E6 Audição Binaural: Localização Espacial

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Quando uma fonte sonora está localizada em um dos lados da cabeça e não exatamente no centro, a pressão acústica que ela produz não atinge ambas as orelhas ao mesmo tempo ou com a mesma intensidade: ela chega mais cedo e com maior intensidade à orelha mais próxima da fonte sonora e mais tarde e com menor intensidade à orelha mais distante. O sistema auditivo aproveita essa assimetria entre as duas orelhas, em vez de tratá-la como um incômodo, para calcular a localização da fonte sonora.

A diferença de tempo com que a mesma pressão acústica atinge uma orelha em relação à outra é chamada de diferença de tempo interaural, e a via auditiva central a utiliza principalmente para frequências mais baixas, porque o comprimento de onda de uma frequência baixa é longo o suficiente para que a via auditiva central ainda distinga claramente o momento exato em que cada ciclo de pressão acústica chega a cada orelha. Quanto mais distante a fonte sonora estiver do centro da cabeça para um dos lados, maior será a diferença de tempo interaural entre as duas orelhas. Uma diferença de tempo interaural igual a zero indica que a fonte sonora está exatamente no centro, equidistante de ambas as orelhas.

Para frequências mais altas, no entanto, o comprimento de onda é tão curto que a própria cabeça, localizada entre as duas orelhas, bloqueia parcialmente a pressão sonora antes que ela chegue à orelha mais distante — um efeito conhecido como sombra da cabeça. A sombra da cabeça faz com que a orelha mais distante da fonte sonora receba uma pressão sonora mais fraca do que a orelha mais próxima, e essa diferença de intensidade entre as duas orelhas é chamada de diferença de nível interaural. Quanto mais distante a fonte sonora estiver do centro da cabeça para um dos lados, maior será a sombra da cabeça na orelha mais distante e maior será a diferença de nível interaural entre as duas orelhas.

Tanto a diferença de tempo interaural quanto a diferença de nível interaural apresentam uma ambiguidade que nenhuma delas consegue resolver sozinha: muitas posições diferentes no plano vertical, ou na frente e atrás da cabeça, produzem exatamente a mesma diferença de tempo interaural e a mesma diferença de nível interaural, porque ambas dependem apenas da distância da fonte sonora em relação ao centro da cabeça para um dos lados, e não de sua posição (acima, abaixo, à frente ou atrás). Essa ambiguidade é precisamente o que a filtragem espacial da aurícula resolve: como o padrão de frequências amplificadas e atenuadas produzido pela aurícula é diferente para cada direção de onde o som chega, mesmo para direções que compartilham a mesma diferença de tempo interaural e a mesma diferença de nível interaural, a via auditiva central pode usar esse padrão de frequência, além das duas diferenças interaurais, para localizar a fonte sonora também no plano vertical e distinguir se ela vem da frente ou de trás.

Com a combinação da diferença de tempo interaural, da diferença de nível interaural e da filtragem espacial da aurícula, a via auditiva central consegue localizar uma fonte sonora nos planos horizontal e vertical usando apenas o que chega a ambas as orelhas. Essa mesma capacidade de comparar o que cada ouvido recebe também auxilia na compreensão da fala em ambientes ruidosos: quando o sinal de fala e o ruído de fundo chegam de direções diferentes, a via auditiva central utiliza a diferença de tempo interaural e a diferença de nível interaural para distinguir qual dos dois sons vem de qual direção, melhorando a relação sinal-ruído efetiva mais do que qualquer um dos ouvidos conseguiria separadamente.

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