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Ver, ouvir e sentir envolvem aprendizado e adaptação

Quando você olha para os dois quadros à esquerda na figura abaixo, a diferença entre eles é bem clara, certo? O de baixo tem o dobro da quantidade de pontos do de cima, no caso, dez pontos a mais. E quando você olha para os dois quadros à direita, fica tão evidente que a diferença de quantidade de pontos é também dez?

Figura 1 – Quanto menos pontinhos, mais fácil é identificar a diferença na sua quantidade (retirado de Wikimedia Commons, por MrPomidor, licença CC BY-SA 4.0).

Isso acontece porque a nossa percepção de quantidades, assim como nossas percepções de brilho, frequência e intensidade sonoras e outros fenômenos não são lineares, ou seja, o aumento na intensidade de um determinado estímulo não implica que sua percepção será proporcionalmente maior.

Nós formamos nossa noção de realidade e interagimos com o nosso ambiente e com as outras pessoas através dos nossos cinco sentidos, e todos eles estão sujeitos a essas relações não-lineares

Figura 2 – Não se preocupe, você não precisa aumentar o grau dos seus óculos.

A relação entre a diferença física entre estímulos e a diferença da forma a qual os percebemos é estudada pela psicofísica. Por abordar fenômenos físicos e sensações simultaneamente, a psicofísica é um ramo essencialmente multidisciplinar e é estudada por físicos, psicólogos e neurocientistas.

Muitas das nossas percepções de estímulos podem ser descritas pela Lei de Fechner, que é provavelmente a mais célebre equação na psicofísica.

Equação 1 – Lei de Fechner – p representa a percepção, S representa o estímulo, k é uma constante que depende do fenômeno e S0 é o estímulo mínimo necessário para que possamos percebê-lo. A relação entre o estímulo e a percepção é logarítmica (ln é um tipo de logaritmo chamado na matemática de logaritmo natural), e não linear.

Muitos destes fenômenos já são bem conhecidos, mas alguns ainda estão sendo investigados pelos cientistas. Saindo um pouco do campo dos estímulos que podem ser simplesmente aumentados ou diminuídos, ainda existem inúmeros tipos de informação que somos capazes de processar em nosso cérebro que vão muito além da mera “decodificação” dos estímulos físicos, e que envolvem níveis de cognição altamente sofisticados. É sabido que nosso cérebro é capaz de se adaptar a mudanças até mesmo estruturais nos órgãos sensoriais quando se trata de interpretar a informação que recebemos através de nossos sentidos.

Um clássico exemplo é o experimento dos austríacos Erismann e Kohler, realizado em 1950. Após alguns dias seguidos utilizando um óculos que deixa a imagem de ponta-cabeça, Kohler, que foi o voluntário do experimento, foi capaz de andar, tocar objetos e até mesmo andar de bicicleta como se nada estivesse acontecendo. Algumas das imagens podem ser vistas neste documentário.

Nosso cérebro também é capaz de se adaptar à mudanças no formato da nossa orelha. Os cientistas Régis Trapeau e Marc Schönwiesner demonstraram, após alterarem o formato das orelhas de participantes do estudo através do uso de moldes de silicone (o que a princípio afetou suas habilidades de distinguir de que direção os sons vinham), que após algum tempo de adaptação os voluntários re-aprenderam a interpretar a direcionalidade dos estímulos mesmo com a “nova orelha”.

Da mesma forma, a forma como seguramos objetos depende de estimativas que fazemos inconscientemente, baseados em informações sensoriais sobre eles, e conforme adquirimos experiência com um determinado objeto, refinamos nosso aprendizado sobre suas propriedades físicas, de forma a saber melhor qual a forma mais adequada de manuseá-lo.

Ainda há muito a ser investigado sobre como processamos as informações ao nosso redor e o quanto conseguimos aprender a interpretar sinais de formas diferentes. Mas está cada vez mais claro que os atos de enxergar, escutar e sentir não são atividades “passivas”, e envolvem muitos processos complexos e sofisticados em nossos cérebros.

Referências:

[1] Wikipedia – Weber–Fechner law. Disponível aqui.

[2] Régis Trapeau, Marc Schönwiesner.The encoding of sound source elevation in the human auditory cortex. Journal of Neuroscience 5 March 2018, 2530-17. Disponível aqui.

[3] Artigo “How the Shape of Your Ears Affects What You Hear” de Veronique Greenwood para o New York Times. Disponível aqui.

