Una investigación argentina sobre el canto de pájaros entre las mejores del 2013
miércoles 08 de enero de 2014, 23:57h
Por la revista Nature
Editores de la revista Nature seleccionaron como uno de los
mejores artículos publicados en 2013 a una investigación sobre el canto de los
pájaros realizada por Ana Amador, Yonatan Sanz Perl, Gabriel Mindlin de la
Facultad de Ciencias Exactas (UBA), y Daniel Margoliash de la Universidad de
Chicago.
Según detalló el Ministerio de Ciencia, el artículo
publicado en marzo, demostraba que "la dinámica del canto del pájaro 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), que actúan en forma predictiva y en conexión con diferentes
estructuras cerebrales relacionadas con la producción de canto y su
aprendizaje".
La investigación derriba la antigua idea de que un grupo de
células serían las que indicarían cómo y cuándo debían intervenir los
diferentes músculos y elementos que participan para producirse el canto.
"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 Ana Amador, becaria
postdoctoral del Conicet en del Laboratorio de Sistemas Dinámicos (LSD) de la
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.
La cartera científica señaló que 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.
Por su parte, Gabriel Mindlin, investigador principal del
Conicet y director del laboratorio, indicó que "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.
En el laboratorio de la Facultad de Ciencias Exactas, los
científicos traspasaron el modelo no lineal a un sintetizador artificial o chip
que al recibir el movimiento de los músculos del aparato fonador del pájaro
emitió una secuencia de pulsos electrónicos, que al traducirse en sonidos, dio
como resultado el canto de un pájaro en tiempo real.
"Este trabajo, con el que Ezequiel Arneodo realizó su
tesis de doctorado, marca un hito científico único en su tipo porque
corresponde al primer dispositivo miniaturizado, es decir, una siringe
electrónica, que sintetiza el canto de un pájaro en tiempo real", enfatizó
el Ministerio de Ciencia en un comunicado.
La cartera aseguró que "el canto sintético obtenido es
tan similar al real que el ave lo confunde como propio. De esta manera, Ana
Amador desde Estados Unidos, donde realizaba su post doctorado, corroboró que
la actividad neuronal de los pájaros que se activaba con su propia voz actuaba
de igual modo ante el sonido sintético. Este avance fue presentado en la
conferencia anual de la Sociedad de Neurociencia de Estados Unidos".
"Todo indica -continía en Ministerio- 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
Gabriel 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.