Pot el cervell del nounat discriminar tots els sons de la parla?

Un equip d'investigadors i investigadores de l'Institut de Recerca Sant Joan de Déu mostra que els nounats no distingeixen completament diferents sons vocàlics.

La capacitat de les persones per percebre els sons de la parla s'ha estudiat en profunditat, especialment durant el primer any de vida, però què passa durant les primeres hores després del naixement? Investigadors i investigadores de l'Institut de Neurociències de la UB (UBNeuro) i de l'Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD) s'han preguntat si els nadons neixen ja amb capacitats innates per percebre els sons del llenguatge o si, per contra, els processos de codificació neuronal necessiten madurar encara durant algun temps.

Per tractar de contestar a aquesta pregunta bàsica sobre el desenvolupament humà, han creat una nova metodologia que s'ha descrit a la revista d'accés obert Scientific Reports, del grup Nature. Els resultats de la investigació ratifiquen que les habilitats dels nounats per codificar neuronalment el to de la veu són comparables a les habilitats que ja exhibeixen els adults després de diversos anys d'exposició al llenguatge. No obstant això, s'han trobat diferències quant a la percepció de l'estructura espectre-temporal fina dels sons, que consisteix en la capacitat de diferenciar entre diferents sons vocàlics, com per exemple entre la /o/ i la /a/.

Per tant, segons els autors, la codificació neuronal d'aquest aspecte del so, registrada per primera vegada en aquest estudi, no es troba encara totalment madura en néixer, sinó que requeriria certa exposició al llenguatge, així com d'estimulació i temps per seguir desenvolupant-se.

Segons l’equip de treball, conèixer el nivell de desenvolupament típic d'aquests processos de codificació neuronal des del naixement permetrà detectar «de forma precoç qualsevol deficiència, el que facilitarà una intervenció o estimulació primerenques que redueixin al mínim les seves conseqüències negatives en el futur».

L'estudi està liderat pel Dr. Carles Escera, catedràtic de Neurociència Cognitiva del Departament de Psicologia Clínica i Psicobiologia de la UB i cap del grup “Neurociència cognitiva”, i s'ha realitzat dins de l’IRSJD, en col·laboració amb la Dra. Lola Gómez Roig, cap de grup de recerca “Ambient i complicacions en l’embaràs” i cap de Servei d'Obstetrícia i Ginecologia de l'Hospital Sant Joan de Déu Barcelonna. També signen el treball Sonia Arenillas Alcón, primera autora de l'article, Jordi Costa Faidella i Teresa Ribas Prats, tots ells membres del Grup de Recerca de Neurociència Cognitiva (Brainlab) de la UB.

Desxifrant l'estructura espectrotemporal fina del so

Per poder discernir la resposta neuronal als estímuls de la parla en els nadons, un dels reptes més importants ha estat registrar, a partir de l'electroencefalograma del nadó, una resposta cerebral específica: la resposta de seguiment de freqüència (RSF o frequency-following response, FFR, en anglès).

L'RSF aporta informació sobre la codificació neuronal de dues característiques específiques del so: la freqüència fonamental, responsable de la percepció del to de la veu (per exemple, agut o greu), i l'estructura espectrotemporal fina. La codificació precisa de les dues característiques és, en paraules dels autors de l'estudi, «fonamental per a la correcta percepció de la parla, requisit indispensable en l'adquisició futura del llenguatge».

Fins ara, els instruments disponibles per estudiar aquesta codificació neuronal només permetien determinar si el cervell del nounat era capaç de codificar inflexions en el contorn del to de la veu, però no pel que fa a l'estructura espectrotemporal fina del so.

«Les inflexions del contorn de veu són molt importants, especialment en llengües tonals com el mandarí, i també per percebre la prosòdia de la parla que transmet el contingut emocional del que es diu. En canvi, l'estructura espectrotemporal fina del so és l'aspecte més rellevant per a l'adquisició del llenguatge en llengües no tonals com la nostra, i els pocs estudis que existeixen sobre aquesta qüestió no ens informen sobre la precisió amb què la codifica el cervell d'un nadó», destaquen els autors.

La causa principal d'aquesta manca d'estudis és la limitació tècnica provocada pel tipus de sons utilitzats per realitzar les proves, de manera que els autors han desenvolupat un nou estímul (/oa/) amb una estructura interna (canvi ascendent en el to de la veu, dues vocals diferents) que permet avaluar la precisió de la codificació neuronal de les dues característiques del so de manera simultània a través de l'anàlisi de l'RSF.

Una prova adaptada a les limitacions de l'entorn hospitalari

Un dels aspectes més destacats de la recerca és que l'estímul i la metodologia desenvolupada és compatible amb les limitacions típiques de l'entorn hospitalari en què es fan les proves.

«El temps és fonamental en la recerca de l'RSF amb nounats. D'una banda, perquè les limitacions de temps de registre determinen quins estímuls es poden registrar, i d'altra banda, per les mateixes condicions que imposa la situació dels nounats a l'hospital, on hi ha un accés freqüent i continu al nadó i a la mare per atendre'ls i fer avaluacions i proves de rutina que descartin problemes de salut», destaquen.

Tenint en compte aquestes restriccions, les respostes dels 34 nadons que van formar part de l'estudi van ser registrades en sessions d'entre vint i trenta minuts, gairebé la meitat del temps emprat en les sessions habituals dels estudis de discriminació dels sons de la parla.

Un potencial biomarcador de dèficits d'aprenentatge

Després d'aquest estudi, l'objectiu de l’equip investigador és caracteritzar el desenvolupament de la codificació neuronal de l'estructura espectrotemporal fina dels sons de la parla al llarg del temps. Per això, en l'actualitat estan registrant la resposta del seguiment de freqüència en els nadons que van participar en aquest estudi i que ara ja tenen 21 mesos.

«Atès que els dos primers anys de vida suposen un període crític d'estimulació per a l'adquisició del llenguatge, aquesta avaluació longitudinal del desenvolupament ens permetrà disposar d'una visió global sobre com aquestes habilitats de codificació maduren durant els primers mesos de vida», expliquen.

L'objectiu és ratificar si les alteracions observades just després del naixement en la codificació neuronal dels sons es confirmen amb l'aparició de dèficits observables en el desenvolupament del llenguatge dels infants.

Si fos així, «aquesta resposta neuronal es podria considerar certament com un biomarcador útil en la detecció precoç de dificultats d'alfabetització futures, de manera que alteracions detectades en el nounat podrien predir en certa mesura l'aparició de retards en el desenvolupament del llenguatge. Aquest és l'objectiu del projecte ONA, finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació», conclouen.

Font d’informació

El cervell dels nounats pot discriminar realment tots els sons de la parla?. Universitat de Barcelona

Arenillas-Alcón, S., Costa-Faidella, J., Ribas-Prats, T. et al. «Neural encoding of voice pitch and formant structure at birth as revealed by frequency-following responses». Scientific Reports, 2021. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-85799-x