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La persona que nace o sufre
una discapacidad severa, se encuentra inmersa en una problemática
de vida dolorosa y compleja. La discapacidad visual -por sus profundas
connotaciones y consecuencias- es una de las más desestructurantes
y psicológicamente invalidantes, efectos que se hacen evidentes
en el área de la movilidad de la persona discapacitada visual.
Existe una gran variedad
de "ayudas electrónicas" para que la persona ciega pueda desenvolverse
con mayor facilidad en su diario vivir. Sin embargo, ninguna ha logrado
reemplazar ni ofrece aún, los beneficios integrales que se obtienen
del entrenamiento sistemático de las propias habilidades restantes.
El trabajo de investigación
que estamos realizando desde 1980 (Arias, 1996) -sólidamente interdisciplinario
desde 1991- ha sido guiado por el firme convencimiento de que el desarrollo
de potencialidades genuinas permitirá efectivizar la justa inserción
del discapacitado visual en la sociedad, desde la perspectiva de una real
correspondencia entre capacidades y oportunidades.
La ecolocación o
percepción de obstáculos sin ayuda de la visión, es
una de tales habilidades genuinas e inexplotadas que no deja de sorprender
y que contituye uno de los factores más importantes para que la
persona discapacitada visual logre una movilidad independiente y eficiente.
En esta presentación
describimos brevemente nuestros trabajos sobre ecolocación humana
y aspectos relacionados y exponemos algunos detalles teóricos y
metodológico de nuestro nuevo proyecto, cuyo objetivo es abordar
la fase de localización auditiva de obstáculos virtuales.
Confiamos en que los avances
logrados y los que esperamos concretar sirvan para sentar las bases teórico
prácticas de un programa de entrenamiento en ecolocación
asistido por computadora, destinado al discapacitado visual (DV).
La ecolocación
La ecolocación es
una modalidad activa de percepción que permite una suerte de diálogo
entre el entorno y el sujeto quien, más que responder con pautas
fijas y automáticas a la estimulación externa, parecería
ejercer un control espontáneo sobre su propia conducta (Griffin,
1988). Se la define estrictamente hablando, como la habilidad para detectar,
discriminar y localizar obstáculos procesando la información
contenida en los ecos producidos cuando los sonidos autogenerados por el
sujeto, se reflejan en los obstáculos. Por extensión, se
habla también de ecolocación cuando se utilizan sonidos electrónicos
o sonidos del entorno. Los sonidos generados por el sujeto constituyen
la señal directa mientras que los ecos, conforman la señal
reflejada, en un paradigma de ecolocación.
El proceso completo de percibir
auditivamente un obstáculo, involucra una primera e indispensable
fase de detección del objeto (hay "algo" en el trayecto), una fase
de localización (se percibe dónde está y la distancia
relativa) y una fase de discriminación de características
físicas que permite identificar el obstáculo (se conoce qué
es ese "algo" detectado y localizado) Aunque poco se sabe al respecto,
es posible suponer distintos mecanismos psicoacústicos y psiconeurológicos
en las 3 fases señaladas: un procesamiento subcortical inconciente,
parece estar involucrado en las primeras dos. La última fase sólo
puede lograrse a partir del procesamiento cortical conciente de la información
(Masterton, 1992).
Nos importa remarcar que
la mayoría de los DVs genera espontánea e intuitivamente
sonidos, tales como chasquidos con los dedos o con la lengua (sonidos impulsivos),
siseos y golpeteos con el bastón (ruidos), para orientarse mejor
y sortear obstáculos presentes en su camino. Se convierten de esta
manera, en activos generadores y procesadores de información.
Esta habilidad -especialmente
en relación a la detección y localización de obstáculos-
puede observarse en cualquier persona con audición normal en al
menos un oído que haya sido sometida a un breve pero conveniente
entrenamiento. Las diferencias individuales entre las personas ciegas en
relación a la habilidad de ecolocación (también entre
los sujetos con visión normal) se extienden en un amplio rango:
desde una eficiencia tal que sorprende a los propios investigadores (Rice,
1969; Kellogg, 1962) hasta prácticamente total ineficiencia con
completa dependencia e inseguridad para caminar.
