24 FEB 20
¿Qué son las neurociencias del lenguaje?
Un panorama sobre cómo se estudia la relación entre el lenguaje y el cerebro en Argentina.
Autor/a: Jorgelina Martínez Grau CONICET dialoga
Las neurociencias del lenguaje son una rama de la neurociencia cognitiva, disciplina que trata de entender la relación entre las experiencias mentales y la biología humana, y se enfatiza en el cerebro y sus vínculos con el cuerpo. Los seres humanos tenemos muchas capacidades mentales distintas que pueden ser exploradas científicamente.
Hay investigadores que se interesan por conocer la base cerebral de la memoria; otros estudian el origen de las emociones, la atención, la conciencia. Tratar de comprender cómo el lenguaje —esa capacidad humana de comprender y producir enunciados, de adquirir una lengua materna o aprender un idioma extranjero— se relaciona con el cerebro es tarea específica de las neurociencias del lenguaje.
Adolfo M. García es investigador del CONICET, especialista en neurociencias del lenguaje, y uno de los científicos argentinos que más conoce sobre estas ciencias. Primero se formó como traductor y profesor de inglés, y se inició así como lingüista general. Luego, su curiosidad por la intersección entre el lenguaje y el cerebro lo llevó a adentrarse en el mundo de la neurolingüística y fue así que pudo capacitarse en la Universidad de Nueva York y en la Universidad Rice, Estados Unidos. En el doctorado, combinó dos de sus pasiones: la traducción y los nuevos estudios sobre el cerebro. En la actualidad, se desempeña como director científico del Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencias (LPEN) del Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional (INCYT), que depende del CONICET, la Fundación INECO y la Fundación Favaloro.
“Las neurociencias del lenguaje también se interesan por saber qué le ocurre al cerebro cuando se afectan nuestras capacidades lingüísticas, ya sea por un declive cognitivo propio de la edad o por alguna patología cerebral, ya sea adquirida (como en las afasias) o neurodegenerativa, por ejemplo, en las enfermedades de Alzheimer o Parkinson”, explica García y acota: “Básicamente, buscamos entender el lenguaje en términos neurobiológicos”.
Investigando el lenguaje
El lenguaje es un fenómeno diverso y complejo, por lo que puede ser abordado de diversas maneras. En primer lugar, puede investigarse mediante sus productos, es decir, se pueden tomar muestras de lo que las personas escriben o grabar lo que dicen y, a partir de ahí, inferir los procesos mentales que estuvieron a la base de esa producción. También se lo puede explorar mediante evidencia conductual: “Un experimento típico consiste en que una persona se siente frente a una pantalla en donde aparecen diversas palabras y debe apretar una tecla cada vez que aparece una palabra que cumple con cierta condición, por ejemplo, estar escrita en cierto color o pertenecer a una categoría particular”, describe García.
En este tipo de experimentos se pueden ver dos aspectos: 1) la precisión o eficacia, es decir, cantidad de aciertos y 2) la eficiencia, el tiempo empleado para categorizar una palabra. Estos estudios se pueden combinar con mediciones cerebrales: “Mientras el individuo realiza una tarea, como la de categorización, se puede utilizar la técnica de electroencefalografía, en la cual se le coloca a la persona una gorra con numerosos electrodos y se le va midiendo la actividad eléctrica del cerebro mientras procesa cada palabra”, explica. El resultado es una cronometría muy precisa de cuándo se inició el proceso que interesa estudiar y cuándo hubo un pico eléctrico específico asociado a él.
Las tareas conductuales también pueden combinarse con técnicas de neuroimágenes, como la resonancia magnética funcional. Con ella se puede ver, por ejemplo, cuáles áreas cerebrales se activan más intensamente cuando uno está haciendo determinada tarea. Este abordaje sirve para resolver preguntas del tipo “dónde”, ya que se registran cambios hemodinámicos en regiones específicas del cerebro. Con los datos obtenidos se puede trazar una cartografía cerebral del lenguaje.
Las distintas técnicas existentes permiten estudiar las múltiples dimensiones del cerebro que están relacionadas con los diversos aspectos de las capacidades lingüísticas. “No existen técnicas buenas ni malas, cada una es útil para responder a los distintos interrogantes científicos”, afirma García.
