por Lise Menn

La neurolingüística es el estudio de cómo se representa el lenguaje en el cerebro: es decir, cómo y dónde almacena nuestro cerebro el conocimiento de la lengua (o lenguas) que hablamos, entendemos, leemos y escribimos, qué ocurre en nuestro cerebro cuando adquirimos ese conocimiento y qué ocurre cuando lo utilizamos en nuestra vida cotidiana. Los neurolingüistas intentan responder a preguntas como éstas: ¿Qué hay en nuestro cerebro que hace posible el lenguaje humano? ¿Por qué nuestro sistema de comunicación es tan elaborado y tan diferente del de otros animales? ¿Utiliza el lenguaje el mismo tipo de cálculo neuronal que otros sistemas cognitivos, como la música o las matemáticas? ¿En qué parte del cerebro se encuentra una palabra aprendida? ¿Cómo «te viene a la mente» una palabra cuando la necesitas (y por qué a veces no te viene?)

Si sabes dos idiomas, ¿cómo cambias entre ellos y cómo evitas que interfieran entre sí? Si aprendes dos idiomas desde que naces, ¿en qué se diferencia tu cerebro del de alguien que sólo habla un idioma, y por qué? ¿Es el lado izquierdo de tu cerebro realmente «el lado del lenguaje»? Si se pierde la capacidad de hablar o leer a causa de un accidente cerebrovascular u otra lesión cerebral, ¿hasta qué punto se puede aprender a hablar de nuevo? ¿Qué tipos de terapia se sabe que ayudan y qué nuevos tipos de terapia del lenguaje parecen prometedores? ¿Las personas que leen idiomas escritos de izquierda a derecha (como el inglés o el español) tienen el lenguaje en un lugar diferente al de las personas que leen idiomas escritos de derecha a izquierda (como el hebreo y el árabe)? ¿Y si lees un idioma que se escribe utilizando otro tipo de símbolos en lugar de un alfabeto, como el chino o el japonés? Si eres disléxico, ¿en qué se diferencia tu cerebro del de alguien que no tiene problemas para leer? ¿Y si tartamudeas?

Como puedes ver, la neurolingüística está profundamente entrelazada con la psicolingüística, que es el estudio de los pasos del procesamiento del lenguaje que se requieren para hablar y entender las palabras y las oraciones, el aprendizaje de los primeros y posteriores idiomas, y también del procesamiento del lenguaje en los trastornos del habla, el lenguaje y la lectura. La información sobre estos trastornos está disponible en la American Speech-Language Hearing Association (ASHA), en http://www.asha.org/public/.

Cómo funciona nuestro cerebro

Nuestro cerebro almacena información en redes de células cerebrales (neuronas y células gliales). Estas redes neuronales están conectadas en última instancia a las partes del cerebro que controlan nuestros movimientos (incluidos los necesarios para producir el habla) y nuestras sensaciones internas y externas (sonidos, vistas, tacto y las que provienen de nuestros propios movimientos). Las conexiones dentro de estas redes pueden ser fuertes o débiles, y la información que envía una célula puede aumentar la actividad de algunas de sus vecinas e inhibir la de otras. Cada vez que se utiliza una conexión, ésta se hace más fuerte. Los vecindarios densamente conectados de células cerebrales realizan cálculos que se integran con la información procedente de otros vecindarios, lo que a menudo implica bucles de retroalimentación. Muchos cálculos se llevan a cabo simultáneamente (el cerebro es un procesador de información masivamente paralelo).

El aprendizaje de información o de una habilidad se produce estableciendo nuevas conexiones y/o cambiando la fuerza de las conexiones existentes. Estas redes locales y a larga distancia de células cerebrales conectadas muestran plasticidad http://merzenich.positscience.com/?page_id=143, es decir, pueden seguir cambiando a lo largo de nuestra vida, lo que nos permite aprender y recuperarnos (hasta cierto punto) de las lesiones cerebrales. En el caso de las personas con afasia http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm (pérdida del lenguaje debida a un daño cerebral), dependiendo de la gravedad del daño, la terapia y la práctica intensas, quizá en combinación con la estimulación magnética transcraneal (EMT), pueden producir mejoras importantes en el lenguaje, así como en el control de los movimientos; véase la sección de Afasia más adelante, y los enlaces publicados allí. Cada vez hay más métodos informáticos que permiten esta práctica intensa del lenguaje bajo la supervisión de un logopeda.

¿Dónde está el lenguaje en el cerebro?

