viernes, 12 de febrero de 2016

Nuevas maneras de encontrar la “Sala de Música” del cerebro


Publicado Por Natalie Angier el 8 de febrero del 2016 en The New York Times

Traducido por Ana Toral




CreditMarcos Chin
Ya sea para amenizar un trayecto, relajarse por la tarde o ahogar el zumbido de los drones de recreo de un vecino, los estadounidenses escuchar música casi cuatro horas al día. En las encuestas internacionales, las personas consideran sistemáticamente la música como una de las fuentes supremas de placer y poder emocional. Nos casamos con música, nos graduamos  con música, entramos en duelo con música. En cada cultura estudiada alguna vez se ha encontrado que creaban música, y entre los objetos artísticos más antiguos conocidos, están las delgadas flautas talladas en hueso de mamut , hace unos 43.000 años - 24.000 años anteriores a las pinturas de la cueva de Lascaux.

Dada la antigüedad, la universalidad y la profunda popularidad de la música, muchos investigadores habían asumido durante mucho tiempo que el cerebro humano debía estar equipado con una especie de sala de música, una pieza distintiva de la arquitectura cortical dedicada a detectar e interpretar las señales melodiosas de las canciones. Sin embargo, durante años, los científicos no encontraron ninguna evidencia clara de un dominio específico de la música a través de la tecnología de escaneo cerebral convencional, y la búsqueda para entender la base neural de la pasión humana por excelencia, encalló.

Ahora los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts han desarrollado un radical nuevo enfoque de imágenes del cerebro que revela lo que estudios anteriores habían omitido. Al analizar matemáticamente escáneres de la corteza auditiva y enlazando las agrupaciones de células cerebrales con patrones similares de activación, los científicos han identificado las vías nerviosas que reaccionan casi exclusivamente con el sonido de la música - cualquier tipo de música. Puede ser Bach, bluegrass, hip-hop, big band, sitar o Julie Andrews. Un oyente puede saborear el género de la muestra o abominar de ella. No importa. Cuando se reproduce un pasaje musical, un conjunto específico de neuronas plegado dentro de un surco de la corteza auditiva del oyente, se disparará como  respuesta.

Otros sonidos, por el contrario - el ladrido de un perro, un derrape del coche, un inodoro - dejan los circuitos musicales inmóviles.

Nancy Kanwisher y Josh H. McDermott, profesores de neurociencia en Massachusetts Institute of Technology  M.I.T., y su colega postdoctoral Sam Norman-Haigneré publicaron sus resultados en la revista Neuron. Los resultados ofrecen a los investigadores una nueva herramienta para la exploración de los contornos de la musicalidad humana.

"¿Por qué tenemos música?", dijo la doctora Kanwisher en una entrevista. "¿Por qué nos gusta tanto y queremos bailar cuando la escuchamos? ¿Qué tan temprano en el desarrollo podemos ver esta sensibilidad a la música?, y ¿es sintonizable con la experiencia? Estas son las preguntas de primer orden que podemos empezar a abordar".

El DR. McDermott dijo que el nuevo método podría ser utilizado para diseccionar computacionalmente cualquier escaneado obtenido por  un dispositivo de formación de imágenes de resonancia magnética funcional, o F.M.R.I. - El caballo de batalla de moda de la neurociencia contemporánea - y así podrían terminar encontrando otras joyas escondidas de especialización cortical. Como prueba de este principio, los investigadores demostraron que su protocolo analítico había detectado una segunda vía neural en el cerebro para el cual los científicos ya tenían evidencias previas - ésta dedicada  a los sonidos del habla humana.

Es importante destacar que el equipo del  M.I.T. demostró que los circuitos de voz y de la música se encuentran en diferentes partes de la extensa corteza auditiva del cerebro, donde se interpretan todas las señales de sonido, y que cada uno  es, en gran medida, sordo a las señales sonoras del otro, aunque existe un cierto solapamiento cuando se trata de responder a las canciones con letra.

Esta nueva publicación  "tiene un enfoque muy innovador y es de gran importancia," dijo Josef Rauschecker, director del Laboratorio de Neurociencia Integrativa y Cognición de la Universidad de Georgetown. "La idea de que el cerebro dé un tratamiento especializado al reconocimiento de la música, que considere a la música como una categoría tan fundamental como el habla, es muy emocionante para mí."

De hecho, según el  Doctor Rauschecker, la sensibilidad a la música puede ser más fundamental para el cerebro humano que la percepción del habla. "Existen teorías de que la música es más antigua que el habla o el lenguaje," dijo. "Algunos incluso argumentan que el lenguaje ha evolucionado a partir de la música."

