Científicos logran “escuchar” el cerebro humano con técnicas usadas para estudiar el Universo

Un equipo multidisciplinario integrado por especialistas en astrofísica, neurociencia, ingeniería y música ha desarrollado una innovadora técnica que permite “escuchar” la estructura del cerebro humano, a partir de herramientas originalmente creadas para estudiar el Universo.

El avance fue publicado en la revista Nature Scientific Reports y representa la primera sonificación de orden superior aplicada a datos de resonancia magnética estructural (MRI).

El estudio consiste en transformar la información tridimensional del cerebro en sonido, considerando las relaciones espaciales y la compleja arquitectura de los datos.

De acuerdo con información difundida por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), esta metodología permite percibir patrones que no siempre son evidentes a simple vista, pero que pueden ser identificados a través del oído.

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¿Cuáles son las técnicas de cosmología aplicadas a la neurociencia?

La investigación surge del proyecto Cosmic Brain, dirigido por Francisco-Shu Kitaura, investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna.

El objetivo central del proyecto es adaptar técnicas de análisis cosmológico a la neuroimagen, con una proyección a largo plazo enfocada en comprender mejor el envejecimiento cerebral y, potencialmente, apoyar la detección temprana de enfermedades neurodegenerativas.

En el núcleo de esta innovación se encuentra el uso de herramientas matemáticas avanzadas conocidas como estadísticas de orden superior, que en cosmología se utilizan para analizar cómo las galaxias se agrupan y forman estructuras complejas a gran escala en el Universo.

Este mismo enfoque fue trasladado al estudio del cerebro humano, lo que permite describir con mayor detalle la riqueza y complejidad de su arquitectura interna.

A partir del análisis avanzado de las imágenes de resonancia magnética, el equipo traduce las variaciones en la estructura cerebral en una amplia gama de sonidos y notas musicales, generando patrones audibles que conservan la información esencial de los datos originales.

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¿Cómo surgió la idea de escuchar al cerebro?

“El resultado demuestra que las complejas formas tridimensionales del cerebro pueden convertirse en patrones audibles sin perder apenas información relevante”, explicó Kitaura.

“Este enfoque sienta una base sólida y cuantificable para la sonificación, con potencial para aplicarse también a otros tipos de datos complejos en ámbitos como la ciencia, la ingeniería o la medicina”, añadió.

El estudio se apoya en trabajos previos del mismo equipo, conformado por Aurelio Carnero Rosell, Marc Huertas-Company, Niels Janssen, Antonella Maselli y Ernesto Pereda, junto con Francisco-Shu Kitaura.

Investigaciones anteriores ya habían demostrado que estas herramientas matemáticas permiten extraer información clave de las imágenes de resonancia magnética, como la estimación de la edad del cerebro.

Un elemento distintivo del proyecto fue el vínculo con la música. La idea comenzó a tomar forma cuando Emi-Pauline Kitaura, quien entonces tenía 14 años y estudiaba violonchelo, realizó prácticas en el grupo de investigación de su padre.

Su formación musical fue el detonante para explorar la sonificación no solo como una herramienta de divulgación, sino también como un método de análisis científico con fundamentos matemáticos sólidos.

Durante su estancia en el grupo, Emi-Pauline aprendió a utilizar Python, se familiarizó con conceptos estadísticos y contribuyó directamente al desarrollo del código que dio origen al método presentado en el estudio.

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¿Se puede escuchar al cerebro?

Más allá de sus aplicaciones en investigación, los autores subrayan que la sonificación abre nuevas vías de accesibilidad, ya que permite a científicos y médicos con discapacidad visual percibir datos multidimensionales complejos a través del sonido.

“Esto abre la puerta a su uso en el estudio de sistemas complejos más allá del cerebro humano, especialmente en aquellos casos en los que las estructuras no siguen patrones simples”, concluyen los investigadores.

El hallazgo marca un punto de convergencia entre ciencia, tecnología y arte, y plantea una nueva forma de explorar y comprender uno de los sistemas más complejos del cuerpo humano: el cerebro.

QT