Investigadores suizos han descubierto cómo funciona el cerebro cuando tarareamos mentalmente una canción, un resultado que puede ayudar a las personas que han perdido la capacidad de hablar por causa de una patología cerebral.
Cuando escuchamos música, el cerebro activa diferentes regiones para tratar las altas y bajas frecuencias, permitiéndonos así percibir las melodías tal como las escuchamos. Esta actividad cerebral se puede conocer con relativa facilidad, ya que existen diferentes tecnologías para registrar las repuestas neuronales a cada uno de los sonidos y analizarlas.
Sin embargo, comprender la actividad cerebral cuando tarareamos mentalmente una canción, sin estimulación auditiva alguna, es algo más complicado: necesitamos relacionar una reacción neuronal a cada una de las partes de la canción cantada mentalmente, tal como podemos hacer cuando escuchamos realmente la canción que estamos cantando.
El problema radica que el sonido de esa canción mental no provoca ninguna estimulación auditiva y este problema es el que han resuelto investigadores de la Cátedra Defitech y de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en Suiza, en colaboración con la universidad de Berkeley, según se informa en un comunicado.
Este equipo internacional de científicos trabajó con un paciente epiléptico que además es un pianista experimentado. En una primera fase de la investigación, este paciente tocó una pieza de música en un piano electrónico que tenía activado el sonido, al mismo tiempo que su actividad cerebral era registrada.
En una segunda fase, los investigadores pidieron al paciente que tocara la misma pieza de música con el sonido del piano desactivado, imaginándose la melodía correspondiente a cada movimiento. En esta segunda fase también se registró su actividad cerebral, con la única diferencia de que la música no sonaba físicamente, sino sólo en el interior de su mente.
Misma reacción
Después de ambas fases, los investigadores pudieron establecer la reacción cerebral del paciente ante cada movimiento musical y comparar los resultados obtenidos en ambas experiencias.
El gran descubrimiento de esta experiencia es que en el caso de la música imaginaria, el córtex auditivo y las diferentes partes del cerebro que tratan las diferentes informaciones auditivas, como las altas y bajas frecuencias, reaccionan de la misma forma que si estuvieran escuchando una música sonora y no meramente mental.
Los autores de esta investigación, publicada en la revista Cerebral Cortex, indican que pudieron cartografiar las partes del cerebro afectadas según su función en este proceso, así como sus reacciones a los sonidos audibles e imaginarios.
“Encontramos campos receptivos espectrotemporales robustos durante las imágenes auditivas con una superposición sustancial, pero no completa, en la sintonización de frecuencia y la ubicación cortical, en comparación con los campos receptivos medidos durante la percepción auditiva”, señalan en su artículo.
Para conseguirlo, usaron una técnica conocida como electrocorticografía (ECoG), que se vale de electrodos colocados directamente sobre la superficie expuesta del cerebro para registrar la actividad eléctrica de la corteza cerebral.
Esta técnica es empleada generalmente en el tratamiento de la epilepsia con enfermos que no soportan los medicamentos, motivo por el cual escogieron al paciente de esta investigación. Además, permite medir las respuestas cerebrales en una buena resolución espacial y temporal al ritmo de la rapidez de las respuestas neuronales.
Cuando escuchamos música, el cerebro activa diferentes regiones para tratar las altas y bajas frecuencias, permitiéndonos así percibir las melodías tal como las escuchamos. Esta actividad cerebral se puede conocer con relativa facilidad, ya que existen diferentes tecnologías para registrar las repuestas neuronales a cada uno de los sonidos y analizarlas.
Sin embargo, comprender la actividad cerebral cuando tarareamos mentalmente una canción, sin estimulación auditiva alguna, es algo más complicado: necesitamos relacionar una reacción neuronal a cada una de las partes de la canción cantada mentalmente, tal como podemos hacer cuando escuchamos realmente la canción que estamos cantando.
El problema radica que el sonido de esa canción mental no provoca ninguna estimulación auditiva y este problema es el que han resuelto investigadores de la Cátedra Defitech y de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en Suiza, en colaboración con la universidad de Berkeley, según se informa en un comunicado.
Este equipo internacional de científicos trabajó con un paciente epiléptico que además es un pianista experimentado. En una primera fase de la investigación, este paciente tocó una pieza de música en un piano electrónico que tenía activado el sonido, al mismo tiempo que su actividad cerebral era registrada.