Trabajos previos en ecolocación humana
Los trabajos de investigación
sobre ecolocación humana tanto nacionales como internacionales son
muy escasos y discontinuos.
La experimentación
científica en este campo data de 1900, aunque ya a mediados de 1700
Diderot escribió acerca de la "sorprendente" habilidad observada
en algunas personas ciegas para percibir y sortear obstáculos.
En la década del
40, a partir de los rigurosos e ingeniosos estudios realizados por el grupo
de Dallenbach y colaboradores de la Universidad de Cornell -uno de quienes,
Michel Supa, era ciego- se lograron dilucidar importantes aspectos: la
audición es la base sensorial de la ecolocación y el cambio
en la altura tonal de los sonidos es condición necesaria y suficiente
para detectar y localizar obstáculos cercanos (Dallenbach et al.,
1944; Cotzin et al., 1950). También datan de esta década
las primeras relaciones formales que se establecieron entre la ecolocación
animal -campo de estudio en el que se han realizado importantes avances
(Nachtigall et al., 1988)- y la ecolocación humana.
Posteriores investigadores
entre los que se destacan Kellogg (op.cit.), Rice (1967b) y Kohler (1964)
estudiaron el poder discriminatorio de esta habilidad. Observaron que los
sujetos, tanto ciegos como con visión normal, realizaban juicios
precisos de distancia, tamaño y material y hasta lograban discriminar
formas triangulares, cuadradas y circulares de obstáculos con idéntica
superficie.
Se han descripto dos modalidades
básicas y complementarias de ecolocación apoyadas sobre mecanismos
psicoacústicos diferentes (Bilsen, 1980; Schenkman, 1985). La primera
modalidad -ecolocación a distancias lejanas (entre 2/3 m hasta 5
m entre sujeto y obstáculo)- está involucrada principalmente
en la fase de detección y localización del obstáculo.
La información sobre presencia del obstáculo está
dada por la presencia del eco mientras que su posición y distancia
se extraen de las claves témporo espaciales de la imagen acústica.
La segunda modalidad, la ecolocación a distancias cercanas (menos
de 2/3 m entre el sujeto y el obstáculo), está involucrada
en las fases de detección, localización y discriminación
de obstáculos. La señal directa y la reflejada ya no se perciben
separadas, bajo ciertas condiciones el sistema auditivo fusiona ambas señales
y las procesa como una sóla. La persona percibe un cambio o corrimiento
de la altura tonal de la señal directa o percibe que el ruido, si
utiliza este tipo de señales orientadoras, adquiere cierta característica
tonal (fenómeno perceptual denominado altura tonal de la repetición,
(repetition pitch)). La presencia del obstáculo se determina por
la presencia o cambio de tonalidad de la señal directa mientras
que la información sobre posición, distancia y características
está contenida en las claves espectrales y espaciales del patrón
vibratorio que resulta de la interferencia de la señal directa con
la señal reflejada (Bassett et al, 1964).
Compensación sensorial
Se ha sostenido desde tiempos
remotos, que la ausencia o la pérdida de la visión causa
un extraordinario desarrollo de los sentidos restantes especialmente del
tacto y de la audición. Una variante de esta hipótesis sugiere
que existen diferencias fundamentales en la capacidad de los sentidos remanentes
como resultado de la reorganización cortical durante la compensación.
Otro modelo sostiene que la compensación sensorial puede ser estratégica
más que estructural: las diferencias observadas entre sujetos ciegos
y con visión normal se deben a efectos atencionales y efectos del
entrenamiento (Miller, 1992).
La hipótesis de la
compensación sensorial ha dado lugar a numerosas investigaciones
con resultados controvertidos. Se pudo demostrar que, en general, ambos
grupos rendían similarmente en un considerable número de
tareas. Sin embargo, los sujetos ciegos rindieron mejor en localización
auditiva (Rice; Schenkman, ops. cit.) y en procesos de integración
auditiva (Starlinger et al., 1981a; Niemeyer et al., 1981b; Arias et al.,
1993b). Rindieron peor que los sujetos con visión normal en pruebas
de juicio y mantenimiento de ritmo (Stankov et al., 1978; Juurmaa, 1967).
Etapas cumplidas
Nos abocamos, en el comienzo
de nuestra labor investigativa, a estudiar procesos cognitivo perceptuales.