Estudios en neurociencias del lenguaje en Argentina
García y su equipo también han explorado las habilidades lingüísticas de pacientes con enfermedades cerebrales mediante inteligencia artificial. “Hace unos años, hemos entablado una colaboración con el Watson Center de IBM en Nueva York en la que hacemos lo siguiente: Le pedimos a personas sanas y a pacientes con enfermedad de Parkinson que nos cuenten una historia, por ejemplo, qué hacen en un día cotidiano. El relato es libre, no posee ninguna restricción. Grabamos esas historias, las transcribimos y las pasamos a una computadora. Luego, utilizamos inteligencia artificial para que la computadora aprenda cuáles son las características típicas de cómo narra una historia una persona sana y cuáles son las características típicas del modo de relatar de un paciente con enfermedad de Parkinson”.
Se puede entrenar a la computadora para que aprenda cuáles son las características gramaticales o semánticas típicas del discurso de un paciente con Parkinson y de alguien sano. Una vez que se entrena un software específico, se le da un texto nuevo y la computadora tiene que decir si este fue producido por una persona con Parkinson o por una persona sana. El científico se entusiasma: “Con este cruce entre las ciencias del lenguaje y la inteligencia artificial, estamos logrando detectar y clasificar automáticamente si un texto fue producido por una persona sana o con Parkinson con más del 80% de éxito”.
Estos estudios demostrarían que el lenguaje espontáneo, normal y cotidiano puede brindar indicios de cuál es el estado del cerebro de una persona y puede servir para detectar patologías. Las ventajas de este tipo de intervención son significativas: a) no son pruebas invasivas, o sea, no suponen ningún tipo de intervención sobre el paciente; b) no son costosas, ya que solo se debe grabar al paciente y después ingresar la información en los algoritmos; c) no es cansador para el individuo, a diferencia de las pruebas cognitivas típicas, como la de categorizar palabras, que suelen ser largas y tediosas. Incluso, la inteligencia artificial permite obtener altas tasas de eficiencia con uno o dos minutos de grabación de audio. “Las enfermedades neurodegenerativas no tienen cura, pero mientras más temprano se detectan, se puede intervenir mejor con un programa de rehabilitación motora, prevención y rehabilitación cognitiva para retrasar o aminorar el impacto de los síntomas. Por eso, los biomarcadores lingüísticos pueden ser de gran ayuda”, enfatiza García.
En el INCYT, también se dedican a investigar aspectos neurocognitivos del bilingüismo. Los científicos estudian cómo la experiencia de desarrollar capacidades en una segunda lengua, más allá de la lengua materna, impacta en la cognición y en el cerebro; cómo el cerebro bilingüe difiere del monolingüe; y qué habilidades cognitivas se ven potenciadas por tal experiencia. Asimismo, se interesan por entender cómo el cerebro organiza dos lenguas, ¿hay regiones específicas para cada lengua? ¿Cómo es la actividad cerebral durante la ejecución de tareas de traducción?
“Dentro del bilingüismo, también trabajamos con poblaciones especiales, como los intérpretes simultáneos, aquellos que trabajan en conferencias haciendo interpretación simultánea. La interpretación simultánea es un modelo muy jugoso para entender cómo el cerebro se adapta a condiciones exigentes de procesamiento”, especifica García. Los intérpretes simultáneos realizan varias tareas al mismo tiempo: escuchan lo que otra persona dice en una lengua e inmediatamente lo traducen a otra lengua. Mientras van traduciendo, el otro continúa hablando, por lo que el intérprete debe mantener en la memoria lo que el otro acaba de decir. “¡Es de una exigencia atómica!
Por eso, los intérpretes constituyen un modelo de procesamiento bilingüe experto. Así, se puede medir, por ejemplo, si los bilingües intérpretes ‘les ganan’ a los bilingües que no son intérpretes en ciertas habilidades cognitivas”, explica. Este tipo de comparaciones han demostrado que los intérpretes tienen muy desarrollada ciertas habilidades de procesamiento léxico y sus capacidades de memoria de trabajo, entre otras cosas.
