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Ciencias del habla

La ciencia del habla se refiere al estudio de la producción, transmisión y percepción del habla . La ciencia del habla abarca la anatomía , en particular la anatomía de la regió...

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La ciencia del habla se refiere al estudio de la producción, transmisión y percepción del habla . La ciencia del habla abarca la anatomía , en particular la anatomía de la región orofacial y la neuroanatomía , la fisiología y la acústica .

Producción del habla

Los conductos cartilaginosos (los bronquios y bronquiolos) de los pulmones. [ 1 ]
Sección coronal de la laringe y la parte superior de la tráquea. [ 1 ]
Sección sagital de nariz, boca, faringe y laringe. [ 1 ]

La producción del habla es una tarea motora muy compleja que involucra aproximadamente 100 músculos orofaciales, laríngeos , faríngeos y respiratorios . [ 2 ] [ 3 ] La sincronización precisa y rápida de estos músculos es esencial para la producción de sonidos del habla temporalmente complejos, que se caracterizan por transiciones tan cortas como 10 ms entre bandas de frecuencia [ 4 ] y una velocidad de habla promedio de aproximadamente 15 sonidos por segundo. La producción del habla requiere que el flujo de aire de los pulmones ( respiración ) sea fonado a través de las cuerdas vocales de la laringe ( fonación ) y resuene en las cavidades vocales formadas por la mandíbula , el paladar blando , los labios , la lengua y otros articuladores ( articulación ).

Respiración

La respiración es el proceso físico de intercambio de gases entre un organismo y su entorno, que consta de cuatro etapas ( ventilación , distribución, perfusión y difusión) y dos procesos (inspiración y espiración). La respiración se puede describir como el proceso mecánico de entrada y salida de aire de los pulmones, según el principio de la ley de Boyle , que establece que, a medida que aumenta el volumen de un recipiente, disminuye la presión del aire. Esta presión relativamente negativa provoca que el aire entre en el recipiente hasta que la presión se iguale. Durante la inspiración , el diafragma se contrae y los pulmones se expanden, impulsados ​​por las pleuras debido a la tensión superficial y la presión negativa. Al expandirse los pulmones, la presión del aire se vuelve negativa en comparación con la presión atmosférica, y el aire fluye desde la zona de mayor presión para llenar los pulmones. La inspiración forzada para hablar utiliza los músculos accesorios para elevar la caja torácica y ampliar la cavidad torácica en las dimensiones vertical y lateral. Durante la espiración forzada para hablar, los músculos del tronco y el abdomen reducen el tamaño de la cavidad torácica comprimiendo el abdomen o tirando de la caja torácica hacia abajo, expulsando así el aire de los pulmones.

Fonación

La fonación es la producción de una onda sonora periódica mediante la vibración de las cuerdas vocales . El flujo de aire proveniente de los pulmones, junto con la contracción de los músculos laríngeos , provoca el movimiento de las cuerdas vocales. Son las propiedades de tensión y elasticidad las que permiten que las cuerdas vocales se estiren, se agrupen, se junten y se separen. Durante la prefonación, las cuerdas vocales se mueven de la posición abducida a la aducida . La presión subglótica aumenta y el flujo de aire fuerza la separación de las cuerdas vocales, de inferior a superior. Si el volumen del flujo de aire es constante, la velocidad del flujo aumentará en la zona de constricción y provocará una disminución de la presión en la zona inferior, una vez distribuida. Esta presión negativa hará que las cuerdas vocales, inicialmente abiertas, vuelvan a juntarse. El ciclo se repite hasta que las cuerdas vocales se abducen para inhibir la fonación o para respirar.

Articulación

En un tercer proceso de producción del habla, la articulación, las estructuras móviles e inmóviles de la cara (articuladores) ajustan la forma de la boca , la faringe y las cavidades nasales ( tracto vocal ) a medida que el sonido de la vibración de las cuerdas vocales pasa a través de ellas, produciendo diferentes frecuencias de resonancia.

