Frecuencia máxima de la percepción auditiva

Desde hace unas pocas semanas ha vuelto a mi cabeza un viejo tema sobre percepción auditiva y el límite máximo de audibilidad. El contexto en el que surge es el de presentar al director del departamento al que pertenezco en la UNLa una serie de líneas de investigación que con otros dos colegas podríamos tener intenciones de poner en marcha de aquí en más.
El tema nace por algún artículo perdido en el que leí que Rupert Neve (el famoso diseñador de sistemas de audio) afirmó en alguna o varias de sus visitas a la Argentina que el límite de audibilidad de 20 KHz es incorrecto.
La situación de prueba que él ofrecía da alguna pista del alcance de sus afirmaciones. Neve decía que si se presenta una señal pura de 34 KHz no es posible escucharla (y esto podría coincidir con el límite de audibilidad asumido en forma standard).
Sin embargo afirmaba que es posible distinguir la diferencia entre un tono puro de 17 KHz y un sonido distorsionado de 17 KHz. Partiendo de las nociones de procesamiento de señales se sabe que la única diferencia que existe entre estos dos sonidos es en su componente armónico. El tono puro no posee armónicos y el distorsionado si los posee. Si no pudiésemos percibir nada por encima de 20 KHz no podríamos detectar la diferencia que Neve dice que detectamos.
Esta idea me ha quedado picando desde hace unos cuantos años. Neve no es investigador, hasta donde yo se. Según creo nadie ha tomado el guante de sus afirmaciones para convertirlas en proyectos de investigación académicos. Por otro lado siempre existe la sospecha de que se trate de afirmaciones con exclusivo interés comercial ya que Neve produce equipamiento cuyo ancho de banda supera con creces los 20 KHz. ¿Qué mejor que convencer a los clientes de que poseen algo que otros no tienen y que es significativo?
Un par de veces en estos años me picó la curiosidad y googleé el tema utilizando a Neve y la máxima frecuencia audible y sinceramente no encontré demasiado. Si Neve lo decía no era algo que tenía como obsesión central. De hecho encontré alguna que otra mención perdida entre toneladas de artículos técnicos y de especificaciones de equipos de audio.
Una entrevista que Fletcher (creo que el de Fletcher-Munson) le hacía a Neve era de lo más interesante que encontré. Se hablaba del tema pero en forma muy secundaria. No dándole demasiada importancia. Sin embargo cuando hace poco volví a revisar esta información noté que Neve mencionaba las investigaciones de un tal Tsutomu Oohashi (Japón, como su nombre lo indica). De este señor encontré investigaciones académicas en publicaciones reconocidas sobre lo que él denomina efecto hipersónico. Sus experimentos difieren ligeramente de los propuestos por Neve. Lo que Oohashi hace es utilizar un instrumento japonés que genera mucha energía en parciales por encima de los 20 KHz (hasta cerca de 50 KHz) y compara resultados al hacer escuchar el instrumento con todos sus armónicos y el instrumento con un filtro que quite los ultrasonidos.
La comparación es mediante consulta a los participantes y por observación de imágenes de actividad cerebral (tomógrafo o resonancia, no recuerdo en este momento).
Según sus conclusiones, obtiene diferencias significativas.
Oohashi menciona en sus trabajos que si bien el estándar tomado en 1999 para muestreo en formatos digitales pasaría a ser de 96KHz, no existe soporte académico que justifique esta decisión.
Por otros lados encontré diversos artículos. Hay artículos que desde la AES justificarían los 96KHz por un problema técnico de filtrado (dando por indudable que el límite de 20 KHz se mantiene), hasta algunos que sostienen haber demostrado que es posible percibir ultrasonidos de hasta 200 KHz, pasando por algunos que hipotetizan sobre las posibles causas por las que se produciría la percepción sin que esto invalide los funadmentos de la teoría del lugar de Von Bekesi y sus 16 a 20 Khz en la base de la cóclea). Algunas causas postuladas son por intermodulación entre ultrasonidos y otras por un tipo de efecto en la transmisión ósea.
Me surgió la tentación de intentar reproducir la prueba que propone Neve tal cual él la comentó. En medio de ese proceso se me cruzaron otras ideas interesantes. Una de ellas tiene que ver con probar lo de Neve (17 KHz distorsionados) y en caso de obtener respuesta positiva rediseñar para trabajar con gente con disminución auditiva en frecuencias altas audibles y hacer algo similar con una frecuencia dentro de su rango perceptivo pero que tuviese armónicos fuera de dicho rango aunque aún manteniéndose en la porción audible.

En medio de esto se me cruzó una idea que considero muy prometedora y que involucra la alinealidad de las vías eferentes (motoras).
Intento explicarme (quizás a mi mismo dentro de un tiempo). Supongamos que en la cóclea se recibe una oscilación de 17 KHz pura. Esto se transmite por el sistema aferente y luego regresa a la cóclea por el sistema eferente (posiblemente para lograr un tipo de sintonización fina en la detección de frecuencias mediante un proceso activo). Probablemente la oscilación provocada por las vías eferentes sea de 17 KHz, y seguramente será alineal (es difícil imaginar un proceso para generar una oscilación pura en las cilias externas). Si es alineal provocará oscilaciones con armónicos ultrasónicos (que no estarían allí si no fuese por el resultado alineal). Es posible que estas oscilaciones no resulten audibles en ningún sentido del término.
Ahora bien, qué tal si la oscilación en la cóclea contase con una frecuencia de 17 KHz y un armónico de 34 KHz. La de 17 sería detectada por las vías aferentes y regresaría por las eferentes con armónicos que antes no poseía. Estos nuevos armónicos provocarían interferencia con los armónicos existentes en la señal original y esta interferencia podría tener como efecto algún resultado audible (una modulación, por ejemplo?). Mantengamos en suspenso el espíritu crítico por unos intantes más. ¿Qué tal si la única señal existente en la cóclea es de 34 KHz? En ese caso las vías aferentes no se enteran y por tanto no aparece la frecuencia de 34 KHz (de microfónicas cocleares?). Tal y como Neve sugirió, esto daría por resultado que una señal de 17 KHz puede oírse distinta a una de 17 KHz + 34 KHz, pero una de 34 KHz por si sola no se escucharía.
Consecuencias interesantes con capacidad de ser sometidas a prueba empírica.
La existencia de la señal audible provocaría microfónicas cocleares de alta frecuencia que serían las que podrían poner de manifiesto por modulación a la existencia de señales ultrasónicas.
Esto encaja sin dificultades en los resultados de Oohashi.
Si la señal audible pura es de 17 KHz el efecto debería ser diferente cuando se le agrega una frecuencia de 35 KHz en lugar de una de 34 KHz ya que en dicho caso el efecto modulatorio sería más claramente identificado. El experimento sería el de comparar 17KHz solos con 17 + 35 poseen, y se espera que resulte una diferencia perceptiva clara (más que en la experiencia de Neve original).
Este efecto sería compatible con la idea de intentar hacer experiencias con gente con deficiencias auditivas en alta frecuencia
Este efecto pemitiría poner en evidencia la existencia de ultrasonido en el ambiente solo agregando un “pedal” de baja frecuencia cuyos armónicos sean capaces de interferir con él provocando un efecto de modulación. De este modo podría estar siendo emitido ultrasonido de frecuencia variable (una señal de audio modulada con una portadora de 30 KHz, por ejemplo (BLU positiva). No se escucharía nada hasta que alguien generase una frecuencia de 15 KHz que actuaría como demoduladora.
A seguirla luego ....