Cómo el cerebro procesa los sonidos que hacemos nosotros mismos

Una pregunta clave en neurociencia es cómo los animales, incluidos los humanos, distinguen los sonidos que ellos mismos crean de los que vienen del mundo exterior. Se cree que ciertos circuitos cerebrales ayudan con esto al reducir su respuesta a los sonidos producidos por las propias acciones. Se piensa que esta Supresión hace que el cerebro sea más sensible a los sonidos externos. Esta idea es especialmente relevante en el estudio del habla, donde el cerebro muestra menor actividad en partes que procesan el sonido cuando una persona habla. Si hay una diferencia entre lo que el cerebro espera escuchar y lo que realmente escucha durante el habla, la respuesta del cerebro a esa discrepancia se intensifica para guiar las correcciones en la producción del habla.

Los investigadores suelen probar esta idea al cambiar intencionadamente la retroalimentación auditiva que una persona recibe mientras habla. Por ejemplo, pueden retrasar la retroalimentación, lo que puede interrumpir el habla normal. Alternativamente, pueden cambiar el tono de la voz de una persona, obligándola a ajustar su habla en respuesta. Muchos estudios han mostrado cambios en la actividad cerebral cuando esto sucede, especialmente en áreas involucradas en el procesamiento del sonido. Sin embargo, sigue siendo incierto si las mismas áreas del cerebro que muestran supresión al hablar también responden de manera intensa cuando se altera la retroalimentación auditiva.

#El Problema de la Retroalimentación Auditiva

Cuando las personas hablan, las respuestas auditivas en el cerebro son generalmente más débiles que durante la escucha pasiva de sonidos. Esto se ha mostrado en varios estudios, destacando la adaptación del cerebro al hablar. En algunos casos, mientras que las respuestas a menudo están suprimidas, hay instancias donde las áreas cerebrales muestran actividad aumentada, particularmente cuando se altera la retroalimentación sonora. Esto plantea la pregunta de si las áreas que suprimen las respuestas a los sonidos auto-generados son las mismas que responden a los cambios en la retroalimentación.

Complicando esto, está el hecho de que la atención juega un papel significativo durante el habla. Mientras que el habla normal no requiere mucho enfoque consciente, las tareas que involucran retroalimentación generalmente necesitan más atención. Está bien documentado que cuando las personas se concentran más en un sonido, la respuesta del cerebro a ese sonido aumenta. Esto sugiere que cuando la gente presta más atención a la retroalimentación mientras habla, la respuesta del cerebro también podría volverse más grande.

Para explorar estas ideas, los investigadores querían descubrir si la supresión de la respuesta auditiva durante el habla realmente mejora la Sensibilidad a los cambios en la retroalimentación auditiva. También pretendían entender cómo la atención influye en esta sensibilidad al comparar las respuestas cerebrales durante el habla normal y cuando la retroalimentación auditiva se alteró intencionadamente.

#Metodología

El estudio involucró a participantes que eran pacientes de epilepsia sometiéndose a procedimientos neuroquirúrgicos. Estos pacientes tenían electrodos colocados en sus Cerebros para monitorear la actividad eléctrica, lo que permitía una observación precisa de cómo diferentes áreas del cerebro respondían durante diversas tareas de habla.

#Participantes

Un total de 35 pacientes participaron, con diferentes configuraciones dependiendo de las necesidades clínicas. Todos los participantes dieron su consentimiento informado. Los investigadores entrenados utilizaron una variedad de Discursos y respuestas para recopilar datos de los electrodos implantados.

#Técnicas de Registro

Los investigadores usaron un método llamado electroencefalografía intracraneal (iEEG) para medir la actividad cerebral. Este método implica el uso de pequeños electrodos para recoger señales eléctricas del cerebro. La implantación de estos electrodos fue guiada por consideraciones clínicas.

#Tareas de Habla

Se pidió a los participantes que realizaran varias tareas de habla:

1. Repetición de Palabras Auditivas (RPA): Los participantes escucharon palabras y las repitieron en voz alta.
2. Lectura de Palabras Visuales (LPV): Los participantes leyeron palabras presentadas visualmente y las pronunciaron en voz alta.
3. Retroalimentación Auditiva Retrasada (RAR): En esta tarea, los participantes leyeron palabras en voz alta mientras escuchaban sus voces con un retraso de tiempo.
4. Lectura de Palabras Visuales con Retroalimentación Auditiva (LPV-RA): Los participantes leyeron palabras mientras escuchaban simultáneamente su propia voz sin retrasos.

#Análisis Estadístico

Los investigadores analizaron la actividad cerebral para ver cómo variaban las respuestas entre hablar y escuchar. Observaron cambios en las señales cerebrales durante diferentes tareas de habla y compararon las respuestas a los cambios en la retroalimentación auditiva.

