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martes, 25 de octubre de 2016

Cuida tu cerebro. Aprende música.


Resultado de imagen de plasticidad neuronal



La música probablemente consigue algo único. Estimula el cerebro de una manera muy potente, debido a nuestra conexión emocional con ella.


Mientras que los juegos de entrenamiento cerebral y las aplicaciones para smartphones pueden no estar a la altura de su fama, ciertas otras actividades y un estilo de vida adecuado, pueden tener beneficios neurológicos que promueven la salud general del cerebro y pueden ayudar a mantener la mente lúcida a medida que envejecemos. Una de ellas es la formación musical. La investigación muestra que aprender a tocar un instrumento musical es beneficioso para los niños y adultos por igual, e incluso puede ser útil para aquellos pacientes que se recuperan de lesiones cerebrales.

Plasticidad cerebral


La plasticidad es una característica fundamental de la organización de la función cerebral humana. Tradicionalmente, se pensaba que el cerebro fijaba su cableado después de un período crítico en el desarrollo. Sin embargo, ahora se acepta que el cerebro tiene una notable capacidad de modificar su organización estructural y funcional durante toda la vida, en respuesta a cambios producidos en nuestro medio ambiente. Esta plasticidad cerebral subyace en el desarrollo normal y la maduración, en la habilidad para el aprendizaje y la memoria, en la recuperación tras una lesión cerebral, así como en las consecuencias de una  privación sensorial o de un enriquecimiento ambiental.

El aprendizaje de habilidades ofrece un modelo útil para el estudio de la plasticidad, ya que puede ser fácilmente manipulado en un entorno experimental. En particular, la composición musical (por ejemplo, aprender a cantar o tocar un instrumento musical) es una actividad que normalmente se inicia temprano en la vida, mientras que el cerebro es más sensible a los cambios plásticos, y con frecuencia se continúa durante toda la vida de los músicos. Por otra parte, tocar música implica múltiples modalidades sensoriales y de planificación motora, de preparación y de ejecución. La idea de que la práctica musical puede ser un fuerte estimulador multimodal para la plasticidad cerebral se remonta a principios del siglo XX, cuando Ramón y Cajal (1.904-1.999) argumentó que la experiencia de la música se asocia con cambios anatómicos en el cerebro.

Tocar un instrumento musical es una experiencia rica y compleja que implica integrar la información de los sentidos de la vista, el oído y el tacto, así como los movimientos finos, y aprender a hacerlo puede inducir cambios a largo plazo en el cerebro. Los músicos profesionales son intérpretes altamente cualificados que pasan años de entrenamiento, y proporcionan un laboratorio natural en el que los neurocientíficos pueden estudiar cómo se producen  tales cambios – referidos a la plasticidad que depende de la experiencia- a lo largo de toda la vida útil.

Cambios en la estructura cerebral


Los estudios iniciales que exploraron el cerebro revelaron diferencias significativas en la estructura del cerebro entre los músicos y los no músicos de la misma edad. Por ejemplo, el cuerpo calloso, un haz masivo de fibras nerviosas que conectan los dos hemisferios del cerebro, es significativamente mayor en los músicos. Las áreas del cerebro implicadas en el movimiento, la audición y las habilidades visuales y espaciales también parecen ser mayores en los pianistas profesionales. Y el área dedicada a las sensaciones táctiles de procesamiento de la mano izquierda se incrementa en los violinistas.

Algunos estudios científicos han comparado datos de diferentes grupos de personas en un momento dado en el tiempo. Como tal, no podían determinar si las diferencias observadas habían sido  realmente causadas por la formación musical, o si las diferencias anatómicas existentes predisponían a algunos a convertirse en músicos. Pero más tarde, otros estudios longitudinales diseñados para hacer un  seguimiento de personas a través del tiempo, han demostrado que los niños pequeños tras  14 meses de formación musical exhiben significativos cambios cerebrales tanto  estructurales como  funcionales en comparación con aquellos que no reciben formación musical.

En conjunto, estos estudios muestran que aprender a tocar un instrumento musical no sólo aumenta el volumen de materia gris en varias regiones del cerebro, sino que también puede fortalecer las conexiones de largo alcance entre ellas. Otras investigaciones muestran que la formación musical también mejora la memoria verbal, el razonamiento espacial y las habilidades de alfabetización, de tal manera que los músicos profesionales por lo general superan a los no-músicos en estas habilidades.

¿Los músicos resultan beneficiados a largo plazo?


