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THE SCIENCE MODULE OF PERCEPNET PROVIDES PAPERS ON PERCEPTION AND SENSORY SCIENCE BY RESEARCHERS WORKING ON THESE DISCIPLINES

Del placer de los sentidos al placer de las cifras: los sentidos como instrumentos de medida
[From the pleasure of senses to the pleasure of figures: the senses as measurement tools]
Xavier Tomàs i Morer
xtom@iqs.url.es
Departamento de Estadística Aplicada
Institut Químic de Sarrià. Universitat Ramon Llull
Barcelona

De acuerdo con su definición, los sentidos son aquellas facultades que poseemos los animales para recibir informaciones del exterior mediante órganos especializados, que nos permiten reaccionar ante las variaciones del medio que nos rodea.

Quedan, pues, a parte, «sentidos» no identificables con órgano alguno, como pueden ser el sentido común, el sexto sentido, el juicio, etc., aunque puedan tener un papel importante, e incluso ser decisorios, en una elaboración posterior de la información recibida por los sentidos.

En la especie humana, estas vías de comunicación con el mundo exterior corresponden a la vista, el oído, el gusto, el olfato y el tacto, los cinco sentidos tradicionales que transmiten al cerebro señales específicas que pueden ser interpretadas por éste (sensaciones) y que provocan una respuesta, reacción, explicación, placer, etc.

Esta asociación de sentidos y cerebro resulta el primer y más maravilloso instrumento de medida de que disponemos, con capacidad no solamente de reaccionar ante un estímulo externo, sino también de apreciar su magnitud, compararlo con patrones –en ocasiones, memorizados–, interpretarlo y emitir un juicio y, si conviene, actuar en consecuencia. Se trata de un objetivo soñado por la ingeniería de la instrumentación y por el automatismo, que intentan reproducir este proceso con la mínima intervención del hombre.

Aunque tal vez de una forma simplista, es posible diferenciar en este proceso tres etapas bien definidas (figura 1).


Figura 1 Etapas del proceso de comunicación: «estímulo – sentido – cerebro»

- una primera etapa, provocada directamente por el estímulo externo, que puede considerarse como una etapa de percepción y que, con una intervención especial del cerebro, conduce a la detección del estímulo, a identificarlo y, tal vez, a medir su magnitud;

- una segunda etapa en la cual, ya sin la intervención del estímulo externo, el cerebro juzga e interpreta la sensación recibida, usando para esta operación toda la información que ha almacenado. Con frecuencia, este juicio o interpretación utiliza los recuerdos de otras sensaciones, incluso no necesarias, recibidas por el mismo sentido;

- una tercera etapa, propiamente cerebral, en la cual se puede desatar un proceso de reacción ante el estímulo recibido.

Como instrumentos de medida, las dos primeras etapas son las más interesantes, ya que hacen referencia directa a aspectos cualitativos, cuantitativos y de interpretación, característicos de todo proceso de medida y de análisis.

El primer elemento imprescindible es todo proceso es la presencia (o ausencia) del estímulo externo. Este estímulo puede ser físico, como es el caso de las vista, el oído y el tacto, o bien químico, como en el olfato y el gusto (figura 2).


Figura 2 Tipo de estímulos externos

Dejando de lado todo el proceso de interacción entre el estímulo y el órgano sensorial afectado por él, así como el proceso de transmisión generado hasta el cerebro, se produce seguidamente una interpretación de la impresión recibida, es decir, uno tiene conciencia de una sensación, aunque no se haya verbalizado todavía.

Es en este momento cuando el proceso sensorial adquiere una característica que lo hace diferente de cualquier otro proceso y medida. Con la intervención de los órganos sensoriales de la persona, se introduce un componente subjetivo en la valoración, e incluso en la propia definición de la sensación recibida. Puede decirse que el instrumento de medida interacciona con el objeto, cosa que no sucede en una medida convencional, puramente física (longitud, temperatura, masa, etc.).

Tal vez por esta razón resulta más fácil objetivar las sensaciones recibidas por aquellos sentidos en que el estímulo es netamente un agente físico (luz / vista, sonido / oído, presión / tacto), que las correspondientes a estímulos químicos (olfato y gusto), provocadas por la interacción de cierta sustancias (volátiles, solubles, etc.) con las papilas gustativas o las mucosas nasales (figura 3).


Figura 3 Sensaciones asociadas a los sentidos

La presencia de este componente subjetivo, consecuencia de la distinta sensibilidad sensorial de cada persona y del proceso de aprendizaje seguido, hace que el estudio de la medida sensorial deba considerar aspectos y dificultades que no existen en el caso de la simple medida convencional.

Así, hay que pensar en definir, si es posible, no ya unas unidades fundamentales a semejanza del sistema métrico decimal, sino, y para empezar, determinar qué «magnitud» debe valorarse cuando se huele el olor de un perfume, se oye una música, se gusta un vino de aguja del Ampurdán, se tacta la textura de un tejido o se ve un cierto tono de rojo.

También es importante considerar cómo podemos expresar las diferencias de magnitud y de naturaleza de las sensaciones. Con frecuencia, esta dificultad se ha solucionado refiriéndose a una magnitud física, como es el caso de los «sentidos físicos» antes mencionados, pero el más frecuente es el uso de términos imprecisos y relativos; así, hablamos de «caliente», «muy caliente», «un poco caliente», «templado», etc., sin definir una frontera ni mucho menos precisa, que distinga estos términos, y sabiendo, además, que estas sensaciones pueden variar entre estaciones e individuos.

