O limiar absoluto auditivo, ou simplesmente limiar auditivo, é o menor nível sonoro que o ouvido humano médio com audição típica pode ouvir na ausência de som ambiente. O limiar absoluto está relacionado ao som que o organismo é capaz de detectar. [1][2] O limite absoluto não é um ponto discreto e, portanto, é classificado como o ponto em que um som provoca uma resposta em uma determinada porcentagem do tempo. Isso também é conhecido como limite auditivo.
O limiar de audição é geralmente relatado como a pressão sonoraRMS de 20 micropascais, ou seja, 0 dB SPL, correspondendo a uma intensidade de som de 0,98 pW/m2 em 1 atmosfera e 25 °C C. [3] É aproximadamente o som mais baixo que um jovem com audição típica consegue detectar em 1.000 Hz.[4] O limiar de audição depende da frequência, sendo demonstrado que a sensibilidade do ouvido é melhor entre as frequências de 2 kHz e 5 kHz, [5] onde o limite é mais baixo e próximo de -9 dB SPL. [6][7][8]
Os limiares de audição médios são plotados de 125 a 8.000 Hz para os mais jovens (círculos vermelhos) e mais velhos (losangos pretos).
A mensuração do limiar absoluto de audição fornece algumas informações básicas sobre nosso sistema auditivo . [4] As ferramentas usadas para coletar essas informações são chamadas de métodos psicofísicos. Por meio deles, a percepção de um estímulo físico (som) e nossa resposta psicológica ao som podem ser medidos. [9]
Existem vários métodos psicofísicos que permitem medir o limiar auditivo, sendo diversos, mas com aspectos comuns. Em primeiro lugar, o teste tem como objetivo definir o estímulo e identificar a maneira como o sujeito respondeu. O teste apresenta o som ao ouvinte e modula o nível de estímulo em um padrão predeterminado. O limiar absoluto é definido estatisticamente, geralmente como uma média de todos os limiares auditivos obtidos. [4]
Alguns procedimentos usam uma série de tentativas, com cada tentativa usando o 'paradigma "sim"/"não" de intervalo único'. Isso significa que o som pode estar presente ou ausente em um único intervalo, assim, o ouvinte deve dizer se conseguiu identificar o estímulo. Quando o intervalo não apresenta um estímulo, é chamado de "tentativa de captura". [4]
Os métodos clássicos datam do século XIX e foram descritos pela primeira vez por Gustav Theodor Fechner em sua obra Elements of Psychophysics . [9] Cabe destaque para três métodos que são tradicionalmente usados para testar a percepção de um estímulo: o método dos limites, o método dos estímulos constantes e o método de ajuste. [4]
Método de limites
No método de limites, o aplicador do teste controla o nível dos estímulos. É usado o paradigma sim/não deintervalo único, mas não há tentativas de captura.
O utiliza várias séries de estímulos descentes e ascendentes.
O teste começa com uma escala descendente, onde um estímulo é apresentado em um nível bem acima do limite esperado. Quando o sujeito responde corretamente ao estímulo, o nível de intensidade do som é diminuído em um valor específico e apresentado novamente. O mesmo padrão é repetido até que o sujeito pare de responder aos estímulos, ponto em que o teste é finalizado.
Na sequência de estímulos ascendentes, o estímulo é apresentado inicialmente bem abaixo do limiar e então gradualmente aumentado em dois decibéis (dB) até que o indivíduo demonstre uma responda.Ficheiro:Method of limits.pngSérie de estímulos descendentes e ascendentes no Método dos Limites Como não há uma definição objetiva para 'ouvir' e 'não ouvir', o limite do limiar auditivo é determinado como o ponto médio entre o último nível audível e o primeiro nível inaudível.
O limiar absoluto de audição do sujeito é calculado como a média de todos os limiares obtidos nas escalas de estímulo ascendente e descendente apresentadas.
