Lenguaje

Cuando participamos de una conversación, el cerebro realiza una serie de procesos, activando distintos circuitos, que permiten las respuestas habladas, las cuales son planificadas antes del final del turno del interlocutor, y suceden en una fracción de segundo. Recientemente, investigadores encontraron que distintas áreas del cerebro están activas durante la planificación del habla para intercambios verbales de una fracción de segundo, incluidas regiones que no estaban previamente vinculadas a esta función (Castellucci et al., 2022).

Por qué es importante

Estos hallazgos pueden guiar el diseño de nuevas terapias que ayudaran a las personas que tienen problemas para usar la voz, incluidos aquellos con apraxia, problemas para planificar los movimientos del habla, y afasia, dificultad para procesar el lenguaje, que puede acompañar a condiciones como el autismo, o como resultado de un trauma causado por un derrame cerebral.

Qué metodología usaron

Para arribar a estos hallazgos, el equipo de investigadores se valió de la tecnología de electrocorticografía (ECoG), que supera las barreras de resolución y velocidad que tienen los electroencefalogramas y las resonancias magnéticas funcionales. 

En la electrocorticografía, se colocan electrodos directamente en la superficie del cerebro. Las mediciones ECoG rápidas y precisas revelaron que el cerebro logra una conversación natural al combinar la percepción de lo que se escucha, la planificación de una respuesta y la producción de los sonidos (articulación) que forman las palabras. Esta investigación captó, por primera vez, la actividad cerebral durante la fase de planificación de respuesta entre los interlocutores, el área más difícil de estudiar.

Los científicos colocaron electrodos en las superficies cerebrales de los pacientes durante las cirugías que se estaban realizando para extirpar un tumor o tejido cerebral que causaba ataques epilépticos. En ambos casos, los cirujanos colocan a los pacientes solo bajo anestesia local inicialmente para que puedan determinar las regiones del cerebro que están activas mientras los pacientes hablan, evitando así daños en los centros del habla del paciente.

Los investigadores colocaron conjuntos de electrodos ECoG en los hemisferios cerebrales izquierdos donde predomina el lenguaje de ocho pacientes voluntarios. A continuación, midieron las respuestas de planificación utilizando un paradigma desarrollado por otro laboratorio llamado tarea de información crítica (IC), que fue diseñado para controlar el momento de la planificación. En cada bloque de preguntas, una palabra clave cambiante, el IC, determina cuándo comienza la planificación de la respuesta para que se pueda rastrear la actividad cerebral en esa ventana de tiempo.

“¿Qué palabra común es lo opuesto a suave?”

“¿Qué palabra común es lo opuesto a caliente?”

Qué encontraron

Al cambiar la redacción de cada pregunta para presentar la información clave anterior o posterior necesaria para comenzar a planificar una respuesta, los investigadores pudieron distinguir la actividad cerebral relacionada con la planificación de la percepción y la producción. Es importante destacar que la mayoría de las respuestas corticales estaban relacionadas con solo uno de estos tres procesos del habla, lo que demuestra que las redes estaban en gran medida separadas para cada función.

Además, los investigadores encontraron que el 95,5 por ciento de los electrodos de planificación estaban agrupados en una región espacialmente distinta del cerebro, con la mayoría de los electrodos de planificación centrados en la circunvolución frontal inferior caudal (cIFG) y la circunvolución frontal media caudal (cMFG). Si bien se sabe desde hace mucho tiempo que cIFG, comúnmente conocida como «región de Broca», es importante para el lenguaje, no se había establecido previamente un papel para cMFG.

Además, el equipo descubrió que la red de planificación identificada con la tarea de IC también está activa cuando los pacientes se preparan para hablar durante conversaciones naturales sin guión. Después de que los pacientes terminaron de responder las preguntas estructuradas, los investigadores los involucraron en varios minutos de conversación informal de ida y vuelta, durante los cuales aparecieron los mismos patrones relacionados con la percepción, la planificación y el habla en la actividad cerebral del paciente.

Este estudio proporciona una primera descripción de los mecanismos cerebrales específicos que generan el lenguaje cuando hablamos en contextos naturales y cotidianos, señalaron los autores, y resaltaron que el mapeo del cerebro que encontraron usando tareas simples y controladas se mantuvo en las pruebas del comportamiento humano natural.

