Las “neuronas
cantarinas”
El grupo
de investigadores que realizó estas observaciones utilizó una tecnología de
microscopía electrónica especialmente adaptada y el hallazgo de este mecanismo
de comunicación neuronal se consideró como el primer paso para conocer más y
con detalles sobre la forma en la cual las neuronas intercambian
información.
Hace unas semanas, un equipo de
neurocientíficos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) identificó
por primera vez, una población de neuronas en la corteza auditiva del cerebro
humano que responde únicamente a la voz cantada, y no a la voz hablada, ni a la
música instrumental. Estas neuronas que se encuentran en la corteza auditiva, parecen
responder a la combinación específica de voz y
música (o voz melodiosa cantada), pero no al habla normal, ni a
la música instrumental. Entender
cómo y por qué se desarrolla esta organización es una cuestión importante para
futuras investigaciones.
Samuel Norman-Haignere, es un antiguo estudiante de posdoctorado
en el MIT quien ahora es profesor asistente de neurociencia en el Centro Médico
de la Universidad de Rochester, (EUA), y su
trabajo también sugiere que las representaciones de la música se fraccionan en
poblaciones neuronales distintas las cuales responden selectivamente a
diferentes tipos de música. El estudio, en Current Biology (2022) se basó en un trabajo de
2015 en el que el mismo equipo de investigación
utilizó imágenes de resonancia magnética funcional (RMNf)
para identificar una población de neuronas en la corteza
auditiva del cerebro que respondía específicamente a la música.
En la nueva investigación, los
científicos utilizaron mediciones de la actividad eléctrica tomadas en la
superficie del cerebro, lo que les proporcionó información mucho más precisa
que la RMNf y concluyeron con que: “Hay
una población de neuronas que responde al canto, y muy cerca hay otra que
responde ampliamente a gran cantidad de música. Están tan cerca que no se
pueden separar por RMNf, pero con las mediciones intracraneales hay una
resolución adicional, que nos permitió distinguirlas”. Esto lo comentó
Norman-Haignere.
La RMNf, mide el flujo sanguíneo
en el cerebro como indicador de la actividad neuronal, y en el estudio de 2015,
los neurocientíficos habían identificado seis
poblaciones neuronales con diferentes patrones de respuesta,
incluida una población selectiva para la música y otra población que responde
selectivamente al habla. Ahora, los investigadores usaron la electrocorticografía (ECoG), para obtener datos de
mayor resolución. Mediante electrodos colocados directamente sobre la
superficie del cerebro, se puede registrar una imagen mucho más precisa de la
actividad eléctrica en el cerebro. Pero esta metodología
implica utilizar electrodos colocados directamente sobre la superficie
expuesta del cerebro para registrar la actividad eléctrica de la corteza
cerebral, actividad que se realiza ya sea en el quirófano durante la
cirugía (ECoG intraoperatoria) o fuera de la cirugía (ECoG extraoperatoria).
Debido a que una craneotomía (una incisión quirúrgica en el
cráneo) es necesaria para implantar la red de electrodos, la ECoG es un
procedimiento invasivo.
Nancy
Kanwisher,
catedrática de neurociencia cognitiva y miembro del Instituto McGovern de Investigación Cerebral y
del Centro de Cerebros, Mentes y Máquinas CBMM) del
MIT, explicaría que “no se pueden ver las
representaciones neuronales, ya que la mayor parte de los datos que podemos
recoger nos dicen que aquí hay un trozo de cerebro que hace algo, pero eso es
bastante limitado. Queremos saber qué es lo que está representado ahí”.
Pero existe un grave problema, ya que la electrocorticografía no puede
realizarse normalmente en seres humanos porque es un
procedimiento invasivo, pero se utiliza a menudo para controlar a
los pacientes con epilepsia que están a punto
de someterse a una cirugía para tratar sus convulsiones. Estas personas son
monitorizadas durante varios días para poder determinar dónde se originan los
ataques antes de operar, y durante ese tiempo, -si los pacientes están de
acuerdo-, se realizan estudios para medir la actividad cerebral mientras
realizan determinadas tareas.
Para este trabajo, en el MIT se
pudo reunir datos de 15 participantes durante varios años. Norman-Haignere explica que: “La
ECoG proporciona una medida mucho más precisa de
la respuesta neural, pero las oportunidades de registrar respuestas son
escasas y la cobertura es mucho peor que la RMNf, ya que los electrodos se
implantan por razones clínicas principalmente para localizar los focos de
ataques epilépticos”…“Una de las innovaciones metodológicas del estudio fue
desarrollar una técnica para combinar la precisión de la ECoG con la densa
cobertura espacial de las respuestas de la RMNf”.
Los investigadores reprodujeron
el mismo conjunto de 165 sonidos que utilizaron en el estudio previo. Mediante
un novedoso análisis estadístico que desarrollaron, los expertos pudieron
inferir los tipos de poblaciones neuronales que producían los datos registrados
por cada electrodo y al analizar los datos, observaron un patrón de respuesta
neuronal que solo respondía al canto. Por tanto, la población era distinta a
las poblaciones selectivas para la música y el habla identificadas en 2015.
“Cuando aplicamos este método al conjunto de datos, surgió este patrón
de respuesta neuronal que solo respondía al canto.
Fue un hallazgo que realmente no esperábamos, así que justifica en gran medida
el objetivo del método, era revelar cosas potencialmente novedosas”, afirma Norman-Haignere. La
población de neuronas tenía respuestas muy débiles al habla o a la música
instrumental, y por lo tanto era distinta de las
poblaciones selectivas para la música y el habla identificadas en la
investigación realizada en 2015. “En
nuestro estudio anterior, descubrimos seis patrones de respuesta diferentes,
dos de los cuales respondían selectivamente al habla y a la música, y cuatro de
los cuales tenían respuestas que se correlacionaban con medidas acústicas
estándar. Aquí, además, descubrimos una respuesta neural que respondía
selectivamente al canto”, destacaría el experto Norman-Haignere.
Esta población de
neuronas selectivas al canto se encuentra en la parte superior del lóbulo temporal, cerca de las regiones que son
selectivas para el lenguaje y
la música. Su localización sugiere que estas neuronas pueden
responder a rasgos como el tono percibido, o la interacción entre las palabras
y el tono percibido, antes de enviar la información a otras partes del cerebro
para su posterior procesamiento, explican los científicos. Los
investigadores esperan aprender más sobre qué aspectos del canto impulsan las
respuestas de estas neuronas. Además, junto con el laboratorio de la profesora
del MIT, Rebecca Saxe, pretende
estudiar si los bebés tienen áreas selectivas para la música, con la esperanza
de conocer más sobre cuándo y cómo se desarrollan estas regiones del cerebro.
Maracaibo,
domingo 8 de mayo del año 2022
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