• Bases neurobiológicas de la música y las amusias

    INTRODUCCIÓN


    La música desde la más remota antigüedad ha ocupado un lugar preferente en todas las culturas siendo el lenguaje más universal. La música, emerge innata de forma temprana en la evolución del ser humano como precursor del lenguaje hablado. Así, los bebes son sensibles a melodías y ritmos incluso desde el vientre materno. Los humanos internalizamos la música dentro de nuestra cultura ocupando ésta un importante rol de comunicación e interacción social con la capacidad de expresar emociones a través de ella. De manera similar a lo que sucede con las funciones lingüísticas verbales, la música se sustenta en una base estructural en la corteza cerebral encargada de su procesamiento. Existe evidencia reciente para considerar que la música está bien diferenciada de otros procesos cognitivos, ya que subyace a redes neuronales muy especializadas. Alteraciones selectivas que envuelven el procesamiento musical demuestran que las vías neuronales del lenguaje musical están separadas de las vías del lenguaje hablado y a su vez de las de los sonidos ambientales.
    Diferentes regiones del cerebro están implicadas en el procesamiento de la música aunque todavía los correlatos anatómicos están por clarificar. Sería demasiado simplista, continuar con la creencia que el lenguaje hablado es competencia del hemisferio izquierdo y la música del hemisferio derecho. A diferencia del profundo conocimiento que hoy tenemos del lenguaje verbal y su representación cerebral, la especificidad hemisférica y otras estructuras cerebrales implicadas en cada uno de los diferentes componentes musicales (tono, ritmo, memoria musical etc.) siguen siendo una pregunta actualmente difícil de responder. Cada vez existe un interés mayor en conocer en profundidad cómo funciona nuestro cerebro musical siendo objeto de muchos estudios y abriendo paso a nuevas líneas de investigación dentro de la neurociencia musical. Pacientes con amusia que han perdido la capacidad para la música en cualquiera de sus vertientes, nos darán claves para entender más las redes neuronales musicales y encontrar respuestas de correlación anatómica-funcional.


     


    EL MODELO DE LA PERCEPCIÓN MUSICAL Y MEMORIA MUSICAL


    El procesamiento musical es un procedimiento complejo que envuelve múltiples componentes. El reconocimiento de melodías familiares, la memoria musical y un componente emotivo son competencias básicas necesarias para adecuado el procesamiento de la música que pueden ser selectivamente interrumpidos. Es esencial disponer de un modelo que especifique los componentes implicados en el procesamiento musical, así como sus probables interacciones.


    Peretz y Coltheart diseñaron la arquitectura funcional del procesamiento de la música basándose en estudios de casos de pacientes con daño cerebral (Peretz I et al; 2003a). Según su modelo (sólo atribuible a melodías monofónicas, es decir, una sola voz) la entrada de la música se organiza según dos sistemas que actúan de modo independiente y en paralelo. Por un lado el sistema para el procesamiento de la melodía y por otro el sistema para el procesamiento del componente temporal de la música.
    El primer sistema encargado de procesar toda la información de la melodía, discrimina a su vez dos componentes fundamentales: Los tonos (cada una de las notas de dicha melodía) y los intervalos o la relación entre cada una de estas notas (distancia entre ellas y dirección ascendente o descendente). Para procesar este primer sistema melódico es necesario integrarlo en un mecanismo de percepción global dando lugar al contorno melódico. Está relativamente bien establecido que los componentes esenciales de la ruta melódica acontecen en el giro temporal superior derecho (GTSd) con posibles conexiones con la áreas derechas frontales (Alossa et al;2009). Pero para comprender ese contorno melódico es indispensable que el segundo sistema temporal entre en juego, que es el encargado de poder enmarcar esta melodía en el tiempo mediante otros dos componentes: el ritmo (duración de las notas) y la métrica musical (las partes fuertes y débiles por unidad de tiempo conformado el compás musical). El sistema temporal ha sido menos estudiado que el melódico. La ruta del ritmo puede verse alterada con indemnidad de la métrica y viceversa. Esta ruta de información temporal de la música también es integrada en un mecanismo de percepción global (Liégeois-Chauvel et al; 1998) .
    De esta forma, el cerebro dañado puede selectivamente perder el CÓMO (sistema melódico) y el CUÁNDO (sistema temporal) de la percepción de la música.
    Ambas rutas, la melódica y la temporal, envían información al léxico musical conformando el repertorio musical. Este léxico musical contiene la representación perceptual de todas las obras musicales a los que uno ha estado expuesto durante toda la vida, incluyéndose aquí la memoria musical. El léxico musical también mantiene un registro que graba cualquier obra musical nueva entrante. Así, el léxico musical incluye el reconocimiento de las melodías familiares pero también la inclusión de las no familiares de tal forma que cuando está dañado, el sujeto no puede ni reconocer melodías familiares ni grabar las nuevas.
    La salida del léxico musical puede dirigirse a varios componentes diferentes en función de los requerimientos: activación de los léxicos fonológicos para la recuperación de las letras de melodías, iniciar un plan vocal para cantar o bien dirigirse a las memorias asociativas para la recuperación de todo tipo de información no-musical (el título de una obra musical, contexto de un concierto etc.). En paralelo con los procesos de memoria, pero de manera independiente, los módulos perceptivos conectan con las vías de la emoción permitiendo al oyente reconocer una obra musical, experimentando una emoción a través de la música. Se piensa que la vía emocional es aislable del análisis no-emocional de la música y se puede dañar de forma selectiva (Peretz I et al; 2003a).
    En conclusión, una alteración en cualquiera de estas vías explicaría las dificultades para la integración musical en un sujeto. Sin estos pilares básicos, no se puede percibir la melodía, armonía, escala etc., al igual que no se pueden entender textos sin palabras, sílabas o letras.