Referencia bibliográfica: Castellucci, G. A., Kovach, C. K., Howard, M. A., 3rd, Greenlee, J. D. W., & Long, M. A. (2022). A speech planning network for interactive language use. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04270-z

Fuente: Science Daily

La investigación ha revelado una correlación entre ser particularmente competente en el uso de herramientas y tener buena capacidad sintáctica (Brozzoli et al., 2019). Indagando aún más en este asunto, un equipo de investigadores encontró que ambas habilidades dependen de los mismos recursos neurológicos, que se encuentran en la misma región del cerebro. Además, el entrenamiento motor con una herramienta mejora la capacidad para comprender la sintaxis de oraciones complejas (una de las habilidades lingüísticas más difíciles de adquirir) y, viceversa, el entrenamiento sintáctico mejora la competencia en el uso de herramientas (Thibault et al., 2021).

La paleo-neurobiología también ha demostrado que las regiones cerebrales asociadas con el lenguaje habían aumentado en nuestros antepasados ​​durante los períodos de auge tecnológico, cuando el uso de herramientas se generalizó.

Estos hallazgos podrían aplicarse clínicamente para apoyar la rehabilitación de pacientes que han perdido algunas de sus habilidades lingüísticas.

Qué metodología usaron

Partiendo de los hallazgos del estudio de Brozzoli et al. (2019), los investigadores desarrollaron una serie de experimentos que se basaron en técnicas de imagen cerebral (resonancia magnética funcional o MRI) y mediciones de comportamiento. Se pidió a los participantes que completaran varias pruebas que consistían en entrenamiento motor con alicates de 30 cm de largo y ejercicios de sintaxis en francés. Esto permitió a los científicos identificar las redes cerebrales específicas de cada tarea, pero también comunes a ambas tareas.

Qué encontraron

Descubrieron por primera vez que el manejo de la herramienta y los ejercicios de sintaxis producían activaciones cerebrales en áreas comunes, con la misma distribución espacial, en una región denominada «ganglios basales».

Dado que estos dos tipos de habilidades utilizan los mismos recursos cerebrales, los investigadores se preguntaron si es posible entrenar una para mejorar la otra. Por eso, en la segunda parte de su estudio, analizaron estos problemas y demostraron que esto es lo que realmente sucede.

En esta ocasión, se pidió a los participantes que realizaran una tarea de comprensión sintáctica antes y después de 30 minutos de entrenamiento motor con los alicates (ver cuadro para detalles del experimento). Con esto, los investigadores demostraron que el entrenamiento motor con la herramienta conduce a un mejor desempeño en los ejercicios de comprensión sintáctica.

Además, los hallazgos muestran que lo mismo sucede en el caso inverso: el entrenamiento de las facultades del lenguaje, con ejercicios para comprender oraciones con estructura compleja, mejoró el rendimiento motor con la herramienta.

Ejercicios de sintaxis y entrenamiento motor

El entrenamiento motor implicó el uso de pinzas para insertar pequeñas clavijas en agujeros que coincidían con su forma pero con diferentes orientaciones.

Los ejercicios de sintaxis que se realizaron antes y después de esta formación consistieron en leer oraciones con una sintaxis simple, como «el científico que admira al poeta escribe un artículo» o con una sintaxis más compleja, como «el científico que al poeta admira escribe un artículo.» Luego, los participantes debían decidir si declaraciones como «el poeta admira al científico» eran verdaderas o falsas. Las oraciones con el pronombre relativo de objeto francés «que» son más difíciles de procesar y, por lo tanto, el rendimiento fue generalmente más pobre.

Estos experimentos muestran que después del entrenamiento motor, a los participantes les fue mejor con las oraciones que se consideraron más difíciles. Los grupos de control, que realizaron la misma tarea lingüística pero después de un entrenamiento motor solo con las manos o sin ningún entrenamiento, no mostraron tal mejora.

Los científicos comentan que actualmente están diseñando protocolos que podrían implementarse para apoyar la rehabilitación y recuperación de las habilidades del lenguaje de pacientes con facultades motoras relativamente conservadas, como los jóvenes con trastornos del desarrollo del lenguaje.

Referencias bibliográficas:

• Brozzoli, C., Roy, A. C., Lidborg, L. H., & Lövdén, M. (2019). Language as a Tool: Motor Proficiency Using a Tool Predicts Individual Linguistic Abilities. Frontiers in Psychology, 10, 1639. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01639
• Thibault, S., Py, R., Gervasi, A. M., Salemme, R., Koun, E., Lövden, M., Boulenger, V., Roy, A. C., & Brozzoli, C. (2021). Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia. Science, 374(6569), eabe0874. https://doi.org/10.1126/science.abe0874

Fuente: Science Daily

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