Un estudio publicado en 2012 demostró que el cerebro humano es selectivo con los sonidos que escucha, y es gracias a esto que en medio de una multitud, podemos prestar atención a lo que nos dice alguien con quien estamos hablando.

Estos resultados revelaron que en una situación así, las ondas cerebrales del oyente cambian para distinguir las características de la voz del hablante, y de esta forma desconectar otras voces y distinguir su voz. Sin embargo, no había quedado claro cómo es que sucedía esto dentro de la anatomía del oído.

Es por ello que un equipo de neuroingenieros de la Universidad de Columbia se reunió para identificar cada uno de los pasos que tienen lugar en nuestro cerebro para poder lograr esta hazaña. Sus hallazgos se publicaron recientemente en la revista Neuron.

La corteza auditiva en los humanos

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La corteza auditiva tiene una jerarquía de complejidad diversa y secuencial por medio de la cual se produce la selección de los sonidos, pero hasta ahora no se conocían los pasos involucrados.

La corteza auditiva es el centro de audición de nuestro cerebro, es la estructura encargada de decodificar y amplificar una voz específica entre muchas a altas velocidades, lo que nos permite comunicarnos de manera eficaz aún cuando las condiciones para ello sean complejas.

El oído interno envía señales eléctricas en forma de un revoltijo de ondas de sonido que capta del mundo exterior, y es la corteza auditiva la que distinguirá los sonidos de su interés en ese tumulto.

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Pero tal como indica Nima Mesgarani, una investigadora del Instituto Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute de Columbia y autora de este nuevo artículo científico:

“Estudiar cómo la corteza auditiva clasifica los diferentes sonidos es como tratar de descubrir qué está sucediendo en un gran lago, en el que se mueve cada bote, nadador y pez, y qué tan rápido, al tener solo los patrones de ondas en el el agua como guía”.

La circunvolución de Heschl y la circunvolución temporal superior

Según James O’ Sullivan, el primer autor del artículo, antes de esta investigación se sabía que las áreas de la corteza auditiva están sujetas a una jerarquía de decodificación en la que con cada etapa aumenta el nivel de complejidad.

Y de hecho, el equipo de este proyecto estaba interesado en dos partes específicas de esta jerarquía: la circunvolución de Heschl (HG) y la circunvolución temporal superior (STG). La información del oído llega primero a HG, la atraviesa y llega a STG más tarde.

Y para poder comprender cada paso, era necesario registrar la actividad neuronal del cerebro directamente, por lo que acudieron a un equipo de neurocirujanos el Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia y Northwell Health. Estos tenían experiencian con pacientes con epilepsia, algunos de los cuales debían someterse a cirugías cerebrales.

Estos pacientes se ofrecieron como voluntarios para esta investigación, y en un experimento debieron escuchar grabaciones de personas que hablaban mientras los Dres. Mesgarani y O’Sullivan monitorearon sus ondas cerebrales a través de electrodos implantados en las regiones HG o STG.

Una representa los sonidos, otra los selecciona

Durante el experimento, identificaron una diferencia clara en el funcionamiento de las dos áreas mencionadas en lo que respecta a la interpretación de los sonidos. Los datos registrados mostraron que HG crea una representación diversa de la mezcla de sonidos, en la que cada altavoz estaba separado por diferencias de frecuencia. Y en efecto, esta área de la jerarquía auditiva no mostró preferencia por una voz u otra, simplemente registraba todos los sonidos.

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Mientras que la la circunvolución de Heschl se encarga de representar todos los estímulos auditivos a su alcance, la circunvolución temporal superior se encarga de seleccionarlos.

Sin embargo, la historia fue diferencia cuando se observó el área STG. “Descubrimos que es posible amplificar la voz de un hablante u otro ponderando correctamente la señal de salida que proviene de HG. Según nuestras grabaciones, es posible que la región STG realice esa ponderación”, dijo el Dr. O’Sullivan.

Además, después de que STG seleccionara los sonidos, formó un objeto auditivo, que vendría siendo una representación del sonido de nuestro interés análoga a nuestra imagen mental creada por los estímulos visuales captados por nuestros ojos.

Y así logran explicar por qué cuando estamos concentrados hablando con alguien y otra persona también empieza a decirnos algo, igual prestamos atención al primero, que para el área STG es un todo unificado que no se ve afectado por el volumen de la voz competidora.

De modo que la conclusión es esa: en esta compleja jerarquía de la corteza auditiva, hay una clara división de los debes: la circunvolución de Heschl se encarga de representar todos los estímulos auditivos a su alcance, mientras que la circunvolución temporal superior se encarga de seleccionarlos de acuerdo a nuestro interés. Y todo esto ocurre en aproximadamente 150 milisegundos.

Referencia:

Hierarchical Encoding of Attended Auditory Objects in Multi-talker Speech Perception. https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(19)30780-9

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