiempo mucho mayor. Los adultos con ce-guera de corta data realizaron el menor nú-mero de detecciones. La utilización de lalin terna sónica duplicó aproximadamente lacantidad y alcance de detecciones de obstá-culos. Finalmente, se evidenció un efectode aprendizaje durante las pruebas con y sinla linterna. Resulta oportuno aclarar que laspersonas ciegas, en general, no utilizan en sudiario vivir ni ésta ni ninguna de las así lla-madas ayudas electrónicas del viajero (ETA,por sus siglas en inglés) desarrolladas pos-teriormente. A pesar de las ventajas observa-das a nivel teórico y experimental, estos dis-positivos aún tienen desventajas importantesque desalientan su uso: ocupan una manopara portarla, demandan mucha carga aten-

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cional del usuario y / o llaman la atencióndel resto de las personas (aun los dispositi-vos en miniatura montados en los anteojos).

Strelow y Brabyn (1982) llevaron a caboun experimento para estudiar si la informa-ción ecoica podía ser útil para guiar la loco-moción de la persona. Trabajaron con 8 per-sonas ciegas, a quienes se les permitió uti -li zar sonidos y 14 con visión normal: 8 tra-bajaron con visión ocluida y las otras 6, uti-lizando su visión normalmente. La tarea con-sistía en caminar en línea recta manteniendoun curso paralelo a la pared o a una fila depostes delgados con una separación de 2 munos de otros. Observaron que los sujetos cie-gos eran más hábiles para caminar guiándosecon sonidos, que los sujetos con visión nor -mal ocluida, aunque la sola guía auditiva re-sultó notablemente inferior a la guía visual.

Schenkman (1985; Arias, 1989a) analizó,por una parte, el efecto de determinados fac-tores físicos sobre el rendimiento de perso-nas ciegas en ecolocación y por la otra, in-cursionó en los mecanismos psicoacústicossubyacentes: analizó físicamente las señaleselectrónicas que utilizó como estímulos so-noros y correlacionó los valores obtenidoscon las respuestas de los sujetos en las prue-bas. Diseñó una serie de pruebas experi-mentales para estudiar cuatro problemasfundamentales: el efecto de diferentes fuen-tes sonoras (golpeteos de varios tipos debastón largo, vocalizaciones y señales arti-ficiales), la detección y localización de obs-táculos, el efecto de varios parámetros físi-cos (tamaño, distancia, distintas posicionesespaciales del blanco) y diversas posicionesde la fuente sonora directa. Sus principalesconclusiones fueron las siguientes:

a.- Percibir obstáculos utilizando el so-nido del golpeteo del bastón como únicafuente sonora resultó una tarea difícil.Además, las características de los diferen-tes tipos de bastón estudiados no afecta-ron el rendimiento de los sujetos.

b.- Las propias vocalizaciones fueron lasseñales de ecolocación más eficaces. Sinembargo, para distancias mayores y con

obstáculos ubicados enfrente del sujeto ala altura del rostro y de la cintura, el gol-peteo del bastón largo con regatón deacero mejoraba el rendimiento de los su-jetos en las pruebas.

c.- En concordancia con los hallazgos deRice, Feinstein y Schusterman (1965) yde Bilsen, Frietman y Willems (1980),Schenkman encontró que las señales im-pulsivas (clicks, por ejemplo) fueron máseficaces para detectar y localizar objetos,y las señales continuas, para discriminarsus características físicas.

d.- El incremento del número de clicks noafectó el rendimiento de los sujetos.

e.- La envolvente de Hilbert (cálculo dela potencia instantánea de las señales)podría simular el procesamiento de la in-formación que realiza el sujeto para eco-locar a distancias mayores. La funciónde autocorrelación (que establece simili-tud entre señales) podría simular el pro-cesamiento de la información en la eco-locación a distancias menores.

Arias de Miranda (1985) llevó a cabo encámara anecoica un experimento clásico dedetección (presencia / ausencia), localiza-ción (posición) y discriminación de caracte-rísticas (forma, tamaño y material) de obs-táculos. Se mantuvo constante la distanciaentre el sujeto y el obstáculo (70 cm) y sevarió una sola característica por vez. Seissujetos ciegos con buena movilidad inde-pendiente participaron en esta experiencia.El sujeto recibía un breve entrenamientoprevio para familiarizarse con la tarea y co-nocía de antemano cuál característica se va-riaría. Permanecía sentado y se le permitíagirar su cabeza hacia ambos lados y emitirsonidos, si así lo deseaba. La tarea consistíaen que debía decidir si había o no un obstá-culo delante suyo y en caso afirmativo, de-bía indicar cuál blanco estaba presente. Losresultados obtenidos concordaron marcada-mente con los informados en experimentosprevios (Hausfeld, Power, Gorta & Harris,

Arias, Hüg, Bermejo, Venturelli y Rabinovich

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1982; Kellogg, 1962; Köhler, 1964; Rice,1969; Schenkman, 1985): fue más fácil de-tectar presencia / ausen cia de los obstáculosque sus características, siendo el tamaño lamás fácil y la forma, la más difícil. Los so-nidos espontáneamente generados por lossujetos fueron señales de banda ancha dedos tipos: chasquidos con la lengua o con losdedos (clicks) y siseos y batido de palmas(ruido blanco). Interesa enfatizar que en nin-gún caso se observó una conducta erráti ca enlos participantes, por el contrario, emitíansonidos, realizaban movimientos de bús-queda (scanning movements) y escuchabanatentamente las modificaciones sonoras queocurrían, para luego responder. Fue sorpren-dente observar que un participante (uno delos que obtuvieron más cantidad de aciertosen la discriminación de la forma de los blan-cos) realizaba movimientos con la cabeza si-milares a los descriptos por Kellogg (1962):hacia la izquierda y derecha y, además, haciaarriba y hacia abajo. Parecía como si estescanning vertical le hubiera permi tido per-cibir los bordes del blanco y descubrir asímás fácilmente la forma del mismo.

Ashmead, Hill y Talort (1989) realizaronuna experiencia muy valiosa para evaluar lahabilidad para percibir obstáculos en niñosciegos congénitos de 4 hasta 12 años deedad. Concluyeron que los niños utilizaroninformación auditiva para percibir los obje-tos y que la habilidad perceptual que sub-yace en la ecolocación no requiere expe-riencia viso-espacial previa ni entrenamientoformal.

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Centro de Investigación y Transferencia en Acústica (CINTRA)

Facultad Regional CórdobaUniversidad Tecnológica Nacional

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)

Córdoba - República Argentina

Fecha de recepción: 29 de diciembre de 2009

Fecha de aceptación: 28 de abril de 2010