Aplicaciones educativas de las neurociencias del lenguaje
Para García y los científicos del INCYT, el lenguaje atraviesa toda la experiencia de los seres humanos: “está presente en las cosas que nos emocionan, que nos frustran, en las que recordamos más, en nuestros movimientos. Una enorme parte de nuestra vivencia cotidiana está relacionada con el lenguaje de modos no azarosos”. Por eso, les interesa estudiar los vínculos del lenguaje con las vivencias cotidianas, mediadas por el cerebro. Como el lenguaje es parte de toda experiencia humana, los estudios sobre la relación lenguaje-cerebro no solo tienen aplicaciones clínicas, sino también educativas. “En nuestro instituto, y en varios laboratorios del mundo, hemos estudiado y descubierto que el movimiento tiene un rol fundamental en el lenguaje”. En este sentido, un descubrimiento teórico puede tener implicancias educativas.
“Hicimos un experimento en Australia donde llevamos este postulado al extremo —relata el científico—.Trabajamos con chicos disléxicos a quienes les hicimos escuchar una historia con mucho movimiento: los personajes saltan, corren, aplauden. Luego, se les administró un cuestionario de comprensión. Después, escucharon otra historia en la que no tenía movimiento: los personajes están quietos, piensan, miran, imaginan, sienten, pero no se describen sus movimientos. Un texto de acción y uno neutro”. Los científicos encontraron que los estudiantes respondieron correctamente el 70 % de las preguntas de ambos cuestionarios, es decir, los resultados fueron parejos en ambas ocasiones.
En la segunda parte del experimento, durante nueve días consecutivos, los hicieron jugar a la Nintendo Wii (consola de videojuegos que puede detectar movimientos en un plano tridimensional), durante una hora y media cada día, y así pusieron sus cuerpos en movimiento. “Terminaban transpirados de tanto moverse. Al cabo de nueve días de entrenamiento corporal lúdico, muy motivacional, les dimos otro texto de acción y otro texto neutro”. Fue así que constataron que el ejercicio corporal hizo que mejorara su comprensión del texto de acción. “La moraleja de este estudio es que ‘poner el cuerpo en movimiento te ayuda a comprender mejor los movimientos narrados en un texto’”, afirma.
Según el lingüista, estos hallazgos no se capitalizan en el entorno educativo. “Las aulas se están privando de una herramienta de aprendizaje que es muy fuerte: poner el cuerpo en movimiento. Si bien es difícil llevar esto a la práctica, tampoco hay que hacer oídos sordos. Debería existir un diálogo más profuso entre la neurociencia cognitiva y las ciencias de la educación”.
Neurociencias del lenguaje y sociedad
Para Martín García, la tarea de la ciencia debe trascender las esferas científicas y llegar a la sociedad. “Desde nuestro laboratorio queremos contribuir con la apropiación social de la ciencia para a empoderar a los no científicos con conocimiento científico”, afirma. Desde el instituto se realizan distintas acciones de divulgación. “En diciembre del 2019, inicié un ciclo televisivo, titulado De cerebros y palabras, que está dedicado específicamente a la relación entre el cerebro y el lenguaje”. El programa consiste en una serie de entrevistas en las que García dialoga con distintos investigadores, del país y del exterior, especializados en neurociencia del lenguaje. Algunas temáticas a abordar serán: aprendizaje del lenguaje, patologías del lenguaje, bilingüismo, relación entre lenguaje y memoria, entre otras.
Los espacios de formación también sirven para que los conocimientos científicos lleguen a la sociedad. “Recientemente, creamos la Maestría en Lenguaje y Cognición en la Facultad de Educación en la Universidad de Cuyo, carrera que tengo el honor de dirigir y que comenzará en febrero de este año”. El posgrado tiene dos orientaciones: bilingüismo y trastornos del lenguaje. García muestra entusiasmo: “Es un espacio que permitirá poner en diálogo distintas disciplinas en dos temas que son vigentes y relevantes. Además, todas estas iniciativas colaboran a diseminar y multiplicar el conocimiento neurolingüístico por todo el país”.
