¿Puede realmente el cerebro del recién nacido discriminar todos los sonidos del habla?
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Los resultados de la investigación ratifican que las habilidades de los recién nacidos para codificar neuronalmente el tono de la voz son comparables a las habilidades que ya exhiben los adultos tras varios años de exposición al lenguaje.
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Photo by Ana Tablas on Unsplash
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La capacidad de las personas para percibir los sonidos del habla se ha estudiado en profundidad, especialmente durante el primer año de vida, ¿pero qué ocurre durante las primeras horas después del nacimiento? Investigadores del Instituto de Neurociencias de la Universitat de Barcelona (UBNeuro) y del Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD) se han preguntado si los bebés nacen ya con capacidades innatas para percibir los sonidos del lenguaje o si, por el contrario, los procesos de codificación neuronal necesitan madurar todavía durante algún tiempo. Para tratar de contestar a esta pregunta básica sobre el desarrollo humano, han creado una nueva metodología que se ha descrito en la revista de acceso abierto Scientific Reports, del grupo Nature.
Los resultados de la investigación ratifican que las habilidades de los recién nacidos para codificar neuronalmente el tono de la voz son comparables a las habilidades que ya exhiben los adultos tras varios años de exposición al lenguaje. Sin embargo, se han encontrado diferencias en cuanto a la percepción de la estructura espectro-temporal fina de los sonidos, que consiste en la capacidad de diferenciar entre distintos sonidos vocálicos, como por ejemplo entre la /o/ y la /a/. Por tanto, según los autores, la codificación neuronal de este aspecto del sonido, registrada por primera vez en este estudio, no se halla todavía totalmente madura al nacer, sino que requeriría de cierta exposición al lenguaje, así como de estimulación y tiempo para seguir desarrollándose.
Según los investigadores, conocer el nivel de desarrollo típico de estos procesos de codificación neuronal desde el nacimiento permitirá detectar "de forma precoz cualquier deficiencia, lo que facilitará una intervención o estimulación tempranas que reduzcan al mínimo sus consecuencias negativas en el futuro".
El estudio está liderado por Carles Escera, catedrático de Neurociencia Cognitiva del Departamento de Psicología Clínica y Psicobiología de la UB, y se ha realizado en el IRSJD, en colaboración con María Dolores Gómez Roig, jefa del Servicio de Obstetricia y Ginecología del Hospital Sant Joan de Déu. También firman el trabajo Sonia Arenillas Alcón, primera autora del artículo, Jordi Costa Faidella y Teresa Ribas Prats, todos ellos miembros del Grupo de Investigación de Neurociencia Cognitiva (Brainlab) de la UB.
Descifrando la estructura espectro-temporal fina del sonido
Para poder discernir la respuesta neuronal a los estímulos del habla en los recién nacidos, uno de los retos más importantes ha sido registrar, a partir del electroencefalograma del bebé, una respuesta cerebral específica: la respuesta de seguimiento de frecuencia (RSF, o frequency-following response, FFR, en inglés). La RSF aporta información sobre la codificación neuronal de dos características específicas del sonido: la frecuencia fundamental, responsable de la percepción del tono de la voz (por ejemplo, agudo o grave), y la estructura espectro-temporal fina. La codificación precisa de ambas características es, en palabras de los autores del estudio, "fundamental para la correcta percepción del habla, requisito indispensable en la adquisición futura del lenguaje".
Hasta la fecha, los instrumentos disponibles para estudiar esta codificación neuronal solo permitían determinar si el cerebro del recién nacido era capaz de codificar inflexiones en el contorno del tono de la voz, pero no en cuanto a la estructura espectro-temporal fina del sonido. "Las inflexiones del contorno de voz son muy importantes, especialmente en lenguas tonales como el mandarín, y también para percibir la prosodia del habla que transmite el contenido emocional de lo que se dice. En cambio, la estructura espectro-temporal fina del sonido es el aspecto más relevante para la adquisición del lenguaje en lenguas no tonales como la nuestra, y los pocos estudios que existen al respecto no nos informan sobre la precisión con la que el cerebro de un recién nacido la codifica", destacan los autores.