[4] Reza Shadmehr. Learning to Predict and Control the Physics of Our Movements. Journal of Neuroscience 15 February 2017, 37 (7) 1663-1671. Disponível aqui.

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Por que alguns sons são considerados música e outros não?

O viral e controverso áudio “laurel versus yanny”, dividiu e confundiu os internautas. Este é só um exemplo de como a nossa audição é um fenômeno complexo e de como um mesmo som pode ser interpretado de formas diferentes por pessoas e grupos de pessoas diferentes. Créditos: Pinterest.

De tempos em tempos, novas e velhas ilusões de óptica viralizam nas redes sociais. Ilusões aurais e outros tipos de fenômenos relacionados à percepção auditiva são menos conhecidas, mas o recente e controverso áudio “laurel versus yanny” dividiu e também confundiu as pessoas que o escutaram. O jornal americano The New York Times chegou a publicar uma ferramenta que aplica progressivamente filtros de frequência ao arquivo, que é originalmente uma manipulação do áudio correspondente ao verbete “laurel” do site Vocabulary. Com esta ferramenta é possível comparar com outras pessoas a partir de que ponto a interpretação do áudio passa a ser ambígua.

Estas diferenças de percepção são apenas um exemplo entre muitos fenômenos relacionados à audição que variam entre uma pessoa e outra. Elas se devem às vezes a estruturas biológicas – neste caso diferenças entre os sistema auditivo e nervoso de cada indivíduo – e às vezes a diferenças culturais.

Estabelecer uma linha que divida exatamente onde cada um destes fatores passa a interferir ou deixa de influenciar a resposta a um determinado estímulo é virtualmente impossível. Para estudar este tipo de tendência, cientistas das áreas de psicofísica, neurociências, antropologia, psicologia e muitas outras valem-se de ferramentas estatísticas para estudar as diferenças de resposta em diferentes grupos de pessoas.

Quando falamos sobre nossas reações à música, podemos debater até mesmo o que é considerado um som musical ou não. Esta noção já foi debatida à exaustão por estudiosos da etnomusicologia, que apontam que a cultura musical não é transmitida para pessoas sem contexto prévio algum, e que a percepção de como o som é organizado e significado é sujeita ao sistema simbólico prévio do indivíduo que está escutando, executando ou compondo música [1].

O estudo publicado recentemente por McDerbott et al. [2] foi dedicado ao estudo das diferenças de percepção de dissonância musical em cinco grupos de pessoas (americanos com treinamento musical, americanos sem treinamento musical, bolivianos residentes em La Paz, bolivianos que residem em uma cidade consideravelmente menor que a capital e bolivianos pertencentes ao grupo étnico dos Tsimane’ que não tiveram contato com a música tradicional ocidental).

Figura 1 – Membros do grupo Tsimane’, na Amazônia boliviana – Foto de Piotr Strycharz, licença Creative Commons.

Para isso, os pesquisadores apresentaram aos voluntários de cada um dos grupos uma série de estímulos sonoros, dentre eles sons de risadas, suspiros e uma série de díades e acordes, já classificadas como consonantes ou dissonantes na tradição ocidental.

O estudo demonstrou, entre outras tendências, que os membros do grupo Tsimane’ são capazes de distinguir estímulos que são considerados ou não dissonantes na tradição musical ocidental, mas que não consideram os sons dissonantes menos prazerosos que os consonantes.

Os outros dois grupos bolivianos estudados, que têm mais contato com a música ocidental tonal, apresentaram maior predileção pelos sons considerados consonantes nesta cultura, embora tal preferência demonstre ser mais discreta com relação aos voluntários americanos.

Estes resultados corroboram com a hipótese de que as noções estéticas musicais de um grupo de pessoas é predominantemente determinado pelos seus contextos culturais e que, ao contrário das diferentes percepções do áudio “laurel versus yanny”, pouco reflete nossa estrutura biológica responsável pela audição.

No caso específico da resposta a sons consonantes e dissonantes, o estudo sugere que o julgamento da agradabilidade de um acorde é diretamente determinado pela exposição prévia à estrutura harmônica da música ocidental tonal.

Referências
[1] Moisala, P. (1995) Cognitive study of music as culture — basic
premises for “cognitive ethnomusicology”
, Journal of New Music Research, 24:1,
8-20. Disponível aqui.

