Fibras Capaces de Detectar Sonido y Emitirlo
6 de Agosto de 2010. Durante siglos, las fibras han sido usadas como materia prima para la elaboración de telas y cuerdas. En la era de la información, las fibras ópticas transportan datos a través de las redes de comunicaciones. Pero para Yoel Fink, profesor de ciencia de los materiales y principal investigador del Laboratorio de Investigación en Electrónica del MIT, los hilos utilizados en la industria textil e incluso en las fibras ópticas son demasiado pasivos. Durante la última década, su laboratorio ha estado trabajando para desarrollar fibras con propiedades cada vez más sofisticadas.


Fink y sus colaboradores acaban de anunciar un nuevo hito en el camino hacia las fibras funcionales: fibras capaces de detectar y producir sonido. Las aplicaciones podrían incluir ropa que sea en sí misma un micrófono sensible, para captar el habla o monitorizar funciones corporales, y pequeños filamentos que podrían medir el flujo sanguíneo en los capilares o la presión en el cerebro.

Entre los autores del trabajo, también figuran Shunji Egusa, Noémie Chocat y Zheng Wang.A pesar de lo muy delicado que es el proceso de fabricación, los investigadores fueron capaces de eludir la amenaza de los defectos, logrando construir fibras funcionales en el laboratorio.

Estas fibras también pueden resultar audibles para el oído humano. Si se las conecta a una fuente de alimentación y se aplica una corriente sinusoidal (una corriente alterna, cuyo período es muy regular), vibran. Y si se las hace vibrar a frecuencias audibles para el oído humano y una persona las acerca lo suficiente a su oreja, puede escuchar diferentes notas o sonidos saliendo de ellas.

Además de prendas de vestir capaces de ejercer de micrófonos, y filamentos que sirvan como sensores biológicos, las aplicaciones de las fibras podrían incluir redes autónomas para supervisar el flujo de agua en el océano, y sistemas de sonar de gran alcance y con resoluciones muy superiores a las actuales: Un tejido hecho con fibras acústicas sería el equivalente de millones de diminutos sensores acústicos convencionales.

Información adicional en:

• Scitech News

Lo Que Hace Agradable o Desagradable una Combinación de Notas Musicales

14 de Junio de 2010. Desde la antigüedad, los estudiosos se han preguntado los motivos por los que algunas combinaciones de notas musicales suenan tan dulces, mientras que otras combinaciones resultan claramente espantosas.


En la Grecia Clásica, se creía que las proporciones simples en la longitud de las cuerdas de los instrumentos musicales eran la clave. Se suponía que ciertas relaciones matemáticas precisas dotaban a algunos acordes de una calidad especial, incluso divina. En cambio, los compositores del siglo XX se inclinaron hacia la idea de que en realidad los gustos musicales lo son todo a la hora de decidir si una estructura musical nos suena agradable o desagradable.

Unos investigadores de la Universidad de Minnesota creen que pueden haberse acercado a la verdad mediante el estudio que han hecho sobre las preferencias de más de 250 alumnos universitarios de Minnesota por una amplia variedad de sonidos musicales y no musicales. La pregunta crucial es: ¿qué hace que ciertas combinaciones de notas musicales sean agradables o desagradables?

El equipo de Josh McDermott (Ahora en la Universidad de Nueva York), Andriana Lehr y Andrew Oxenham, fue capaz de manipular de forma independiente las relaciones de frecuencia armónica de los sonidos y otro parámetro relacionado.
Las frecuencias armónicas son múltiplos de la misma frecuencia fundamental. Por ejemplo, las notas con frecuencias de 200, 300 y 400 hercios son todas múltiplos de 100. Cuando dos sonidos tienen frecuencias muy parecidas aunque no idénticas, se produce un efecto que los autores del nuevo estudio también controlaron. En ciertos casos, conforme transcurren los segundos, dos sonidos pueden pasar a estar en fase para luego dejar de estarlo y vuelta a empezar. Esto hace que el sonido global resultante experimente cambios notables en amplitud y se produzca un efecto audible de "temblor".