     


    CONCEPTO DE AMUSIA. TIPOS DE AMUSIAS.


    A pesar de que la música es percibida casi sin esfuerzo, de forma inmediata y fácil para todo ser humano, existen personas que no entienden la música.
    Al dañarse uno o varios de los componentes básicos de la percepción musical, se produce un síndrome llamado de forma genérica Amusia (también se han asignado otros como agnosia musical o “sordera al tono”). Este término se lo debemos a Knoblauch que diseñó por primera vez un modelo cognitivo para el procesamiento de la música basado en un modelo diagramático, tal y como se venía haciendo con los procesos lingüísticos (Knoblauch A; 1890).
    La amusia puede acontecer tanto de forma adquirida (por un daño cerebral) como de forma congénita (desde el nacimiento).
    En la amusia adquirida, un daño cerebral puede alterar la función motora o perceptiva del lenguaje musical. Es por ello que existen muchos tipos de amusia y los intentos de clasificación de ésta están basados en los escasos casos descritos en la literatura de pacientes que pierden una o varias capacidades musicales después de un daño cerebral. A.L. Benton distingue entre la amusia receptiva y la interpretativa e identifica más de una docena de variedades (Benton AL; 1977).
    Así por ejemplo, la pérdida de la habilidad de cantar, silbar o murmurar se designa como amusia motora; la pérdida de la habilidad para discriminar tonos, amusia perceptiva o sensorial; la pérdida de la capacidad para reconocer pieza musicales conocidas, amnesia musical; la pérdida de la habilidad de tocar un instrumento, apraxia musical o amusia instrumental; la incapacidad para escribir música, agrafia musical; la incapacidad para leer música, alexia musical, etc.
    Hay que tener en cuenta que los pacientes con amusia tanto congénita como adquirida, presentan dificultades para entender la música a pesar de que su sistema auditivo y otras funciones cognitivas están intactas sin presentar ningún otro defecto neurológico y una adecuada exposición al ambiente musical.
    La pérdida de las habilidades musicales no necesariamente tienen que ver con la pérdida de las funciones verbales tal y como se observa en muchos casos descritos de pacientes que tras una lesión cerebral puede reconocer las letras de canciones conocidas aunque son incapaces de reconocer la música que hay en ellas. Sin embargo son capaces de reconocer poesías, voces familiares o sonidos de la naturaleza. (Griffths TD et al;1997).
    Los amúsicos con sordera al tono no discriminan la dirección de un sonido (fundamento esencial para construir el contorno melódico), no reconocen melodías que le son familiares, desafinan al cantar, desconocen cuando otros desafinan y todas las melodías les parecen parecidas entre sí. Son incapaces de encontrarle sentido a la música.
    La sordera al tono se puede considerar el extremo opuesto al oído absoluto (habilidad para discriminar e identificar los diferentes sonidos de la escala musical sin ninguna referencia, en relación a una extraordinaria memoria auditiva). Existen también pacientes con sordera al ritmo sin sordera al tono, aunque la primera rara vez es completa ya que está ampliamente representada en el cerebro (Sacks; 2007). En general el déficit en el procesamiento de los tonos musicales es una alteración consistente en casi todos los sujetos amúsicos, sin embargo la afectación rítmica solo está afectada en algunos de ellos (Hyde et al; 2006).
