La nueva herramienta de imágenes puede medir qué tan bien se comunican las personas

Los ingenieros biomédicos han diseñado un dispositivo portátil de imágenes cerebrales para ver cómo los cerebros se sincronizan cuando los humanos interactúan. En la actualidad, las grandes ideas a menudo se pierden en la traducción, desde el profesor de matemáticas que no puede comunicarse con sus alumnos hasta un comediante que explota durante una noche de micrófono abierto.

Para abordar este vacío, los ingenieros biomédicos de la Universidad de Drexel, en colaboración con psicólogos de la Universidad de Princeton, desarrollaron un sistema funcional de espectroscopia de infrarrojo cercano (o fNIRS), con el dispositivo portátil como una de las muchas aplicaciones.

El nuevo sistema usa luz para medir la actividad neuronal durante situaciones de la vida real y se puede usar como una diadema. Los investigadores creen que la nueva técnica mejorará el intercambio de información entre personas.

De hecho, los investigadores explican que el dispositivo fNIRS puede medir con éxito la sincronización del cerebro durante la conversación. La tecnología ahora se puede utilizar para estudiar todo, desde la comunicación médico-paciente hasta cómo las personas consumen noticias por cable.

El estudio aparece en Informes científicos.

“Poder observar cómo interactúan múltiples cerebros es un contexto emergente en la neurociencia social”, dijo Hasan Ayaz, Ph.D., profesor asociado de investigación en la Escuela de Ingeniería Biomédica, Ciencia y Sistemas de Salud de Drexel, quien dirigió el equipo de investigación.

“Vivimos en un mundo social donde todos interactúan. Y ahora tenemos una herramienta que puede brindarnos información más rica sobre el cerebro durante las tareas diarias, como la comunicación natural, que no podríamos recibir en entornos de laboratorio artificiales o de estudios de un solo cerebro ".

El estudio actual se basa en una investigación previa de Uri Hasson, Ph.D., profesor asociado de la Universidad de Princeton, que ha utilizado la resonancia magnética funcional (fMRI) para estudiar los mecanismos cerebrales subyacentes a la producción y comprensión del lenguaje.

Hasson ha descubierto que la actividad cerebral de un oyente en realidad refleja el cerebro del hablante cuando cuenta una historia sobre una experiencia de la vida real. Y un mayor acoplamiento se asocia con una mejor comprensión.

Sin embargo, los métodos tradicionales de obtención de imágenes cerebrales tienen ciertas limitaciones. En particular, la resonancia magnética funcional requiere que los sujetos se acuesten sin moverse en un entorno de escaneo ruidoso. Con este tipo de configuración, no es posible escanear simultáneamente los cerebros de varias personas que están hablando cara a cara.

Esta es la razón por la que los investigadores de Drexel buscaron investigar si el sistema fNIRS portátil podría ser un enfoque más eficaz para investigar la cuestión del acoplamiento cerebro-cerebro en entornos naturales.

Para su estudio, un hablante nativo de inglés y dos hablantes nativos de turco contaron una historia de la vida real no ensayada en su idioma nativo. Sus historias se registraron y sus cerebros se escanearon utilizando fNIRS. Luego, quince angloparlantes escucharon la grabación, además de una historia que se grabó en un evento de narración en vivo.

Los investigadores se enfocaron en las áreas prefrontal y parietal del cerebro, que incluyen áreas cognitivas y de orden superior que están involucradas en la capacidad de una persona para discernir creencias, deseos y metas de los demás.

Plantearon la hipótesis de que la actividad cerebral de un oyente se correlacionaría con la del hablante solo cuando escuche una historia que comprenda (la versión en inglés). Un segundo objetivo del estudio fue comparar los resultados de fNIRS con datos de un estudio similar que había utilizado fMRI, con el fin de comparar los dos métodos.

Descubrieron que cuando el fNIRS midió la oxigenación y desoxigenación de las células sanguíneas en los cerebros del sujeto de prueba, la actividad cerebral de los oyentes solo coincidía con la de los hablantes de inglés. Estos resultados también se correlacionaron con el estudio anterior de resonancia magnética funcional.

Esta nueva investigación apoya fNIRS como una herramienta futura viable para estudiar el acoplamiento cerebro-cerebro durante la interacción social. El sistema se puede utilizar para ofrecer información importante sobre cómo comunicarse mejor en muchos entornos diferentes, incluidas las aulas, las reuniones de negocios, los mítines políticos y los consultorios médicos.

“Esto no sería factible con fMRI. Hay demasiados desafíos ”, dijo Banu Onaral, Ph.D., profesor H. H. Sun en la Facultad de Ingeniería Biomédica, Ciencias y Sistemas de Salud.

“Ahora que sabemos que fNIRS es una herramienta viable, nos estamos moviendo hacia una era emocionante en la que podemos saber mucho más sobre cómo funciona el cerebro cuando las personas se involucran en las tareas diarias”.

Fuente: Universidad de Drexel / EurekAlert

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