Hay investigadores que se interesan por conocer la base cerebral de la memoria; otros estudian el origen de las emociones, la atención, la conciencia. Tratar de comprender cómo el lenguaje —esa capacidad humana de comprender y producir enunciados, de adquirir una lengua materna o aprender un idioma extranjero— se relaciona con el cerebro es tarea específica de las neurociencias del lenguaje.
“Las neurociencias del lenguaje también se interesan por saber qué le ocurre al cerebro cuando se afectan nuestras capacidades lingüísticas, ya sea por un declive cognitivo propio de la edad o por alguna patología cerebral, ya sea adquirida (como en las afasias) o neurodegenerativa, por ejemplo, en las enfermedades de Alzheimer o Parkinson”, explica García y acota: “Básicamente, buscamos entender el lenguaje en términos neurobiológicos”.
Investigando el lenguaje
El lenguaje es un fenómeno diverso y complejo, por lo que puede ser abordado de diversas maneras. En primer lugar, puede investigarse mediante sus productos, es decir, se pueden tomar muestras de lo que las personas escriben o grabar lo que dicen y, a partir de ahí, inferir los procesos mentales que estuvieron a la base de esa producción. También se lo puede explorar mediante evidencia conductual: “Un experimento típico consiste en que una persona se siente frente a una pantalla en donde aparecen diversas palabras y debe apretar una tecla cada vez que aparece una palabra que cumple con cierta condición, por ejemplo, estar escrita en cierto color o pertenecer a una categoría particular”, describe García.
En este tipo de experimentos se pueden ver dos aspectos: 1) la precisión o eficacia, es decir, cantidad de aciertos y 2) la eficiencia, el tiempo empleado para categorizar una palabra. Estos estudios se pueden combinar con mediciones cerebrales: “Mientras el individuo realiza una tarea, como la de categorización, se puede utilizar la técnica de electroencefalografía, en la cual se le coloca a la persona una gorra con numerosos electrodos y se le va midiendo la actividad eléctrica del cerebro mientras procesa cada palabra”, explica. El resultado es una cronometría muy precisa de cuándo se inició el proceso que interesa estudiar y cuándo hubo un pico eléctrico específico asociado a él.
Las tareas conductuales también pueden combinarse con técnicas de neuroimágenes, como la resonancia magnética funcional. Con ella se puede ver, por ejemplo, cuáles áreas cerebrales se activan más intensamente cuando uno está haciendo determinada tarea. Este abordaje sirve para resolver preguntas del tipo “dónde”, ya que se registran cambios hemodinámicos en regiones específicas del cerebro. Con los datos obtenidos se puede trazar una cartografía cerebral del lenguaje.
Las distintas técnicas existentes permiten estudiar las múltiples dimensiones del cerebro que están relacionadas con los diversos aspectos de las capacidades lingüísticas. “No existen técnicas buenas ni malas, cada una es útil para responder a los distintos interrogantes científicos”, afirma García.
Estudios en neurociencias del lenguaje en Argentina
García y su equipo también han explorado las habilidades lingüísticas de pacientes con enfermedades cerebrales mediante inteligencia artificial. “Hace unos años, hemos entablado una colaboración con el Watson Center de IBM en Nueva York en la que hacemos lo siguiente: Le pedimos a personas sanas y a pacientes con enfermedad de Parkinson que nos cuenten una historia, por ejemplo, qué hacen en un día cotidiano. El relato es libre, no posee ninguna restricción. Grabamos esas historias, las transcribimos y las pasamos a una computadora. Luego, utilizamos inteligencia artificial para que la computadora aprenda cuáles son las características típicas de cómo narra una historia una persona sana y cuáles son las características típicas del modo de relatar de un paciente con enfermedad de Parkinson”.
Se puede entrenar a la computadora para que aprenda cuáles son las características gramaticales o semánticas típicas del discurso de un paciente con Parkinson y de alguien sano. Una vez que se entrena un software específico, se le da un texto nuevo y la computadora tiene que decir si este fue producido por una persona con Parkinson o por una persona sana. El científico se entusiasma: “Con este cruce entre las ciencias del lenguaje y la inteligencia artificial, estamos logrando detectar y clasificar automáticamente si un texto fue producido por una persona sana o con Parkinson con más del 80% de éxito”.