Y aunque el valor de supervivencia que la música realizada por nuestros antepasados, ​​ puede no ser tan obvio, como el poder para reconocer las palabras, el Dr. Rauschecker añadió, "la música funciona como un grupo cohesionado. Hacer música con otros miembros de su tribu es una actividad humana muy antigua".

Elizabeth Margulis Hellmuth, la Directora del Laboratorio de Cognición de la Música en la Universidad de Arkansas, dijo que cuando los neurólogos anteriores no pudieron encontrar ningún centro de música anatómicamente distinto en el cerebro, intentaron buscar múltiples razones para explicar los resultados.

"La historia era, oh, lo qué tiene de especial la percepción de la música es la forma en que recluta a las zonas de todo el cerebro, cómo recurre al sistema motor, al circuito del habla, a la comprensión social, y lo reúne todo," dijo. Algunos investigadores ningunearon a la música como "pastel de queso auditivo", un pasatiempo que acompañaba a otros impulsos comunicativos esenciales. "En este trabajo se dice, no, cuando busques debajo del nivel superficial visto con algunas metodologías, encontraras circuitos muy específicos que responden a la música y no al habla."

El laboratorio de la  Dra. Kanwisher es ampliamente reconocido por su trabajo pionero sobre la visión humana, y el descubrimiento de que hay partes clave de la corteza visual que están preparadas para reconocer al instante objetos muy significativos en el entorno, como caras y partes del cuerpo humano. Los investigadores se preguntaron si el sistema auditivo podría organizarse de manera similar para dar sentido al paisaje sonoro a través de una criba categórica. Si fuera así, cuáles serían las categorías más destacadas? ¿Cuáles son los equivalentes auditivos de un rostro humano o una pierna humana – que sonidos o elementos del sonido son esenciales como para que el cerebro asigne un poco de materia gris a la tarea de detectarlos?

Para abordar la cuestión, el Dr. McDermott, un antiguo disc jockey de radio, y el Dr. Norman-Haigneré, un consumado guitarrista clásico, comenzaron a reunir una biblioteca de sonidos cotidianos - música, el habla, la risa, el llanto, un susurro, neumáticos chillando, banderas ondeando, platos estrellándose, llamas crepitando, campanas tintineando al viento. Dondequiera que iban, pedían sugerencias. ¿Habían olvidado algo?

Pusieron la larga lista a votación en el servicio Bing de Amazon para determinar cuáles de sus sonidos candidatos eran más fáciles de reconocer y se oían con mayor frecuencia. De esa encuesta de masas se obtuvo un conjunto de 165 clips de sonido distintivos y fácilmente identificables de dos segundos cada uno (se puede escuchar una selección de ellos aquí). Luego, los investigadores escanearon los cerebros de 10 voluntarios (ninguno de ellos eran músicos) cuando escuchaban las múltiples rondas de los 165 clips de sonido.

Centrándose en la región auditiva del cerebro - ubicada, muy apropiadamente, en los lóbulos temporales justo encima de los oídos - los científicos analizaron los voxels, o píxeles tridimensionales, de las imágenes de forma matemática para detectar patrones similares de excitación neuronal o quietud.

"La fuerza de nuestro método es que no partía de ninguna hipótesis," dijo el Dr. McDermott. "Simplemente presentamos un montón de sonidos y dejamos que los datos hablaran por nosotros."

Los cálculos generaron seis patrones de respuesta básicos, seis formas en que el cerebro categoriza el ruido entrante. Pero, ¿a qué corresponden estas categorías?. Haciendo coincidir los  clips de sonido con los patrones de activación, los investigadores determinaron que cuatro de los patrones estaban vinculados a las propiedades físicas generales de sonido, como el tono y la frecuencia. El quinto trazaba la percepción que tiene el cerebro del habla, y para el sexto los datos se volvieron operísticos, desentrañando un área en una importante grieta o surco neural de la corteza auditiva, que se ocupó de todos los clips musicales que los investigadores habían incluido.

"El sonido de un tambor en solitario, silbidos, canciones pop, rap, casi todo lo que tiene una calidad musical, melódico o rítmico, la activaría", dijo el Dr. Norman-Haigneré. "Esta es la razón de que el resultado nos sorprendiera. Las señales de voz son mucho más homogéneas".

Los investigadores todavía tienen que determinar exactamente qué características acústicas de la música estimulan su vía dedicada. ¿La constancia relativa del tono de una nota musical? ¿Sus superposiciones armónicas? ¡Incluso es complicado definir qué es música!. "Es difícil llegar a una definición de diccionario," dijo el Dr. McDermott. "Tiendo a pensar que la música se define mejor con el ejemplo".


El juez Potter Stewart de la Corte Suprema asimismo dijo sobre la pornografía que él sabía que lo era cuando la veía. Tal vez la música es una especie de “pastel de queso” después de todo.