El estudio de este sistema peculiar de medida, de estas escalas intuitivas, ha sido abordado por la quimiometría y la estadística, dentro del ámbito llamado «teoría de los conjuntos difusos», que constituye uno de los actuales campos de estudio e investigación.

Una dificultad añadida radica en la necesidad de recurrir a términos que corresponden a sensaciones diferentes, para calificar una sensación concreta, como si admitiera la posibilidad de integrar, en una nueva sensación, dos o más de ellas, recibidas por sentidos distintos. Se habla de una música «suave», «unos colores calientes» o «fríos», un «olor verde», etc.

Otro aspecto a tener presente es que el instrumento de medida – el individuo– es único. Cada persona puede valorar de forma distinta una misma sensación, y definir sus gustos y aficiones personales, que tampoco son estáticos y constantes, sino que dependen del estado de ánimo en el instante de recibir la sensación, de la educación recibida, etc.

Así pues, ¿hace falta preocuparse por ello, si toda sensación será una valoración subjetiva, única y, tal vez, irrepetible?

Y si es así, ¿cómo pueden explicarse las modas o las valoraciones coincidentes compartidas por un gran número de personas?

Aprovechando esta dificultad aparente, y respetando las sensibilidades personales, la estadística y la quimiometría ofrecen la posibilidad de definir un nuevo instrumento de medida e intentan que sea menos subjetivo: el grupo de ensayo, también llamado grupo de degustación o, en inglés, panel.

Según cual sea el objetivo, este grupo está formado por expertos (gourmets, perfumistas, catadores, etc.) o bien por personas con un mínimo de entrenamiento que, de la forma más objetiva posible, valoran una sensación determinada y concreta.

Aunque de forma breve y resumida, y sin profundizar en los detalles, a continuación se exponen las características o calidades que se han definido para evaluar las sensaciones, sin recurrir, siempre que sea posible, a ninguna medida instrumental, así como los fundamentos que justifican el uso del grupo de degustación como instrumento representativo de medida.

La medida del color

Junto con el reconocimiento de imágenes, el color es probablemente una de las sensaciones más importantes que nos procura el sentido de la vista.

Gracias al conocimiento de que el origen de esta sensación es resultado de la interacción entre la radiación electromagnética (luz), de características definidas (intensidad, longitud de onda) con nuestra retina, ha sido posible estudiarla y medirla con medios físicos e instrumentales.

El estudio espectral ha permitido comprobar que nuestra retina es sensible sólo a la radiación electromagnética en un estrecho intervalo de longitud de onda, aproximadamente desde 380 nm hasta 760 nm, que corresponden a las sensaciones que llamamos color violeta y color rojo, respectivamente.

Cualquier radiación dentro de este intervalo de longitud de onda produce en la retina una sensación de color identificada como uno de los siete colores espectrales simples o monocromáticos: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta, hecho constatable experimentalmente al observar el arco iris o reproduciendo la experiencia hecha por Newton en el año 1666, quien hizo incidir un haz de luz sobre un prisma óptico y comprobó la dispersión de la luz incidente.

Por otro lado, la retina puede detectar tanto la ausencia de luz (oscuridad) como la ausencia de color (luz blanca o acromática). El color es también una calidad, tanto de los cuerpos transparentes como de los opacos y de los fluidos turbios, y los vemos según las características de la luz que llega a la retina tras haber sido reflejada o no absorbida por ellos. De aquí se desprende fácilmente que el color de un objeto depende de las características de la luz que lo ilumina. Así, un cuerpo que vemos de color verde bajo la luz blanca, aparece como negro si se ilumina con luz roja.

Esto lleva a considerar que los colores, como bien saben los pintores desde la antigüedad, se pueden combinar para obtener nuevos colores de tonalidades diferentes. Estas combinaciones pueden ser:

- sustractivas, cuando el nuevo color es el resultado de la absorción o sustracción de la luz de los colores iniciales; así, el color resultante de la mezcla magenta, amarillo y cian es el negro, o de la mezcla amarillo y cian es el verde;

- aditivas, cuando el nuevo color es la suma de los colores de las luces iniciales. Así, la proyección sobre una pantalla blanca de una luz roja, una verde y una azul da como resultado una luz blanca. Estos colores (rojo, verde y azul, o RGB, de sus iniciales en inglés) son los colores primarios de la luz.

La medida y la especificación del color han seguido dos líneas de planteamiento, a menudo complementarias e incluso simultáneas: la instrumental, fundamentada en el fenómeno físico, y la psicológica, basada en el efecto que produce en la persona, en la sensación del color.

Uno de los primeros intentos de especificar los colores consistió en aprovechar su descripción alfanumérica y, una vez descritos en un número suficiente, confeccionar un archivo que recogiera los diferentes colores para posteriores consultas. Tales archivos, denominados «atlas» (Atlas Munsell, Color Index, etc.), pueden contener una gran variedad de criterios de descripción, desde la composición química de un colorante hasta un conjunto de palabras descriptivas de la sensación.

Para esta última opción se debe tener presente que, junto con unos descriptores claros y precisos como amarillo, verde, limón, etc., pueden hallarse calificativos como vivo, encendido, triste, apagado, etc., que corresponden a otros tipos de sensaciones, no necesariamente visuales, o también definiciones complejas de colores como color de ala de mosca, de vino (¿blanco o negro?), ala de cuervo, de «mierda de oca», etc., o también multiplicidades en la descripción, como color verde amarillento pálido y sucio.

