Cómo el cerebro llena los espacios en blanco del lenguaje

Un nuevo estudio muestra que cuando terminas las oraciones de tu cónyuge o respondes una pregunta para llenar los espacios en blanco, estás activando la estación de relevo del cerebro para los recuerdos.

Es un área que hasta ahora fue ignorada en gran medida por los científicos que estudian el lenguaje, según investigadores de la Universidad de California, Berkeley.

Si bien hablar y comprender el lenguaje obviamente se basa en nuestros recuerdos, la mayoría de los estudios consideran el lenguaje y la memoria como funciones separadas del cerebro, ignorando cualquier interconexión, señalan los investigadores.

En su nuevo experimento, los psicólogos de Berkeley muestran que la memoria y el lenguaje están profundamente vinculados, a través del hipocampo, que juega un papel clave en las asociaciones de memoria.

Ubicado en el centro del cerebro, el hipocampo actúa como un enrutador para vincular recuerdos relacionados (el color, la forma, la sensación, el aroma y el sabor de una naranja, por ejemplo) para que podamos hacer asociaciones.

El papel del hipocampo en la relación de las palabras entrantes con el conocimiento almacenado es necesario para comprender y generar el significado de las oraciones, según los investigadores.

Recientemente se informó que los pacientes con daño en el hipocampo tenían exactamente el tipo de síntomas que uno esperaría si el hipocampo estuviera involucrado en asociaciones de lenguaje: problemas para relacionar los significados de las palabras entre sí y extraer información contextual de las oraciones y el discurso, dijeron los investigadores.

"El vínculo entre el lenguaje y el hipocampo podría ser una explicación de algunos de los déficits del lenguaje que vemos en pacientes que no tienen daño en las áreas del lenguaje del cerebro", dijo Vitória Piai, ex becaria postdoctoral de la Universidad de California en Berkeley, ahora investigador principal de la Universidad Radboud en Nijmegen, Países Bajos.

"Creo que una vez que comencemos a estudiar el lenguaje como sucede en la vida real, descubriremos que el hipocampo está haciendo más al servicio del lenguaje de lo que pensábamos".

Para su estudio, los investigadores registraron la actividad neuronal usando electrodos insertados en el hipocampo de 12 personas mientras escuchaban oraciones en blanco con una respuesta obvia: "Barrió el piso con un ________", por ejemplo.

En la mayoría de los sujetos, el hipocampo mostró una actividad altamente sincronizada, ya que se concentraron en la respuesta correcta mientras escuchaban las oraciones, pero antes de que se mostrara una imagen de la respuesta. Esta fue una señal de que la región estaba haciendo asociaciones en todo el cerebro para encontrar la palabra correcta: en este caso, escoba, explicaron los investigadores.

Según Piai, la grabación del cerebro profundo captura milisegundos por milisegundos disparos neuronales, mostrando con precisión cómo el cerebro maneja el lenguaje en tiempo real.

Los estudios del lenguaje emplean con mayor frecuencia imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI), que mide el flujo de oxígeno en el cerebro, un proceso lento que no permite a los investigadores medir las actividades que tienen lugar en una fracción de segundo, explicó.

"Los estudios con fMRI muestran dónde se pueden conectar las cosas, pero no te dice cómo el cerebro está juntando estas cosas", dijo Piai.

“Creo que solo se puede llegar a la pregunta de 'cómo' una vez que se comienza a usar la electrofisiología, que tiene una relación más directa con la actividad neuronal en la señal que la sangre desoxigenada.Este experimento es tan emocionante debido a la posibilidad de que comencemos a comprender el lenguaje y la memoria de una manera más integrada, empecemos a examinarlos como realmente sucede ".

“El lenguaje es algo que clásicamente se ha considerado que evoluciona y ocurre en la corteza, razón por la cual tenemos lenguaje y las ratas no”, dijo el coautor Robert Knight, profesor de psicología de la Universidad de California en Berkeley y ex director de el Instituto de Neurociencia Helen Wills.

“A pesar de que es bien sabido que el área del hipocampo de la parte medial del lóbulo temporal está ligada a la memoria espacial y verbal en los humanos, los dos campos han sido como barcos corriendo en la niebla, sin saber que el otro barco está allí. "

En el nuevo estudio, realizado en pacientes con epilepsia que se sometieron a estudios de electrodos intracraneales en la Universidad de California, el Centro Médico Irvine y el Centro Médico de la Universidad de Stanford para localizar la fuente de su actividad cerebral anormal, Piai aprovechó un conocido efecto conductual para explorar el participación del hipocampo en el lenguaje. Ella registró solo desde el hemisferio no epiléptico del cerebro.

Estudios previos del lenguaje han demostrado que las personas llenan el espacio en blanco más rápidamente cuando una oración tiene solo una respuesta obvia, por ejemplo, "Cerró la puerta con el ________", que cuando la oración tiene muchas respuestas posibles, como "Ella vino aquí con el ________. "

En el nuevo estudio, los sujetos escucharon oraciones de seis sílabas, seguidas de una pausa y luego un breve destello de una imagen de la respuesta. Se pidió a los sujetos que nombraran la imagen.

En 10 de los 12 sujetos, solo las oraciones restringidas, aquellas con una única respuesta obvia, causaron un estallido de ondas theta sincronizadas en el hipocampo, actividad característica del hipocampo cuando hace una asociación de memoria.

“Vitória demostró que cuando grabas directamente desde la región del hipocampo humano, a medida que la oración se vuelve más restrictiva, el hipocampo se vuelve más activo, básicamente prediciendo lo que va a suceder”, dijo Knight. "El hipocampo comenzó a desarrollar una actividad theta rítmica que está vinculada al acceso a la memoria y al procesamiento de la memoria".

A lo largo de los años, Knight y otros han estudiado la actividad cerebral utilizando electrodos en la superficie del cerebro, la llamada electrocortiocografía, o insertados en el cerebro, denominada grabación intracraneal, y han demostrado que las neuronas de la memoria vibran entre uno y 80 ciclos por segundo. Las neuronas que representan los recuerdos asociados, sin embargo, vibran con un ritmo "theta" en el rango de cuatro a ocho ciclos por segundo.

Una teoría es que cuando se activa una de estas neuronas asociadas, todas las que vibran con la misma frecuencia se disparan simultáneamente, lo que nos da el recuerdo de recuerdos relacionados. El olor de una naranja desencadena una imagen en la mente, el sabor y el olor de una naranja y cualquier emoción positiva o negativa relacionada con las naranjas.

De manera similar, una oración restringida acumularía gradualmente vibraciones sincronizadas entre recuerdos relacionados. Para la oración "Barrió el piso con un ________", "barrió" y "piso" activan vibraciones sincronizadas en diferentes conjuntos de neuronas que codifican recuerdos relacionados, superponiéndose con la única palabra estrechamente relacionada con ambos: "escoba".

Piai sospecha que cuando escuchamos oraciones sin restricciones, las palabras no generan asociaciones relacionadas o superpuestas.

Los nuevos hallazgos podrían abrir una nueva área de estudio con grabaciones intracraneales para investigar los detalles de la conexión entre el lenguaje y la memoria, dijo Knight.

“Este estudio muestra que la memoria contribuye a medida que una oración evoluciona en el tiempo; es una parte en tiempo real de nuestro sistema de lenguaje, no un esclavo del sistema de lenguaje ”, dijo.

El estudio fue publicado en la revista Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Fuente: Universidad de California Berkeley