#Hallazgos sobre Respuestas Auditivas Durante el Habla

#Respuestas en Diferentes Tareas

A través de las tareas de habla, se midieron respuestas cerebrales en varias regiones involucradas en la audición y producción del habla. Cuando los participantes escucharon palabras habladas, áreas cerebrales como el giro temporal superior (GTS) mostraron fuerte actividad. Sin embargo, cuando los participantes hablaban, esa actividad se redujo significativamente, indicando una forma de supresión. En contraste, las áreas responsables de los movimientos musculares mostraron actividad aumentada durante el habla.

#Evitando la Supresión por Repetición

Para asegurarse de que las reducciones observadas en la actividad cerebral no fueran solo debido a escuchar los mismos sonidos repetidamente, el estudio incluyó una tarea donde los participantes solo escucharon cada palabra una vez. Los resultados mostraron patrones de supresión similares, confirmando que la reducción en la actividad estaba realmente relacionada con el acto de hablar.

#Midiendo la Supresión y Sensibilidad

Los investigadores idearon una forma de cuantificar cuánto ocurrió la supresión en la actividad cerebral cuando los participantes hablaban en comparación con cuando escuchaban. Llamaron a esto el Índice de Supresión, con valores positivos que indican una mayor supresión durante el habla.

#Sensibilidad a la Retroalimentación

Para examinar qué tan bien podía responder el cerebro a los cambios en la retroalimentación auditiva, los investigadores introdujeron el Índice de Sensibilidad. Esto midió cómo cambiaron las respuestas cerebrales cuando la retroalimentación auditiva se retrasó.

#Correlación Entre Supresión y Sensibilidad

Los resultados indicaron que las áreas cerebrales en el GTS que mostraron fuerte supresión también exhibieron grandes respuestas cuando se alteró la retroalimentación auditiva. Esto sugiere que estas áreas no solo están involucradas en suprimir sonidos auto-generados, sino también en detectar discrepancias en la retroalimentación auditiva.

#El Papel de la Atención

El nivel de atención requerido para las tareas de habla varió. Las actividades que involucraron retroalimentación alterada requerían más esfuerzo consciente en comparación con el habla regular. Los investigadores notaron que una mayor atención conducía a respuestas cerebrales mejoradas.

#Respuestas Neurales Aumentadas Durante Tareas de Retroalimentación

En tareas donde la retroalimentación auditiva se retrasó, las respuestas cerebrales fueron significativamente más grandes que en tareas donde hubo retroalimentación consistente. Esto indicó que el esfuerzo adicional y el enfoque necesarios durante las tareas de retroalimentación resultaron en mayor actividad neuronal.

#Explorando Gradientes Antero-Posteriores

Un hallazgo interesante fue la observación de diferentes patrones de respuesta en las partes posterior y anterior del GTS. Las áreas ubicadas hacia la parte posterior del GTS mostraron respuestas más grandes cuando los participantes enfrentaron desafíos con la retroalimentación auditiva retrasada, mientras que las más cercanas al frente exhibieron patrones de activación diferentes. Estos hallazgos sugieren un gradiente en la sensibilidad de respuesta a través del GTS.

#Discusión e Interpretación

El estudio encontró que las áreas auditivas responsables de procesar sonidos durante el habla mostraron un patrón complejo de actividad. Mientras que algunas áreas suprimieron respuestas a sonidos auto-generados, otras fueron sensibles a cambios en la retroalimentación auditiva.

#Implicaciones para el Monitoreo del Habla

Los hallazgos apoyan la idea de que la supresión de respuestas auditivas durante el habla está vinculada al monitoreo de errores en el habla. La superposición entre supresión y sensibilidad sugiere que el cerebro utiliza mecanismos comunes para gestionar ambos procesos. Esto tiene importantes implicaciones para entender cómo las personas controlan su habla y responden a la información auditiva.

#Direcciones Futuras

El estudio enfatizó la necesidad de más investigaciones para explorar la interacción entre atención, retroalimentación auditiva y producción del habla. Trabajos futuros podrían desglosar aún más cómo interactúan diferentes áreas del cerebro durante las tareas de retroalimentación auditiva y hasta qué punto la atención puede modular las respuestas al hablar.

#Conclusión

Este estudio proporciona valiosas ideas sobre cómo el cerebro distingue entre sonidos auto-generados y externos, particularmente durante el habla. Al utilizar técnicas avanzadas y un diseño experimental cuidadoso, los investigadores pudieron ilustrar la intrincada relación entre la supresión auditiva, la sensibilidad a la retroalimentación y la atención durante la producción del habla. En general, esta investigación contribuye a una mejor comprensión de los mecanismos neuronales que subyacen en el habla y el procesamiento Auditivo en el cerebro humano.