En el año 1853 se produce uno de los avances más importantes, cuando Hermann Grassmann enuncia las que serán las bases de la colorimetría. Brevemente:

- el ojo puede detectar variaciones o diferencias de color debidas a cambios en sus tres cualidades, la longitud de onda dominante, la luminosidad o brillantez y la pureza.

- luces de igual composición producen efectos iguales, cualesquiera que sean éstos

- variaciones graduales en la composición de una luz provocan variaciones graduales en la mezcla de luces.

La elaboración de estas teorías de Grassmann hizo posible tanto la colorimetría no instrumental (tubos Nessler) como la medida instrumental del color para cuerpos transparentes (ley de Lambert) y opacos (ley de Kubelka-Munk) (figura 4). Haciendo referencia al espectro luminoso, otro sistema usado para medir y especificar un color ha sido el llamado triestímulo, propuesto por el CIE (Comité Internacional de Iluminación) el año 1931.


Figura 4 Leyes de la colorimetría

En este sistema, el color se representa mediante tres valores numéricos (coordenadas), que corresponden a la integral del espectro en un margen de longitudes de onda. Esta integral es función de un factor de reflexión o de transmisión - según si se trata de un cuerpo opaco o transparente-, de iluminante y de un factor de ponderación.

La CIE define tres iluminantes, que corresponden a la luz producida por un hilo de tungsteno a 2854 K (iluminante A), el mismo con un filtro líquido (dos células de Davis-Gibson) a 4870 K (iluminante B) y el mismo iluminante, a 6740 K (iluminante C).

Pese a todas sus ventajas, este sistema presenta dos dificultades importantes. La primera radica en imaginar un color a partir de los tres valores numéricos de sus coordenadas, y la segunda en que la diferenciación visual es menor que la numérica. Más accesible resulta el llamado sistema de coordenadas psicológicas, sistema tridimensional donde los colores se representan también a partir de tres coordenadas (figura 5):

- el tono, o atributo que permite diferenciar el color amarillo del verde, del rojo, etc;

- la saturación, calidad que permite diferenciar dos tonos parecidos;

- el brillo o la claridad, como característica clasificadora de la luminosidad.


Figura 5 Coordenadas tridimensionales del color

Todo color puede representarse, pues, en este espacio tridimensional mediante sus coordenadas (tono, saturación, brillo).

El conjunto formado por el tono y la saturación recibe el nombre de cromaticidad, y mediante un brillo (claridad) predefinida y una ponderación psicológica adecuada, se puede construir el denominado diagrama de cromaticidad uniforme (uniform chromaticity scale), usado con mucha frecuencia en el estudio del color, tanto en investigación como en aplicaciones industriales (figura 6).


Figura 6 Diagrama de cromaticidad

Un clavicordio bien afinado

Junto con la vista y el tacto, el oído es uno de los sentidos llamados físicos debido a la naturaleza del estímulo que produce la sensación, en este caso, las perturbaciones que las ondas sonoras provocan en el tímpano.

Esta sensación puede provenir tanto del área del lenguaje –la comunicación oral, las palabras– como de la música, que es el nombre que reciben los sonidos harmónicos, o del ruido si este sonido es anharmónico. La ausencia de sonido recibe el nombre de silencio, y responde a la ausencia de detección del sonido, no a la ausencia de ondas.

El estudio de las ondas sonoras ha sido uno de los campos más desarrollados de la física (acústica), y eso explica que la medida instrumental del sonido sea relativamente fácil de realizar.

No obstante, es posible explicar las sensaciones sonoras en términos de la física del movimiento ondulatorio y medir magnitudes físicas tradicionales como intensidad, frecuencia, potencia, etc., usando unidades, múltiplos y submúltiplos propios de un sistema convencional de medida, definidos cuidadosamente y con nombres propios (Hz, kHz, MHz, dB, etc.)

Las características fundamentales de toda onda sonora –amplitud, frecuencia fundamental y harmónicos– permiten explicar y definir las tres propiedades básicas de todo sonido: tono, timbre y intensidad.

Nos referimos a tono, elevación del tono o tonalidad cuando hablamos de la frecuencia de vibración fundamental o primer harmónico. Su unidad de medida es la unidad de frecuencia, es decir, el hertz (Hz).

El margen de tonos que el oído humano puede detectar cubre, aproximadamente, desde 15 Hz hasta 20 000 Hz, que corresponden respectivamente a los límites de los sonidos graves y de los agudos.

En el mundo de la música, y antes que se pudiera medir la frecuencia de una onda, se estableció el sistema de notas y octavas como una vía para medir el tono.

Así, la primera octava que se define, la más grave, corresponde, en términos actuales a las frecuencias siguientes: do (16 Hz), re (18 Hz), mi (20 Hz), fa (21,3 Hz), sol (24 Hz), la (26,6 Hz), si (30 Hz); las otras escalas se obtienen multiplicando por un número natural estas frecuencias básicas.

Se define como tono patrón internacional, un diapasón que vibra a 870 Hz, que corresponde a un la.

Obviamente, este sistema corresponde al definido en el mundo occidental, y escogiendo otros espaciados de frecuencias entre notas de obtiene otra gama musical.