La causa principal de esta carencia de estudios es la limitación técnica provocada por el tipo de sonidos utilizados para realizar las pruebas, por lo que los autores han desarrollado un nuevo estímulo (/oa/) cuya estructura interna (cambio ascendente en el tono de la voz, dos vocales diferentes) permite evaluar la precisión de la codificación neuronal de las dos características del sonido de forma simultánea a través del análisis de la RSF.
Una prueba adaptada a las limitaciones del entorno hospitalario
Uno de los aspectos más destacados de la investigación es que el estímulo y la metodología desarrollada es compatible con las limitaciones típicas del entorno hospitalario en el que se realizan las pruebas. "El tiempo es fundamental en la investigación de la RSF con recién nacidos. Por un lado, porque las limitaciones de tiempo de registro determinan qué estímulos se pueden registrar, y por otro lado, por las propias condiciones que impone la situación de los recién nacidos en el hospital, donde hay un acceso frecuente y continuo al bebé y a la madre para atenderlos y realizar evaluaciones y pruebas de rutina que descarten problemas de salud", destacan. Teniendo en cuenta estas restricciones, las respuestas de los 34 recién nacidos que han formado parte del estudio fueron registradas en sesiones de entre veinte y treinta minutos, casi la mitad del tiempo empleado en las sesiones habituales de los estudios de discriminación de los sonidos del habla. Un potencial biomarcador de déficits de aprendizaje.
Tras este estudio, el objetivo de los investigadores es caracterizar el desarrollo de la codificación neuronal de la estructura espectro-temporal fina de los sonidos del habla a lo largo del tiempo. Para ello, en la actualidad están registrando la respuesta del seguimiento de frecuencia en los bebés que participaron en el presente estudio y que ahora ya tienen 21 meses de edad. "Dado que los dos primeros años de vida suponen un período crítico de estimulación para la adquisición del lenguaje, esta evaluación longitudinal del desarrollo nos permitirá disponer de una visión global sobre cómo estas habilidades de codificación maduran durante los primeros meses de vida", explican.
El objetivo es ratificar si las alteraciones observadas justo tras el nacimiento en la codificación neuronal de los sonidos se confirman con la aparición de déficits observables en el desarrollo del lenguaje de los niños. De ocurrir así, "esa respuesta neuronal podría considerarse ciertamente como un biomarcador útil en la detección precoz de dificultades de alfabetización futuras, de tal forma que alteraciones detectadas en el recién nacido podrían predecir en cierta medida la aparición de retrasos en el desarrollo del lenguaje. Este es el objetivo del proyecto ONA, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación", concluyen.
Los resultados de la investigación ratifican que las habilidades de los recién nacidos para codificar neuronalmente el tono de la voz son comparables a las habilidades que ya exhiben los adultos tras varios años de exposición al lenguaje. Sin embargo, se han encontrado diferencias en cuanto a la percepción de la estructura espectro-temporal fina de los sonidos, que consiste en la capacidad de diferenciar entre distintos sonidos vocálicos, como por ejemplo entre la /o/ y la /a/. Por tanto, según los autores, la codificación neuronal de este aspecto del sonido, registrada por primera vez en este estudio, no se halla todavía totalmente madura al nacer, sino que requeriría de cierta exposición al lenguaje, así como de estimulación y tiempo para seguir desarrollándose.
Según los investigadores, conocer el nivel de desarrollo típico de estos procesos de codificación neuronal desde el nacimiento permitirá detectar "de forma precoz cualquier deficiencia, lo que facilitará una intervención o estimulación tempranas que reduzcan al mínimo sus consecuencias negativas en el futuro".
El estudio está liderado por Carles Escera, catedrático de Neurociencia Cognitiva del Departamento de Psicología Clínica y Psicobiología de la UB, y se ha realizado en el IRSJD, en colaboración con María Dolores Gómez Roig, jefa del Servicio de Obstetricia y Ginecología del Hospital Sant Joan de Déu. También firman el trabajo Sonia Arenillas Alcón, primera autora del artículo, Jordi Costa Faidella y Teresa Ribas Prats, todos ellos miembros del Grupo de Investigación de Neurociencia Cognitiva (Brainlab) de la UB.