Construimos dos problemas sonoros según una técnica especial,
utilizando una cabeza artificial para reproducir efectos sonoros espaciales
(Arias de Miranda, 1984, 1985). Administramos los problemas a 35 personas
DVs. Más tarde (Arias de Miranda, 1987), construimos otros 4 problemas
sonoros y 4 problemas táctiles (hápticos) con dificultad
creciente, para estudiar el aprendizaje espontáneo y el efecto del
modo de presentación sobre el rendimiento en resolución de
problemas. Administramos individualmente los 8 problemas a 40 adultos y
32 niños y adolescentes DVs.
Interpretamos los resultados
de ambos estudios como soporte de hallazgos previos que apuntan a favor
de la utilidad potencial de esta técnica como herramienta válida
para el entrenamiento de habilidades cognoscitivas.
Más tarde, algunos
de los resultados controvertidos de estudios sobre compensación
sensorial nos motivaron a llevar a cabo tres nuevos trabajos. El primero,
consistió en replicar un experimento sobre tempo personal (Rimoldi
et al., 1961) para analizar el rendimiento de los sujetos mientras realizaban
una tarea de seguimiento de ritmo espontáneo (Arias, 1993a). Treinta
DVs, 15 adultos y 15 niños y adolescentes resolvieron la prueba.
Nuestros resultados apuntaron
a favor de factores temporales muy consistentes adoptados por los sujetos
cuando realizan una tarea y se contraponen a las conclusiones de algunos
investigadores en relación a un peor rendimiento observado en sujetos
ciegos, en relación al de los sujetos con visión normal,
en tareas similares (Stankov. et al; Juurmaa, ops. cit.).
El segundo trabajo desarrollado,
consistió en administrar una prueba de habilidad para estructura
material acústico no verbal, a un grupo de DVs conformado por 22
adultos, 16 adolescentes, y 13 niños. En general, los sujetos utilizaron
la estrategia de reconocimiento pasivo para resolver los items de la prueba,
de manera similar a como procedieron algunos sujetos con visión
normal y sin entrenamiento musical que participaron en otro estudio local
que realizamos con alumnos de escuelas secundarias comunes (Arias y Biassoni,
1992).
El objetivo del tercer estudio
(Arias et al., 1993b), consistió en evaluar el funcionamiento auditivo
periférico y central incluyendo respuestas evocadas con estímulos
de ecolocación, de un grupo de 8 sujetos "buenos ecolocadores" y
de un grupo control de 8 sujetos con visión normal.
Obtuvimos evidencia de un
mejor rendimiento de los sujetos ciegos en relación a sus pares
con visión normal en varias de las pruebas auditivas periféricas
y centrales administradas, en coincidencia con hallazgos previos. Los resultados
obtenidos en los potenciales evocados parecen indicar, por una parte, que
las señales de ecolocación se procesan en los niveles bajos
de la vía auditiva, en el complejo olivar superior de la protuberancia.
Por la otra, que el mejoramiento observado por Starlinger et al. (op.cit.)
en los potenciales evocados tardíos de sujetos ciegos congénitos,
ya se manifiesta a nivel del colículo inferior del cerebro medio.
También llevamos
a cabo en la cámara anecoica de nuestro Laboratorio con 6 sujetos
DVs "buenos detectores", un experimento clásico de detección
(presencia/ausencia), localización (posición) y discriminación
de características (forma, tamaño y material) de obstáculos
(Arias, 1987). Nuestros resultados concordaron marcadamente con los reportados
en experimentos previos (Kellog; Kohler; Rice; Hausfeld et al., 1982; Schenkman,
ops. cit): fue más fácil detectar presencia/ausencia de los
blancos que sus características, siendo el tamaño la más
fácil y la forma la más difícil. Nos interesa enfatizar
que en ningún caso observamos una conducta errática en los
participantes, por el contrario, emitían sonidos, realizaban movimientos
de "scanning" (giro de cabeza derecha/izquierda) y escuchaban atentamente
las modificaciones sonoras que ocurrían, para luego responder.