Además de estas notas (frecuencias) «básicas», se consideran también los semitonos o tonos intermedios entre dos notas, que en nomenclatura musical corresponden al bemol y al sostenido o diesi.

Existen dos posibles definiciones de los semitonos. Según la primera, se considera una octava dividida en doce semitonos, y la frecuencia se obtiene multiplicando la de la de nota correspondiente por la raíz duodécima de 2. Así, si partimos de un la a 435 Hz, la frecuencia del sostenido será de 460,87 Hz.

La otra posibilidad, utilizada por los profesionales de la música, considera que la diferencia entre dos tonos está formada por nueve comas, un sostenido sube cinco comas la nota inferior, y un bemol baja cinco comas la nota superior. En consecuencia, según esta definición, un la sostenido es más agudo que el siguiente si bemol.

Una segunda característica del sonido es el timbre, que corresponde a la cualidad diferencial entre sonidos producidos por distintos instrumentos. Así, no es el mismo sonido un la de un violín que el mismo la en una tenora o en una trompeta.

El timbre se explica, en términos de acústica, como el conjunto de harmónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Obviamente, si no hay harmónicos, el tono y el timbre de un sonido coinciden.

En términos más simples, el timbre califica el sonido, bien por el instrumento que lo produce, bien por adjetivos como nasal, metálico, etc., y es también el responsable de lo que llamamos color de un sonido, y asimismo la resonancia.

La tercera característica de un sonido es su intensidad, que es tal vez la más fácil de interpretar en términos físicos, ya que corresponde simplemente a la amplitud de la frecuencia o, si se quiere, a la potencia del sonido. Musicalmente, esta intensidad del sonido se representa con los términos italianos pianissimo, piano, mezzoforte, forte, fortissimo, etc., conceptos difusos con fronteras cualitativas, subjetivas y poco definidas.

La combinación de los sonidos elementales puede tener lugar de dos formas diferentes, bien produciendo simultáneamente los sonidos (acorde), bien haciéndolos sonar de forma secuencial en el tiempo (arpegio, melodía, etc.)

Desde un punto de vista científico, el acorde es explicable si se considera como la suma de sonidos elementales (tanto de las frecuencias elementales como de sus harmónicos); así, de acuerdo con las leyes del movimiento ondulatorio, se pueden predecir las características físicas de un acorde, aunque no sea harmónico o agradable de oír.

La confección de un arpegio o de una melodía no es tan simple como es el caso de un acorde. Obviamente, conlleva unas características especiales que hacen de la composición más elemental todo un arte.

Dos características más a tener presentes son el ritmo y el tempo de una serie de sonidos, es decir, características que aparecen cuando combinamos secuencialmente un conjunto de sonidos.

En términos musicales, el concepto de ritmo va unido al compás y a la duración de cada nota, y es sorprendente que el sistema de medida utilizado desde antiguo haya sido un sistema de potencias de dos (redonda, blanca, negra, corchea, semicorchea, fusa y semifusa), y no un sistema decimal tan propio en otros campos de medida.

En el lenguaje, el ritmo de las sílabas, junto con la rima, da lugar a la poesía y a las diferentes formas que puede presentar un poema. Se puede hablar entonces de la métrica de las palabras, la métrica de un verso, etc.

Finalmente, hay que considerar también el tempo de una composición de sonidos, es decir, el número de sonidos fundamentales por unidad de tiempo. En notación musical, se asigna una nota fundamental (pulsación) juntamente con el número de notas fundamentales por minuto, y así se define la velocidad –el tempo– de ejecución de los sonidos que forman la composición.

A ciegas

Pese a ser el tacto el tercer sentido en que la sensación es producida por un estímulo físico, es también uno de los sentidos en que la interpretación y la medida de las sensaciones están menos sistematizadas, sobretodo si se compara con el resto de sentidos físicos, como la vista o el oído.

Tal vez sea explicable esta falta de sistematización si se tienen presentes las connotaciones especiales de este sentido.

En primer lugar, el tacto es un sentido que a menudo usamos conjuntamente con otros, de forma que las sensaciones táctiles completan o complementan las recibidas por los demás sentidos, y forman lo que podríamos llamar una «sensación compuesta», que dificulta el estudio de la sensación puramente táctil.

Quizás, únicamente aquellas personas faltas de otros sentidos, como es el caso de los ciegos –el ejemplo más difundido– han sabido desarrollar en toda su potencialidad el sentido del tacto. Para el resto de personas, es un sentido secundario, y una buena prueba de la falta de ejercicio consciente de este sentido es la falta de acierto al interpretar sensaciones puramente táctiles sin la ayuda, por ejemplo, de la vista.

Una dificultad añadida para el estudio de este estado es la multiplicidad y diversidad de sensaciones que se pueden recibir a través de esta vía.

Es posible, mediante el tacto, notar la consistencia de un cuerpo (si es duro o blando, flexible o rígido), de su peso (ligero, pesado), del estado físico (sólido, líquido), de su fluidez (viscosidad), de su rugosidad, de su forma, de su volumen, de si es suave o rasposo, etc. Si la sensación táctil se complementa con el sentido del equilibrio, se puede asumir la situación espacial (lejos, cerca, vertical, horizontal, etc.).

Estas sensaciones podrían, ni que fuera de una forma simplista, relacionarse con la presión que ejercemos cuando tocamos un cuerpo y con la respuesta que recibimos. El estímulo se produce en las células sensibles situadas en la piel, y somos capaces de interpretar y medir tanto la presión como la fricción.

