7. Lenguaje

El lenguaje es la primera función cognitiva a la que se le fue establecida una localización en la corteza. Éstas son dos áreas: Broca y Wernicke. La primera se encarga de la producción del lenguaje mientras que la segunda de la comprensión del habla. Juntas, forman lo que se llama el módulo lingüístico, el cual opera de manera independiente de las otras funciones cognitivas. No obstante, el lenguaje es considerado el espejo de la mente porque se ayuda de y refleja todas las operaciones mentales. Las representaciones lingüísticas representan diferentes cogniciones y las operaciones lingüísticas consisten del trabajo en equipo de estos.

Neurobiología del lenguaje

Se cree que el lenguaje evolucionó cuando hubo una transición del Homo erectus al Homo sapiens. Luego de ésta, se desarrolló la escritura y ambas son consideradas el surgimiento de una nueva forma de comunicación y la culminación de la adaptación progresiva del individuo a su entorno social. Esta expansión lingüística fue basada en actos y gestos que simbolizan y comunican distintas emociones. Esto se pudo gracias a la capacidad de expresión facial y corporal. En términos neurobiológicos, el lenguaje está ligado a la evolución de otras funciones que sirven para la adaptación.

En la evolución, la comunicación progresa paralelamente al desarrollo de los sistemas motor y cognitivo. Se puede observar que en especies de nivel superior, la expansión neural de la comunicación sucede en dos direcciones:

1. Ascendente; con el crecimiento de las estructuras límbicas, paralímbicas y corteza paralímbica. Ésta provee los medios al organismo para comunicarse emocional e instintivamente.

2. Lateral; con la expansión de los dos hemisferios de la neocorteza. Esta media el desarrollo del lenguaje. Ésta media en el desarrollo del lenguaje.

Aunque la neocorteza ha evolucionado desde otras estructuras, la función del lenguaje siguió dependiendo de estructuras límbicas. Esto lleva a tres implicaciones:

1. La motivación y el estado emocional juegan un rol importante en el lenguaje.

2. Las emociones desempeñan un papel importante en la expresión lingüística.

3. En los primates no humanos, la comunicación vocal está controlada por estructuras límbicas y por la corteza paralímbica.

En los humanos y en los primates, estructuras como, la corteza pre-frontal orbito-medial, amígdala y algunos núcleos del tálamo constituyen la base de expresión emocional y social dentro de la comunicación oral.

Los simios con la neocorteza más desarrollada son capaces de una comunicación simbólica. Tal es el caso del lenguaje de señas. Sin embargo, la sintaxis se les es imposible a algunos porque este elemento es exclusivo de la corteza grande del cerebro humano. Esta sintaxis lingüística se desarrolla paralelamente a las complejas secuencias motoras (sintaxis de acción).

El desarrollo de las cortezas de asociación conlleva el desarrollo de los aspectos productivos y receptivos del lenguaje. Un incremento en el número de neuronas y conexiones en algunas regiones corticales, están relacionadas con el incremento de la materia blanca subcortical. Estas regiones también son las últimas en madurar en cuanto a la mielinización y ramificación detrítica. Esta expansión de conectividad, tanto filogenética como ontogenética, en la corteza de asociación, conduce al surgimiento del lenguaje, cognición, idiosincrasia de memorias individuales y potencial creativo del lenguaje en el cerebro humano. Asimismo, esta cognitividad adicional ayuda al procesamiento rápido de la información.

Ahora, en cuanto a los aspectos genéticos del lenguaje, el desarrollo del mismo, es único en el humano. Se puede decir, que está heredado genéticamente y que es la base de toda cognición. Esto se evidencia en la rapidez que los niños adquieren las reglas estructurales del lenguaje. Por otro lado, la fonética, el vocabulario y prosodia del lenguaje materno son adquiridas por imitación a la madre. También la estructura gramatical del lenguaje se desarrolla desde dentro como una expresión instintivamente innata (gramática universal). Desde el punto de vista conductual, el lenguaje correcto no se aprende por el condicionamiento, reforzamiento de las expresiones verbales, imitación o memorización. El lenguaje se aprende al crear con palabras estructuras gramaticales con significados; todo esto a base de reglas gramaticales. Sin embargo, el lenguaje no tiene ninguna función estructural, sólo reglas gramaticales porque una oración puede cambiar su estructura y seguir teniendo el mismo significado.

A todo esto se puede establecer que tanto factores heredados como aprendidos intervienen en la obtención y desarrollo del lenguaje. Casi todo el conocimiento relacionado al lenguaje y sus relaciones con los objetos consiste en la creación de redes en la corteza de asociación. Además, la adquisición del lenguaje hace uso de la plasticidad sináptica ya que estos toman lugar en un molde heredado pre-existente de ensamblajes neuronales en la corteza de asociación para luego albergar relaciones de significado.

En los niños, el desarrollo del lenguaje está correlacionado con el progreso de las habilidades motoras. Esto se ve reflejado en la ontogenia ya que el niño aprende a articular secuencias de palabras con significado al mismo tiempo que aprende a manipular objetos de una manera ordenada. Por otro lado en los adultos, se puede observar la plasticidad cuando, después de una lesión en la corteza izquierda, hay una recuperación funcional. Las regiones corticales y subcorticales se hacen cargo de esa función, al igual que el hemisferio derecho. Esto evidencia la transferencia de lenguaje entre hemisferios. No obstante, el lenguaje en este hemisferio tendrá limitaciones fonológicas, semánticas y sintácticas.