Esta pregunta es difícil de responder, porque la actividad cerebral es como la actividad de una gran ciudad. Una ciudad está organizada para que las personas que viven en ella puedan obtener lo que necesitan para vivir, pero no se puede decir que una actividad compleja, como la fabricación de un producto, esté «en» un lugar. Las materias primas tienen que llegar en el momento adecuado, se necesitan subcontratistas, el producto debe salir en varias direcciones. Lo mismo ocurre con nuestro cerebro. No podemos decir que el lenguaje esté «en» una parte concreta del cerebro. Ni siquiera es cierto que una palabra concreta esté «en» un lugar del cerebro de una persona; la información que se reúne cuando entendemos o decimos una palabra llega desde muchos lugares, dependiendo de lo que signifique la palabra. Por ejemplo, cuando entendemos o decimos una palabra como «manzana», es probable que utilicemos información sobre el aspecto, el tacto, el olor y el sabor de las manzanas, aunque no seamos conscientes de ello. Por tanto, escuchar, comprender, hablar y leer implican actividades en muchas partes del cerebro. Sin embargo, algunas partes del cerebro están más implicadas en el lenguaje que otras.

La mayoría de las partes del cerebro que son cruciales para el lenguaje hablado y escrito están en el lado izquierdo de la corteza cerebral (el hemisferio izquierdo), independientemente del idioma que se lea y de cómo se escriba. Lo sabemos porque la afasia casi siempre está causada por una lesión en el hemisferio izquierdo, no por una lesión en el hemisferio derecho, independientemente del idioma que hable o lea, o de que sepa leer. (Esto es así en aproximadamente el 95% de los diestros y en la mitad de los zurdos). Una gran parte del cerebro (la «materia blanca») está formada por fibras que conectan diferentes áreas entre sí, porque el uso del lenguaje (y el pensamiento) requiere la rápida integración de información que se almacena y/o procesa en muchas regiones cerebrales diferentes.

Las áreas del lado derecho son esenciales para comunicarse eficazmente y para entender el sentido de lo que la gente dice. Si usted es bilingüe pero no aprendió ambos idiomas desde su nacimiento, su hemisferio derecho puede estar algo más implicado en su segunda lengua que en la primera. Nuestros cerebros son algo plásticos, es decir, su organización depende de nuestras experiencias y de nuestra dotación genética. Por ejemplo, muchas de las áreas «auditivas» del cerebro, que intervienen en la comprensión del lenguaje hablado en las personas con audición normal, se utilizan en la comprensión (visual) del lenguaje de signos de las personas sordas de nacimiento o que se quedaron sordas a una edad temprana (y no tienen implantes cocleares). Y las personas ciegas utilizan las áreas «visuales» de su cerebro para procesar las palabras escritas en braille, aunque el braille se lea con el tacto. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-reading-region

Los hablantes bilingües desarrollan habilidades especiales para controlar qué idioma utilizar y si es apropiado que mezclen sus lenguas, dependiendo de con quién estén hablando. Estas habilidades pueden ser útiles también para otras tareas. http://www.nih.gov/researchmatters/may2012/05072012bilingual.htm

Afasia

¿Cómo es la afasia? Perder el lenguaje tras un daño cerebral, ¿es lo contrario de aprenderlo? Las personas que tienen dificultades para hablar o comprender el lenguaje a causa de un daño cerebral no son como los niños. El uso del lenguaje implica muchos tipos de conocimientos y habilidades. Las personas con afasia tienen diferentes combinaciones de cosas que todavía pueden hacer de forma parecida a los adultos y cosas que ahora hacen con torpeza o no hacen. De hecho, podemos ver diferentes patrones de perfiles de habilidades lingüísticas conservadas y deterioradas en diferentes personas con afasia.

La terapia puede ayudar a las personas afásicas a mejorar o recuperar las habilidades perdidas y hacer el mejor uso de las habilidades restantes. Los adultos que han sufrido daños cerebrales y se vuelven afásicos se recuperan más lentamente que los niños que han sufrido el mismo tipo de daño, pero siguen mejorando lentamente a lo largo de décadas si tienen una buena estimulación del lenguaje y no tienen accidentes cerebrovasculares adicionales u otras lesiones cerebrales. Para más información, consulte ASHA (http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm), la National Aphasia Association (http://aphasia.org/), Aphasia Hope (http://www.aphasiahope.org/), o la Academy of Aphasia (http://www.academyofaphasia.org/ClinicalServices/)

