Las muestras computarizadas pueden revelar también hambre, dolor o sueño

Estudian el llanto de bebé para detectar y curar sordera y asfixia

El proyecto es encabezado por científicos y especialistas de México, Cuba e Italia

AGENCIA CONACYT

Investigadores del área de ciencias computacionales, pediatras, neonatólogos y especialistas en comunicación humana de instituciones educativas y médicas de México, Cuba e Italia trabajan en el análisis del llanto de bebé para detectar patologías como la sordera y la asfixia.

Carlos Alberto Reyes, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica (INAOE) y líder del proyecto, comentó que el objetivo es deducir de las muestras de llanto las características acústicas que identifiquen patologías en bebés en la etapa prelingüística.

En la fase inicial del proyecto, el equipo multidisciplinario se dedicó a estudiar la acústica general del llanto para detectar estados anímicos o fisiológicos como hambre, dolor, incomodidad o sueño. Posteriormente el análisis se centró en la identificación de dos patologías: la sordera y la asfixia.

Para identificar ambos padecimientos, los especialistas recurrieron en una primera etapa a modelos de redes neuronales. Sin embargo, dice Reyes, "ahora estamos trabajando con sistemas inteligentes híbridos de computación, que combinan redes neuronales difusas con optimización mediante algoritmos genéticos".

El primer paso para estudiar el llanto es su digitalización; posteriormente la muestra se integra a un ordenador, donde es analizada con un software gratuito desarrollado en Holanda, llamado PRAAT.

Las muestras de llanto son segmentos de un segundo, tiempo suficiente para extraer la información que el investigador denomina coeficientes cepstrales de frecuencia Mel (MFCC, por sus siglas en inglés) y coeficientes de predicción lineal (LPC, por sus siglas en el mismo idioma).

"Los primeros simulan el proceso auditivo, es decir, cómo percibimos el llanto, y los otros un modelo de cómo se emite el sonido. Son dos puntos de vista del tratamiento del llanto, pero también podemos extraer la amplitud, intensidad, tono o frecuencia fundamental del llanto.

"En un bebé con sordera -relata Reyes-, el llanto es muy pausado, aunque en intensidad y amplitud es semejante al de un bebé normal. Las pausas son notorias, de medio segundo a uno, y están acompañadas de un jadeo."

De acuerdo con el investigador del INAOE, centro público de investigación del Conacyt, se cree que las pausas se deben a la ausencia del sentido del oído, lo cual impide a los bebés escuchar su propio llanto y aprender a llorar como otros infantes.

"Los bebés lloran siempre, lo hacen de manera natural. Los niños que sí oyen se escuchan y aprenden a modular el llanto para atraer a la madre, pero el bebé sordo no tiene retroalimentación y por ello, tras una pausa, vuelve a llorar.

"En el caso de los bebés que sufren asfixia, su llanto está catalogado como normal; la única diferencia apreciable es la intensidad, la cual es muy baja", afirma el investigador.

Estas características pueden detectarse fácilmente en forma auditiva, pero no son las únicas que registra el sistema, que también reconoce peculiaridades no perceptibles al oído que pueden estudiarse a partir de su visualización en gráficas o en modelos computacionales.

Validan sus resultados

Una vez que los investigadores del INAOE determinan que el llanto-muestra pertenece a un bebé sordo o con problemas de asfixia, los resultados se confirman con los diagnósticos previamente proporcionados por especialistas del Instituto Nacional de la Comunicación Humana. Hasta ahora el sistema ha alcanzado una eficiencia de hasta 98 por ciento.

Carlos Alberto Reyes señala que el objetivo final de la investigación es desarrollar un dispositivo que pueda ser utilizado por médicos y enfermeras para detectar estos padecimientos en etapas tempranas, principalmente donde no hay especialistas, como en el medio rural. Aunque por el momento no trabajan en la construcción de alguno, ya han hecho pruebas en un prototipo.

Un primer intento consiste en la aplicación de un "clasificador de llanto" en un hardware que ofrece un diagnóstico en tiempo real. El dispositivo se creó como parte de una tesis de maestría.

El investigador espera que el equipo esté en posibilidades de crear un dispositivo electrónico en los próximos años. Por ahora prefiere seguir validando los resultados de su metodología.

Proyecto sin fronteras

En el proyecto multidisciplinario colaboran el Grupo de Reconocimiento de Voz y Estudio del Llanto de Bebé, de la Universidad de Oriente, de Cuba -su director es Sergio Cano, líder mundial en análisis de llanto infantil-; el Instituto Internazionale per gli Alti Studi Scientifici, y la Seconda Universitì degli Stdui Napoli, ambos de Italia.

Con la institución caribeña los investigadores mexicanos intercambian muestras de llanto y métodos para procesar los sonidos de bebé, mientras las italianas asesoran a los científicos nacionales sobre las metodologías y parámetros de las muestras.