Pero también podemos sentir a través del tacto la temperatura de un cuerpo. Podemos interpretar si está caliente, frío o templado, conceptos relativos y difusos, ya que dependen tanto del cuerpo que tocamos como del entorno y del instrumento de medida.

A una misma temperatura, un cuerpo puede sentirse caliente en invierno, y frío, o por lo menos fresco, en verano; si el tacto va acompañado de la visión del cuerpo, tendremos tendencia a considerar más caliente un objeto rojo que uno azul, uno de madera que uno metálico, etc.

En el caso del tacto, el instrumento de medida no queda como un simple instrumento pasivo, como actúan la retina o el tímpano, por ejemplo, sino que puede interaccionar con el cuerpo objeto de medida. Por muchas veces que miremos una toalla de rizo de color verde, su color verde no cambiará; ahora bien, su textura, su suavidad irá modificándose a medida que interaccionemos con ella. El sudor, la grasa, la humedad, el polvo que depositaremos en el momento de tocar la toalla van modificando sus propiedades táctiles y, por lo tanto, la sensación producida.

Además, el sentido del tacto no está tan localizado como la vista y el oído, sino que se extiende por todo el cuerpo de manera no uniforme, es decir, con diferentes umbrales de percepción, con diferente sensibilidad frente a los estímulos.

¿Cómo podemos definir, en estas circunstancias, una magnitud y unas escalas de medida? Ciertamente, es una tarea difícil que, a menudo, se soluciona mediante un sistema de comparación con unos «patrones» preparados al efecto o memorizados.

Puede parecer que el tacto es un sentido «menor», secundario, difícil de sistematizar y poco de fiar. A pesar de estas características poco alentadoras, todos lo valoramos cuando, por accidente, nos falta, o cuando nuestra salud es juzgada por una interpretación táctil (el tacto, en medicina, se sigue utilizando como una poderosa herramienta de diagnóstico).

El secreto del gourmet

El sentido del gusto está localizado en la cavidad bucal, esencialmente a la lengua, y responde a los estímulos provocados sobre las pupilas gustativas por algunas moléculas de la sustancia probada.

El hecho de que la sensación producida, el sabor de una sustancia, sea una consecuencia de la interacción con las papilas de ciertas moléculas hace que sea, junto con el olfato, uno de los sentidos llamados químicos.

El estudio de cómo se produce esta interacción ha dado lugar a diversas teorías, todas ellas incompletas, que hacen de estos dos sentidos los más difíciles de sistematizar, o por lo menos, los que tienen una interpretación menos estructurada si se comparan con los físicos. Así, se ha explicado la interacción como un efecto producido por el encaje entre la molécula y la papila, es decir, una interpretación estérica. Sólo ciertas moléculas, con una forma y un volumen que encajen en las papilas podrían, según esta interpretación, producir la sensación gustativa, y es inmediato pensar en la existencia de papilas especializadas que responden a un cierto tipo de moléculas y, por tanto, producen una sensación específica.

Aunque este punto se confirme, y que existan en la lengua zonas sensibles, mayoritariamente, a un determinado sabor, esta teoría no explicaría por qué moléculas totalmente diferentes producen la misma sensación gustativa, como es el caso del azúcar y los edulcorantes artificiales (sacarina, monoglicirrinatos, ciclamatos, etc.)

Es lógico pensar, entonces, en una explicación fundamentada en la distribución de cargas electrónicas en la molécula, hecho que implica la existencia de unos ciertos patrones electrónicos de sabor, sólo reconocibles por un determinado tipo de células.

No obstante, la falta de una explicación tan contundente como las de que disponemos para la vista o el oído, no ha dificultado la definición de unas sensaciones básicas, o por lo menos de referencia, que son: el gusto ácido, que corresponde al de una solución diluida de ácido acético; el amargo, o gusto de una solución diluida de cloruro de potasio; el dulce, obviamente el de una solución diluida de azúcar, y el salado, que corresponde a una solución de cloruro de sodio. Hay quien también considera como gusto básico a añadir a los cuatro fundamentales el gusto metálico.

Sin embargo, esta definición de las cuatro o cinco sensaciones gustativas básicas parece estar muy lejos de la realidad que cada día experimentamos. Y es que no parece nada fácil definir, sólo en función de estas sensaciones básicas, el gusto de una chuleta asada, de un níscalo, de un vino blanco de Alella o de un buen cava del Penedès.

Esta dificultad nace del hecho que el gusto es un sentido que, a menudo, utilizamos conjuntamente con los otros sentidos. Así, hablamos del sabor, la textura o la palatabilidad cuando queremos expresar la sensación producida conjuntamente por el gusto y el tacto (una tajada tierna, melosa, reseca, etc.) No valoramos exactamente igual una chuleta asada, o un níscalo a la piedra, calientes o fríos.

Hablamos del aroma (en inglés, flavour), cuando unimos al gusto la sensación producida por el olfato al detectar el olor por la cavidad nasal, aroma que puede llegar a ser totalmente diferente del que sentimos por inspiración a través de los conductos nasales. Incluso el oído puede unirse a una sensación de gusto. El sonido crujiente de una patata frita o de una galleta son indicios de cuál será la sensación de textura posterior.