Control del sistema nervioso central

El análisis de las lesiones cerebrales y la correlación entre la ubicación de las lesiones y los déficits conductuales fueron durante muchos años las fuentes de conocimiento más importantes sobre los mecanismos cerebrales subyacentes a la producción del habla. [ 5 ] [ 6 ] Los estudios seminales de lesiones de Paul Broca indicaron que la producción del habla depende de la integridad funcional del giro frontal inferior izquierdo . [ 7 ]

Más recientemente, los resultados de técnicas de neuroimagen no invasivas, como la resonancia magnética funcional (RMf) , proporcionan evidencia creciente de que las habilidades humanas complejas no se localizan principalmente en áreas cerebrales altamente especializadas (por ejemplo, el área de Broca ), sino que se organizan en redes que conectan varias áreas diferentes de ambos hemisferios. La neuroimagen funcional identificó una red neuronal compleja subyacente a la producción del habla, que incluye áreas corticales y subcorticales, como el área motora suplementaria , las áreas motoras del cíngulo , la corteza motora primaria , los ganglios basales y el cerebelo . [ 8 ] [ 9 ]

Percepción del habla

La percepción del habla se refiere a la comprensión del lenguaje hablado. El proceso para comprender el habla comienza con la audición del mensaje. El sistema auditivo recibe señales sonoras que empiezan en el oído externo. Estas entran por el pabellón auricular y continúan por el conducto auditivo externo (canal auditivo) hasta el tímpano . Una vez en el oído medio , compuesto por el martillo , el yunque y el estribo , los sonidos se transforman en energía mecánica. Tras esta conversión, el mensaje llega a la ventana oval, que marca el inicio del oído interno . Dentro del oído interno, el mensaje se transforma en energía hidráulica al pasar por la cóclea , que está llena de líquido, y llega al órgano de Corti . Este órgano ayuda a que el sonido se convierta en un impulso nervioso que estimula la vía auditiva y llega al cerebro . El sonido se procesa en la circunvolución de Heschl y se asocia con significado en el área de Wernicke . En cuanto a las teorías de la percepción del habla, existen una teoría motora y una teoría auditiva. La teoría motora se basa en la premisa de que los sonidos del habla se codifican en la señal acústica, en lugar de cifrarse en ella. La teoría auditiva pone mayor énfasis en los mecanismos sensoriales y de filtrado del oyente y sugiere que el conocimiento del habla desempeña un papel secundario que solo se utiliza en condiciones perceptivas difíciles.

Transmisión del habla

Forma de onda (amplitud en función del tiempo) de la palabra inglesa "above".
Espectrograma (frecuencia en función del tiempo) de la palabra inglesa "buy".

El habla se transmite mediante ondas sonoras , que siguen los principios básicos de la acústica . La fuente de todo sonido es la vibración. Para que exista el sonido, se necesitan una fuente (algo que vibra) y un medio (algo que transmite las vibraciones).

Dado que las ondas sonoras son producidas por un cuerpo vibrante, el objeto vibrante se mueve en una dirección y comprime el aire directamente frente a él. A medida que el objeto vibrante se mueve en la dirección opuesta, la presión sobre el aire disminuye de modo que se produce una expansión, o rarefacción , de las moléculas de aire. Una compresión y una rarefacción forman una onda longitudinal . Las moléculas de aire vibrantes se mueven de un lado a otro paralelamente a la dirección de movimiento de la onda, recibiendo energía de las moléculas adyacentes más cercanas a la fuente y transfiriéndola a las moléculas adyacentes más alejadas de la fuente. Las ondas sonoras tienen dos características generales: Una perturbación es algún medio identificable en el que la energía se transmite de un lugar a otro, pero el medio no viaja entre dos lugares.