Dislexia y tartamudez

¿Qué pasa con la dislexia, y con los niños que tienen problemas para aprender a hablar aunque puedan oír normalmente? Por qué las personas tienen dificultades para leer? Las investigaciones sugieren que los disléxicos tienen problemas para procesar los sonidos del lenguaje y tienen dificultades para relacionar la palabra impresa con los sonidos. Se han encontrado diferencias genéticas y diferencias cerebrales de base genética en familias con dislexia y trastornos del desarrollo del lenguaje, y la investigación en este campo nos está ayudando a entender cómo actúan los genes en la configuración del «cableado» inicial de todos nuestros cerebros. Hay pruebas sólidas de que una terapia adecuada basada en el lenguaje es eficaz para los niños con trastornos del desarrollo de la lectura y el lenguaje, incluida la tartamudez. La ASHA proporciona información útil sobre ambos trastornos: véase http://www.asha.org/public/speech/disorders/lbld.htm.

Cómo han cambiado las ideas neurolingüísticas

Muchas ideas establecidas sobre la neurolingüística -en particular, las funciones de las «áreas del lenguaje» tradicionales (área de Broca, área de Wernicke) en el hemisferio izquierdo del cerebro- han sido cuestionadas y, en algunos casos, anuladas por pruebas recientes. Probablemente, los descubrimientos recientes más importantes son: 1) que extensas redes que implican áreas alejadas de las áreas lingüísticas tradicionales están profundamente implicadas en el uso del lenguaje, 2) que las áreas lingüísticas también están implicadas en el procesamiento de información no lingüística, como algunos aspectos de la música http://www.youtube.com/watch?v=ZgKFeuzGEns, y 3) que las correlaciones de determinadas áreas del cerebro con deficiencias lingüísticas concretas son mucho más pobres de lo que se pensaba. Esta nueva información está disponible gracias a las grandes mejoras en nuestra capacidad para ver lo que ocurre en el cerebro cuando las personas hablan o escuchan, y a la acumulación y el análisis de muchos años de datos detallados de pruebas de afasia.

Cómo ha cambiado la investigación neurolingüística

Durante más de cien años, la investigación en neurolingüística dependía casi por completo del estudio de la comprensión y la producción del lenguaje de las personas con afasia. Estos estudios de su capacidad lingüística se veían aumentados por una información relativamente cruda sobre la localización de la lesión en el cerebro. Los neurólogos tenían que deducir esa información, tal como era, teniendo en cuenta qué otras capacidades se habían perdido, y por la información de la autopsia, que no solía estar disponible. Algunos pacientes que estaban a punto de ser operados para aliviar la epilepsia grave o los tumores podían ser estudiados mediante estimulación cerebral directa, cuando era médicamente necesario para guiar al cirujano lejos de las áreas esenciales para el uso del lenguaje del paciente.

Los estudios computarizados de rayos X de primera generación (TAC, TC) y los estudios radiográficos del flujo sanguíneo cerebral (angiogramas) empezaron a aumentar los estudios experimentales y observacionales de la afasia en la década de 1970, pero daban una información muy burda sobre dónde se encontraba la parte dañada del cerebro. Estas primeras técnicas de imagen cerebral sólo podían ver qué partes del cerebro estaban gravemente dañadas o tenían un flujo sanguíneo restringido. No podían dar información sobre la actividad real que tenía lugar en el cerebro, por lo que no podían seguir lo que ocurría durante el procesamiento del lenguaje en hablantes normales o afásicos. Los estudios de hablantes normales en esa época se centraban sobre todo en qué lado del cerebro estaba más implicado en el procesamiento del lenguaje escrito o hablado, porque esta información podía obtenerse a partir de tareas de laboratorio que implicaban la lectura o la escucha en condiciones difíciles, como la escucha de diferentes tipos de información presentada a los dos oídos al mismo tiempo (escucha dicótica).

