Los científicos han descubierto neuronas en el cerebro humano que responden solo al canto

La música y el cerebro humano parecen estar profundamente entrelazados, una conexión que puede haber surgido por primera vez cuando el primer antílope del Australopithecus se levantó sobre sus patas traseras hace 4,4 millones de años y caminó. Este ritmo de dos piernas puede haber hecho que nuestra línea sea particularmente sensible a la musicalidad, tanto que ya sabemos que el cerebro humano tiene un circuito neuronal especial para procesar e interpretar la información musical.

En 2015, los neurólogos del MIT identificaron una población de neuronas en la corteza auditiva que respondía específicamente a la música. En un nuevo estudio que apareció hoy en la revista biología actualel mismo equipo de investigadores dirigido por Sam Norman-Heiner ha identificado neuronas específicas en el cerebro que brillan solo cuando escuchamos cantar, pero no otros tipos de música.

"El trabajo proporciona evidencia de una separación de funciones relativamente sutil en la corteza auditiva, de una manera consistente con la distinción intuitiva en la música", dijo Norman-Heigner, ex postdoctorado del MIT que ahora es asistente de neurociencia en el Centro Médico de la Universidad. Rochester.

El cerebro cantante

En su trabajo original de 2015, los investigadores utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para escanear los cerebros de los participantes mientras escuchaban una colección de 165 sonidos. Estos incluyen sonidos cotidianos como el ladrido de un perro o el tráfico en una ciudad concurrida, así como varios tipos de habla y música.

Después de analizar modelos cerebrales utilizando una nueva técnica para interpretar datos de fMRI, los investigadores identificaron una población neuronal que respondía de manera diferente tanto a la música como al habla.

Sin embargo, la resonancia magnética funcional, que detecta cambios en la oxigenación y el flujo sanguíneo que se producen en respuesta a la actividad neuronal mientras se está acostado en una máquina equipada con imanes muy potentes, tiene sus limitaciones. Un método mucho más preciso para registrar la actividad eléctrica en el cerebro es la electrocorticografía (ECoG), que mide directamente los patrones de actividad usando electrodos implantados dentro del cráneo. La desventaja obvia es que es altamente invasivo. Digamos que no hay demasiados voluntarios ávidos que estarían felices de perforar sus cráneos para la ciencia, a menos que ya tenga mucho que perder.

La electrocorticografía se está utilizando de forma relativamente amplia para controlar a los pacientes con epilepsia que están a punto de someterse a una cirugía para tratar las convulsiones. Esto permite a los médicos determinar la ubicación exacta en el cerebro donde se originan las convulsiones de un paciente, que puede variar de persona a persona.

Algunos de estos pacientes aceptaron participar, y los investigadores del MIT pudieron recopilar datos de ellos durante varios años. Muchos de los 15 participantes en el estudio no tenían electrodos colocados en su corteza auditiva, pero algunos sí, y la información que proporcionaron resultó valiosa. Usando un nuevo enfoque estadístico, los investigadores pudieron identificar poblaciones neuronales que son responsables de la actividad eléctrica registrada por cada electrodo.

"Cuando aplicamos este método a este conjunto de datos, surgió este patrón de respuesta neuronal que respondía solo al canto", dice Norman-Heigner. "Fue un descubrimiento que realmente no esperábamos, por lo que justifica bastante el objetivo del enfoque, que es descubrir cosas potencialmente nuevas que quizás no creas que estás buscando".

"Hay una población de neuronas que responde al canto, y luego hay una población de neuronas cercana que responde ampliamente a mucha música. En la escala de fMRI están tan cerca que no se pueden desmontar, pero con los registros intracraneales tenemos una resolución extra y lo que creemos nos ha permitido separarlos”, agregó.

Cuando los datos de ECoG se combinaron con fMRI, los investigadores pudieron identificar la ubicación de las poblaciones neuronales que respondían específicamente a la firma, pero no a otros tipos de música.

"Las grabaciones intracraneales en este estudio replicaron nuestros hallazgos previos con fMRI y revelaron un nuevo componente de la respuesta auditiva que responde casi exclusivamente al canto", dijo Norman-Heigner. Ciencias ZME.

Estos puntos de acceso específicos de la canción se encuentran en la parte superior del lóbulo temporal, cerca de las regiones que son selectivas para el lenguaje y la música. Esto sugiere que es probable que las poblaciones de neuronas específicas de la canción respondan al tono percibido, por lo que pueden distinguir entre las palabras habladas y la vocalización musical antes de enviar esta información a otras partes del cerebro para su posterior procesamiento.

Estos descubrimientos enriquecen nuestra comprensión de cómo el cerebro humano responde a la música. Por ejemplo, investigaciones anteriores han demostrado que la música afecta la función cerebral y el comportamiento humano, incluida la reducción del estrés, el dolor y los síntomas de depresión, así como la mejora de las habilidades cognitivas y motoras, el aprendizaje del espacio-tiempo y la neurogénesis, que es la capacidad de el cerebro para producir neuronas.

Pero quedan muchos misterios, por lo que los investigadores del MIT planean estudiar las respuestas neuronales de los bebés a la música, con la esperanza de aprender más sobre cómo se desarrollan las regiones cerebrales con mentalidad musical.

"Actualmente sabemos muy poco sobre las poblaciones neuronales selectivas de canciones, en parte porque las acabamos de descubrir y en parte porque recopilar este tipo de datos lleva mucho tiempo. Estas son excelentes preguntas sobre las que esperamos que la investigación futura arroje algo de luz ", dijo Norman-Heiner. Ciencias ZME.