Para escuchar ejemplos de sonidos que los participantes en el estudio encontraron agradables (consonantes) y desagradables (disonantes), visite está página web:

http://bit.ly/93Oqeb

Los resultados de esta investigación muestran que los acordes musicales suenan bien o mal sobre todo en función de si las notas que están siendo reproducidas son de frecuencias que están armónicamente relacionadas o no. En los experimentos, el "temblor" resultó ser de menor importancia.

La preferencia por las frecuencias armónicas fue más fuerte en las personas con experiencia tocando instrumentos musicales. En otras palabras, el aprendizaje desempeña un papel, quizá incluso el principal.

Aún está por ver si se obtienen los mismos resultados con personas de otras partes del mundo.

Información adicional en:

• Scitech News

El Cerebro Procesa Por Separado el Inicio y el Cese de un Sonido

26 de Marzo de 2010. Un equipo de investigadores de la Universidad de Oregón ha aislado un canal de procesamiento independiente de sinapsis en el interior de la corteza auditiva del cerebro, que se ocupa específicamente de desactivar el procesamiento de los sonidos en los momentos apropiados. Tal regulación es vital para la audición y para comprender el lenguaje hablado.


El descubrimiento contradice una suposición que se ha tenido por válida desde hace mucho tiempo, la de que la señalización de la aparición de un sonido y la señalización de la extinción del mismo son manejadas por la misma vía neuronal. El nuevo hallazgo, que apoya a una teoría en auge, según la cual un conjunto separado de sinapsis es responsable de la señalización del cese de un sonido, puede conducir a nuevas terapias, orientadas de manera específica a uno u otro conjunto de sinapsis. También podrían verse beneficiados algunos dispositivos para personas con problemas auditivos.
Para realizar la investigación, Michael Wehr, Ben Scholl y Xiang Gao monitorizaron en ratas la actividad de las neuronas y sus sinapsis mientras exponían los animales a ráfagas de sonidos de milisegundos de duración, con el fin de detectar sus respuestas cerebrales al inicio de cada sonido y también al final del mismo. Probaron varias duraciones y frecuencias de sonidos en una serie de experimentos.

Resultó claro, según comprobaron los investigadores, que un conjunto de sinapsis respondía de manera muy fuerte a la aparición de los sonidos, en tanto que otro grupo diferente de sinapsis respondía al brusco cese de tales sonidos. No hubo superposición de los dos conjuntos de sinapsis. El final de un sonido no afectó a la respuesta frente a un nuevo sonido. Esto confirma la sospecha de la existencia de canales de procesamiento separados.

Tal como señala Wehr, ser capaces de percibir con eficacia cuándo cesan los sonidos es muy importante para el procesamiento del lenguaje hablado. Uno de los problemas verdaderamente difíciles en el habla, aunque a la mayoría de la gente le pueda resultar difícil de creer, es percibir los límites entre las diferentes partes de las palabras. No se sabe muy bien cómo el cerebro consigue hacerlo.

Lo descubierto en este nuevo estudio puede resultar útil para los terapeutas que trabajan con niños que sufren de déficit en el lenguaje hablado y en el aprendizaje, y también para el diseño de audífonos e implantes cocleares.

Información adicional en:

• Scitech News

Descubren cómo el cerebro “escucha” el sonido del silencio

Los registros del comienzo y del fin de lo que oímos son procesados por distintos canales neuronales

Hasta ahora, se pensaba que la percepción del inicio y del final de los sonidos se procesaba en el mismo canal neuronal. Ahora, un nuevo estudio ha demostrado que el cerebro emplea dos canales de conexiones neuronales distintos e independientes entre sí para procesar el inicio o el final de los sonidos. Este hallazgo, que aclara, por ejemplo, cómo somos capaces de conocer el límite de las palabras, servirá para mejorar las terapias para personas con déficit en el lenguaje, y también para diseñar dispositivos de ayuda a la audición más eficientes. Por Yaiza Martínez.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Oregón, en Estados Unidos, ha conseguido definir un canal de sinapsis o conexiones neuronales vinculado a la audición e independiente dentro de la corteza auditiva del cerebro.

Este canal, afirman los científicos, se ocuparía específicamente de detener el procesamiento del sonido por parte del cerebro en el momento adecuado y, por tanto, resultaría clave para la escucha y para la comprensión de lo que escuchamos.

