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Cómo el cerebro reconoce los sonidos del habla se revela
Investigadores de la Universidad de California en San Francisco muestran en un nuevo estudio, publicado en la revista Ciencia - que la forma del sonido por nuestra boca deja "un rastro acústico" que el cerebro sigue.
Los científicos han sabido por algún tiempo que es la circunvolución temporal superior (STG, también conocida como "área de Wernike") donde se interpretan los sonidos del habla. Pero no se sabe mucho sobre cómo el cerebro realmente procesa el habla.
Para investigar esto, los investigadores de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) colocaron dispositivos de registro neuronal directamente en la superficie de los cerebros de seis pacientes sometidos a cirugía de epilepsia. Esto permitió a los investigadores capturar cambios muy rápidos en el cerebro.
El cerebro está "sintonizado" con el habla
Este fue uno de los estudios más avanzados de la interpretación del habla del cerebro. Los estudios anteriores solo habían podido analizar las respuestas neuronales a solo un puñado de sonidos de habla naturales o sintetizados, pero debido a la velocidad de la tecnología utilizada por el equipo de UCSF, pudieron usar todo tipo de sonidos de voz en el idioma inglés, varias veces.
Los investigadores recopilaron datos de los STG de los pacientes mientras escuchaban 500 oraciones en inglés únicas pronunciadas por 400 personas diferentes.
Lo que los investigadores esperaban era que los cerebros de los pacientes respondieran a los "fonemas". Los fonemas son los segmentos de sonido individuales que componen el lenguaje; los investigadores dan el ejemplo del sonido b en "niño".
En cambio, los investigadores encontraron que el cerebro estaba "sintonizado" a una función aún más simple del lenguaje, algo que los lingüistas llaman "características". Las características son "firmas acústicas" distintivas que hace el cuerpo humano cuando movemos nuestros labios, lengua o cuerdas vocales.
Plosivas y fricativas
Un tipo de característica se llama "plosivos": ocurre cuando, para producir un cierto sonido del habla, el hablante tiene que usar los labios o la lengua para obstruir el flujo de aire de sus pulmones, lo que provoca una breve explosión de aire. Ejemplos de plosivas son las consonantes p, t, k, b y d.
Otro tipo de característica son las "fricativas": estos sonidos se producen cuando las vías respiratorias están obstruidas solo parcialmente, lo que causa fricción en el tracto vocal. S, z y v son ejemplos de fricativas.
Analizando los datos de los cerebros de los pacientes, los investigadores vieron que los STG de los pacientes "se iluminan" cuando los participantes escucharon las diferentes características del habla. El equipo descubrió que el cerebro reconocía la "turbulencia" creada por una fricativa, o el "patrón acústico" de una oclusiva, en lugar de fonemas individuales como b o z.
Suena como 'formas'
Los investigadores comparan este sistema para interpretar las "formas" de los sonidos con la forma en que el cerebro reconoce los objetos visuales usando bordes y formas. El sistema visual nos permite identificar objetos conocidos independientemente de la perspectiva desde la que los estamos viendo, por lo que los investigadores piensan que tiene sentido que el cerebro aplique un algoritmo similar para entender el sonido.
El autor principal del estudio, el Dr. Edward F. Chang, dice:
"Son las conjunciones de respuestas en combinación las que te dan la idea más alta de un fonema como objeto completo. Al estudiar todos los sonidos del habla en inglés, encontramos que el cerebro tiene una organización sistemática para las unidades básicas de sonido, algo así como elementos en la tabla periódica ".
El equipo de UCSF espera que sus hallazgos contribuyan a solucionar los trastornos de la lectura. En un trastorno de la lectura, el cerebro mapea incorrectamente las palabras impresas en los sonidos del habla.
Pero el equipo cree que los hallazgos son significativos por sí mismos. "Este es un vistazo muy intrigante en el procesamiento del habla", dice Chang. "Se han identificado las regiones cerebrales donde se procesa el habla en el cerebro, pero nadie ha sabido realmente cómo ocurre ese procesamiento".
Recientemente, Noticias médicas hoy informaron sobre un estudio que encontró que el habla usa ambos lados del cerebro, anteriormente los científicos pensaban que solo la mitad del cerebro se usaba para el habla y el lenguaje.
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