Investigadores del MIT han descubierto cómo el cerebro logra enfocarse en una única voz en medio de un bullicio de múltiples conversaciones. Este fenómeno, conocido como el problema de la fiesta de cóctel, es fundamental en entornos concurridos.
En situaciones como una fiesta, es esencial poder seguir la conversación con una persona específica a pesar del ruido de fondo. A través de un modelo computacional del sistema auditivo, el equipo del MIT identificó que amplificar la actividad de las neuronas que responden a las características de una voz objetivo, como su tono, permite que esa voz resalte.
Estudio sobre la atención auditiva
Josh McDermott, profesor de ciencias cerebrales y cognitivas en el MIT, explica que este simple mecanismo puede explicar gran parte del comportamiento de la atención auditiva humana. Este estudio es el primero en demostrar que esta amplificación neuronal es suficiente para resolver el problema de la fiesta de cóctel.
Ian Griffith, estudiante de posgrado en el Programa de Ciencias y Tecnología del Habla y la Audición de Harvard, es el autor principal del artículo, que se publica en Nature Human Behavior.
Modelo de atención auditiva
Los neurocientíficos han investigado la atención selectiva durante décadas. La mayoría de los estudios han mostrado que, al concentrarse en un estímulo específico como una voz, las neuronas adaptadas a sus características aumentan su actividad.
Este aumento de actividad se traduce en tasas de disparo neuronal más altas. Se ha propuesto que estas “ganancias multiplicativas” permiten al cerebro enfocarse en ciertos estímulos, mientras que las neuronas no adaptadas disminuyen su actividad.
Capacidades del modelo computacional
El estudio del MIT también abordó la limitación de los modelos computacionales que no podían realizar tareas de atención auditiva complejas. Para superar esto, el equipo modificó un modelo de red neuronal existente para permitir que cada etapa implementara ganancias multiplicativas.
El modelo fue entrenado utilizando clips de audio y se le pidió que identificara palabras específicas de la voz objetivo. Los resultados mostraron que el modelo replicó el comportamiento humano en diversas condiciones, cometiendo errores similares a los de los humanos.
Factores de localización en la atención
Además del tono, la ubicación espacial es crucial para que las personas se concentren en una voz. El equipo del MIT descubrió que su modelo también utilizaba la ubicación espacial para mejorar la selección atencional.
Utilizando su modelo, los investigadores pudieron probar múltiples combinaciones de ubicaciones de voz, lo que sería muy laborioso con sujetos humanos. Este enfoque permitió realizar descubrimientos sobre los patrones de atención espacial humana.
Implicaciones futuras
Una de las aplicaciones futuras del modelo es simular la audición a través de un implante coclear. Este tipo de investigación podría facilitar mejoras en los implantes cocleares, ayudando a las personas a concentrarse mejor en entornos ruidosos.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud.