Las características básicas importantes de las ondas son la longitud de onda, la amplitud, el período y la frecuencia. La longitud de onda es la longitud de la forma ondulatoria que se repite. La amplitud es el desplazamiento máximo de las partículas del medio, que está determinado por la energía de la onda. Un período (medido en segundos) es el tiempo que tarda una onda en pasar por un punto dado. La frecuencia de la onda es el número de ondas que pasan por un punto dado en una unidad de tiempo. La frecuencia se mide en hercios (Hz) ; (Hz ciclos por segundo) y se percibe como tono . Cada vibración completa de una onda sonora se llama ciclo. Otras dos propiedades físicas del sonido son la intensidad y la duración. La intensidad se mide en decibelios (dB) y se percibe como sonoridad.

Existen dos tipos de tonos: tonos puros y tonos complejos . La nota musical producida por un diapasón se denomina tono puro porque consiste en un solo tono que suena a una única frecuencia. Los instrumentos obtienen sus sonidos específicos —su timbre— porque su sonido proviene de muchos tonos diferentes que suenan simultáneamente a distintas frecuencias. Una sola nota tocada en un piano, por ejemplo, en realidad consta de varios tonos que suenan simultáneamente a frecuencias ligeramente diferentes.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Anatomía del cuerpo humano de Gray , 20.ª ed. 1918.
  2. ↑ Simonyan K, Horwitz B (abril de 2011). " Corteza motora laríngea y control del habla en humanos" . Neurocientífico . 17 (2): 197– 208. doi : 10.1177/1073858410386727 . PMC 3077440. PMID 21362688 .  
  3. ↑ Levelt, Willem JM (1989). Speaking : from intention to articulation . Cambridge, Mass.: MIT Press. ISBN  978-0-262-12137-8OCLC 18136175​​ 
  4. ↑ Fitch RH, Miller S, Tallal P (1997). "Neurobiología de la percepción del habla". Annu. Rev. Neurosci . 20 : 331–53 . doi : 10.1146/annurev.neuro.20.1.331 . PMID 9056717 . 
  5. ^ Huber P, Gutbrod K, Ozdoba C, Nirkko A, Lövblad KO, Schroth G (enero de 2000). "[Investigación de la afasia y localización del habla en el cerebro]". Schweiz Med Wochenschr (en alemán). 130 (3): 49– 59. PMID 10683880 . 
  6. ↑ Rorden C, Karnath HO (octubre de 2004). "Uso de lesiones cerebrales humanas para inferir la función: ¿una reliquia de una era pasada en la era de la resonancia magnética funcional?". Nat. Rev. Neurosci . 5 (10): 813–9 . doi : 10.1038/nrn1521 . PMID 15378041 . 
  7. ↑ BROCA, M. PAUL (1861). "REMARQUES SUR LE SIÉGE DE LA FACULTÉ DU LANGAGE ARTICULÉ, SUIVIES D'UNE OBSERVATION D'APHÉMIE (PERTE DE LA PAROLE)" . Boletín de la Sociedad Anatomique . 6 . Universidad de York, Toronto, Ontario : 330–357 . Consultado el 20 de diciembre de 2013 .
  8. ↑ Riecker A, Mathiak K, Wildgruber D, et al. (febrero de 2005). "La resonancia magnética funcional revela dos redes cerebrales distintas que sustentan el control motor del habla". Neurology . 64 (4): 700– 6. doi : 10.1212/01.WNL.0000152156.90779.89 . PMID 15728295 .  
  9. ↑ Sörös P, Sokoloff LG, Bose A, McIntosh AR, Graham SJ, Stuss DT (agosto de 2006). "Resonancia magnética funcional agrupada de la producción del habla manifiesta". NeuroImage . 32 (1): 376–87 . doi : 10.1016/j.neuroimage.2006.02.046 . PMID 16631384 . 

Lecturas adicionales

  • Behrman, Alison. (2013). Speech and Voice Science . San Diego, California: Plural Publishing. ISBN 978-1-59756-481-6OCLC 836744549​​ 
  • Hickok G, Houde J, Rong F (febrero de 2011). " Integración sensoriomotora en el procesamiento del habla: base computacional y organización neuronal" . Neuron . 69 (3): 407–22 . doi : 10.1016/j.neuron.2011.01.019 . PMC 3057382. PMID 21315253 .