abril 17, 2024

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Introducción al habla: cómo el cerebro forma palabras

Introducción al habla: cómo el cerebro forma palabras

resumen: Los investigadores han hecho un descubrimiento innovador sobre cómo el cerebro humano forma palabras antes de hablar. Utilizando sensores Neuropixels, pudieron mapear cómo las neuronas representan y agrupan los sonidos del habla en el lenguaje.

Este estudio no sólo arroja luz sobre los complejos pasos cognitivos implicados en la producción del habla, sino que también abre posibilidades para el tratamiento de los trastornos del habla y el lenguaje. Esta tecnología podría conducir a la creación de prótesis artificiales del habla, beneficiando a quienes padecen trastornos neurológicos.

Hechos clave:

  1. El estudio utiliza sensores Neuropixels avanzados para registrar las actividades de las neuronas en el cerebro, mostrando cómo pensamos y producimos palabras.
  2. Los investigadores descubrieron que las neuronas se dedican tanto a hablar como a escuchar, y revelan funciones cerebrales separadas para la producción y comprensión del lenguaje.
  3. Los hallazgos podrían ayudar a desarrollar tratamientos para los trastornos del habla y el lenguaje y conducir a la creación de interfaces cerebro-máquina para el habla artificial.

fuente: harvard

Utilizando técnicas avanzadas de registro cerebral, un nuevo estudio realizado por investigadores del Hospital General de Massachusetts, afiliado a Harvard, muestra cómo las neuronas del cerebro humano trabajan juntas para permitir a las personas pensar en las palabras que quieren decir y luego producirlas en voz alta a través del habla.

Los hallazgos proporcionan un mapa detallado de cómo los sonidos del habla, como las consonantes y las vocales, se representan en el cerebro mucho antes de que se pronuncien, y cómo se vinculan entre sí durante la producción del lenguaje.

Trabajo publicado en naturalezaPuede conducir a mejoras en la comprensión y el tratamiento de los trastornos del habla y el lenguaje.

«Aunque hablar normalmente parece fácil, nuestro cerebro realiza muchos pasos cognitivos complejos en la producción natural del habla, incluido el de encontrar las palabras que queremos decir, planificar los movimientos verbales y producir las expresiones deseadas», dice el autor principal Zev Williams. Profesor asociado de Neurocirugía en MGH y la Facultad de Medicina de Harvard.

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«Nuestros cerebros realizan estas hazañas con una velocidad asombrosa (alrededor de tres palabras por segundo en el habla natural) y con muy pocos errores. Sin embargo, cómo se logra exactamente esta hazaña sigue siendo un misterio».

Cuando utilizaron una tecnología de vanguardia llamada Neuropixels para registrar las actividades de neuronas individuales en la corteza prefrontal, un área frontal del cerebro humano, Williams y sus colegas identificaron células involucradas en la producción del lenguaje que pueden ser la base de la capacidad de hablar. Él habla. También descubrieron que hay grupos separados de neuronas en el cerebro dedicadas a hablar y escuchar.

«El uso de sensores Neuropixels en humanos fue pionero en el MGH», dijo Williams. «Estos sensores son extraordinarios: son más pequeños que el ancho de un cabello humano, pero también contienen cientos de canales capaces de registrar la actividad de docenas o incluso cientos de neuronas individuales simultáneamente».

Williams trabajó para desarrollar las técnicas de grabación con Sidney Cash, profesor de neurología en el Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard, quien también ayudó a dirigir el estudio.

La investigación muestra cómo las neuronas representan algunos de los elementos básicos implicados en la construcción de palabras habladas, desde simples sonidos del habla llamados fonemas hasta su agrupación en cadenas más complejas, como las sílabas.

Por ejemplo, la consonante 'da', que se produce al tocar con la lengua el paladar duro detrás de los dientes, es necesaria para producir la palabra 'perro'. Al grabar neuronas individuales, los investigadores descubrieron que algunas neuronas se activan antes de que el sonido se pronuncie en voz alta. Otras neuronas reflejaban aspectos más complejos de la construcción de palabras, como la agrupación específica de sonidos en sílabas.

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A través de su técnica, los investigadores han demostrado que es posible determinar de forma fiable qué sonidos del habla pronunciarán los individuos antes de pronunciarlos. En otras palabras, los científicos pueden predecir la combinación de consonantes y vocales que se producirán antes de que se pronuncien las palabras. Esta capacidad podría aprovecharse para construir prótesis o interfaces cerebro-máquina capaces de producir habla sintética, lo que podría beneficiar a una variedad de pacientes.

«Se han observado interrupciones en las redes del habla y el lenguaje en una amplia gama de trastornos neurológicos, incluidos accidentes cerebrovasculares, lesiones cerebrales traumáticas, tumores, trastornos neurodegenerativos, trastornos del desarrollo neurológico y más», dijo Arjun Khanna, becario postdoctoral en el laboratorio Williams y uno de los investigadores. que». Coautor del estudio.

«Nuestra esperanza es que una mejor comprensión de los circuitos neuronales básicos que permiten el habla y el lenguaje allane el camino para desarrollar tratamientos para estos trastornos».

Los investigadores esperan ampliar su trabajo estudiando procesos lingüísticos más complejos que les permitan investigar cuestiones relacionadas con cómo las personas eligen las palabras que pretenden decir y cómo el cerebro reúne palabras en oraciones que transmiten los pensamientos y sentimientos de uno a los demás. .

Acerca de las noticias sobre investigaciones del habla y el lenguaje

autor: Comunicaciones MGH
fuente: harvard
comunicación: Comunicaciones MGH – Harvard
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.

Búsqueda original: Acceso abierto.
«Componentes neuronales únicos de la producción del habla en humanos.“Por Zev Williams et al. naturaleza


un resumen

Componentes neuronales únicos de la producción del habla en humanos.

Los humanos son capaces de generar combinaciones de movimientos verbales extraordinariamente diversos para producir un habla significativa. Esta capacidad de coordinar secuencias de sonidos específicas, segmentarlas y conjugarlas en escalas de tiempo inferiores a un segundo, nos permite producir miles de sonidos de palabras y es un componente fundamental del lenguaje. Sin embargo, las unidades y estructuras celulares básicas mediante las cuales planificamos y producimos palabras durante el habla siguen siendo en gran medida desconocidas.

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Aquí, utilizando grabaciones nítidas de Neuropixels de alta densidad capaces de tomar muestras de la columna cortical en humanos, descubrimos neuronas en la corteza prefrontal dominante del lenguaje que codificaban información detallada sobre la disposición fonética y la formación de palabras estriatales durante la producción natural del habla.

Estas neuronas representan el orden y la estructura específicos de los eventos articulatorios previos a la articulación y reflejan la segmentación de secuencias vocales en distintos segmentos. También predijeron con precisión los componentes fonológicos, silábicos y morfológicos de las palabras siguientes y mostraron dinámicas ordenadas temporalmente.

En conjunto, demostramos cómo estas mezclas de células se organizan ampliamente a lo largo de la columna cortical y cómo sus patrones de actividad pasan de la planificación articulatoria a la producción. También mostramos cómo estas células rastrean de manera confiable la estructura detallada de los sonidos de consonantes y vocales durante la percepción y cómo distinguen específicamente los procesos relacionados con el habla de los relacionados con la escucha.

En conjunto, estos hallazgos revelan una organización notablemente estructurada y una cascada de codificación de representaciones fonológicas por parte de las neuronas prefrontales en humanos y demuestran un proceso celular que puede respaldar la producción del habla.