La educación, junto con el entrenamiento para sentir e interpretar este conjunto de sensaciones, es una característica propia de un gourmet. Este amplio abanico de sensaciones proporciona al sentido del gusto una connotación de placer, más allá de la simple función de subsistencia o de relación social.

El encanto del perfume

Como el gusto, el olfato es un sentido químico, por ser la sensación de olor producida por la interacción de moléculas volátiles con las células que forman la pituitaria. Las teorías que se han elaborado para explicar la sensación de olor han seguido las mismas vías que las relativas al gusto y, como éstas, también resultan incompletas. Una característica especial del olor es que las moléculas responsables de la interacción deben ser volátiles, es decir, tienen que poder llegar a la pituitaria. La diferente «velocidad» a la que tales moléculas llegan y producen una sensación permite distinguir –en cualquier olor, pero especialmente en el caso del perfume– tres caracteres bien definidos. Así, se habla de «cabeza» de un perfume como la primera sensación que éste provoca y que responde a la interacción de las moléculas más volátiles que lo constituyen. Esta sensación es la responsable del carácter fresco de un olor y suele desaparecer transcurrido no mucho tiempo.

Un segundo carácter es el «cuerpo» o la base del perfume, que corresponde a la sensación que queda, una vez ha desaparecido la cabeza. Se puede considerar que este cuerpo es el verdadero olor del perfume, a pesar de no existir una precisa frontera que establezca cuándo se pasa de sentir una sensación de cabeza a una sensación de base.

El tercer carácter es la «cola» del perfume, aquella sensación producida por las moléculas menos volátiles, que son detectadas cuando ha desaparecido el cuerpo del olor, y que permite calificar a un olor de fijo o cálido.

Obviamente, el conjunto de estas tres características forman el olor propio de un perfume, aunque generalmente sean diferentes, puesto que responden a la interacción de diferentes moléculas y sustancias químicas.

En este punto, hay que destacar que una esencia básica, por ejemplo, un aceite esencial de tomillo, puede estar formada por más de un centenar de compuestos químicos distintos, en unas proporciones características, y que un perfume generalmente está formado por la mezcla de diferentes aceites esenciales en proporciones también diferentes.

Así pues, las posibilidades de combinación y de sensaciones que se pueden llegar a obtener son prácticamente infinitas y, como consecuencia de ello, la dificultad para caracterizar sensorialmente un olor resulta extraordinaria.

El arte de saber confeccionar un olor predefinido, el arte de saber combinar cuidadosamente mezclas de aceites esenciales (por otro lado, productos generalmente naturales y, por tanto, de composición no estrictamente constante), es el arte del perfumista, oficio que se aprende experimentalmente y que requiere unas cualidades olfativas y una sensibilidad especiales.

Consecuencia de esta complejidad es que el lenguaje empleado para verbalizar las características de un olor sea muy difuso, se complemente con otras sensaciones (hablamos de notas verdes, tonos afrutados, etc.) y que no se haya establecido un conjunto de olores de referencia, tal como ha sido posible desarrollar para otros sentidos.

Se utilizan palabras, denominadas «descriptores», con el fin de reflejar la sensación. Estos descriptores sí han sido recopilados (Arctander) y constituyen una guía para la definición semántica del olor. A modo de ejemplo, y como muestra de su diversidad, en el recuadro adjunto se resumen los 121 descriptores empleados.

Tabla 1. Descriptores semánticos más utilizados para el gusto y el olor

Àcid

Farratge

Molsa d'alzina

Afruitat

Fenol

Oliós

Agre

Fermentat

Opopònac

Albercoc

Flor de taronger

Oriental

Aldehídic

Floral

Pa

Algues

Flors exòtiques

Pebre

Aliaci

Fongs

Pell de poma

Almesc

Fonoll

Pera

Ambre

Formatge

Petitgrain

Ametlla

Fronda

Pi

Ametlla amargant

Fullam

Picant

Animal

Fulles de violeta

Pinya tropical

Anís

Fumat

Plàtan

Arç blanc

Fusta

Pols

Arrels

Gardènia

Préssec

Avellana

Gasós

Pruna

Balsàmic

Gerani

Químic

Bergamota

Gerd

Quinona

Bodega

Gespa

Quitrà

Bolet

Gessamí

Rave

Cacau

Gla

Raïm

Cafè

Greix

Ranci

Càmfora

Heliotropi

Rosa

Caramel

Herbaci

Rom

Ceba

Hibisc de mese

Sàlvia

Cera

Ilang-Ilang

Senet de l'Índia

Cinàmic

jacint

Sofre

Cirera

Lila

Tabac

Cítric

Lliri

Taronja

Coco

Lliri de Florència

Te

Cogombre

Maduixa

Terra

Col

Mandarina

Vainilla

Conyac

Medicinal

Vegetal

Cremat

Mel

Verd

Cremós

Menta

vi

Cuir

Metàl·lic

Violeta

Cumarina

Mimosa

 

Escorça

Molsa

 


Un instrumento de medida hecho de personas

Cuando se intenta realizar una medida sensorial, principalmente relacionada con el sentido del gusto o del olfato (en ocasiones, también con el tacto), que refleje las peculiares características de cada sentido y las connotaciones subjetivas de las personas que experimentan la sensación, se utiliza el «grupo de degustación» o, siguiendo el término inglés popularizado, el «panel de prueba».