[2] McDermott, J.H.; Schultz, A.F.; Undurraga, E.A.; Godoy, R.A. (2016). Indifference to dissonance in native Amazonians reveals cultural variation in music perception. Nature volume 535, pages 547–550. Disponível aqui.

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O que nos faz distinguir uma voz de outra?

Você já parou para pensar o que nos faz distinguir a voz de uma pessoa da voz de outra? E como conseguimos identificar diferentes instrumentos musicais que estão tocando a mesma nota?

Com treinamento musical, é possível inclusive distinguir diferentes marcas e qualidades de um mesmo tipo de instrumento musical, e identificar vários instrumentos sendo tocados simultaneamente em um concerto. A característica musical que nos permite distinguir todos estes aspectos é o timbre.

Música, acústica e psicoacústica

Algumas características do som podem ser facilmente traduzidas entre o “musiquês” e o “fisiquês”. Por exemplo, quando falamos sobre altura, em música, estamos nos referindo à frequência fundamental da nota que está sendo tocada. Quando falamos sobre intervalo, estamos nos referindo à relação entre as frequências fundamentais de duas notas, que geralmente são representadas por frações (no caso de afinações naturais) ou por produtos de frequências por números reais. Quando pensamos em “volume”, estamos nos referindo subjetivamente ao nível de pressão sonora. Mas quando falamos sobre timbre, as coisas ficam mais complicadas. É comum escutarmos e lermos em sites de divulgação científica que o timbre é o “formato da onda”. Mas o que isso quer dizer?

As grandezas que mencionamos, a frequência e o nível de pressão sonora, podem ser tanto medidos fisicamente, através do uso de microfones, quando avaliados em termos perceptivos, ou seja, perguntando-se a voluntários o “quão alto” ou “quão intenso” diferentes amostras sonora soam para eles. Com um número suficiente de voluntários e uma boa estatística, é possível encontrar padrões entre humanos com audição normal, e a ciência que estuda estes fenômenos é a Psicoacústica.

Figura 1 – O que nos faz distinguir diferentes instrumentos e vozes?.

Investigando o timbre

A fim de se estudar a percepção de timbre, vários modelos psicoacústicos foram propostos nas últimas décadas. Entende-se que o timbre é um conjunto de vários atributos auditivos, e portanto tem sido utilizadas modelagens multi-dimensionais, que são bastante úteis na síntese sonora utilizada em instrumentos musicais eletrônicos ou mesmo em música composta e executada com uso de computadores, além de trazer pistas sobre como nosso cérebro processa a música [1,2], ramo da neurociência que tem demonstrado cada vez mais ser extremamente complexo e interessante.

A composição espectral do som, ou seja, quais frequências fazem parte de determinada nota, e as proporções entre as amplitudes destas frequências, é uma das características mais importantes do timbre. Além disso, o fluxo espectral, ou seja, a forma como a composição espectral varia ao longo do tempo durante a execução de uma nota, também é fundamental para definir o que chamamos de timbre do instrumento [2].

Além destas características, e de muitas outras que podem ser estudadas e associadas ao termo guarda-chuva “timbre”, existe aquela que chamamos de “tempo de ataque”, que é o tempo entre o início da execução de um som até a identificação do mesmo, e que varia consideravelmente entre um instrumento e outro. As batidas percussivas, por exemplo, possuem um tempo de ataque inferior ao tempo de ataque das notas executadas por um violino [2].

Tempo de ataque – Testando seu ouvido

Quando o chamado “envelope” inicial do ataque é retirado artificialmente, nossa percepção de timbre pode ser consideravelmente alterada. E você, será que percebe a diferença entre pares de notas com e sem o tempo de ataque? Que instrumentos foram tocados? Em quais deles a diferença fica mais evidente quando o tempo de ataque é artificialmente retirado? clique aqui para descobrir. E conte para nós nos comentários! Aviso: Ajuste o volume antes de reproduzir.

Referências

[1] Thoret, E.; Depalle, P.; McAdams, S. (2017), Perceptually Salient Regions of the Modulation Power Spectrum for Musical Instrument Identification. Front. Psychol. 8:587. DOI: 10.3389/fpsyg.2017.00587. Disponível aqui.

[2] McAdams, S. (2012), , Musical Timbre Perception , capítulo em The Psychology of Music. Editado por Deutsch, D.; Terceira edição, Academic Press.

Créditos da figura
Figura 1 – Julia Freeman-Woolpert