Un nuevo estudio que utiliza una sonda avanzada de neuropíxeles proporciona información sobre cómo las neuronas cerebrales permiten la formación del pensamiento y la expresión del lenguaje, revelando la planificación lingüística temprana de los sonidos del habla. Esta investigación innovadora, que abre la puerta al desarrollo de prótesis del habla y tratamientos mejorados para los trastornos del habla, destaca la complejidad y eficiencia de la capacidad del cerebro para producir lenguaje. Los hallazgos podrían utilizarse para desarrollar tratamientos innovadores para los trastornos del habla.
Un estudio reciente realizado por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH) utilizó métodos avanzados de registro cerebral para revelar la función colaborativa de las neuronas en el cerebro humano, permitiendo a las personas expresar sus pensamientos en palabras y posteriormente expresarlos en lenguaje.
En conjunto, los hallazgos proporcionan un mapa detallado de cómo sonidos como las consonantes y las vocales se representan en el cerebro antes de que se pronuncie el habla, y cómo se unen durante la producción del lenguaje.
El estudio, publicado en la revista Nature, arroja luz sobre la influencia de las neuronas cerebrales en la producción del habla, lo que podría ayudar a mejorar la comprensión y el tratamiento de los trastornos del habla y del lenguaje.
"Si bien hablar a menudo parece fácil, nuestros cerebros realizan muchos pasos cognitivos complejos durante el habla natural, incluido "nuestros cerebros logran estas hazañas a velocidades increíbles (alrededor de tres palabras por segundo en el habla natural) y con muy pocos errores".
Avance en la tecnología de grabación neuronal
Williams y sus colegas utilizaron una tecnología de vanguardia llamada sondas Neuropixels para registrar la actividad de neuronas individuales en la corteza prefrontal del cerebro humano. También descubrieron que existen grupos separados de neuronas en el cerebro dedicadas al habla y la audición.
El uso de sondas Neuropixels en el cuerpo humano es una novedad para MGH. "Estas sondas son notables: son más pequeñas que el ancho de un cabello humano, pero tienen cientos de canales capaces de registrar la actividad de decenas o incluso cientos de neuronas individuales simultáneamente, por lo que el uso de estas sondas podría proporcionar nuevos conocimientos sin precedentes sobre cómo las neuronas humanas actúan colectivamente y cómo trabajan juntas para producir comportamientos humanos complejos como el lenguaje", dijo Williams.
Williams desarrolló estas técnicas de grabación en colaboración con Sydney Cash, MD, profesora de neurología en el Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard, quien también dirigió el estudio.
Decodificar elementos fonéticos
El estudio muestra cómo las neuronas del cerebro representan algunos de los elementos más básicos implicados en la construcción de palabras habladas, desde simples sonidos del habla, llamados fonemas, hasta combinarlos en cadenas más complejas, como las sílabas.
Por ejemplo, la palabra "perro" requiere la consonante "da", que se produce cuando la lengua toca el paladar duro detrás de los dientes. Al grabar neuronas individuales, los investigadores descubrieron que ciertas neuronas se activaban antes de que el fonema se pronunciara en voz alta. Otras neuronas reflejan aspectos más complejos de la formación de palabras, como la combinación específica de fonemas en sílabas. Utilizando su técnica, los investigadores demostraron que es posible determinar de forma fiable los sonidos del habla que emitirá un individuo antes de pronunciarlos.
En otras palabras, los científicos pueden predecir combinaciones de consonantes y vocales antes de que realmente se pronuncien. Aprovechar esta capacidad podría conducir a la creación de prótesis artificiales o interfaces cerebro-computadora capaces de producir voz sintetizada, lo que beneficiaría a una variedad de pacientes.
Arjun Khanna, coautor del estudio, dijo: "Se observan interrupciones en las redes del habla y el lenguaje en una variedad de enfermedades neurológicas, incluidos accidentes cerebrovasculares, lesiones cerebrales traumáticas, tumores, enfermedades neurodegenerativas, trastornos del desarrollo neurológico y más. Esperamos que una mejor comprensión de los circuitos neuronales básicos que permiten el habla y el lenguaje allane el camino para el desarrollo de tratamientos para estas enfermedades".
Los investigadores esperan ampliar su trabajo estudiando procesos del lenguaje más complejos, examinando cómo las personas eligen lo que quieren decir y cómo el cerebro combina palabras en oraciones para transmitir los pensamientos y emociones a los demás.
Fuente compilada: ScitechDaily