El instrumento de medida está formado por un grupo de personas, que pueden ser expertas o no, quienes ante un mismo estímulo sensorial emiten un juicio concreto y específico. El hecho de que las personas que forman el grupo sean expertas o no, depende de los objetivos que se pretendan alcanzar con el ensayo. Un grupo de expertos puede emitir un juicio más «cualificado», mucho más preciso, y valorar características sensoriales propias de quien tiene una sensabilidad muy desarrollada, a pesar de que ello no sea representativo de lo que la mayoría de personas pueda expresar.

En cambio, si el objetivo es obtener una opinión representativa de la mayoría, entonces el grupo estará formado por personas no expertas, aunque con un mínimo entrenamiento acerca del tipo de prueba que van a realizar.

La operación de solicitar un juicio puede parecer muy simple, pero la voluntad de garantizar objetividad implica la necesidad de tomar ciertas precauciones en el proceso. Así, hay que garantizar la inexistencia de factores externos que puedan condicionar la respuesta, tanto de manera consciente (prejuicios, opiniones externas, etc.) como inconsciente (redacción del cuestionario, orden de presentación y rotulación de muestras, acondicionamiento del lugar de ensayo, etc.); en estas situaciones, es muy recomendable seguir las indicaciones propuestas por normas como las UNE 87001 – 87025, entre otras.

Sin duda, hay que garantizar la constancia en la percepción de la sensación probada. Así, es necesario estudiar cómo responde el sentido ejercitado cuando se restablece a la situación de reposo con el fin de poder efectuar, si se precisa, repeticiones de la degustación partiendo de estados sensoriales lo más parecidos posible entre sí (ventilación de la sala, agua para enjuagar, lavado de manos, etc.).

Los tipos de pruebas más empleados por un grupo de degustación pueden clasificarse de «cualitativas o de detección» y «cuantitativas o de puntuación».

En una prueba de puntuación se presenta a cada persona una serie de muestras diferentes, por su composición y naturaleza, y se les pide una ordenación o puntuación en función de la intensidad de la sensación que producen, para poder concluir si existen diferencias significativas entre las muestras.

Evidentemente, es muy importante definir con exactidad cuál es la sensación que se desea valorar, así como la escala de puntuación u ordenación (límites, intervalos, etc.). A menudo, en la realización de la prueba se incluye una muestra de referencia físicamente presente, a la que podremos recurrir si es necesario.

El tratamiento estadístico de las respuestas permite obtener un valor o conclusión representativos de la opinión del grupo. Para este tratamiento existen diferentes tipos de pruebas estadísticas que dependen del tipo de respuesta solicitada. En general, se trata de pruebas no paramétricas, de ordenación; la más empleada es la denominada «prueba de Kramer».

Finalmente, las pruebas cualitativas pretenden detectar diferencias entre muestras. La prueba más habitual es la llamada «prueba triangular», que consiste en presentar tres muestras, dos iguales y una diferente, y preguntar cuál es la distinta. Se trata de una situación típica de aplicación de la distribución binomial, con una probabilidad elemental de acierto aleatorio igual a 1/3, y es posible calcular la probabilidad que se produzca un número determinado de aciertos puramente al azar para el conjunto del grupo de degustación.

Se considerará una diferenciación significativa cuando se produzca un número de aciertos que sería poco probable de darse por casualidad (al azar). Así, en un grupo de diez personas, la probabilidad que, por casualidad, se produzcan diez aciertos es de 0,000017, es decir, que si se han producido, sólo hay una posibilidad de 17 veces entre un millón que haya sido al azar, por lo que concluiremos que existe una diferencia significativa entre las muestras.

En pruebas cuantitativas, cuyo objetivo es obtener una valoración «numérica» de una sensación, además de las dificultades en definir con precisión la sensación y la escala de puntuación, se añade un problema de «calibración». Un primer problema que se puede presentar es el sesgo de los jueces a la hora de valorar una misma muestra. En la figura 7 se muestran las distribuciones de las puntuaciones de diez jueces al valorar una misma muestra de merlot. Puede observarse cómo las puntuaciones de los cuatro últimos jueces son inferiores a los de los seis primeros, debido tal vez a un criterio subjetivo diferente.


Figura 7 Puntuaciones originales de 10 jueces a una misma muestra de merlot

Este sesgo, que podríamos considerar como un «desajuste del cero», puede corregirse efectuando un centrado de los datos, es decir, transformando las puntuaciones originales de cada juez (Xij) en función de su media (MJi) y su media global (MG), según la siguiente expresión:

Cij = Xij – (MG – MJi)

donde i representa al juez i , y j una repetición de la puntuación dada por el juez i.

El resultado de esta transformación, centrado, se muestra en la figura 8, en la que se manifiesta la corrección realizada en el sesgo original entre jueces.


Figura 8 Puntuaciones de los jueces a la misma muestra de merlot una vez centradas

Si el centrado de puntuaciones elimina el sesgo entre jueces, no afectará a la dispersión de las puntuaciones, como se muestra en la figura 8 para los cuatro últimos jueces. Esta dispersión puede ser debida a la diferente sensibilidad entre jueces, a la falta de entrenamiento, etc.

Una posibilidad para eliminar estas diferencias en la dispersión consiste en autoescalar las puntuaciones, operación empleada muy a menudo por la quimiometría y la estadística. Simplemente consiste en definir nuevas puntuaciones según la relación:

Zij = (Xij – MJi) / SJi

donde SJi es la desviación estándar de las puntuaciones del juez i. En la figura 9 se muestra el resultado de este autoescalado y se evidencia cómo las puntuaciones transformadas resultan homogéneas.


