Un estudio revela cómo el cerebro descifra los cambios de tono en el habla para darles significado
Cuando hablamos, no solo importa el contenido de nuestras palabras, sino también la entonación con la que las pronunciamos. Un nuevo estudio ha identificado una región del cerebro que convierte estos cambios sutiles en información con sentido, desafiando teorías previas sobre el procesamiento del lenguaje.
El habla humana no solo transmite información a través de palabras, sino también mediante cambios en la entonación, conocidos como prosodia. Estos matices, como el énfasis en ciertas sílabas o la forma en que la voz sube y baja, ayudan a expresar intención, emoción y estructura gramatical. Hasta ahora, se creía que la prosodia se procesaba en el giro temporal superior, pero este estudio demuestra que el giro de Heschl, una región cerebral tradicionalmente vinculada a la audición temprana, también tiene un papel clave en la interpretación del lenguaje.
Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern, en colaboración con las universidades de Pittsburgh y Wisconsin-Madison, ha descubierto que el giro de Heschl no solo capta los sonidos del habla, sino que también traduce cambios sutiles en la entonación en información lingüística significativa. Este hallazgo, publicado en Nature Communications, redefine nuestra comprensión del procesamiento del habla en el cerebro.
Durante años, los científicos asumieron que la prosodia se procesaba principalmente en el giro temporal superior, la región del cerebro responsable de la percepción del habla. Sin embargo, Bharath Chandrasekaran, coautor del estudio y profesor en la Universidad Northwestern, explica que estos resultados desafían ideas previas sobre cómo y dónde se interpretan las variaciones en el tono de voz. Según Chandrasekaran, este es el primer estudio que investiga cómo el cerebro procesa los cambios sutiles de tono que aportan significado al lenguaje.
Para llevar a cabo la investigación, los científicos colaboraron con el Dr. Taylor Abel, neurocirujano pediátrico de la Universidad de Pittsburgh. Estudiaron la actividad cerebral de 11 adolescentes que se sometían a cirugía para tratar epilepsia severa. Estos pacientes tenían electrodos implantados en zonas profundas del cerebro esenciales para la función del lenguaje, lo que permitió obtener datos de alta precisión.
La melodía del habla
Según Abel, los estudios sobre comunicación y lingüística suelen basarse en técnicas no invasivas, como electrodos en la piel, que aunque accesibles, no ofrecen tanta precisión. Sin embargo, esta colaboración permitió obtener registros detallados de la actividad cerebral y comprender los mecanismos del procesamiento del habla de una manera completamente nueva.
Para analizar cómo el cerebro interpreta la «melodía» del habla, los participantes escucharon una grabación del audiolibro Alicia en el país de las maravillas mientras los científicos monitoreaban la actividad en varias regiones del cerebro en tiempo real. Los resultados mostraron que el giro de Heschl no solo procesaba los cambios de tono como sonidos, sino que los convertía en unidades lingüísticas con significado. En otras palabras, el cerebro registraba los acentos tonales por separado de los sonidos que forman las palabras.
G. Nike Gnanataja, coautor del estudio y miembro del Departamento de Ciencias de la Comunicación y Trastornos de la Universidad de Wisconsin-Madison, señala que estos hallazgos desafían suposiciones previas sobre cómo el cerebro detecta la melodía natural del habla. Aunque las variaciones en el tono cambian con cada enunciado, el cerebro es capaz de generar representaciones estables para entenderlas.
El estudio también reveló que el significado oculto de los patrones prosódicos, es decir, la forma en que el tono de la voz sube y baja, se codifica mucho antes de lo que se pensaba en el proceso auditivo. Investigaciones previas en primates no humanos indicaron que, aunque sus cerebros procesan las mismas señales acústicas, carecen de esta capacidad de abstracción.
Estos hallazgos tienen implicaciones importantes en diversos campos. Chandrasekaran explica que comprender cómo el cerebro procesa los acentos tonales podría transformar la rehabilitación del habla, mejorar los asistentes de voz impulsados por inteligencia artificial y ayudar a entender mejor la singularidad de la comunicación humana.
Además, el conocimiento sobre el procesamiento temprano de la prosodia podría dar lugar a nuevas intervenciones para trastornos del habla y el lenguaje, como el autismo, la disprosodia en pacientes que han sufrido un accidente cerebrovascular y dificultades de aprendizaje relacionadas con el lenguaje. También refuerza la idea de que la experiencia lingüística tiene un papel fundamental en la comunicación humana, algo que los primates no pueden replicar debido a la falta de esta capacidad de categorización abstracta.
Por último, los hallazgos del estudio podrían mejorar significativamente los sistemas de reconocimiento de voz basados en inteligencia artificial, permitiéndoles interpretar mejor la entonación y acercando la tecnología de procesamiento del lenguaje natural a una comprensión más parecida a la humana.
REFERENCIA