Desde la década de 1990, se ha producido un enorme cambio en el campo de la neurolingüística. Con la tecnología moderna, los investigadores pueden estudiar cómo los cerebros de los hablantes normales procesan el lenguaje, y cómo un cerebro dañado procesa y compensa las lesiones. Esta nueva tecnología nos permite rastrear la actividad cerebral que se produce mientras las personas leen, escuchan y hablan, y también obtener una resolución espacial muy fina de la ubicación de las zonas dañadas del cerebro. La resolución espacial fina procede de las imágenes por resonancia magnética (IRM), que ofrecen imágenes exquisitas que muestran las zonas cerebrales dañadas; la resolución de los TAC también ha mejorado enormemente. El seguimiento de la actividad cerebral en curso puede hacerse de varias maneras. Para algunos propósitos, el mejor método es detectar las señales eléctricas y magnéticas que las neuronas se envían entre sí utilizando sensores fuera del cráneo (resonancia magnética funcional, fMRI; electroencefalografía, EEG; magnetoencefalografía, MEG; y potenciales relacionados con eventos, ERP). Otro método es la observación de la señal óptica relacionada con eventos, EROS, que consiste en detectar cambios rápidos en la forma en que el tejido neural dispersa la luz infrarroja, que puede penetrar en el cráneo y ver aproximadamente un centímetro dentro del cerebro. Una tercera familia de métodos consiste en rastrear los cambios en el flujo sanguíneo hacia distintas zonas del cerebro observando las concentraciones de oxígeno (BOLD) o los cambios en la forma en que la sangre absorbe la luz infrarroja cercana (espectroscopia de infrarrojo cercano, NIRS). La actividad cerebral también puede modificarse temporalmente mediante estimulación magnética transcraneal (estimulación desde el exterior del cráneo, TMS), por lo que los investigadores pueden ver los efectos de esta estimulación en la capacidad de las personas para hablar, leer y comprender el lenguaje. Las técnicas NIRS, EROS, ERP y EEG no entrañan riesgos, por lo que pueden utilizarse éticamente para la investigación en hablantes normales, así como en personas con afasia que no se beneficiarían especialmente de participar en un estudio de investigación. La EMT también parece ser segura.

Es muy complicado averiguar los detalles de cómo la información de las diferentes partes del cerebro puede combinarse en tiempo real, por lo que otro tipo de avance ha venido del desarrollo de formas de utilizar ordenadores para simular partes de lo que el cerebro podría estar haciendo durante el habla o la lectura.

Las investigaciones de lo que exactamente pueden y no pueden hacer las personas con afasia y otros trastornos del lenguaje también siguen contribuyendo a nuestra comprensión de las relaciones entre el cerebro y el lenguaje. Por ejemplo, la comparación del rendimiento de las personas con afasia en las pruebas de sintaxis, combinada con imágenes detalladas de sus cerebros, ha demostrado que existen importantes diferencias individuales en las partes del cerebro implicadas en el uso de la gramática. Además, la comparación de las personas con afasia entre los distintos idiomas muestra que los distintos tipos de afasia presentan síntomas algo diferentes en las distintas lenguas, en función de los tipos de oportunidades de error que ofrece cada idioma. Por ejemplo, en las lenguas que tienen formas diferentes para los pronombres masculinos y femeninos o los adjetivos masculinos y femeninos, las personas con afasia pueden cometer errores de género al hablar, pero en las lenguas que no tienen formas diferentes para los distintos géneros, ese problema concreto no puede aparecer.

Por: Lise Menn

Agradecimientos

Muchas gracias a los miembros de LSA Sheila E. Blumstein, David Caplan, Gary Dell, Nina Dronkers y Matt Goldrick por sus útiles comentarios y sugerencias.

Lectura sugerida (*) y referencias

Caplan, David, Gloria Waters, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy 2007. Un estudio del procesamiento sintáctico en la afasia I: Aspectos conductuales (psicolingüísticos). Brain and Language 101, 103-150.

Caplan, David, Gloria Waters, David Kennedy, Nathanial Alpert, Nikos Makris, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy. 2007. Un estudio del procesamiento sintáctico en la afasia II: Aspectos neurológicos. Brain and Language 101, 151-177.

*Dehaene, Stanislaus. 2009. La lectura en el cerebro. Viking Press.

*Gardner, Howard. 1975. The Shattered Mind: La persona después del daño cerebral. Vintage Books.

*Goodglass, Harold. 1993. Understanding Aphasia. Academic Press.

Hickok, Greg. 2009. La neuroanatomía funcional del lenguaje. Physics of Life Reviews, 6, 121-143.

*Menn, Lise. 2011. Capítulo 2, Cómo funcionan los cerebros, y capítulo 6, Análisis del habla y la comunicación afásica, en Psicolingüística: Introducción y Aplicaciones. Plural Publishing.

*Patel, Aniruddh D. 2008. Music, Language, and the Brain (Música, lenguaje y cerebro). Oxford University Press.

Ramus, Franck. 2006. Genes, cerebros y cognición: Una hoja de ruta para el científico cognitivo. Cognition 101, 247-269.

Turken, A.U. &Dronkers, N.F. The neural architecture of the language comprehension network: converging evidence from lesion and connectivity analyses. Frontiers in Systems Neuroscience, 2011, 5, 1-20

Modelado del lenguaje afásico: http://langprod.cogsci.illinois.edu/cgi-bin/webfit.cgi