Figura 9 Puntuaciones de los jueces a la misma muestra de merlot una vez autoescaladas

Una vez «calibrado», el instrumento de medida puede emplearse con confianza en pruebas cualitativas o cuantitativas, cuyos resultados se analizan mediante las técnicas estadísticas convencionales (en general, monovariantes) como pueden ser las pruebas de hipótesis paramétricas, el análisis de varianza, regresión, correlación, etc.

La estadística hecha orquesta

La panorámica sobre los sentidos quedaría incompleta si no se considerara que, generalmente, una sensación es el fruto de un conjunto, más o menos complejo, de estímulos. Esto es evidente en el caso de los sentidos químicos que responden a un conjunto de sustancias presentes (o no) en unas proporciones definidas en el estímulo. Este conjunto es el responsable de la sensación y, en consecuencia, hay que considerarlo globalmente y en relación con la respuesta sensorial.

Por ejemplo, pensemos qué compuestos químicos pueden ser los responsables del carácter fresco de un perfume o del cuerpo de un vino o un café. Este estudio no es abordable con una respuesta y unas técnicas de análisis de datos, monovariante y unidimensional. La situación corresponde a la confrontación de un bloque de datos «químicos» con uno de datos «sensoriales», para de su estudio poder obtener información relevante sobre los bloques (relaciones, estructuras, proporcionalidades, etc.). No resulta aquí adecuada una estrategia basada en el estudio de respuestas mono(di)variantes, ni tan sólo hecho de manera secuencial (musicalmente, un arpegio); hay que considerar el conjunto de datos globalmente y analizar sus posibles interrelaciones e interacciones. Se requiere un instrumento que permita estudiar no sólo arpegios, sino también acordes.

En este sentido, la estadística nos ofrece una poderosa herramienta, una verdadera orquesta, las denominadas técnicas de análisis multivariado, que hoy día, con la incorporación de la informática, han perdido su dificultad matemática y de cálculo para convertirse en métodos de fácil aplicación.

Sin ánimo de ser exhaustivos, entre las técnicas de análisis multivariado de uso frecuente en la actualidad, cabe citar:

- Análisis de componentes principales (ACP o PCA), el análisis factorial y el análisis factorial de correspondencias (AFC o CFA), cuyo objetivo básico es el estudio y detección de qué variables (químicas y/o sensoriales) aportan (o no) información en el momento de analizar un conjunto de datos de forma significativa, así como poner de manifiesto la posible existencia de estructuras no evidentes de las muestras.

En la figura 10 se muestran los resultados (simplificados) de un análisis de componentes principales realizado sobre los datos correspondientes a la fracción esterólica de 45 muestras de café (arábica y robusta) y dos descriptores sensoriales (cuerpo en boca y aspecto visual).


Figura 10 Resultados de una ACP sobre 45 muestras de café

Se detectan fácilmente dos grupos de muestras (que corresponden a ambas variantes de café) y una relación importante entre las variables químicas y sensoriales (Sti y Sit con aspecto, y Cam y Ave con cuerpo).

- Técnicas de clasificación (cluster analysis) y análisis discriminante. Estas técnicas permiten, atendiendo a todas las variables que, en cada caso, se consideren, establecer e identificar grupos de muestras (cluster analysis) y definir fronteras de cada grupo (análisis discriminante), de forma que una nueva muestra pueda ser clasificada «numéricamente» en alguno de los grupos definidos.

Cuando es posible, estas técnicas se aplican conjuntamente con las mencionadas antes. En la figura 11 se muestra el dendrograma obtenido al clasificar las 45 muestras de café en función de su fracción esterólica.


Figura 11 Dendrograma de las 45 muestras de café, según su fracción esterólica

En este dendrograma se destaca la presencia de dos muestras anómalas de la variedad robusta y de dos grupos bien definidos que contienen, uno, todas las muestras de la variedad arábica, y otro, el resto de muestras de robusta. En congruencia con los resultados anteriores de ACP, puede deducirse que las diferencias entre ambas variedades son debidas a los contenidos en los esteroles Ave y Sit (hay que recordar que se trata de una versión simplificada).

¿Cuál sería el futuro más previsible... si no es ya realidad?

Este artículo ha pretendido, brevemente, recopilar los esfuerzos realizados hasta el momento para medir las sensaciones de una manera científica, si bien empleando los sentidos y, por tanto, su subjetividad. Apoyándose en otras ciencias, como por ejemplo la física, se han propuesto explicaciones para las sensaciones de los sentidos «físicos» (vista y oído) que, por ahora, resultan satisfactorias. El recurso a la química y la estadística parece abrir nuevos y prometedores campos de investigación que pueden conducir a resultados espectaculares, tanto en el ámbito teórico como práctico.

¿Cuál puede ser la respuesta en el futuro próximo para estas cuestiones? Si un micrófono se puede considerar un oído artificial, si es posible construir una nariz o una lengua artificial, si se puede construir nanosensores que simulen una nariz o una lengua artificial, y un nanochip consigue procesar esta información... ¿qué nuevos campos de investigación (fisiológica, neurológica, instrumental, etc.) se abren? Las respuestas a éstas, y muchas otras, cuestiones ya están a nuestro alcance.


 

[+CIENCIA]
19/07/04
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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