Psicoacústica de la música.

La psicofísica es el campo científico que estudia la relación entre los estímulos físicos (objetivos) del ambiente y la sensación o los efectos (subjetivos) que estos producen en la persona. Si el estímulo en cuestión es de origen sonoro (acústico) hablaremos de psicoaucústica. La psicoacústica es un concepto amplio que puede aplicarse a cualquier tipo de estímulo acústico, como el lenguaje o la música. En este caso se enfoca a la música específicamente por lo que hablaremos de psicoacúsiatica musical.

El propósito de la investigación sobre la percepción de la música, es explicar como respondemos subjetivamente a señales sonoras musicales.

Mencionaremos algunas características básicas de los sonidos musicales como la tonalidad, el volumen y el timbre, así como los fenómenos que ocurren cuando se presentan varios tonos simultáneamente, qué es lo que sucede normalmente en la música.

Antes debemos mencionar que somos capaces de discriminar tonos simultáneos en la música, gracias a la gran capacidad del oído para analizar sonidos complejos. De hecho el análisis de frecuencias puede ser considerada la característica básica del oído. La cóclea (caracol) del oído interno tiene una membrana llamada basilar que a todo lo largo vibra en cada punto a su máxima amplitud para una frecuencia específica. Los componentes del sonido con frecuencias altas se representan cerca de la base de la cóclea y los componentes de frecuencias bajas se representan cerca de la punta. De esta forma la escala frecuencial del sonido se convierte en una escala espacial (de lugar) a lo largo de la membrana basilar.

Esta capacidad del oído hace que cada sonido complejo sea identificado en su frecuencia fundamental y descompuesto en sus componentes frecuenciales también llamados parciales o harmónicos. Las características de estos harmónicos permiten al oído identificar diferentes sonidos aún de frecuencias fundamentales iguales, es decir podemos identificar cuando la misma nota proviene de un piano o de un violín. Así mismo debido al timbre podemos identificar las voces de diferentes personas.

La altura es la característica básica de los tonos, tanto simples (sinusoidales) como complejos. La altura se relaciona con la frecuencia en un tono simple y con la frecuencia fundamental cuando se trata de un tono complejo. La frecuencia de un tono es una propiedad que puede ser manipulada en la producción y se conserva bien durante su propagación hasta los oídos del oyente. Para nuestros propósitos la altura puede caracterizarse como un atributo uni-dimensional, es decir todos los tonos pueden ser ordenados a lo largo de una escala con respecto a su altura. Los extremos de la escala son los graves (tonos con frecuencias bajas) y agudos (tonos con frecuencias altas).

Existen varias escalas de altura. La escala musical usa símbolos como C1, D...C4 ...A4 (do, re, la etc.) . La escala física de frecuencias usa como medida los Hertz. (Cilcos por segundo)

La transición entre un pulso (sonido fugáz sin tiempo para percibir tonalidad) y un tono es gradual y generalmente se requiere de muy pocos periodos (ciclos) para percibir el tono como tal.

La altura de los sonidos complejos es mucho mas difícil de entender que la de los tonos puros. Por lo general un individuo con buen oído musical puede distinguir los primeros 5 a 7 harmónicos (componentes de un sonido complejo), sin embargo este sonido se percibe con una altura definida que es la altura de la frecuencia fundamental. En psicoacústica esta altura se denomina como altura de periodicidad o tonalidad virtual. Algunos experimentos demuestran que la altura de un sonido complejo con frecuencia fundamental X es un poco mas grave que la tonalidad de un tono puro de esa misma frecuencia. Todos los componentes de un tono complejo se funden para percibir una sola altura y esta altura corresponde más o menos a la frecuencia del tono fundamental. ( Esta capacidad de percibir el sonido complejo como una unidad en lugar de percibir diferentes sonidos es una capacidad que tiene un proceso de aprendizaje y puede ser explicado por conceptos gestálticos.) El hecho de que la altura percibida de un sonido complejo corresponda a la frecuencia fundamental también puede considerarse un proceso de aprendizaje para lograr eficiencia perceptiva. La periodicidad de un sonido complejo es su característica más constante. Sus componentes harmónicos pueden sufrir variaciones o alteraciones ya sea por absorción, reflexión o refracción asi como por enmascaramiento. De esta forma, el que nuestra percepción dependa del tono fundamental o sea de la periodicidad del sonido complejo la hace más eficiente ya que este es estable y constante. La percepción de sonidos complejos puede verse como un proceso de reconocimiento de patrones. No se requiere de poder escuchar toda la serie de harmónicos en un sonido para poder identificarlo. Puede bastar con escuchar unos pocos pares de harmónicos adyacentes para determinar la periodicidad de un determinado sonido. Se puede concebir que existe un proceso de aprendizaje que hace posible el reconocimiento de la altura de periodicidad o altura virtual a partir de de un número limitado de sonidos parciales o harmónicos. Este proceso de aprendizaje esta basado en la misma experiencia que lleva al reconocimiento de tonos puros. Las teorías de reconocimiento de patrones sobre la percepción de la altura de periodicidad o virtual son relativamente recientes. (1)

Las teorías tradicionales de percepción del tono están basadas en los trabajos de von Helmoltz y sugieren que la tonalidad de un sonido complejo depende de su frecuencia fundamental. Se suponía que los componentes harmónicos no tenian importancia en la altura o tonalidad y solo influían en el timbre del sonido, sin embargo está demostrado que la altura de un sonido complejo persiste aun después de sustraer la frecuencia fundamental. (2) De tal forma se explica el fenómeno de la “fundamental ausente” (missing fundamental). El oído adquiere la capacidad de reconocer la altura de un sonido basado exclusivamente en los componentes harmónicos del mismo. Se ha concluido que la altura de periodicidad o virtual de un sonido complejo es un proceso central (nerual) no dependiente del órgano periférico (oído).

1.- Gerson & Goldstein (1978) evidence for a general template in centra loptimal processing for pitch of complex tones. Journal of the acoustic society of america. 63, 498-510

2.- Schouten (1938) the perception of subjective tones. Proceedings of the koninklijke netherlandese akademie van wetenschappen, 34, 1418-1424