Es importante destacar que los estudios de exploración del cerebro muestran que la magnitud de los cambios anatómicos en los cerebros de los músicos están estrechamente relacionados con la edad en que se comenzó la formación musical, y la intensidad del entrenamiento. Los que comenzaron a aprender música a la edad más temprana mostraron los mayores cambios en comparación con los no-músicos.

Incluso cortos periodos de formación musical en la primera infancia pueden tener beneficios duraderos. En un estudio de 2013, por ejemplo, los investigadores reclutaron a 44 adultos mayores y los dividieron en tres grupos en función del nivel de formación musical que habían recibido como niños. Los participantes en el primer grupo no habían recibido ninguna formación en absoluto; los del segundo grupo había tenido cierta enseñanza musical, que se define como entre uno y tres años de clases; y aquellos del tercer grupo,  habían recibido moderados niveles de formación (de 4 a 14 años).

Los investigadores sometieron a los participantes a escuchas de  grabaciones de discursos complejos, y utilizaron electrodos en el cuero cabelludo para medir el tiempo de las respuestas neuronales en una parte del tronco cerebral auditivo. A medida que envejecemos, se deteriora el tiempo de respuesta, lo que dificulta la comprensión del habla, especialmente en ambientes con mucho ruido de fondo. Los participantes que habían recibido cantidades moderadas de formación musical exhibieron  respuestas neuronales más rápidas, lo que sugiere que el entrenamiento incluso limitado en la infancia puede preservar el procesamiento sostenido de los sonidos del habla, y aumentar la resistencia al deterioro relacionado con la edad en la audición.

Más recientemente, se ha hecho evidente que la formación musical facilita la rehabilitación de pacientes que se recuperan de un accidente cerebrovascular y otras formas de daño cerebral, y algunos investigadores sostienen ahora que también se podría impulsar la transformación y el aprendizaje del habla en los niños con dislexia y otros trastornos del lenguaje. Lo que es más, los beneficios de la formación musical parecen persistir durante muchos años, o incluso décadas, y la imagen que surge de todo esto, evidencia  que aprender a tocar un instrumento musical en la infancia protege el cerebro contra el deterioro cognitivo y la demencia.


 

La música llega a partes del cerebro a los que no se llega con estímulos simples. La música es un fuerte estímulo cognitivo que hace crecer el cerebro de una manera que no está al alcance de ningún otro estímulo, y la evidencia de que la práctica musical mejora cosas como la memoria de trabajo y el lenguaje, es muy robusta.

Aprender a tocar un instrumento musical, por tanto, parece ser una de las formas más eficaces que hay para el desarrollo del cerebro. La práctica musical puede inducir diversos cambios estructurales y funcionales en el cerebro, dependiendo de qué instrumento se está aprendiendo, y de la intensidad con que se practica. Es un ejemplo de cómo la experiencia a lo largo de  toda la vida puede alterar el cerebro para que se adapte a la idiosincrasia del estilo de vida de su propietario.



martes, 26 de julio de 2016

¿En qué parte del cerebro encontramos la música?


Por primera vez, los científicos identifican  una población neuronal altamente selectiva para la música.




Los científicos se han preguntado si el cerebro humano contiene mecanismos neuronales específicos para la percepción musical. Ahora, por primera vez, los neurólogos del Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT han identificado una población neuronal en la corteza auditiva humana que responde selectivamente a los sonidos que la gente normalmente categoriza como  música, pero no a la voz u otros sonidos ambientales.

"Ha sido objeto de especulación generalizada", dice Josh McDermott, Profesor Adjunto de Neurociencia en el Departamento de Cerebro y Ciencias Cognitivas del MIT. "Uno de los debates centrales que rodean la música es en qué medida se han dedicado mecanismos en el cerebro para su tratamiento y en qué medida se apoya en mecanismos que sirven principalmente a otras funciones."

El hallazgo fue posible gracias a un nuevo método diseñado para identificar las poblaciones neuronales a partir de datos obtenidos mediante imágenes procesadas por Resonancia Magnética Funcional (fMRI). Usando este método, los investigadores identificaron seis poblaciones neuronales con diferentes funciones, incluida la población selectiva para la música y otro conjunto de neuronas que responde selectivamente a la voz.




