Cuáles son las células cerebrales que nos preparan para hablar, según un estudio

(Dennis Thompson - HealthDay News) -- Las técnicas avanzadas de registro cerebral han revelado cómo las neuronas del cerebro humano trabajan juntas para producir el habla.

Las grabaciones proporcionan un mapa detallado de cómo las personas piensan sobre qué palabras quieren decir y luego las pronuncian en voz alta, informan los investigadores en la edición del 31 de enero de la revista Nature.

Específicamente, el mapa muestra cómo los sonidos del habla, como las consonantes y las vocales, se representan en el cerebro mucho antes de que se pronuncien, y cómo el cerebro los encadena durante la producción del lenguaje.

“Aunque hablar por lo general parece fácil, nuestros cerebros realizan muchos pasos cognitivos complejos en la producción del habla natural, lo que incluye pensar en las palabras que queremos decir, planificar los movimientos articulatorios y producir nuestras vocalizaciones intencionadas”, señaló el autor principal del estudio, el Dr. Ziv Williams, profesor asociado de neurocirugía del Hospital General de Massachusetts, en Boston.

"Nuestros cerebros realizan estas hazañas sorprendentemente rápido (alrededor de tres palabras por segundo en el habla natural) con muy pocos errores", añadió Williams en un comunicado de prensa del hospital. "Sin embargo, la forma precisa de lograr esta hazaña sigue siendo un misterio".

Los hallazgos podrían formar la base de sofisticadas interfaces cerebro-máquina capaces de producir habla sintética, dijeron los investigadores. También podrían proporcionar información sobre una amplia gama de trastornos que dificultan o impiden el habla.

"Las alteraciones en las redes del habla y el lenguaje se observan en una amplia variedad de trastornos neurológicos, como el accidente cerebrovascular, la lesión cerebral traumática, los tumores, los trastornos neurodegenerativos, los trastornos del desarrollo neurológico, y más", señaló el coautor del estudio, el Dr. Arjun Khanna, neurocirujano de la Universidad de Stanford.

"Nuestra esperanza es 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 estos trastornos", añadió Khanna.

El estudio se basó en una tecnología de vanguardia llamada sondas Neuropixels, que los investigadores utilizaron para registrar la actividad de neuronas individuales en la región de la corteza prefrontal del cerebro.

El equipo de investigación identificó células que están involucradas en la producción del lenguaje que podrían subyacer a la capacidad de hablar. También encontraron grupos separados de neuronas en el cerebro dedicadas a hablar y escuchar.

"Estas sondas son notables: son más pequeñas que el ancho de un cabello humano, pero también tienen cientos de canales que son capaces de registrar simultáneamente la actividad de docenas o incluso cientos de neuronas individuales", dijo Williams.

"Por lo tanto, el uso de estas sondas puede ofrecer nuevos conocimientos sin precedentes sobre cómo actúan colectivamente las neuronas en los humanos y cómo trabajan juntas para producir comportamientos humanos complejos como el lenguaje", agregó.

Como resultado, los investigadores pudieron observar cómo las neuronas en el cerebro se activan para crear los elementos básicos involucrados en la construcción de palabras habladas. Por ejemplo, la consonante “da”, que se produce al tocar la lengua con el paladar duro detrás de los dientes, es necesaria para producir la palabra “perro”.

Los investigadores descubrieron que ciertas neuronas se activan antes de que se pronuncie "da" en voz alta. Luego, otras neuronas se activaron para combinar "da" con otros sonidos, creando la palabra "perro" de una sílaba.

Usando este mapeo del habla, los científicos pueden predecir la combinación de consonantes y vocales que una persona planea decir antes de que las palabras se pronuncien realmente.

A continuación, los investigadores planean centrarse en procesos lingüísticos más complejos que les permitirán investigar cómo las personas eligen las palabras que pretenden decir y cómo el cerebro ensambla esas palabras en oraciones.

Más información

Los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) ofrecen más información sobre los trastornos de la comunicación.

FUENTE: Mass Brigham General, comunicado de prensa, 31 de enero de 2024