Una innovadora técnica que une la astrofísica con la neurociencia ha permitido desarrollar un método para «escuchar» la estructura del cerebro humano. Un equipo de expertos, conformado por especialistas en física de astros, ciencia del cerebro, ingeniería y música, ha logrado transformar complejos datos cerebrales en sonidos audibles, revolucionando la forma en que entendemos la arquitectura de nuestra mente.
Este avance, detallado en la prestigiosa revista Nature Scientific Reports, marca la primera vez que se aplica la «sonificación de orden superior» a datos de resonancia magnética estructural (MRI). El proceso consiste en convertir la información tridimensional del cerebro en un paisaje sonoro, respetando meticulosamente las intrincadas relaciones espaciales y la complejidad inherente a estos datos. La magia reside en el uso de herramientas matemáticas desarrolladas inicialmente para desentrañar la estructura a gran escala del cosmos.
El proyecto, bautizado como Cosmic Brain, es liderado por Francisco-Shu Kitaura, un destacado investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna. La meta a largo plazo es adaptar estas poderosas técnicas cosmológicas a la neuroimagen, con el fin de comprender mejor el envejecimiento cerebral y, crucialmente, facilitar la detección temprana de enfermedades neurodegenerativas.
De las Estrellas a las Neuronas: Una Metodología Pionera
El corazón de esta revolución científica late con el uso de avanzadas estadísticas de orden superior, herramientas matemáticas que en cosmología se emplean para mapear la distribución y agrupamiento de galaxias en el vasto universo. Ahora, estos mismos métodos se aplican para escudriñar la intrincada red neuronal del cerebro humano, revelando patrones y detalles que antes pasaban desapercibidos. El resultado es una descripción más profunda y detallada de la compleja arquitectura interna de nuestro órgano pensante.
Mediante un análisis exhaustivo de las imágenes de resonancia magnética, el equipo es capaz de traducir las sutiles variaciones estructurales del cerebro en una rica paleta de sonidos y notas musicales. «Hemos demostrado que las complejas formas tridimensionales del cerebro pueden ser representadas audiblemente sin una pérdida significativa de información clave», asegura Kitaura. «Este enfoque no solo sienta una base sólida y medible para la sonificación, sino que también tiene el potencial de aplicarse a otros tipos de datos complejos en ciencia, ingeniería y medicina».
Este estudio se apoya en investigaciones previas del mismo equipo, que ya había confirmado cómo estas sofisticadas herramientas matemáticas podían extraer información vital de las imágenes cerebrales, como la estimación de la edad biológica del cerebro. Los miembros clave de este equipo incluyen a Aurelio Carnero Rosell, Marc Huertas-Company, Niels Janssen, Antonella Maselli, Ernesto Pereda, además del propio Francisco-Shu Kitaura.
Ciencia y Accesibilidad: El Sonido como Puente
La chispa inicial de este proyecto provino de la hija del investigador principal, Emi-Pauline Kitaura, quien con solo 14 años, mientras estudiaba violonchelo, realizó unas prácticas en el grupo de investigación de su padre. Su conexión con la música inspiró al equipo a explorar la sonificación no solo como una herramienta de divulgación científica, sino como un método de análisis científico riguroso y matemáticamente fundamentado.
Durante su estancia, Emi-Pauline no solo aprendió a programar en Python, sino que también se familiarizó con conceptos estadísticos, contribuyendo activamente al desarrollo del código que sustenta esta revolucionaria metodología. Esta colaboración intergeneracional destaca el poder de la curiosidad y la interdisciplinariedad.
Más allá de sus aplicaciones de investigación, los creadores de esta técnica subrayan su valor en términos de accesibilidad. La sonificación ofrece nuevas vías para que científicos y médicos con discapacidad visual puedan percibir datos multidimensionales complejos a través del sonido. Las finas variaciones estructurales en las imágenes cerebrales, a menudo esquivas al ojo humano, pueden ahora ser identificadas con claridad mediante señales auditivas.
«La técnica de sonificación de orden superior desarrollada en este trabajo ofrece un marco matemático general que, en principio, puede aplicarse a otros tipos de datos complejos y multidimensionales», señaló Kitaura. «Esto abre la puerta a su uso en el estudio de sistemas complejos más allá del cerebro humano, especialmente en aquellos casos en los que las estructuras no siguen patrones simples.»
Esta innovadora aproximación promete transformar la investigación neurológica y la detección de enfermedades, haciendo la ciencia más audible y accesible para todos.
Fuente: Infobae