Hasta ahora, se creía que el registro de la aparición de un sonido y el registro de su subsecuente desaparición por parte del cerebro eran ambos llevados a cabo por el mismo canal, por lo que este nuevo descubrimiento contradice una suposición anterior, que ha sido mantenida durante mucho tiempo.

De la aurícula al lóbulo temporal

Por el contrario, el presente hallazgo respaldaría una hipótesis emergente que señalaba que un conjunto separado de sinapsis podría ser el responsable del procesamiento del fin de las señales sonoras, informa la Universidad de Oregón en un comunicado.

Según explican los científicos en un artículo aparecido en la revista especializada Neuron-2, las neuronas de la corteza visual, somatosensorial y auditiva pueden responder todas tanto a la finalización como al inicio de los estímulos sensoriales.

En lo que respecta a la corteza auditiva, hasta ahora se había pensado que las respuestas a dicha finalización de las señales sonoras surgirían a partir de un rebote post-inhibitorio, pero esta hipótesis nunca había sido comprobada directamente.

Michael Wehr, profesor de psicología, miembro del Instituto de Neurociencias de dicha universidad y uno de los autores de la presente investigación, señala que, gracias las comprobaciones realizadas en esta nueva investigación, se ha constatado la existencia de un canal completo e independiente que va desde la aurícula al cerebro, y que está especializado en el procesamiento de los desequilibrios sonoros.

Éste y otro canal alcanzarían finalmente juntos una región del cerebro llamada corteza auditiva y que está situada en el llamado lóbulo temporal del cerebro, un área que contiene las neuronas que captan las características sonoras. El lóbulo temporal también contiene neuronas relacionadas con la comprensión del lenguaje, con la memoria y con el aprendizaje.

Comprobado en ratas

Para la investigación, Wehr y dos estudiantes colaboradores (Ben Scholl y Xiang Gao) registraron la actividad de las neuronas y sus sinapsis conectoras en cerebros de ratas, que fueron expuestas a apariciones sonoras de milisegundos de duración.

Las respuestas neuronales a estas señales sonoras fueron medidas en el inicio y al final de cada sonido. Los científicos probaron varias frecuencias y duraciones de los sonidos en una serie de experimentos.

De esta forma, se constató que un conjunto de sinapsis respondían “muy fuertemente al inicio de los sonidos”, y que era otro grupo diferente de sinapsis el que respondía a la repentina desaparición de dichos sonidos.

Por otro lado, se pudo ver que no existía superposición alguna entre los dos conjuntos de neuronas activados al inicio y al final de los sonidos.

Es decir, que el final de un sonido no afectaba a la respuesta neuronal ante otro sonido nuevo, lo que refuerza aún más la idea de canales distintos de procesamiento del inicio y del final de las señales sonoras.

Por otra parte, los investigadores de la Universidad de Oregón han podido constatar que las respuestas al final de un sonido implican una frecuencia de afinación, una duración y una amplitud neuronales diferentes a las que se producen en el procesamiento del inicio del sonido.

Estas diferencias en los modos de procesar las señales auditivas al inicio y al final de éstas coinciden con planteamientos aparecidos en al menos tres estudios anteriores realizados al respecto en la última década.

Posibles aplicaciones

Según explica Wehr, “ser capaces de percibir cuando se detiene un sonido resulta muy importante para el procesamiento del discurso. Uno de los problemas verdaderamente difíciles del discurso es encontrar los límites de las palabras. En realidad, aún no se comprende muy bien cómo el cerebro establece esa diferencia”.

Pero el presente estudio, según cree Wehr, ha dado a conocer ciertos mecanismos cerebrales esenciales para la identificación de los límites necesarios entre palabras, y que nos permiten reconocer y escuchar con acierto el discurso de otros.

Estos hallazgos, que han aumentado el conocimiento sobre cómo el cerebro procesa las señales sonoras, podrían propiciar la aparición de nuevas terapias especializadas o la mejora de los dispositivos de ayuda a la audición.

Por otro lado, podrían resultar útiles a la hora de diseñar tratamientos destinados a niños con déficits en el lenguaje y en el aprendizaje. Por ejemplo, se sabe que las personas con dislexia tienen problemas para definir los límites de los sonidos en el discurso, por lo que tratar las áreas identificas podría ayudar a potenciar sus capacidades.