La ciencia del habla se refiere al estudio de la producción, transmisión y percepción del habla . La ciencia del habla involucra la anatomía , en particular la anatomía de la región orofacial y la neuroanatomía , fisiología y acústica .
La producción del habla
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 las bandas de frecuencia [4] y una tasa de habla promedio de aproximadamente 15 sonidos por segundo. La producción del habla requiere que el flujo de aire de los pulmones ( respiración ) se emita 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 implica cuatro pasos ( ventilación , distribución, perfusión y difusión) y dos procesos (inspiración y espiración). La respiración se puede describir como el proceso mecánico del aire que entra y sale de los pulmones según el principio de la ley de Boyle , que establece que, a medida que aumenta el volumen de un recipiente, la presión del aire disminuirá. Esta presión relativamente negativa hará que entre aire en el recipiente hasta que se iguale la presión. Durante la inspiración de aire, el diafragma se contrae y los pulmones se expanden atraídos por las pleuras a través de la tensión superficial y la presión negativa. Cuando los pulmones se expanden, la presión del aire se vuelve negativa en comparación con la presión atmosférica y el aire fluirá desde el área de mayor presión para llenar los pulmones. La inspiración forzada para el habla utiliza músculos accesorios para elevar la caja torácica y agrandar la cavidad torácica en las dimensiones vertical y lateral. Durante la espiración forzada para el habla, 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 para forzar la salida del aire de los pulmones.
Fonación
La fonación es la producción de una onda sonora periódica por vibración de las cuerdas vocales . El flujo de aire de los pulmones, así como la contracción de los músculos laríngeos , provocan el movimiento de las cuerdas vocales. Son las propiedades de tensión y elasticidad las que permiten estirar, agrupar, juntar y separar las cuerdas vocales. Durante la prefonación, las cuerdas vocales se mueven de la posición abducida a la aducción . La presión subglótica aumenta y el flujo de aire obliga a los pliegues a separarse, de abajo hacia arriba. Si el volumen de flujo de aire es constante, la velocidad del flujo aumentará en el área de constricción y provocará una disminución de la presión por debajo una vez distribuida. Esta presión negativa volverá a juntar los pliegues inicialmente abiertos por soplado. El ciclo se repite hasta que se abducen las cuerdas vocales 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 pasa el sonido de vibración de las cuerdas vocales produciendo frecuencias de resonancia variables.
Control nervioso central
El análisis de las lesiones cerebrales y la correlación entre la ubicación de las lesiones y los déficits conductuales fueron las fuentes más importantes de conocimiento sobre los mecanismos cerebrales subyacentes a la producción del habla durante muchos años. [5] [6] Los estudios de lesiones seminales de Paul Broca indicaron que la producción del habla depende de la integridad funcional de la circunvolución frontal inferior izquierda . [7]
Más recientemente, los resultados de las técnicas de neuroimagen no invasivas, como la resonancia magnética funcional (fMRI) , proporcionan una evidencia cada vez mayor de que las habilidades humanas complejas no se encuentran principalmente en áreas cerebrales altamente especializadas (por ejemplo, el área de Broca ), sino que están organizadas en redes que conectan varios áreas de ambos hemisferios en su lugar. La neuroimagen funcional identificó una red neuronal compleja que subyace a la producción del habla, incluidas las áreas corticales y subcorticales, como el área motora suplementaria , las áreas motoras cinguladas , 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 habla. El comienzo del proceso hacia la comprensión del habla es escuchar primero el mensaje que se habla. El sistema auditivo recibe señales sonoras que comienzan en el oído externo. Entran en el pabellón auricular y continúan hacia el canal auditivo externo (canal auditivo) y luego hacia el tímpano . Una vez en el oído medio , que consta del martillo , el yunque y el estribo ; los sonidos se transforman en energía mecánica. Después de convertirse en energía mecánica, el mensaje llega a la ventana oval, que es el comienzo del oído interno . Una vez dentro del oído interno, el mensaje se transfiere a energía hidráulica pasando por la cóclea , que está llena de líquido, hasta el Órgano de Corti . Este órgano nuevamente ayuda a que el sonido se transfiera a un impulso neural que estimula la vía auditiva y llega al cerebro . Luego, el sonido se procesa en el giro de Heschl y se asocia con el significado en el área de Wernicke . En cuanto a las teorías de la percepción del habla, hay una teoría motora y una auditiva. La teoría motora se basa en la premisa de que los sonidos del habla están codificados 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 es un papel menor que solo se usa en condiciones perceptivas difíciles.
Transmisión de voz
El habla se transmite a través de ondas sonoras , que siguen los principios básicos de la acústica . La fuente de todo sonido es la vibración. Para que exista el sonido, son necesarios una fuente (algo que se pone en vibración) y un medio (algo que transmita 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 enrarecimiento de las moléculas de aire. Una compresión y una rarefacción forman una onda longitudinal . Las moléculas de aire que vibran se mueven hacia adelante y hacia atrás en paralelo a la dirección de movimiento de la onda, recibiendo energía de moléculas adyacentes más cercanas a la fuente y pasando la energía a moléculas adyacentes más alejadas de la fuente. Las ondas sonoras tienen dos características generales: una perturbación se produce en 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 de onda repetida. 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 determinado. 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 de sonido 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.
Hay dos tipos de tonos: tonos puros y tonos complejos . La nota musical producida por un diapasón se llama tono puro porque consiste en un tono que suena en una sola frecuencia. Los instrumentos obtienen sus sonidos específicos, su timbre , porque su sonido proviene de muchos tonos diferentes que suenan todos juntos en diferentes frecuencias. Una sola nota tocada en un piano, por ejemplo, en realidad consta de varios tonos que suenan todos juntos a frecuencias ligeramente diferentes.
Ver también
- Laringe
- Fonación
- Respiración (fisiología)
- Discurso
- Patología del habla y del lenguaje
- Percepción del habla
- Tracto vocal
Referencias
- ^ a b c Anatomía del cuerpo humano de Gray , 20ª ed. 1918.
- ^ 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 .
- ^ Levelt, Willem JM (1989). Hablar: de la intención a la articulación . Cambridge, Mass .: MIT Press. ISBN 978-0-262-12137-8. OCLC 18136175 .
- ^ 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 .
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- ^ BROCA, M. PAUL (1861). "REMARQUES SUR LE SIÉGE DE LA FACULTÉ DU LANGAGE ARTICULÉ, SUIVIES D'UNE OBSERVATION D'APHÉMIE (PERTE DE LA PAROLE)" . Bulletin de la Société Anatomique . Universidad de York, Toronto, Ontario. 6 : 330–357 . Consultado el 20 de diciembre de 2013 .
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- ^ Sörös P, Sokoloff LG, Bose A, McIntosh AR, Graham SJ, Stuss DT (agosto de 2006). "Resonancia magnética funcional agrupada de la producción de habla abierta". NeuroImage . 32 (1): 376–87. doi : 10.1016 / j.neuroimage.2006.02.046 . PMID 16631384 .
Otras lecturas
- Behrman, Alison. (2013). Ciencias del habla y la voz . San diego, California: publicación plural. ISBN 978-1-59756-481-6. OCLC 836744549 .
- Hickok G, Houde J, Rong F (febrero de 2011). "Integración sensoriomotora en el procesamiento del habla: base computacional y organización neuronal" . Neurona . 69 (3): 407–22. doi : 10.1016 / j.neuron.2011.01.019 . PMC 3057382 . PMID 21315253 .