Cómo el sonido durante el embarazo afecta al desarrollo auditivo de los bebés, según científicos de MIT

Un consejo común durante el embarazo es hablarle al pequeño que se encuentra en la panza de su madre. Algunos afirma que, de ese modo, recordará el sonido. Otros advierten que se trata de un vínculo que, sin centrarse en el oído, marcará las relaciones del pequeño. Lo cierto es que los bebés dentro de la panza escuchan un “exterior” amortiguado, una acción de la naturaleza para impulsar el “desarrollo de algunos aspectos del cerebro”.

Según un estudio publicado y liderado por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), se detectó que los fetos pueden comenzar a escuchar algunos sonidos cerca de las 20 semanas de gestación, aunque solo aquellos de baja frecuencia, ya que el líquido amniótico y los tejidos circundantes generan un efecto amortiguador. Asimismo, advierte que “recibir información sensorial de baja calidad puede ser clave para algunos aspectos del desarrollo del cerebro”. En ese sentido, aseguraron que “esta información sensorial degradada es beneficiosa y quizás necesaria para el desarrollo auditivo”.

Para detectar esta particularidad utilizaron “modelos informáticos simples del procesamiento auditivo humano”, mediante los cuales los investigadores demostraron que “limitar inicialmente la entrada a sonidos de baja frecuencia a medida que los modelos aprendían a realizar ciertas tareas en realidad mejoraba su rendimiento”.

“Este trabajo adopta el punto de vista de que, tal vez, la naturaleza está siendo inteligente y nos está dando el impulso adecuado para desarrollar los mecanismos que luego resultan ser muy beneficioso cuando nos pide que nos ocupemos de tareas desafiantes”, dice Pawan Sinha, profesor de visión y neurociencia computacional en el Departamento de Ciencias Cognitivas y Cerebrales del MIT, líder del equipo de investigación.

Asimismo, esta investigación indica que “exponer al sistema auditivo humano a una gama completa de frecuencias desde el principio condujo a un peor rendimiento y generalización de tareas que requieren absorber información durante largos períodos de tiempo”. Un ejemplo de esta situación es “identificar emociones de un clip de voz”.

“Desde la perspectiva aplicada, los hallazgos sugieren que los bebés nacidos prematuramente pueden beneficiarse de la exposición a sonidos de baja frecuencia en lugar del espectro completo de frecuencias que ahora escuchan en las unidades de cuidados intensivos neonatales”, resaltaron los investigadores y autores principales del estudio Marin Vogelsang y Lukas Vogelsang, el cual fue publicado en la revista Developmental Science.

Según señalaron los propios científicos, el primer paso para estudiar cómo la información sensorial de baja calidad afecta el desarrollo posterior del cerebro fue cuando evaluaron a un pequeño que nació con cataratas, las cuales le fueron extirpadas, recién, a los 4 años. El niño, que había nacido en China, tuvo que esperar que una familia estadounidense lo adoptara para realizarle la intervención quirúrgica.

Cuando alcanzó los 10 años, en 2018, su nueva familia lo acompañó hasta el laboratorio de Sinha. Tras realizarle una serie de estudios, los científicos detectaron que su visión era casi normal, con una notable excepción: se desempeñó muy mal en el reconocimiento de rostros. La hipótesis que plantearon los investigadores se basó enh que “este impedimento podría ser el resultado de perder parte de la información visual de baja calidad que normalmente reciben los bebés y los niños pequeños”.

“La teoría que propusimos fue que este período inicial de visión borrosa o degradada era muy importante. Debido a que todo es tan borroso, el cerebro necesita integrar áreas más grandes del campo visual”, afirmó Sinha. Quien además señaló que, al nacer, la agudeza visual de los bebes es muy pobre: cercana a 20/800, 1/40 de la fuerza de la visión normal de 20/20. “Esto se debe en parte a la menor densidad de empaquetamiento de los fotorreceptores en la retina del recién nacido. A medida que el bebé crece, los receptores se vuelven más densos y mejora la agudeza visual”, explicó.

Luego de desarrollar un tipo de modelo computacional de visión conocido como “Redes Neuronales Convolucionales (en inglés CNN)”, los investigadores descubrieron que “los modelos que recibieron información difusa desde el principio mostraron un rendimiento de generalización superior en las tareas de reconocimiento facial. Además, los campos receptivos de las redes neuronales, el tamaño del área visual que cubren, eran más grandes que los campos receptivos en modelos entrenados en la entrada clara desde el principio”.

El siguiente paso fue la audición. “Para la audición, el desarrollo es ligeramente diferente, ya que los bebés nacidos a término tienen una audición casi normal en todo el espectro de sonido. Sin embargo, durante el período prenatal, mientras el sistema auditivo aún se está desarrollando, están expuestos a una calidad de sonido degradada en el útero”, explicaron los científicos en el documento.

Al igual que lo definido para la visión, para la audición los científicos entrenaron a un modelo computacional para efectuar una tarea que requiere integrar información durante largos períodos de tiempo: identificar la emoción de un clip de voz. Mientras el modelos aprendía, los investigadores lo “alimentaban” con uno de las cuatro clases de entrada auditiva: solo baja frecuencia, solo frecuencia completa, baja frecuencia seguida de frecuencia completa y frecuencia completa seguida de baja frecuencia.

“La frecuencia baja seguida de la frecuencia completa imita más de cerca a lo que están expuestos los bebés en desarrollo”, dijeron los científicos y advirtieron que “los modelos de computadora expuestos a ese escenario exhibieron el perfil de rendimiento más generalizado en la tarea de reconocimiento de emociones”, además de que “generaron campos receptivos temporales más grandes. Es decir que pudieron analizar los sonidos que ocurrían durante un período de tiempo más largo”. De este modo, los expertos advirtieron que, al igual que con la visión, la “entrada degradada” de estímulos promueve mejores habilidades de integración sensorial más adelante en la vida.

Lukas Vogelsang, autor de este trabajo, afirmó: “Es compatible con la idea de que comenzar con información muy limitada y luego mejorar cada vez más con el tiempo podría ser una característica del sistema en lugar de ser un error”. “Si se proporciona una entrada de frecuencia completa desde el principio, entonces le está quitando el ímpetu al cerebro para tratar de descubrir una estructura temporal extendida o de largo alcance. Puede arreglárselas solo con la estructura temporal local”, señaló Sinha y agregó: “Presumiblemente, eso es lo que la inmersión inmediata en paisajes sonoros de frecuencia completa le hace al cerebro de un niño prematuro”.

“Nos ha sorprendido lo consistentes que son la narrativa y la hipótesis de los resultados experimentales, con esta idea de que las degradaciones iniciales son adaptativas para propósitos de desarrollo”, dice Sinha. En ese sentido, afirmó que “este trabajo ilustra las gratificantes sorpresas que nos ofrece la ciencia. No esperábamos que las ideas que germinaron de nuestro trabajo con niños con ceguera congénita tuvieran mucha influencia en nuestro pensamiento sobre la audición. Pero, de hecho, parece haber una hermosa similitud conceptual entre los dos dominios. Y, tal vez ese hilo común va incluso más allá de estas dos modalidades sensoriales. Claramente, hay una gran cantidad de preguntas de investigación emocionantes por delante”.

En resumen, según indicaron, esta investigación sugiere que para los bebés nacidos prematuramente podría ser beneficioso exponerlos a sonidos de baja frecuencia después del nacimiento, para imitar las condiciones con las que cuentan en el útero.

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