Cognición y Comunicación Humana: Perspectivas de Marr y la Acústica del Habla

La Teoría de David Marr: Niveles de Procesamiento de la Información

La teoría de David Marr propone tres niveles de análisis para comprender los sistemas de procesamiento de información, especialmente en el contexto de la visión y la cognición. Estos niveles son el computacional, el algorítmico y el de implementación (o biológico).

El Nivel Algorítmico en la Teoría de Marr

El nivel algorítmico se centra en los procesos de cómputo necesarios para llevar a cabo la teoría computacional. Describe cómo se realizan las operaciones, es decir, los pasos o procedimientos que transforman las representaciones de entrada en representaciones de salida. Esto incluye:

• Procesos de activación e inhibición.
• La manipulación de representaciones.
• La descripción de operaciones en términos de algoritmos.

Un diagrama de flujo es una analogía útil para representar los pasos que el cerebro podría seguir para resolver un problema. Es crucial entender que este nivel no es un concepto biológico o neurológico en sí mismo, sino una descripción abstracta de los procedimientos.

Relación del Nivel Algorítmico con Otros Niveles

El nivel algorítmico se sitúa entre el nivel computacional (qué se hace y por qué) y el nivel de implementación biológica (cómo se realiza físicamente). Uno de los problemas fundamentales en neurociencia y filosofía de la mente es la relación entre el nivel biológico y el nivel algorítmico, y, por extensión, entre los procesos mentales (intencionales) y los procesos biológicos (físicos).

La pregunta de "¿Cómo es posible que el cerebro pueda pensar?" está intrínsecamente ligada al nivel algorítmico, ya que este nos explica los mecanismos por los cuales se generan los pensamientos. Una posible relación es la correspondencia entre estados neuronales y estados mentales. Sin embargo, esta relación no es necesariamente una correspondencia uno a uno:

• Identidad de tipos entre estados mentales y estados cerebrales: Esta postura implicaría que un tipo específico de estado mental siempre corresponde a un tipo específico de estado neuronal. Esto podría llevar a la reducción de la psicología a la fisiología, eliminando el vocabulario y las teorías psicológicas.
• Identidad de casos (o tokens) entre estados mentales y estados cerebrales: Esta visión sugiere que cada instancia de un estado mental es una instancia de un estado cerebral, pero no necesariamente el mismo tipo de estado cerebral. Es decir, el correlato fisiológico de un estado mental puede variar en diferentes ocasiones o en diferentes individuos.

Acústica del Habla: Oscilogramas y Espectrogramas

El estudio de la acústica del habla se apoya en herramientas visuales como el oscilograma y el espectrograma para analizar las propiedades físicas de los sonidos.

Diferencias entre Oscilograma y Espectrograma

Ambas representaciones gráficas ofrecen información valiosa, pero se centran en distintos aspectos del sonido:

• Oscilograma:
  • Representa los cambios en la presión del aire a lo largo del tiempo.
  • Muestra la duración y la amplitud (intensidad) del sonido.
  • Carece de información detallada sobre la distribución de frecuencias.
• Espectrograma:
  • Representa las variaciones en frecuencia e intensidad (o amplitud) a lo largo del tiempo.
  • La oscuridad de los trazos indica una mayor concentración de energía en esas frecuencias.
  • Permite visualizar cómo la energía se distribuye de forma distinta en los sonidos del habla.

Información del Espectrograma sobre Estímulos de Habla

El espectrograma es fundamental para comprender la estructura acústica del habla:

• Las frecuencias altas se correlacionan con sonidos agudos, y las bajas con sonidos graves.
• Las vocales, aunque producen grandes perturbaciones en la presión del aire, muestran una concentración de energía en bandas de frecuencia específicas.
• Los sonidos no vocálicos (como las consonantes fricativas /f/ o /t/) se caracterizan por una distribución de energía más amplia y difusa en el espectro de frecuencias.
• Los formantes son trazos horizontales oscuros que representan concentraciones de energía en frecuencias específicas. Son cruciales para la identificación de las vocales y algunos sonidos consonánticos, y reflejan las resonancias del tracto vocal. Los ruidos fricativos, por ejemplo, no presentan formantes claros, sino una distribución de energía más dispersa.

Componentes del Tracto Vocal y su Relación con el Espectrograma

Los elementos visualizados en el espectrograma se relacionan directamente con la actividad de las partes del tracto vocal:

• Fuente de Sonido:
  • Pulmones: Proporcionan el flujo de aire.
  • Cuerdas Vocales: Generan la vibración (sonido glotal) que es la base de los sonidos sonoros (vocales, nasales, etc.).
• Filtro (Resonador) del Sonido: Modifica la energía generada por la fuente, dando lugar a los formantes y otras características espectrales. Incluye:
  • Faringe
  • Velo del Paladar
  • Cavidad Nasal
  • Lengua
  • Labios

La Laringe y la Producción del Habla Humana

La posición de la laringe en el tracto vocal es un factor crucial que distingue la capacidad de habla humana de la de otras especies. Para la correcta producción de vocales y otros sonidos del habla, se requiere un espacio resonante flexible, que permita la modulación a lo largo de ejes horizontal (anteroposterior) y vertical.

Esta capacidad es posible gracias a que los seres humanos poseemos un tracto vocal comparativamente más alargado que el de otras especies. La laringe se encuentra en una posición más baja, lo que a su vez permite una mayor movilidad y flexibilidad de la lengua, esencial para articular la amplia gama de sonidos del habla.

Es interesante observar que los bebés humanos nacen con la laringe en una posición más alta, similar a la de otros primates, y esta desciende gradualmente durante el desarrollo madurativo. En contraste, los chimpancés y otros primates superiores mantienen la laringe en una posición elevada a lo largo de su vida, lo que ha sido un factor limitante en los intentos de enseñarles a vocalizar sonidos del habla humana de manera compleja.