Nuevos hallazgos en neurofisiología de la audición
El sistema nervioso central auditivo de los mamíferos contiene un gran número de núcleos auditivos subcorticales que, lejos de meras estaciones de relevo como anteriormente se sostenía, cumplen importantes funciones en el procesamiento de la información sonora. Parece que la corteza auditiva no es necesaria para discriminar los atributos físicos del sonido, tal la intensidad, altura tonal, timbre, duración. Es el oido quien se encarga de analizarlos y codificarlos, mientras que los atributos de la fuente sonora: el azimut, elevación, distancia y naturaleza -propiedades que guían la acción del animal en el entorno más que las del sonido en sí mismas- son analizados y codificados por el complejo olivar superior (Masterton, op.cit.).
La localización sonora
La habilidad del hombre para
localizar fuentes sonoras es muy precisa aún en situaciones muy
adversas (Ej: con un sólo oido). Está referida a la percepción
de la posición de la fuente en el plano horizontal (azimut) y en
el vertical (elevación) y a la discriminación de la distancia
relativa entre sujeto y fuente sonora. El hombre es muy buen localizador
en el plano horizontal, menos eficiente en el plano vertical y sus juicios
sobre distancia son pobres (Moore, 1977).
Las claves principales para
determinar la posición de una fuente sonora son: las diferencias
interaurales en el tiempo de llegada del sonido a los dos oidos, las diferencias
interaurales en la intensidad total del sonido y el efecto de filtraje
causado por la interacción del sonido con los pliegues del pabellón
de la oreja, cabeza, torso y hombros.
En los experimentos de localización
sonora, los estímulos se presentan según dos condiciones
experimentales: a través de un conjunto de altoparlantes dispuestos
según un determinado arreglo espacial (campo libre). La segunda
condición implica la presentación de los sonidos a través
de auriculares con la ventaja indiscutible de poder ejercer un estricto
control del estímulo. Su desventaja radica en que los sonidos se
escuchan como si se originaran dentro de la cabeza. Los estudios clásicos
con auriculares, también llamados por esa razón, estudios
de "lateralización" o "localización dentro de la cabeza",
no consideraban el efecto de filtraje. En la década del 70 se realizaron
trabajos pioneros en los que se lograba una percepción realista
del espacio auditivo. A fines de los 80, Wightman y Kistler (1989b) desarrollaron
un procedimiento que permite localizar fuentes sonoras virtuales usando
auriculares con la misma precisión con que se localizan fuentes
sonoras reales. Estos trabajos han dado origen a dispositivos llamados
de "realidad virtual" que se están desarrollando en la presente
década. Son herramientas con una utilidad potencial enorme para
investigar procesos percepto motores y para el entrenamiento de discapacitados.
Estudios de localización sonora en sujetos ciegos
Como ya lo hemos señalado,
en un paradigma de ecolocación los sonidos generados por el sujeto
constituyen la señal directa y los ecos, la señal reflejada.
Es decir que la fuente sonora primaria está ubicada en el propio
sujeto y el obstáculo que genera la reflexión, se comporta
como fuente sonora secundaria.
En la bibliografía,
localización sonora y localización de obstáculos están
tomados como sinónimos. Sin embargo estrictamente hablando, el primer
proceso está involucrado sólo en una de las fases de la ecolocación,
esto es, cuando se discrimina la posición del obstáculo (azimut
y elevación) y su distancia relativa (fase de localización).
En una situación real, una persona DV puede detectar que "hay algo"
en su camino aunque no pueda precisar su posición, distancia o naturaleza.
Es frecuente observar que un "buen ecolocador" ciego sortea algunos obstáculos
sin percatarse concientemente de ello.
Se han reportado pocos trabajos
de investigación con sujetos ciegos sobre localización de
sonidos presentados via altoparlantes o auriculares (Starlinger et al.;
Niemeyer et al., ops. cit.). En la mayoría de los estudios de ecolocación
descriptos, se estudia la fase de localización de obstáculos
reales (Rice, 1969; Clarke et al., 1975; Strelow et al., 1982; Schenkman,
1985). Por ejemplo, en un estudio clásico donde se usaba un aparato
especial (Rice, op. cit.), la tarea que debía realizar el sujeto
consistía en apuntar con la nariz hacia donde él juzgaba
que estaba el centro del blanco. Se observó que las personas con
ceguera temprana -cuyos rendimientos fueron superiores al rendimiento tanto
de sujetos con ceguera tardía como de sujetos con visión
normal- emitían uno o dos chasquidos con la lengua que les permitía
de un sólo "vistazo auditivo" (auditory glance), obtener información
exacta sobre presencia y ubicación de los blancos.