    Es cierto que existen personas con cierta sordera al tono que son incapaces de cantar afinando, sin reconocer cuando otros desafinan pero a su vez disfrutan de la música, no siendo por ello amúsicos. En sentido estricto, un paciente con sordera al tono de forma absoluta o que padece una amusia total, nunca disfrutará de la música ya que la música no se percibe como tal.
    Para las personas amúsicas, la música representa incluso algo desagradable evitando incluso cualquier fenómeno o evento musical.
    Un paciente con amusia congénita, describió el segundo concierto de Rachmaninov para piano y orquesta como “estrepitoso y ruidoso” (Steward; 2008). Otros calificativos recogidos en historias de amúsicos describiendo una percepción musical han sido: estridente, chirriante, explosivo, similar al ruido producido al caerse al suelo ollas y cacerolas…etc. Se piensa que los pacientes que presentan este grado extremo de amusia, además de sordera al tono, probablemente también tienen añadida una alteración del procesamiento del timbre, que es el matiz o el color de un sonido independientemente que sea grave o agudo (Por ejemplo, lo que diferencia una misma nota tocada en un violín de un piano) (Sacks; 2007). Es por ello que recientemente a esta condición de amusia grave y extrema se le está empezando a denominar “distimbria” (Sacks; 2007, Griffiths et al; 2007)
    No necesariamente hay que ser un músico profesional para padecer amusia a diferencia de lo que pensaba Knoblauch asumiendo que la amusia sólo se producía en músicos. (Knoblauch A;1890). Además, no suele ser motivo de consulta médica ni de queja porque el amúsico no se siente paciente a no ser que se presente llamativamente de forma adquirida en un músico profesional o en un melómano.
    Estudios de amusia congénita en familias, plantean la hipótesis de que este desorden es hereditario y está asociado a diferencias estructurales en el lóbulo frontal y temporal. Los hallazgos anatómicos ponen de manifiesto que probablemente existen genes implicados en el desarrollo de migración neuronal precoz mediante conexiones fronto-temporales (Steward et al; 2008), ya que para el procesamiento de la información musical se requiere la participación de ambos lóbulos frontales y temporales, pudiendo aparecer amusia por lesión de cualquiera de ellos de forma uni o bilateral o en sus conexiones.
    Se piensa que un porcentaje pequeño de la población padece Amusia (la auténtica sordera al tono según algunos estudios parece que está presente en un 5% de la población) aunque probablemente si se explorara tan sistemáticamente como el lenguaje u otras funciones cognitivas, comprobaríamos que es un problema mucho más frecuente de lo que pensamos (Barquero et al; 2001). Por ello, para progresar en el conocimiento de las habilidades musicales es necesario utilizar evaluaciones estandarizadas de éstas.
    Desde 1987 se ha desarrollado la batería de pruebas de Montreal para la evaluación de la amusia (MBEA) como una herramienta necesaria para el screening de pacientes amúsicos. La percepción musical y la memoria musical son las funciones musicales más estudiadas. El MBEA contiene seis test que permiten evaluar el funcionamiento de cada uno de los componentes musicales descritos: contorno melódico, intervalos, tipos de escalas, ritmo, métrica y memoria musical. Cada uno de estos test incluyen 30 frases musicales no conocidas (Peretz I et al; 2003).
    Otros tests menos utilizados son el propuesto por Wertheim y Botez en 1959, basado en su adaptación al nivel musical premórbido del paciente mediante una clasificación de los sujetos dependiendo de sus capacidades musicales, el "Gordon Musical Aptitude Profile" (Gordon;1965 ) y el "Bentley Measures of Musical Abilities" ( Bentley,1966).