Entretanto, existem vários problemas relacionados ao método de limites. O primeiro é a antecipação, que pode acontecer pela consciência do paciente de que os pontos de inflexão determinam uma mudança na resposta. A antecipação produz melhores limiares ascendentes e piores limiares descendentes.
Temos também a habituação, que cria um efeito completamente oposto e ocorre quando o sujeito se condiciona a responder "sim" nas escalas de teste descendentes e/ou "não" nas escalas ascendentes. Por esse motivo, os limites tendem a aumentar para os estímulos ascendentes e diminuir nos testes descendentes.
Outro problema pode acontecer no aumento gradativo do nível de estímulo. Um aumento muito grande pode compromete a precisão do teste, pois o limite real pode estar apenas entre dois níveis de estímulo.
Cabe salientar, como o tom está sempre presente, que o "sim" é sempre a resposta correta. [4]
Método de estímulos constantes
No método de estímulos constantes, o aplicador do teste define o nível dos estímulos e os apresenta em aleatoriamente ao paciente.Ficheiro:Method of Constant Stimuli.pngAssunto respondendo "sim" / "não" após cada apresentação
Nesse caso, não há provas baseadas em escalas de estímulos crescentes ou decrescentes.
O sujeito responde "sim" / "não" após cada apresentação.
Os estímulos são apresentados repetidamente para cada nível, de forma que, o limiar é definido como o nível de estímulo em que o indivíduo acertou no mínimo 50%. Além disso, ensaios "catch" podem ser incluídos neste método.
O método dos estímulos constantes tem várias vantagens em relação ao método dos limites. Em primeiro lugar, a ordenação aleatória dos estímulos reduz a possibilidade da resposta correta ser prevista pelo ouvinte. Em segundo lugar, como o tom pode estar ausente (tentativa de captura), a reposta "sim" nem sempre é a resposta correta. Por fim, as tentativas de captura servem para detectar a quantidade de adivinhação do ouvinte.
A principal desvantagem do método dos estímulos constantes reside no grande número de tentativas necessárias para obter os dados e, portanto, o tempo necessário para concluir o teste. [4]
Método de ajuste
O método de ajuste compartilha algumas características com o método de limites, mas difere em outras. Nesse método existem sequências de estímulos decrescentes e crescentes, e o ouvinte sabe que o estímulo está sempre presente.Ficheiro:Method of Adjustment.pngO paciente reduz ou aumenta o nível do tom
No entanto, ao contrário do método dos limites, no método de ajuste o estímulo é controlado pelo ouvinte. O paciente reduz o nível do tom até que não possa mais ser detectado ou aumenta até que possa ser ouvido novamente.
O nível de estímulo é variado continuamente por meio de um dial ou botão regulador, e o nível de estímulo é medido pelo testador no final. O limite é calculado pela média apenas dos níveis audíveis e inaudíveis.
Além disso, o método de ajuste pode produzir vários vieses. Com o objetivo de evitar indicar sobre o nível de estímulo real, o dial ou botão não deve ser rotulado. Além da antecipação e habituação já mencionadas, a persistência do estímulo (preservação) pode influenciar no resultado do método de ajuste.
Na apresentação da escala de estímulos descendentes, o indivíduo pode continuar a reduzir o nível sonoro como se o som ainda fosse audível, embora o estímulo já esteja bem abaixo do limiar de audição real.
Em contrapartida, nas escalas ascendentes, o indivíduo pode persistir na ausência do estímulo até que o limiar de audição seja ultrapassado em certa quantidade. [10]
Nos métodos de escolha forçada, dois intervalos são apresentados a um ouvinte, um com tom e outro sem tom. O ouvinte deve decidir qual intervalo contém o tom. O número de intervalos é variável, podendo ser aumentado, de forma a dificultar a percepção pelo ouvinte, que deve ser capaz lembrar qual intervalo apresentava o tom. [4][11]
Ao contrário dos métodos clássicos, nos quais o padrão para alterar os estímulos é predefinido, nos métodos adaptativos, a resposta do sujeito aos estímulos anteriores determina o nível em que um estímulo subsequente será apresentado. [12]
O método simples '1-down-1-up' consiste em séries de tentativas estímulos descendentes e ascendentes e, também, de pontos de viragem/flexão (reversões). O nível de estímulo aumenta se o sujeito não responde e diminui quando ocorre uma resposta.
