Esta pregunta probablemente debería estar bajo biología o fisiología humana.
No lo sé, pero supongo:
Usando una combinación de cosas: la forma del oído, el hecho de que tenemos audición estéreo y, probablemente, una conexión entre nuestro centro de procesamiento auditivo y nuestra conciencia espacial.
Imagino que la forma de la oreja, que es bastante compleja y compleja simplemente para canalizar el sonido hacia el orificio de la oreja, tiene un efecto que conserva cierta información que ayuda a determinar la dirección.
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La audición estéreo permite que cada oído reciba información sobre la dirección relativa, de la misma manera que las distintas imágenes superpuestas que obtenemos a través de la visión estereoscópica nos ayudan a determinar la distancia. Nuestras cabezas están en movimiento, haciendo o puntos de datos distintos.
La conciencia espacial es como un mapa aproximado de nuestro entorno: si sabes que un sonido no puede provenir de un lugar determinado, pero proviene de esa dirección, la ubicación debe estar más allá, arriba o debajo de esa ubicación.
Además de esto, parece que no somos tan buenos en esto: a menudo parece que primero reaccionamos a un sonido en la dirección en el mismo plano que somos (derecha, izquierda, frente, atrás, NO arriba / abajo) y solo escuchando más de cerca (inclinando la cabeza, moviéndolo, etc.) obtenemos una ubicación más precisa.