Aislamiento natural de la voz: Los científicos revelan cómo el cerebro aísla las voces en entornos ruidosos

Durante décadas, los neurocientíficos han estudiado el "problema de la fiesta de cóctel", que consiste en la notable capacidad del cerebro humano para sintonizar intencionadamente una sola voz en medio de una cacofonía de ruido de fondo. Aunque hace tiempo que se sabe que el cerebro consigue esta concentración interna amplificando la actividad de las neuronas sintonizadas con rasgos de audio específicos, los investigadores carecían hasta ahora de un modelo computacional que funcionara para demostrar que este mecanismo era suficiente para los escenarios del mundo real.

Recientemente, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha desarrollado con éxito una red neuronal artificial que refleja esta capacidad auditiva humana. Publicado en la revista Nature Human Behavior, el estudio revela que el cerebro utiliza una estrategia conocida científicamente como ganancia multiplicativa de características. En términos sencillos, el cerebro actúa como un dial de volumen altamente específico. Cuando una persona escucha una voz objetivo, su cerebro amplifica las señales neuronales asociadas a las características únicas de esa voz, como su tono, al tiempo que baja el volumen de los sonidos competidores.

Para probarlo, el equipo del MIT alimentó a su modelo artificial con una breve señal de audio de una voz específica, seguida de una mezcla ruidosa de altavoces superpuestos. El modelo situó con éxito la voz objetivo en primer plano, igualando el rendimiento humano en diversas condiciones. Incluso reprodujo errores de escucha humanos comunes, como la dificultad para separar dos voces distintas que comparten tonos similares.

Ninguno de nuestros modelos ha tenido la capacidad que tienen los humanos, de que se les indique un objeto o un sonido concreto y luego basar su respuesta en ese objeto o ese sonido. Esa ha sido una verdadera limitación. - Josh H. McDermott, autor correspondiente del artículo sobre este estudio.

El modelo también permitió a los investigadores comprobar rápidamente cómo afecta la ubicación espacial a la escucha. El sistema predijo que distinguir entre voces es significativamente más fácil cuando los altavoces están separados horizontalmente que verticalmente, un fenómeno que el equipo confirmó posteriormente en ensayos con humanos. Los investigadores esperan que este modelo allane el camino para implantes cocleares avanzados que puedan ayudar a las personas a centrar su atención de forma más eficaz en entornos caóticos.