Da mesma forma, como no método de limites, os estímulos são ajustados em etapas pré-determinadas. Após obter entre seis a oito reversões, a primeira é descartada e o limite é definido como a média dos pontos médios das corridas restantes. Entretanto, experimentos evidenciaram que este método fornece apenas 50% de precisão. [12]
Para produzir resultados mais precisos, este método pode ser modificado, de forma a aumentar o tamanho das mudanças de tom nas execuções descendentes, por exemplo, método '2-down-1-up', métodos '3-down-1-up'. [4]
O método de Bekesy contém alguns aspectos dos métodos clássicos. Bekesy desenvolveu um método no qual o nível do estímulo varia automaticamente em função de uma taxa fixa. Na execução do teste, é solicitado que o indivíduo pressionei um botão toda vez que perceber um estímulo.
Assim que o botão é pressionado, o nível é diminuído automaticamente pelo atenuador e, em seguida, aumentado quando o botão não é pressionado. Assim, o limite pode ser rastreado pelos ouvintes e calculado como a média dos pontos médios das escalas de estímulos, conforme registrado pelo equipamento. [4]
A histerese pode ser definida de foma resumida como "o atraso de um efeito por trás de sua causa". Ao medir os limiares de audição, o indivíduo tende a seguir um tom que é audível e com amplitude decrescente do que detectar um tom que antes era inaudível.
Isso ocorre porque as influências 'de baixo para cima', variação sonora, significam que o sujeito espera ouvir o som e, portanto, fica mais predisposto com níveis mais altos de estimulação.
A teoria de baixo para cima' explica que o ruído externo (do ambiente) e interno (por exemplo, batimento cardíaco) induz o indivíduo a responder ao som caso a relação sinal/ruído estiver acima de um certo ponto, for significante.
Na prática, isso significa que, ao medir o limiar auditivo, diminuindo em amplitude o estímulo, o ponto em que o som se torna inaudível é sempre inferior ao ponto em que ele retorna à audibilidade. Este fenômeno é conhecido como 'efeito de histerese'.
Ficheiro:Hysteresis.pngAs escalas descendentes fornecem melhores limiares de audição do que as escalas ascendentes
A função psicométrica, "representa a probabilidade de resposta de um determinado ouvinte em função da magnitude da característica sonora particular que está sendo estudada". [13]
Para dar um exemplo, a função psicométrica pode ser entendida com acurva de probabilidade do indivíduo identificar um som, com isso a função psicométrica é uma representação do nível sonoro. Quando o estímulo é apresentado ao ouvinte, esperasse que o som seja classificado com audível ou inaudível. Na realidade, existe uma área cinzenta onde o ouvinte não tem certeza se realmente ouviu o som ou não, logo suas respostas são inconsistentes, resultando em uma função psicométrica.
A função psicométrica é uma função sigmoide caracterizada por formar um 's' na representação gráfica.
Dois métodos podem ser usados para medir o estímulo audível mínimo [2] e, portanto, o limiar aditivo. A faixa audível mínima pode ser mensurada com o indivíduo sendo estimulado por meio de um alto-falante. [14] O nível sonoro é medido a partir da posição da cabeça do indivíduo quando este está fora do campo sonoro. A pressão audível mínima envolve a apresentação de estímulos por meio de fones de ouvido ou sondas auditivas [1] e, também, a medição da pressão do som no canal auditivo do indivíduo usando um microfone de sonda com tamanho. Os dois métodos resultam em diferentes limites , sendo que os valores mínimos de campo audível são frequentemente encontrados de 6 a 10 dB a mais do que os limites mínimos de pressão audível. A diferença é possivelmente atribuída a:
audição monoaural vs binaural. Com um campo audível mínimo, ambos os ouvidos são capazes de detectar os estímulos, mas com uma pressão audível mínima, apenas um ouvido é capaz de detectar os estímulos. A audição binaural é mais sensível do que a audição monoaural;[1]
ruídos fisiológicos percebidos quando o ouvido é obstruído por um fone de ouvido durante as medições de pressão audível mínima. [2] Quando o ouvido está coberto, a pessoa pode ouvir ruídos corporais, como batimentos cardíacos, e podem ter um efeito de mascaramento.
