Una investigación argentina sobre aves, entre las más destacadas de 2013

La investigación argentina fue destacada por la revista Nature

La revista Nature seleccionó como uno de los mejores artículos publicados en 2013 una investigación de científicos argentinos sobre el canto de los pájaros, cuyo mecanismo podría servir para avanzar en el campo de la recuperación del habla de las personas.

El equipo que desarrolló la investigación está integrado por Ana Amador, Yonatan Sanz Perl y Gabriel Mindlin, del Laboratorio de Sistemas Dinámicos (LSD) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, y Daniel Margoliash de la Universidad de Chicago.

El artículo, publicado en el mes de marzo último, desentrañó que la dinámica del canto de los pájaros está codificada en un grupo de neuronas de la corteza cerebral premotora, que constituyen un núcleo llamado Centro Vocal Superior (HVC, por su sigla en inglés). Esas neuronas actúan en forma predictiva y en conexión con diferentes estructuras cerebrales relacionadas con la producción del canto y su aprendizaje.

"En forma similar a los humanos, los pájaros necesitan un tutor para aprender a cantar, es decir alguien a quien copiar, y el HVC es la estructura que interviene en ese momento" explicó Amador.

Las células del HVC se van reconfigurando durante el aprendizaje, incorporando la información necesaria para que el pájaro cante, actuando en forma simultánea con los músculos del canto.

Según Mindlin "comprender los mecanismos físicos involucrados en el canto y poder traducirlos a ecuaciones matemáticas sencillas, nos permitió acercarnos a dispositivos electrónicos minúsculos, capaces de imitar un comportamiento complejo como la voz y abrir una nueva etapa en la bioprostética vocal".

Para conocer los mecanismos neuronales de los pájaros, los investigadores colocaron sensores en el aparato vocal y músculos de un ejemplar de Diamante Mandarín y lo enmudecieron temporalmente.

Cuando el ave trataba de cantar, registraron los músculos que se activaban, la presión que se ejercía en los sacos aéreos y los mecanismos neuronales que se producían.

La información obtenida les permitió identificar los factores más importantes para la fonación y desarrollaron un modelo matemático sencillo que les permitió reproducir el canto de un ave de modo sintético y en tiempo real, tan verídico, que las propias aves lo reconocieron como propio.

Este avance fue presentado en la conferencia anual de la Sociedad de Neurociencia de Estados Unidos. Todo indica que si esta línea de investigación avanza existiría la posibilidad de crear un dispositivo que pueda aplicarse en los seres humanos que han perdido el habla.

"Si logramos entender de la misma manera cómo funciona el aparato fonador de los humanos, las cuerdas vocales y el tracto vocal superior, y cómo el cerebro envía las instrucciones motoras y cómo estas producen la diversidad de elementos que componen el habla humana, podríamos aplicarlo en una solución prostética portátil de muy bajo costo computacional", afirmó Mindlin. 

A diferencia de las aves, el aparato fonador de las personas tiene una modulación sofisticada de labios y lengua.

El desafío, en este caso, es poder medir de una manera no invasiva la cantidad mínima de parámetros -fisiológicos, musculares y de presión- que son necesarios para que el chip funcione y a posteriori, sintetizar con fidelidad una voz, para que las personas que perdieron el habla se comuniquen.