Desentrañando el código cerebral para pronunciar vocales

Diagnosticado a los 21 años de edad con esclerosis lateral amiotrófica, una dolencia degenerativa neuromuscular conocida también como Enfermedad de Lou Gehrig, el famoso físico británico Stephen Hawking, actualmente de 70 años, depende de un dispositivo computerizado para hablar. Unos ingenieros están investigando el uso de las ondas cerebrales para crear una nueva forma de comunicación para Hawking y para otras personas que padecen de parálisis similares.

Los científicos, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y el Instituto Tecnológico de Israel (el Technion), han descifrado cómo las células cerebrales humanas codifican la pronunciación de las vocales individuales en el habla. El descubrimiento podría conducir a una nueva tecnología para verbalizar las palabras de personas paralizadas por lesiones o enfermedades.

Se sabe que ciertas células cerebrales emiten impulsos de modo predecible justo antes de que la persona ejecute un determinado movimiento corporal.

El equipo del neurocirujano Itzhak Fried, de la UCLA, se planteó que quizá las neuronas también reaccionarían de forma diferente cuando la persona pronunciase o intentase pronunciar sonidos específicos distintos.

Fried, así como Ariel Tankus y Shy Shoham del Technion, examinaron a 11 pacientes epilépticos con electrodos que les habían sido implantados en sus cerebros para localizar el origen de sus convulsiones. Este examen médico ofrecía por tanto una buena oportunidad de exploración cerebral para Fried y sus colaboradores.

Los investigadores registraron la actividad neuronal a medida que los pacientes pronunciaban una de cinco vocales, o sílabas que la contenían.

El equipo estudió cómo las neuronas codificaban la articulación de la vocal, tanto en cada neurona por separado como en grupos de las mismas. Los científicos constataron que dos áreas (el giro temporal superior y una región en el lóbulo frontal medial) albergan neuronas relacionadas con el habla y especializadas en las vocales. Sin embargo, la codificación de señales en ambas regiones difiere bastante.


En las pruebas, las neuronas del giro temporal superior respondieron a todas las vocales, aunque a diferentes velocidades de emisión de impulsos. En cambio, las neuronas que emitían impulsos exclusivamente para sólo una o dos vocales residían en la región frontal medial.

Todo apunta a que la actividad de las neuronas individuales en el lóbulo frontal medial corresponde a la codificación de vocales específicas. La neurona emite un impulso sólo ante la pronunciación de una vocal particular, pero no ante la pronunciación de otras vocales.

A escala colectiva, las neuronas que codifican vocales en el giro temporal superior reflejan la anatomía que hace posible el habla, específicamente, la posición de la lengua dentro de la boca.

Conociendo bien el código neuronal subyacente en el habla, es posible reconocer las palabras en el patrón de impulsos de las neuronas.

Existe por tanto la posibilidad de que las personas que están físicamente incapacitadas para hablar, o para comunicarse mediante gestos o cualquier otro movimiento corporal, logren componer mensajes de texto escrito o hablado a partir de la mera actividad de sus neuronas en esas dos zonas específicas del cerebro. En el futuro, debiera ser factible construir prótesis neuronales o interfaces cerebro-máquina que descodifiquen los citados patrones de emisión de impulsos neuronales de una persona y le permitan comunicarse con otra gente.

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