Así es cómo los investigadores identificaron una población neuronal
 en la corteza auditiva humana que responde a la música.
Vídeo: Julie Pryor / Instituto McGovern


El trabajo de campo



Para este estudio, los investigadores escanearon los cerebros de 10 sujetos humanos que escucharon 165 sonidos naturales, incluyendo diferentes tipos de voz y música, así como los sonidos cotidianos tales como pasos, un arranque del motor del coche, y un timbre del teléfono.

El sistema auditivo del cerebro ha demostrado ser difícil de trazar, en parte debido a la resolución espacial gruesa de la imagen obtenida por resonancia magnética funcional, que mide el flujo sanguíneo como un índice de la actividad neuronal. En estas imágenes, los "voxels" - la unidad más pequeña de medida - reflejan la respuesta de cientos de miles o millones de neuronas.

"Como resultado, cuando se miden las  respuestas primarias mediante el voxel, lo que se está midiendo es algo que refleja una mezcla de respuestas neuronales subyacentes", dice Norman-Haigneré.

Para separar estas respuestas, los investigadores utilizaron una técnica que modela cada voxel como una mezcla de múltiples respuestas neuronales subyacentes. Utilizando este método, se identificaron seis poblaciones neuronales, cada una con un patrón de respuesta única a los sonidos en el experimento, lo que explica mejor los datos obtenidos.

"Lo que encontramos es que se podía explicar mucho de la variación de la respuesta a través de decenas de miles de voxels con sólo seis patrones de respuesta", dice Norman-Haigneré.
Una población respondió más a la música, otra al  habla, y los otras cuatro a diferentes propiedades acústicas como el tono y la frecuencia.

"Todos los investigadores están interesados en encontrar áreas especializadas como las que se han encontrado en la corteza visual, pero el problema es que el voxel no es lo suficientemente pequeño. Existen cientos de miles de neuronas en un voxel, y ¿cómo separar la información que estos codifican? Se trata de un estudio en el que se aplica la más alta calidad en el análisis de datos ", dice Rauschecker, que no formó parte del equipo de investigación.


Procesamiento de sonido por capas


Las cuatro poblaciones neuronales acústicamente sensibles se solapan con las regiones de la corteza auditiva "primaria", que realiza la primera etapa de procesamiento cortical del sonido. Las poblaciones neuronales selectivas al habla y a la música se encuentran más allá de esta región primaria.

"Creemos que esto proporciona evidencia de que hay una jerarquía de procesamiento donde en esta área auditiva primaria se encuentran las respuestas a dimensiones acústicas relativamente simples. Esto es seguido por una segunda etapa de procesamiento que representa más propiedades abstractas de sonido relacionadas con el habla y la música ", dice Norman-Haigneré.

Los investigadores creen que puede haber otras regiones del cerebro implicadas en el procesamiento de la música, incluyendo sus componentes emocionales. "No es apropiado en este punto concluir  que este es el asiento de la música en el cerebro", dice McDermott. "Aquí es donde se ve la mayor parte de las respuestas dentro de la corteza auditiva, pero hay una gran parte del cerebro todavía por explorar."

Kanwisher también señala que "la existencia de respuestas musicales selectivas en el cerebro no implica que las respuestas reflejen un sistema cerebral innato. Una cuestión importante para el futuro será ¿cómo surge este sistema durante el desarrollo?, ¿Cómo de temprano se desarrolla en la infancia o niñez?, y ¿cómo depende de la experiencia? "

Los investigadores están ahora investigando si la población selectiva a la música identificada en este estudio contiene las subpoblaciones de neuronas que responden a diferentes aspectos de la música, incluyendo el ritmo, la melodía y el tempo. También esperan estudiar cómo la experiencia musical y la formación pudieran afectar a esta población neuronal.

"El descubrimiento sobre el tratamiento que recibe la música en el cerebro es notable porque hasta ahora no habíamos sido capaces de detectar claramente respuestas altamente selectivas a la música", dice Sam Norman-Haigneré, un post-doctorado en el Instituto McGovern del MIT para la Investigación del Cerebro.

"Nuestros resultados son difíciles de reconciliar con la idea de que la música se gestiona por  completo con  maquinaria neural que está diseñada para otras funciones, ya que las respuestas neuronales que vemos son muy específicas de la música", dice Nancy Kanwisher, profesora de Neurociencia Cognitiva en el MIT y miembro del Instituto McGovern del MIT para la Investigación del cerebro.
Norman-Haigneré es el autor principal del artículo que describe los hallazgos en la edición del 16 de diciembre del 2016 de la revista Neuron. McDermott y Kanwisher son los autores principales del artículo.