Mecanismos físicos muy similares entre aves y humanos para producir sonidos

Elemans estudió con su equipo seis especies diferentes de aves a partir de cinco grupos de aves. La especie más pequeña, el pinzón cebra, pesa sólo 15 gramos, y el más grande, el avestruz, pesa 200 kilos. Se constató que todas las aves estudiadas recurrían a la aerodinámica mioelástica para producir sonido.

Mecanismos físicos muy parecidos se activan cuando un ser humano habla y cuando un pájaro canta, aunque se trata de sonidos y órganos de producción de voz completamente diferentes.

«La ciencia ha sabido desde hace más de 60 años que un mecanismo -llamado aerodinámica mioelástica- dirige el habla y el canto en los humanos. Nosotros hemos mostrado ahora que las aves utilizan el mismo mecanismo para ejecutar sus vocalizaciones. Incluso podría ser ser un mecanismo generalizado en todos los vertebrados terrestres», dice Coen Elemans, biólogo de la Universidad del Sur de Dinamarca, y autor principal del estudio, publicado en Nature Communications.

Elemans estudió con su equipo seis especies diferentes de aves a partir de cinco grupos de aves. La especie más pequeña, el pinzón cebra, pesa sólo 15 gramos, y el más grande, el avestruz, pesa 200 kilos. Se constató que todas las aves estudiadas recurrían a la aerodinámica mioelástica para producir sonido.

En la caja de voz humana, o laringe, el aire de los pulmones se empuja más allá de las cuerdas vocales, que en respuesta se mueven de un lado a otro como una bandera ondeando en el viento. Con cada oscilación se cierra y se abre la laringe, parando y activando el flujo de aire, lo que crea pulsos de sonido.

«Tales oscilaciones ocurren 100 veces por segundo en el habla normal y para la interpretación de una ópera como ‘La Flauta Mágica’ pueden alcanzar 1.400 veces por segundo», añade experto en voz y co-autor Jan vec, de la Universidad Palacky en la República Checa.

Una segundo de habla normal o canto humano contiene cientos de miles de oscilaciones de las cuerdas vocales. Durante cada uno de los ciclos de oscilación, una onda viaja a través de las cuerdas vocales desde los pulmones a la boca, lo que mantiene las oscilaciones. La teoría de la aerodinámica mioelástica describe los procesos en términos físicos.

«Ya desde 1646 sabemos que los pájaros no hacen sonidos con su laringe», comenta Elemans, «cuando el señor Du Verney sorprendentemente señaló que el pollo decapitado todavía podía hacer sonidos.»

En cambio, las aves producen sonido usando un solo órgano llamado siringe, que se encuentra profundamente en el cuerpo y por ello es muy difícil de estudiar.

«Ahora hemos producido la película sonora en detalle en los pájaros, desde los pinzones cebra a los avestruces, utilizando cámaras de alta velocidad. Se demuestra por primera vez que las aves producen sonido según la teoría de la aerodinámica mioelástica», dice Elemans.

El nuevo descubrimiento es interesante y útil, ya que se puede combinar con el conocimiento acerca de otro mecanismo vocal compartido por las aves y los humanos: los mecanismos neurales subyacentes de aprendizaje vocal. Aves cantoras y seres humanos no nacen con la capacidad de hablar o cantar, sino que deben aprender su lenguaje o canto escuchando a otros, un proceso llamado aprendizaje por imitación vocal.

«Los pájaros cantores son un buen modelo para estudiar la voz humana y sus enfermedades neurológicas. Así que esperamos transferir nuestro conocimiento acerca del canto del pájaro a la investigación en la producción del habla humana», dice Elemans.

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