Descifrando la estructura espectro-temporal fina del sonido
Para poder discernir la respuesta neuronal a los estímulos del habla en los recién nacidos, uno de los retos más importantes ha sido registrar, a partir del electroencefalograma del bebé, una respuesta cerebral específica: la respuesta de seguimiento de frecuencia (RSF, o frequency-following response, FFR, en inglés). La RSF aporta información sobre la codificación neuronal de dos características específicas del sonido: la frecuencia fundamental, responsable de la percepción del tono de la voz (por ejemplo, agudo o grave), y la estructura espectro-temporal fina. La codificación precisa de ambas características es, en palabras de los autores del estudio, "fundamental para la correcta percepción del habla, requisito indispensable en la adquisición futura del lenguaje".
Hasta la fecha, los instrumentos disponibles para estudiar esta codificación neuronal solo permitían determinar si el cerebro del recién nacido era capaz de codificar inflexiones en el contorno del tono de la voz, pero no en cuanto a la estructura espectro-temporal fina del sonido. "Las inflexiones del contorno de voz son muy importantes, especialmente en lenguas tonales como el mandarín, y también para percibir la prosodia del habla que transmite el contenido emocional de lo que se dice. En cambio, la estructura espectro-temporal fina del sonido es el aspecto más relevante para la adquisición del lenguaje en lenguas no tonales como la nuestra, y los pocos estudios que existen al respecto no nos informan sobre la precisión con la que el cerebro de un recién nacido la codifica", destacan los autores.
La causa principal de esta carencia de estudios es la limitación técnica provocada por el tipo de sonidos utilizados para realizar las pruebas, por lo que los autores han desarrollado un nuevo estímulo (/oa/) cuya estructura interna (cambio ascendente en el tono de la voz, dos vocales diferentes) permite evaluar la precisión de la codificación neuronal de las dos características del sonido de forma simultánea a través del análisis de la RSF.
Una prueba adaptada a las limitaciones del entorno hospitalario
Uno de los aspectos más destacados de la investigación es que el estímulo y la metodología desarrollada es compatible con las limitaciones típicas del entorno hospitalario en el que se realizan las pruebas. "El tiempo es fundamental en la investigación de la RSF con recién nacidos. Por un lado, porque las limitaciones de tiempo de registro determinan qué estímulos se pueden registrar, y por otro lado, por las propias condiciones que impone la situación de los recién nacidos en el hospital, donde hay un acceso frecuente y continuo al bebé y a la madre para atenderlos y realizar evaluaciones y pruebas de rutina que descarten problemas de salud", destacan. Teniendo en cuenta estas restricciones, las respuestas de los 34 recién nacidos que han formado parte del estudio fueron registradas en sesiones de entre veinte y treinta minutos, casi la mitad del tiempo empleado en las sesiones habituales de los estudios de discriminación de los sonidos del habla. Un potencial biomarcador de déficits de aprendizaje.
Tras este estudio, el objetivo de los investigadores es caracterizar el desarrollo de la codificación neuronal de la estructura espectro-temporal fina de los sonidos del habla a lo largo del tiempo. Para ello, en la actualidad están registrando la respuesta del seguimiento de frecuencia en los bebés que participaron en el presente estudio y que ahora ya tienen 21 meses de edad. "Dado que los dos primeros años de vida suponen un período crítico de estimulación para la adquisición del lenguaje, esta evaluación longitudinal del desarrollo nos permitirá disponer de una visión global sobre cómo estas habilidades de codificación maduran durante los primeros meses de vida", explican.
El objetivo es ratificar si las alteraciones observadas justo tras el nacimiento en la codificación neuronal de los sonidos se confirman con la aparición de déficits observables en el desarrollo del lenguaje de los niños. De ocurrir así, "esa respuesta neuronal podría considerarse ciertamente como un biomarcador útil en la detección precoz de dificultades de alfabetización futuras, de tal forma que alteraciones detectadas en el recién nacido podrían predecir en cierta medida la aparición de retrasos en el desarrollo del lenguaje. Este es el objetivo del proyecto ONA, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación", concluyen.
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Trabajo de referencia | Arenillas-Alcón, S., Costa-Faidella, J., Ribas-Prats, T. et al. «Neural encoding of voice pitch and formant structure at birth as revealed by frequency-following responses». Scientific Reports, 2021. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-85799-x
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FUENTE • Universitat de Barcelona | UB
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ETIQUETAS • Sociedad, Psicología, Investigación
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