El sistema Rousettus
Desde el 91 -al concretarse
el equipo interdisciplinario y subsidios para nuestros desarrollos- hasta
el presente, nos hemos abocados a completar el sistema basado en PC, que
bautizamos Rousettus (único género de los Megachiroptera
que utiliza la ecolocación para volar y alimentarse, aunque mucho
menos eficientemente que los Microchiroptera).
El Sistema Rousettus está
compuesto por el Módulo del Simulador de Obstáculos que permite
emular "blancos fantasmas", el Módulo del ECOTEST que posibilita
construir y administrar pruebas psicoacústicas especialmente diseñadas
y el Módulo de Respuesta Evocada, en cuyas etapas finales aún
estamos trabajando, que posibilitará estudiar el aspecto psiconeurológico
de la ecolocación y, entre otras aplicaciones, evaluar el funcionamiento
auditivo de discapacitados múltiples.
Diseñamos con el
ECOTEST una serie de pruebas psicoacústicas con el objeto de estudiar
la modalidad de ecolocación a distancias cercanas y el fenómeno
de la "visión facial" (Arias y Ramos, en prensa; Ramos y Arias,
en prensa). Para ello, analizamos el rendimiento de los sujetos en tareas
de detección y discriminación de la altura tonal de la repetición
utilizando señales de ecolocación como estímulos sonoros.
Administramos las pruebas a 30 sujetos con visión y audición
normal, con y sin entrenamiento musical. Una persona de 50 años
de edad, ciega desde la adolescencia, también resolvió la
batería de pruebas construidas.
Los resultados indicaron
que el entrenamiento musical no influyó sobre el rendimiento en
las pruebas, lo que apuntaría a favor de que un oido "privilegiado"
no es una condición necesaria para ecolocar. También, que
los sujetos percibieron efectivamente la altura tonal de la repetición
cuando se los estimuló con señales de ecolocación.
Además, las señales ruido fueron más efectivas que
las señales clicks en todas las pruebas. El rendimiento más
relevante del sujeto ciego, a nuestro juicio, fue en la prueba de apareamiento
de la altura tonal de señales de ecolocación. Fue el único
sujeto sin entrenamiento musical que cometió sólo 4 errores
de un total de 16 ensayos. Nos interesa remarcar que nunca mostró
una conducta errática o confusa cuando resolvía esta prueba,
por el contrario, su modalidad de respuesta podría explicarse a
la luz del concepto de "gestalt auditiva" (Terthardt, 1974).
El objetivo que perseguimos
con nuestro nuevo proyecto, consiste en implentar en Rousettus, utilizando
avanzadas técnicas de procesamiento de señales que involucran
la audición con auriculares (Wightman et al., ops. cit.), la fase
de localización auditivo espacial de obstáculos virtuales.
Validaremos acústicamente el procedimiento utilizado con una cabeza-torso
artificial de última generación. Además, validaremos
psicoacústicamente el procedimiento mencionado, a través
de pruebas de localización de fuentes sonoras virtuales especialmente
construidas, que resolverán sujetos con visión normal ocluida
y sujetos ciegos.
En síntesis, una
vez puesto a punto el Sistema Rousettus estaremos en condiciones óptimas
para abordar el proceso de la ecolocación humana integralmente tanto
en sus aspectos acústicos como psicoacústicos y psiconeurológicos.
Proyectamos diseñar experimentos críticos de ecolocación,
utilizando obstáculos virtuales (Módulo Simulador de Obstáculos),
para obtener respuestas subjetivas o sea, juicios sobre detección,
discriminación y localización de obstáculos (ECOTEST)
simultáneamente con respuestas objetivas (Módulo Respuesta
Evocada).
Afianzamos nuestro convencimiento
de estar transitando un camino de amplio y complejo abordaje aunque promisorio
y aceptamos el compromiso que implica haber abierto en nuestro país
una línea de investigación sólidamente interdisciplinaria,
cuyos antecedentes le corresponden a Mouchet de la UBA, en 1938 y a Fuchs,
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