Por primera vez, los neurocientíficos del MIT han logrado identificar una población de neuronas en el cerebro humano que se activa cuando escuchamos cantar, pero no cuando se escucha otros tipos de música.
Estas neuronas se encuentran en la corteza auditiva, y a decir de los científicos parecen responder a la combinación específica de voz y música, pero no al habla normal ni a la música instrumental.
Aún se desconoce exactamente lo que están haciendo, por lo que se requerirá más trabajo para descubrirlo,- dicen los investigadores.
Sam Norman-Haignere, autor principal del estudio, ex postdoctorado del MIT que ahora es profesor asistente de neurociencia en el Centro Médico de la Universidad de Rochester, dice al respecto:
“El trabajo proporciona evidencia de una segregación de funciones relativamente fina dentro de la corteza auditiva, de una manera que se alinea con una distinción intuitiva dentro de la música”.
El trabajo se basa en un estudio de 2015 en el que el mismo equipo de investigación utilizó imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para identificar una población de neuronas en la corteza auditiva del cerebro que responde específicamente a la música.
En el nuevo trabajo, los investigadores utilizaron registros de actividad eléctrica tomados en la superficie del cerebro, lo que les proporcionó información mucho más precisa que la resonancia magnética funcional.
Norman-Haignere, agrega:
“Hay una población de neuronas que responde al canto, y luego, muy cerca, hay otra población de neuronas que responde ampliamente a mucha música. A la escala de resonancia magnética funcional, están tan cerca que no se pueden separar, pero con las grabaciones intracraneales, obtenemos una resolución adicional, y eso es lo que creemos que nos permitió separarlos”.
En el estudio del 2015 , los expertos utilizaron fMRI para escanear los cerebros de los participantes mientras escuchaban una colección de 165 sonidos, incluidos diferentes tipos de habla y música, así como sonidos cotidianos como el golpeteo de los dedos o el ladrido de un perro. En ese estudio, los científicos idearon un método novedoso para analizar los datos de fMRI, que les permitió identificar seis poblaciones neuronales con diferentes patrones de respuesta, incluida la población selectiva de música y otra población que responde selectivamente al habla.
En este nuevo estudio, los investigadores esperaban obtener datos de mayor resolución utilizando una técnica conocida como electrocorticografía (ECoG), que permite registrar la actividad eléctrica mediante electrodos colocados dentro del cráneo. Esto ofrece una imagen mucho más precisa de la actividad eléctrica en el cerebro en comparación con la IRMf, que mide el flujo sanguíneo en el cerebro como indicador de la actividad neuronal.
Kanwisher, co-autora de la investigación, señala:
“Con la mayoría de los métodos de la neurociencia cognitiva humana, no se pueden ver las representaciones neuronales. La mayoría de los tipos de datos que podemos recolectar nos pueden decir que aquí hay una parte del cerebro que hace algo, pero eso es bastante limitado. Queremos saber qué está representado ahí”.
Generalmente, la electrocorticografía no puede realizarse en humanos porque es un procedimiento invasivo, sin embargo cotidianamente se usa para controlar a los pacientes con epilepsia que están a punto de someterse a una cirugía para tratar sus convulsiones. Los pacientes son monitoreados durante varios días para que los médicos puedan determinar dónde se originan sus convulsiones antes de operar. Durante ese tiempo, si los pacientes están de acuerdo, pueden participar en estudios que implican medir su actividad cerebral mientras realizan ciertas tareas.
Para llevar a cabo este estudio, el grupo del MIT recopiló datos de 15 participantes durante varios años.
Para esos participantes, los investigadores tocaron el mismo conjunto de 165 sonidos que usaron en el estudio anterior de IRMf. Los cirujanos determinaron la ubicación de los electrodos de cada paciente, por lo que algunos no detectaron ninguna respuesta a la entrada auditiva, pero muchos sí. Usando un nuevo análisis estadístico que desarrollaron, los investigadores pudieron inferir los tipos de poblaciones neuronales que produjeron los datos registrados por cada electrodo.
Norman-Haignere, agrega:
“Cuando aplicamos este método a este conjunto de datos, apareció este patrón de respuesta neuronal que solo respondía al canto. Este fue un hallazgo que realmente no esperábamos, por lo que justifica en gran medida el objetivo del enfoque, que es revelar cosas potencialmente novedosas que quizás no pienses buscar”.
Esa población de neuronas específica de la canción tuvo respuestas muy débiles al habla o a la música instrumental y, por lo tanto, es distinta de las poblaciones selectivas de la música y el habla identificadas en su estudio de 2015.
Los investigadores mencionan:
“El punto de acceso específico de la canción que encontraron está ubicado en la parte superior del lóbulo temporal, cerca de las regiones que son selectivas para el lenguaje y la música. La ubicación sugiere que la población específica de la canción puede estar respondiendo a características como el tono percibido o la interacción entre las palabras y el tono percibido, antes de enviar información a otras partes del cerebro para su posterior procesamiento”.
Los expertos esperan poder aprender más sobre qué aspectos del canto impulsan las respuestas de estas neuronas.
Actualmente se encuentran trabajando con el laboratorio de la profesora del MIT, Rebecca Saxe para estudiar si los bebés tienen áreas selectivas de música, con la esperanza de aprender más sobre cuándo y cómo se desarrollan estas regiones del cerebro.
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