Recrean una canción del cerebro

Por Hana Kiros / The New York Times

Los científicos han entrenado una computadora para analizar la actividad cerebral de alguien que escucha música y, basándose únicamente en esos patrones neuronales, recrear la canción.

La investigación, publicada el mes pasado, produjo una versión reconocible, si bien apagada, de la canción de 1979 “Another Brick in the Wall (Part 1)” de Pink Floyd.

Antes de esto, los investigadores habían descubierto cómo utilizar la actividad cerebral para reconstruir música con características similares a la canción que alguien estaba escuchando. Ahora, “puedes escuchar el cerebro y restaurar la música que esa persona escuchó”, dijo Gerwin Schalk, un neurocientífico en Shanghai que recopiló datos para el estudio.

Los investigadores también encontraron un punto en el lóbulo temporal del cerebro que reaccionaba cuando los voluntarios escuchaban las semicorcheas del ritmo de la guitarra en la canción. Propusieron que esta área podría estar involucrada en la percepción del ritmo.

Los hallazgos ofrecen un primer paso hacia la creación de dispositivos más expresivos para ayudar a las personas que no pueden hablar. Los científicos han extraído palabras de las señales eléctricas producidas por el cerebro de personas con parálisis muscular cuando intentan hablar.

Pero una cantidad significativa de la información transmitida a través del habla proviene de elementos “prosódicos”, como el tono —”las cosas que nos convierten en un orador animado y no en un robot”, dijo Schalk.

Al comprender mejor cómo el cerebro metaboliza la música, los científicos esperan construir nuevas “prótesis del habla”. El objetivo es conservar algo de la musicalidad y la emoción del habla.

Los investigadores grabaron de los cerebros de 29 pacientes con epilepsia en el Centro Médico Albany en el Estado de Nueva York del 2009 al 2015.

Como parte de su tratamiento, a los pacientes se les implantó una red de electrodos. Esto creó una oportunidad para que los neurocientíficos registraran su actividad cerebral mientras escuchaban música.

Robert Knight, neurocientífico en la Universidad de California, en Berkeley, y líder del equipo, pidió a un becario postdoctoral, Ludovic Bellier, que intentara utilizar los datos para reconstruir la música “porque estaba en un grupo”, dijo Knight.

Bellier identificó qué partes del cerebro se iluminaban durante la canción y a qué frecuencias reaccionaban estas áreas. Los investigadores utilizaron 128 bandas de frecuencia. Eso significó entrenar 128 modelos computacionales, que en conjunto daban enfoque a la canción.

Luego, los investigadores pasaron por el modelo la salida de cuatro cerebros individuales. Todas las recreaciones resultantes eran reconocibles como la canción de Pink Floyd, pero tenían diferencias notables. La colocación de los electrodos de los pacientes probablemente explica la mayor parte de la variación, dijeron, pero las características personales, como si una persona era músico, también importan.

Los datos capturaron patrones detallados de grupos individuales de células cerebrales. Pero el enfoque también era limitado: los científicos podían ver la actividad cerebral sólo donde los médicos habían colocado electrodos. Esa es parte de la razón por la que las canciones recreadas suenan como si estuvieran tocadas bajo el agua.

Otros grupos están realizando experimentos utilizando escáneres cerebrales no invasivos, que proporcionan una medida menos detallada de la actividad, pero escanean todo el cerebro.

La nueva investigación también encontró que cuando los voluntarios escuchaban una canción, el lado derecho de su cerebro tendía a estar más involucrado que el izquierdo, mientras que ocurre lo contrario cuando las personas escuchan el habla. Este hallazgo ayuda a explicar por qué algunos pacientes que han sufrido embolias y que no pueden hablar bien, pueden cantar oraciones con claridad.

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