O campo audível mínimo e a pressão audível mínima são importantes para calibração de instrumentos audiométricos e também ilustram como a audição humana é mais sensível na faixa de 2–5 kHz. [2]
A soma temporal é a relação entre a duração e a intensidade do estímulo dentro de um período de tempo inferior a um segundo. A sensibilidade auditiva se altera quando a duração de um som torna-se inferior a um segundo. A intensidade do limiar diminui em cerca de 10 dB quando a duração de um tom burst é aumentada de 20 para 200 ms.
Por exemplo, suponha que o som mais baixo que um indivíduo pode ouvir seja 16 dB SPL se o som for apresentado com a duração de 200 ms. Por outro lado, se o mesmo som for apresentado por uma duração de 20 ms, o som mais baixo audível pelo sobe para 26 dB SPL. Assim, se um sinal for reduzido em dez vezes, o nível desse sinal deve ser aumentado em até 10 dB para ser audível pelo indivíduo.
O ouvido funciona como um detector de energia que faz uma amostragem da quantidade de energia percebida em um determinado período de tempo. De forma, que uma quantidade mínima de energia é necessária dentro de um período de tempo para atingir o limiar auditivo. Isso pode ser feito usando uma intensidade mais alta por menos tempo ou usando uma intensidade mais baixa por mais tempo. A sensibilidade ao som melhora com o aumento da duração do sinal até cerca de 200 a 300 ms, depois disso o limite permanece constante. [2]
Portanto, a membrana timpânica serve como um sensor de pressão sonora, semelhante ao funcionamento de um microfone, mas sem a sensibilidade à intensidade do som.
↑ abcDurrant J D., Lovrinic J H. 1984. Bases of Hearing Sciences. Second Edition. United States of America: Williams & Wilkins
↑ abcdeGelfand S A., 2004. Hearing an Introduction to Psychological and Physiological Acoustics. Fourth edition. United States of America: Marcel Dekker
↑RMS sound pressure can be converted to plane wave sound intensity using , where ρ is the density of air and is the speed of sound
↑ abcdefghijGelfand, S A., 1990. Hearing: An introduction to psychological and physiological acoustics. 2nd edition. New York and Basel: Marcel Dekker, Inc.
↑Johnson, Keith (2015). Acoustic and Auditory Phonetics third ed. [S.l.]: Wiley-Blackwell
↑Jones, Pete R (November 20, 2014). «What's the quietest sound a human can hear?»(PDF). University College London. Consultado em 16 de março de 2016. On the other hand, you can also see in Figure 1 that our hearing is slightly more sensitive to frequencies just above 1 kHz, where thresholds can be as low as −9 dBSPL!Verifique data em: |data= (ajuda)
↑Feilding, Charles. «Lecture 007 Hearing II». College of Santa Fe Auditory Theory. Consultado em 17 de março de 2016. Cópia arquivada em 7 de maio de 2016. The peak sensitivities shown in this figure are equivalent to a sound pressure amplitude in the sound wave of 10 μPa or: about -6 dB(SPL). Note that this is for monaural listening to a sound presented at the front of the listener. For sounds presented on the listening side of the head there is a rise in peak sensitivity of about 6 dB [−12 dB SPL] due to the increase in pressure caused by reflection from the head.
↑Miller et al., 2002. "Nonparametric relationships between single-interval and two-interval forced-choice tasks in the theory of signal detectability". Journal of Mathematical Psychology archive. 46:4;383–417. Available from: http://portal.acm.org/citation.cfm?id=634580. Accessed 1 March 2007.