En una segunda fase, los investigadores pidieron al paciente que tocara la misma pieza de música con el sonido del piano desactivado, imaginándose la melodía correspondiente a cada movimiento. En esta segunda fase también se registró su actividad cerebral, con la única diferencia de que la música no sonaba físicamente, sino sólo en el interior de su mente.
Misma reacción
Después de ambas fases, los investigadores pudieron establecer la reacción cerebral del paciente ante cada movimiento musical y comparar los resultados obtenidos en ambas experiencias.
El gran descubrimiento de esta experiencia es que en el caso de la música imaginaria, el córtex auditivo y las diferentes partes del cerebro que tratan las diferentes informaciones auditivas, como las altas y bajas frecuencias, reaccionan de la misma forma que si estuvieran escuchando una música sonora y no meramente mental.
Los autores de esta investigación, publicada en la revista Cerebral Cortex, indican que pudieron cartografiar las partes del cerebro afectadas según su función en este proceso, así como sus reacciones a los sonidos audibles e imaginarios.
“Encontramos campos receptivos espectrotemporales robustos durante las imágenes auditivas con una superposición sustancial, pero no completa, en la sintonización de frecuencia y la ubicación cortical, en comparación con los campos receptivos medidos durante la percepción auditiva”, señalan en su artículo.
Para conseguirlo, usaron una técnica conocida como electrocorticografía (ECoG), que se vale de electrodos colocados directamente sobre la superficie expuesta del cerebro para registrar la actividad eléctrica de la corteza cerebral.
Esta técnica es empleada generalmente en el tratamiento de la epilepsia con enfermos que no soportan los medicamentos, motivo por el cual escogieron al paciente de esta investigación. Además, permite medir las respuestas cerebrales en una buena resolución espacial y temporal al ritmo de la rapidez de las respuestas neuronales.
Esquema de la experiencia. (A) El participante toca una pieza en el piano electrónico, con sonido. (B) El participante toca la misma pieza, pero con el sonido desactivado, imaginándose la música que está tocando. En ambos casos, el sonido generado por el piano, con y sin estimulación auditiva, provocó la misma reacción neuronal. Ecole Polytechnique Federale de Lausanne.
Esperanza para los afásicos
El objetivo final de los investigadores es aplicar estos resultados al lenguaje de las personas que hayan perdido la capacidad de hablar debido a una patología cerebral (afasia). En este sentido, reconocen que este objetivo es lejano todavía, porque el lenguaje es un sistema mucho más complicado que el de la música, ya que implica numerosas etapas para su tratamiento.
Por otro lado, la tecnología empleada es muy invasiva, ya que implica implantar electrodos profundamente en la caja craneal, por lo que deberá evolucionar para que pueda medir de manera más práctica y sencilla la actividad cerebral implicada en el lenguaje.
Por último, los investigadores se proponen ampliar el campo de investigación a pacientes afásicos, con la finalidad de ver si los sonidos que imaginan de las palabras pueden también ser registrados y descubrir así los mecanismos cerebrales implicados.
Al final de este proceso, si todo sale bien, las personas que se hayan sufrido trastornos en el lenguaje podrían leer su discurso mental y reproducirlo vocalmente, trascendiendo así los efectos de la patología cerebral origen de su afasia.
El objetivo final de los investigadores es aplicar estos resultados al lenguaje de las personas que hayan perdido la capacidad de hablar debido a una patología cerebral (afasia). En este sentido, reconocen que este objetivo es lejano todavía, porque el lenguaje es un sistema mucho más complicado que el de la música, ya que implica numerosas etapas para su tratamiento.
Por otro lado, la tecnología empleada es muy invasiva, ya que implica implantar electrodos profundamente en la caja craneal, por lo que deberá evolucionar para que pueda medir de manera más práctica y sencilla la actividad cerebral implicada en el lenguaje.
Por último, los investigadores se proponen ampliar el campo de investigación a pacientes afásicos, con la finalidad de ver si los sonidos que imaginan de las palabras pueden también ser registrados y descubrir así los mecanismos cerebrales implicados.
Al final de este proceso, si todo sale bien, las personas que se hayan sufrido trastornos en el lenguaje podrían leer su discurso mental y reproducirlo vocalmente, trascendiendo así los efectos de la patología cerebral origen de su afasia.
Referencia
Neural Encoding of Auditory Features during Music Perception and Imagery. Cereb Cortex. 2017 Oct 27:1-12. doi: 10.1093/cercor/bhx277.
Neural Encoding of Auditory Features during Music Perception and Imagery. Cereb Cortex. 2017 Oct 27:1-12. doi: 10.1093/cercor/bhx277.