Dispositivo que podría ayudar a aprender mejor los sonidos de otros idiomas

Una nueva investigación realizada por neurocientíficos de la Universidad de Pittsburgh y la Universidad de California San Francisco (UCSF) reveló que un simple dispositivo similar a un audífono desarrollado en la UCSF que estimula de manera imperceptible un nervio clave que conduce al cerebro podría mejorar significativamente la capacidad del usuario para aprender los sonidos de un nuevo idioma. Este dispositivo puede tener una amplia gama de aplicaciones para impulsar también otros tipos de aprendizaje.

El chino mandarín se considera uno de los idiomas más difíciles de aprender para los hablantes nativos de inglés, por ejemplo, en parte porque el idioma -como muchos otros en todo el mundo- utiliza cambios distintivos en el tono, para cambiar el significado de las palabras que de otra manera suenan igual. En el nuevo estudio, publicado en la revista Science of Learning (una revista asociada a Nature), los investigadores mejoraron significativamente la capacidad de los hablantes nativos de inglés para distinguir entre los tonos del mandarín mediante el uso de una estimulación no invasiva y precisa en el tiempo del nervio vago, el más largo de los 12 nervios craneales que conectan el cerebro con el resto del cuerpo. Lo que es más, la estimulación del nervio vago permitió a los participantes de la investigación identificar el doble de rápido algunos tonos en mandarín.

"Mostrar que la estimulación nerviosa periférica no invasiva puede facilitar el aprendizaje de idiomas abre potencialmente la puerta a la mejora del rendimiento cognitivo en una amplia gama de dominios", dijo el autor principal Fernando Llanos, un investigador postdoctoral en el Sound Brain Lab de Pittsburgh.

"Esta es una de las primeras demostraciones de que la estimulación no invasiva del nervio vago puede mejorar una habilidad cognitiva compleja como el aprendizaje de idiomas en personas sanas", dijo el Dr. Matthew Leonard, profesor asistente del Departamento de Cirugía Neurológica del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF, cuyo equipo desarrolló el dispositivo de estimulación nerviosa. Leonard es el autor principal del nuevo estudio, junto con el Dr. Bharath Chandrasekaran, profesor y vicepresidente de investigación del Departamento de Ciencias de la Comunicación y Trastornos de la Escuela de Ciencias de la Salud y Rehabilitación de Pitt, y director del Sound Brain Lab.

Audífono tVNS colocado en una usuaria. (Foto: Leonard Lab/UCSF/Jhia Louise Nicole Jackson)

Los investigadores utilizaron una técnica no invasiva llamada estimulación transcutánea del nervio vago (tVNS), en la que se coloca un pequeño estimulador en el oído externo y puede activar el nervio vago utilizando pulsos eléctricos imperceptibles para estimular una de las ramas cercanas del nervio.

Para su estudio, los investigadores reclutaron a 36 adultos nativos de habla inglesa y los entrenaron para identificar cuatro tonos del chino mandarín en ejemplos de habla natural, utilizando un conjunto de tareas desarrolladas en el Sound Brain Lab para estudiar la neurobiología del aprendizaje de idiomas.

Los participantes que recibieron tVNS imperceptibles emparejados con dos tonos de mandarín que normalmente son más fáciles de distinguir para los angloparlantes mostraron rápidas mejoras en el aprendizaje para distinguir estos tonos. Al final del adiestramiento, esos participantes fueron un 13% mejores en promedio en la clasificación de los tonos y alcanzaron un rendimiento máximo dos veces más rápido que los participantes de control que usaron el dispositivo tVNS pero nunca recibieron estimulación.

"Hay un sentimiento general de que la gente no puede aprender los patrones de sonido de un nuevo idioma en la edad adulta, pero nuestro trabajo históricamente ha demostrado que eso no es cierto para todos", dijo Chandrasekaran. "En este estudio, estamos viendo que la tVNS reduce esas diferencias individuales más que cualquier otra intervención que haya visto".

Según Leonard, "en general, la gente tiende a desanimarse por lo difícil que puede ser el aprendizaje de un idioma, pero si pudieras darles entre un 13% y un 15% de mejores resultados después de su primera sesión, tal vez sería más probable que quisieran continuar".

Los investigadores ahora están probando si las sesiones de entrenamiento más largas con tVNS pueden afectar la capacidad de los participantes para aprender a discriminar dos tonos que son más difíciles de diferenciar para los angloparlantes, lo cual no mejoró significativamente en el estudio actual.

La estimulación del nervio vago se ha utilizado para tratar la epilepsia durante décadas y recientemente se ha relacionado con beneficios para una amplia gama de cuestiones que van desde la depresión hasta la enfermedad inflamatoria, aunque sigue sin estar claro exactamente cómo se confieren estos beneficios. Pero la mayoría de estos hallazgos han utilizado formas invasivas de estimulación que implican un generador de impulsos implantado en el pecho. Por el contrario, la capacidad de evocar impulsos significativos para el aprendizaje mediante estimulación simple y no invasiva del nervio vago podría conducir a aplicaciones clínicas y comerciales significativamente más baratas y seguras.

Los investigadores sospechan que la tVNS estimula el aprendizaje al mejorar ampliamente la señalización de los neurotransmisores a través de amplias franjas del cerebro, estimulando temporalmente la atención al estímulo auditivo que se presenta y promover así el aprendizaje a largo plazo, aunque se necesita más investigación para verificar este mecanismo.

"Estamos mostrando efectos de aprendizaje robustos de una manera completamente no invasiva y segura, lo que potencialmente hace que la tecnología sea escalable a una gama más amplia de aplicaciones médicas y de consumo, como la rehabilitación después de un derrame cerebral", dijo Chandrasekaran. "Nuestro siguiente paso es comprender el mecanismo neural subyacente y establecer el conjunto ideal de parámetros de estimulación que podrían maximizar la plasticidad del cerebro". Consideramos que la tVNS es una herramienta potente que podría mejorar la rehabilitación de los individuos con daño cerebral". (Fuente: NCYT Amazings)