Estos estudios demostrarían que el lenguaje espontáneo, normal y cotidiano puede brindar indicios de cuál es el estado del cerebro de una persona y puede servir para detectar patologías. Las ventajas de este tipo de intervención son significativas: a) no son pruebas invasivas, o sea, no suponen ningún tipo de intervención sobre el paciente; b) no son costosas, ya que solo se debe grabar al paciente y después ingresar la información en los algoritmos; c) no es cansador para el individuo, a diferencia de las pruebas cognitivas típicas, como la de categorizar palabras, que suelen ser largas y tediosas. Incluso, la inteligencia artificial permite obtener altas tasas de eficiencia con uno o dos minutos de grabación de audio. “Las enfermedades neurodegenerativas no tienen cura, pero mientras más temprano se detectan, se puede intervenir mejor con un programa de rehabilitación motora, prevención y rehabilitación cognitiva para retrasar o aminorar el impacto de los síntomas. Por eso, los biomarcadores lingüísticos pueden ser de gran ayuda”, enfatiza García.
En el INCYT, también se dedican a investigar aspectos neurocognitivos del bilingüismo. Los científicos estudian cómo la experiencia de desarrollar capacidades en una segunda lengua, más allá de la lengua materna, impacta en la cognición y en el cerebro; cómo el cerebro bilingüe difiere del monolingüe; y qué habilidades cognitivas se ven potenciadas por tal experiencia. Asimismo, se interesan por entender cómo el cerebro organiza dos lenguas, ¿hay regiones específicas para cada lengua? ¿Cómo es la actividad cerebral durante la ejecución de tareas de traducción?
“Dentro del bilingüismo, también trabajamos con poblaciones especiales, como los intérpretes simultáneos, aquellos que trabajan en conferencias haciendo interpretación simultánea. La interpretación simultánea es un modelo muy jugoso para entender cómo el cerebro se adapta a condiciones exigentes de procesamiento”, especifica García. Los intérpretes simultáneos realizan varias tareas al mismo tiempo: escuchan lo que otra persona dice en una lengua e inmediatamente lo traducen a otra lengua. Mientras van traduciendo, el otro continúa hablando, por lo que el intérprete debe mantener en la memoria lo que el otro acaba de decir. “¡Es de una exigencia atómica!
Por eso, los intérpretes constituyen un modelo de procesamiento bilingüe experto. Así, se puede medir, por ejemplo, si los bilingües intérpretes ‘les ganan’ a los bilingües que no son intérpretes en ciertas habilidades cognitivas”, explica. Este tipo de comparaciones han demostrado que los intérpretes tienen muy desarrollada ciertas habilidades de procesamiento léxico y sus capacidades de memoria de trabajo, entre otras cosas.
Aplicaciones educativas de las neurociencias del lenguaje
Para García y los científicos del INCYT, el lenguaje atraviesa toda la experiencia de los seres humanos: “está presente en las cosas que nos emocionan, que nos frustran, en las que recordamos más, en nuestros movimientos. Una enorme parte de nuestra vivencia cotidiana está relacionada con el lenguaje de modos no azarosos”. Por eso, les interesa estudiar los vínculos del lenguaje con las vivencias cotidianas, mediadas por el cerebro. Como el lenguaje es parte de toda experiencia humana, los estudios sobre la relación lenguaje-cerebro no solo tienen aplicaciones clínicas, sino también educativas. “En nuestro instituto, y en varios laboratorios del mundo, hemos estudiado y descubierto que el movimiento tiene un rol fundamental en el lenguaje”. En este sentido, un descubrimiento teórico puede tener implicancias educativas.
“Hicimos un experimento en Australia donde llevamos este postulado al extremo —relata el científico—.Trabajamos con chicos disléxicos a quienes les hicimos escuchar una historia con mucho movimiento: los personajes saltan, corren, aplauden. Luego, se les administró un cuestionario de comprensión. Después, escucharon otra historia en la que no tenía movimiento: los personajes están quietos, piensan, miran, imaginan, sienten, pero no se describen sus movimientos. Un texto de acción y uno neutro”. Los científicos encontraron que los estudiantes respondieron correctamente el 70 % de las preguntas de ambos cuestionarios, es decir, los resultados fueron parejos en ambas ocasiones.