    CORRELATOS ANATÓMICOS DEL PROCESAMIENTO MUSICAL


    Ambos hemisferios contribuyen a la percepción de los dos sistemas (melódico y temporal), con una clara predominancia del hemisferio derecho en la percepción musical. La corteza auditiva derecha juega un papel muy importante en el procesamiento de los tonos musicales: reconocimiento de melodías, dirección de los intervalos tonales etc. Por ello, una anomalía congénita en la corteza auditiva predice en un individuo una importante alteración musical.
    Bouillaud en 1865, describió la primera serie de casos de pacientes con daño cerebral y pérdida de habilidades musicales y en 1920 Henschen publicó la primera monografía sobre amusia. Milner en 1962, investigó funciones musicales en un grupo de pacientes con epilepsia intratable que fueron lobectomizados del lóbulo temporal.
    Peretz, sobre pacientes intervenidos de cortectomía temporal tanto izquierda como derecha, concluye que el hemisferio derecho primeramente representa la melodía y contorno melódico en términos de globalidad mientras que el izquierdo se encarga de codificar cada una de las notas o intervalos que dibujan ese contorno melódico de forma más específica. (Peretz; 1990)
    Una disociación similar en el sistema temporal también ha sido descrita en pacientes que tenían alteración del ritmo con la métrica intacta y al revés (Liégeois-Chauvel; 1998). Sin embargo no hay una clara predisposición hemisférica para el ritmo encontrando alteraciones del ritmo en pacientes con daño hemisférico izquierdo y en derecho. (Foxton et al; 2006).
    En relación a la memoria musical, algunos estudios han concluido que el aprendizaje y la retención de melodías no familiares parece involucrar más al hemisferio derecho y el reconocimiento de melodías familiares parece que depende más del hemisferio izquierdo.
    También existe claras diferencias de procesamiento de la música en sujetos músicos que en no músicos. Estudios en neuroimagen han revelado que los músicos profesionales procesan la información musical de un modo más analítico donde el hemisferio izquierdo juega un importante papel con respecto a los sujetos no músicos.
    Estudios de resonancia magnética (RNM) cerebral con voxel-based morphometry, han encontrando en los pacientes amúsicos una reducción de la sustancia blanca en la corteza frontal, concretamente en las áreas BA47 y BA44 del giro frontal inferior derecho (GFId) con respecto a los normales. Esta disminución de sustancia blanca se correlacionó con una alteración en los test para el reconocimiento de tonos desafinados en una frase musical y la memoria musical en los test de MBEA (Hyde et al; 2006). La falta de activación en el GFId de los amúsicos también se ha manifestado recientemente en estudios con RNM cerebral funcional (Hyde et al; 2010). Otros estudios con PET (Zatorre et al, 1994; Griffths et al; 1999) también demostraron una activación del GFId para tareas de memoria musical. Probablemente estas áreas participan y están implicadas en el procesamiento tonal conectando con el cortex auditivo derecho del lóbulo temporal a través de conexiones fronto-temporales que también se ha visto que están menos desarrolladas en el amúsico.
    A la inversa también los estudios reflejaron más sustancia gris en esta misma región (BA47) del GFId en los amúsicos comparados con los normales. El aumento de esta sustancia gris en el GFId puede deberse a consecuencia de una malformación en el desarrollo de la corteza, entendida como una anormal migración neuronal tal y como se ha encontrado en otras enfermedades tales como la epilepsia y la dislexia (Hyde et al. 2006). Es más razonable asumir que las alteraciones en la percepción musical son debidas a una reducción de la sustancia blanca que a un aumento en el espesor de la sustancia gris. Aunque no se han encontrado morfológicamente alteraciones de sustancia blanca ni gris en el la corteza temporal auditiva derecha, no se pueden descartar que existan (Hyde et al. 2006).
    Parece ser que el GFId anormal encontrado en el amúsico tiene bases genéticas que actúan durante el curso de la maduración cerebral del lóbulo frontal y sus vías. Estudios en gemelos han demostrado evidencia que el procesamiento de de tonos podría tener un componente hereditario y del mismo modo familiares de primer grado de pacientes amúsicos son también deficientes musicales ( Peretz et al; 2007)
    Esta disposición cerebral puede ser endógena pero también puede influir la experiencia de la escucha musical. La plasticidad neuronal de las vías musicales está demostrada, en relación a una mayor experiencia musical bien sea mediante la interpretación o la escucha (Bengtsson et al; 2005). Los amúsicos son menos propensos a escuchar música ya que no les produce placer por lo que esta actitud a largo plazo puede favorecer la reducción de la mielinización de las fibras y las conexiones fronto-temporales.
    Sería lógico pensar que el fallo en la percepción del contorno melódico de los amúsicos también puede afectar a la entonación o prosodia del lenguaje hablado, sin embargo algunos estudios demuestran que existen de forma independiente dos procesos diferentes de percepción para la entonación cantada que para la entonación hablada, mientras que Patel argumenta que las alteraciones del contorno melódico no son sólo exclusivas en la música, afectando también al lenguaje hablado como han comprobado en algunos estudios (Lui et al. 2010).
    Otros estudios refieren que la percepción musical depende de los mismos procesos cognitivos requeridos para el procesamiento espacial. Se han descrito relaciones de amúsicos con alteraciones espaciales (Douglas et al, 2007). Esto se puede sustentar bajo la idea de que los amúsicos fallan en la representación mental espacial de los tonos aunque hay controversia en este punto.


     


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