Nuestro cerebro procesa la voz y su eco de modo separado

Puede que no nos suene de nada, pero el sonido (para los científicos) es uno de los temas de estudio más fascinantes. Primero por su simpleza: en términos muy básicos se trata de aire que se mueve en forma de ondas y llega a nuestros oídos. Este aire puede ondular lentamente (unas 20 veces por segundo) o muy rápido: hasta 20.000 veces por segundo. En términos científicos esto se traduce en 20 a 20.000 Hertz. Este es el rango de audición humana, pero hay animales cuya audición excede ambos extremos.

Cuando la onda sonora (el sonido que viaja en el aire) golpea una superficie dura y plana, como la pared de azulejos de un baño, la mayor parte rebota. Cuanto más grande es la superficie, más parte del sonido rebota y esto es el eco (aunque para los griegos se trataba de una ninfa castigada por Hera por liarse con su marido, Zeus). Pero no basta esto solo, también es necesario que haya mucho espacio entre la fuente del sonido y el objeto. Esto se debe a que se necesita tiempo para que el sonido regrese como un eco. Si no hay un gran espacio, no sonará como un eco porque el sonido que regresa se mezclará con el sonido original.

Pese a que muchos animales (delfines y murciélagos, por ejemplo) utilizan el eco para ubicarse en el espacio, para los humanos el eco puede hacer que el habla sea más difícil de entender. De hecho, uno de los desafíos más complejos para los ingenieros de sonido es desconectar los ecos en una grabación de audio. Sin embargo, el cerebro humano parece resolver el problema con éxito separando el sonido en habla directa y su eco.

Esa es la conclusión de un estudio publicado en PLOS Biology por un equipo de la Universidad de Zhejiang liderado Jiaxin Gao. Las señales de audio en sitios que no están diseñados adecuadamente a menudo tienen un eco con un retraso de al menos 100 milisegundos con respecto al discurso original. Estos ecos distorsionan el discurso y aun así el podemos comprender lo que se está diciendo. Para comprender mejor cómo el cerebro permite esto, los autores utilizaron magnetoencefalografía (MEG por sus siglas en inglés) para registrar la actividad neuronal mientras los voluntarios humanos escuchaban una historia con y sin eco.

Luego el equipo de Gao comparó las señales neuronales con dos modelos computacionales: uno que simula el cerebro adaptándose al eco y otro que simula el cerebro separando el eco del habla original.

Los resultados mostraron que ambos grupos, con y sin eco, entendieron la historia con más del 95% de precisión. La técnica MEG (mide la actividad neuromagnética del cerebro analizando los campos magnéticos) permitió observar que la actividad cortical del cerebro sigue los cambios de energía relacionados con el habla directa, a pesar de la fuerte interferencia del eco. Algo que se mantuvo incluso cuando se pidió a los voluntarios que dirigieran su atención hacia una película muda e ignoraran la historia, lo que sugiere que no se requiere una atención para separar mentalmente el discurso directo y su eco.

Esta capacidad, según los autores, puede ser importante tanto para identificar a un hablante específico en un ambiente lleno de gente como para comprender claramente a una persona específica, en un espacio con mucho eco. Y esto tendría que ver con nuestra evolución: la comunicación entre humanos es una de las grandes bazas de la sociedad, tanto para las relaciones, para la caza… La capacidad de comprender el mensaje e identificar su fuente, resulta determinante para la supervivencia. Tanto en espacios abiertos como, por ejemplo, en cuevas.

"Los ecos distorsionan fuertemente las características sonoras del habla y crean un desafío para el reconocimiento automático de la voz – concluyen los autores -. El cerebro humano, sin embargo, puede separar el habla de su eco y lograr un reconocimiento fiable del habla ecoica". Afortunadamente, Hera no puede entrar en nuestro cerebro y castigarnos como hizo con la pobre ninfa Eco.