En la segunda parte del experimento, durante nueve días consecutivos, los hicieron jugar a la Nintendo Wii (consola de videojuegos que puede detectar movimientos en un plano tridimensional), durante una hora y media cada día, y así pusieron sus cuerpos en movimiento. “Terminaban transpirados de tanto moverse. Al cabo de nueve días de entrenamiento corporal lúdico, muy motivacional, les dimos otro texto de acción y otro texto neutro”. Fue así que constataron que el ejercicio corporal hizo que mejorara su comprensión del texto de acción. “La moraleja de este estudio es que ‘poner el cuerpo en movimiento te ayuda a comprender mejor los movimientos narrados en un texto’”, afirma.
Según el lingüista, estos hallazgos no se capitalizan en el entorno educativo. “Las aulas se están privando de una herramienta de aprendizaje que es muy fuerte: poner el cuerpo en movimiento. Si bien es difícil llevar esto a la práctica, tampoco hay que hacer oídos sordos. Debería existir un diálogo más profuso entre la neurociencia cognitiva y las ciencias de la educación”.
Neurociencias del lenguaje y sociedad
Para Martín García, la tarea de la ciencia debe trascender las esferas científicas y llegar a la sociedad. “Desde nuestro laboratorio queremos contribuir con la apropiación social de la ciencia para a empoderar a los no científicos con conocimiento científico”, afirma. Desde el instituto se realizan distintas acciones de divulgación. “En diciembre del 2019, inicié un ciclo televisivo, titulado De cerebros y palabras, que está dedicado específicamente a la relación entre el cerebro y el lenguaje”. El programa consiste en una serie de entrevistas en las que García dialoga con distintos investigadores, del país y del exterior, especializados en neurociencia del lenguaje. Algunas temáticas a abordar serán: aprendizaje del lenguaje, patologías del lenguaje, bilingüismo, relación entre lenguaje y memoria, entre otras.
Los espacios de formación también sirven para que los conocimientos científicos lleguen a la sociedad. “Recientemente, creamos la Maestría en Lenguaje y Cognición en la Facultad de Educación en la Universidad de Cuyo, carrera que tengo el honor de dirigir y que comenzará en febrero de este año”. El posgrado tiene dos orientaciones: bilingüismo y trastornos del lenguaje. García muestra entusiasmo: “Es un espacio que permitirá poner en diálogo distintas disciplinas en dos temas que son vigentes y relevantes. Además, todas estas iniciativas colaboran a diseminar y multiplicar el conocimiento neurolingüístico por todo el país”.
Referencias bibliográficas:
García AM, Bocanegra Y, et al. (2017). Parkinson’s disease compromises the appraisal of action meanings evoked by naturalistic texts. Cortex 100, 111-126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cortex.2017.07.003
García AM, Muñoz E, Kogan B (2019). Taxing the bilingual mind: Effects of simultaneous interpreting experience on verbal and executive mechanisms. Bilingualism: Language and Cognition 1–11. DOI: https://doi.org/10.1017/S1366728919000063
Trevisan, P., Sedeño, L., Birba, A. et al. A moving story: Whole-body motor training selectively improves the appraisal of action meanings in naturalistic narratives. Scientific Reports 7, 12538 (2017) DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-12928-w
García AM, Bocanegra Y, et al. (2017). Parkinson’s disease compromises the appraisal of action meanings evoked by naturalistic texts. Cortex 100, 111-126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cortex.2017.07.003
García AM, Muñoz E, Kogan B (2019). Taxing the bilingual mind: Effects of simultaneous interpreting experience on verbal and executive mechanisms. Bilingualism: Language and Cognition 1–11. DOI: https://doi.org/10.1017/S1366728919000063
Trevisan, P., Sedeño, L., Birba, A. et al. A moving story: Whole-body motor training selectively improves the appraisal of action meanings in naturalistic narratives. Scientific Reports 7, 12538 (2017) DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-12928-w
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