Georg von Békésy y el secreto de cómo escuchamos

El sentido del oído es una obra maestra de la biofísica. Cada segundo, nuestro cerebro procesa desde el sutil susurro del viento hasta la potencia de una sinfonía, distinguiendo frecuencias con una precisión asombrosa. Sin embargo, durante siglos, el mecanismo exacto por el cual el oído interno traduce las ondas mecánicas en señales eléctricas fue uno de los mayores misterios de la medicina. La respuesta no llegó de la mano de un médico tradicional, sino de un ingeniero de telecomunicaciones húngaro que terminó ganando el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1961: Georg von Békésy.

De las líneas telefónicas al oído humano

Nacido en Budapest en 1899, Georg von Békésy no comenzó su carrera con la ambición de estudiar la anatomía humana. Tras doctorarse en Física por la Universidad de Budapest, comenzó a trabajar en el laboratorio de investigación de la Oficina Postal de Hungría. Su misión principal era aparentemente mundana: descubrir cómo mejorar la calidad de las transmisiones telefónicas y descifrar por qué los cables submarinos sufrían pérdidas de señal.

Fue precisamente este problema técnico el que lo llevó a interesarse por el receptor final del teléfono: el oído. Békésy se dio cuenta de que para diseñar un sistema de telecomunicaciones perfecto, primero debía comprender las propiedades mecánicas del sistema auditivo humano.

Utilizando sus conocimientos de acústica y vibraciones de membranas, empezó a ver la cóclea (o caracol, la estructura ósea del oído interno) no solo como un órgano biológico, sino como un sofisticado sistema de procesamiento de señales mecánicas.

(Foto: Nobel Foundation)

El descubrimiento de la "onda viajera"

Hasta la llegada de Békésy, la teoría dominante sobre la audición pertenecía al célebre físico Hermann von Helmholtz. Helmholtz sugería que el oído interno funcionaba como un piano microscópico, donde diferentes "cuerdas" de la membrana basilar resonaban ante frecuencias específicas. Sin embargo, esta teoría tenía lagunas físicas insostenibles.

Para comprobarlo, Békésy desarrolló una técnica quirúrgica increíblemente precisa. Utilizando herramientas diminutas fabricadas por él mismo, logró disecar cócleas de cadáveres humanos y de animales, manteniéndolas intactas bajo el microscopio. Para observar el movimiento de la membrana basilar (una estructura de apenas unos milímetros de longitud), suspendió partículas microscópicas de plata en el fluido coclear y utilizó luz estroboscópica.

Lo que descubrió cambió la medicina para siempre: la teoría de la onda viajera.

Cuando un sonido entra al oído, no hace vibrar una única sección aislada como una cuerda de piano. En su lugar, el sonido genera una onda que viaja a lo largo de toda la membrana basilar, de forma muy similar a la onda que se produce al sacudir una alfombra o una cuerda desde un extremo.

La genialidad del sistema radica en la propia anatomía de la membrana: es rígida y estrecha en su base, pero se vuelve más ancha y flexible a medida que se acerca al ápice (la punta del caracol). Debido a esta variación mecánica, las diferentes frecuencias alcanzan su punto de máxima vibración en lugares distintos:

-Las frecuencias altas (sonidos agudos): Hacen vibrar con máxima fuerza la base de la cóclea, cerca de la entrada del sonido.

-Las frecuencias bajas (sonidos graves): Viajan por toda la membrana y alcanzan su punto máximo en el ápice, en el extremo opuesto.

Este mapa de frecuencias, conocido en neurociencia como organización tonotópica, permite al cerebro identificar instantáneamente el tono de un sonido basándose exclusivamente en el lugar exacto de la cóclea que está experimentando la mayor vibración.

El camino hacia el Premio Nobel

La Segunda Guerra Mundial interrumpió el trabajo de Békésy en Hungría. En 1946, tras la destrucción de su laboratorio, se trasladó a Suecia y, poco después, emigró a los Estados Unidos, donde continuó sus investigaciones en los Laboratorios de Psicoacústica de la Universidad de Harvard. Allí construyó modelos mecánicos gigantes de la cóclea (tubos llenos de fluido con membranas de plástico) que le permitían tocar las vibraciones con sus propios dedos, demostrando físicamente la validez de sus teorías.

En 1961, la comunidad científica internacional reconoció su monumental aportación otorgándole el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus descubrimientos sobre el mecanismo físico de la estimulación dentro de la cóclea. Fue el primer físico en recibir el galardón en esta categoría médica.

El impacto de las investigaciones de Georg von Békésy sigue completamente vigente en el siglo XXI. Toda la tecnología detrás de los implantes cocleares modernos —dispositivos electrónicos que devuelven la audición a personas con sordera profunda— se basa de forma directa en el mapa de frecuencias que él descubrió. Al saber exactamente qué electrodo debe estimular qué parte del caracol auditivo para recrear un sonido agudo o grave, los ingenieros biomédicos actuales no hacen más que aplicar las leyes de la física que un joven ingeniero húngaro descifró mientras intentaba arreglar las líneas telefónicas de Budapest.