Lateralización hemisférica

La función del lenguaje está localizada exclusivamente en el hemisferio izquierdo. Esto puede ser por las diferencias morfológicas entre los dos hemisferios. Estas asimetrías cerebrales se cree que aparecieron temprano en la historia del Homo sapiens. La asimetría morfológica y la laterización no se limitan a los hemisferios cerebrales; también existen en la distribución de sistemas de neurotransmisores. Aquellas que se apoyan del lado izquierdo están presentes antes del nacimiento, éste se especializa a temprana de edad en funciones perceptuales, motoras y lenguaje.

En el humano adulto hay asimetrías entre los hemisferios que son de importancia para el lenguaje. El tamaño superior del lado izquierdo está correlacionado con el hecho de ser diestro y con la dominancia del lado izquierdo para el lenguaje. La dominancia del hemisferio izquierdo o derecho está relacionada con la exclusividad casi completa del control de la función lingüística.

Existen varios estudios de neuroimagen y estimulación que muestran la distribución idiosincrática y amplia de las redes de operación. La mayoría están lateralizadas en el lado izquierdo. La corteza representa el contenido cognitivo y las demandas de operaciones cognitivas que son esenciales para la comprensión del lenguaje como atención, memoria de trabajo, percepción auditiva y visual y el acceso a memoria de largo plazo. Entonces, a diferencia de lo que se dijo anteriormente no se puede construir módulos o redes exclusivamente dedicadas al lenguaje. Es mejor entenderlo, como una serie de operaciones que procesan información yuxtapuesta a cogniciones corticales de ambos hemisferios.

El proceso de construcción de lenguaje depende básicamente de dos áreas de la corteza del hemisferio izquierdo: área de Wernick o de Broca. Sin embargo, las funciones de ambas no se pueden percibir sin la contribución de otras funciones cognitivas. Éstas hacen uso de varias redes que trabajan paralelamente y en serie.

Aunque el lado izquierdo predomine en el lenguaje, las funciones lingüísticas del lado derecho son complementarias. Éste tiene mucha capacidad para funciones perceptuales, sobre todo en el área visual-espacial. En el lenguaje este sirve para la comprensión del habla y de la semántica léxica y pictórica. No obstante, éste no tiene capacidad para la lectura ni para organizar la escritura y el habla.

En cuanto a los individuos que hablan dos o más idiomas, se puede decir que el modo de operación y lugar de localización que en lenguaje materno son básicamente los mismos. Sin embargo, a la hora de una lesión éstas se recuperan a ritmos diferentes. Normalmente el materno se recupera antes porque es el nativo, más practicado y el que más motivación tiene para perfeccionarlo.

Todos los lenguajes aprendidos residen esencialmente en el hemisferio dominante. Éste contribuye con la competencia lingüística implícita como la gramática esencial. Por otro, el no dominante contribuye con el conocimiento metalingüístico que es la parte del lenguaje adquirida por el aprendizaje.

La música al igual que el lenguaje es una función distribuida corticalmente pero la memoria musical depende esencialmente en la integridad funcional de la corteza temporal del lado derecho y el análisis y el rendimiento musical dependen del hemisferio izquierdo.

Neuropsicología del lenguaje

Las fuentes de lo que se conoce de la base neural del lenguaje existen gracias al estudio de las afasias también conocidas como síndromes de desconexión:

· En el área de Wernicke (semántica, sensorial y fluida): dificultad para entender el significado de las palabras y oraciones pero funcionamiento normal en la articulación.

· En el área de Broca (motora y no fluida): dificultad al articular palabras y oraciones. El habla suena telegráfica y sin gramática.

· Afasia global: afecta a las dos áreas y tienen características mixtas de ambas.

Ambas áreas mencionadas anteriormente tienen diferente participación en el lenguaje. La primera media el significado y la segunda media la construcción o sintaxis. Esto está respaldado por un modelo de Lichthame que consiste en un centro acústico conectado a un centro motor y que a un nivel superior está un centro conceptual al que ambos están conectados.

El centro conceptual (el de significado) está dividido en dos áreas de la corteza de asociación que son los substratos de la cognición perceptual y ejecutiva. El centro acústico es lo equivalente al área de Wernicke y ésta incluye la corteza asociativa de estímulos. Entonces, se puede establecer que el área de Wernicke reside en un nivel más alto de la jerarquía perceptual. La corteza de Broca reside en un nivel más bajo en la jerarquía ejecutiva. Esta simetría de jerarquía tiene dos implicaciones:

1. Que lesiones en el área de Wernicke causan déficits también en funciones conceptuales. (agnosias)

2. La representación y ejecución del lenguaje moduladas por áreas aparte de la ejecutiva son subestimadas.

Más fondo las agnosias son una falta de reconocimiento de palabras y oraciones. En niveles más altos de corteza de asociación, estas lesiones se manifiestan en cogniciones de un orden más alto. Por ejemplo,

a) cogniciones de modalidad cruzada: incapacidad de nombrar objetos y sus particularidades.

b) Cogniciones categóricas: incapacidad de identificar a los objetos según su categoría.

c) Cogniciones léxicas: incapacidad de comprender palabras o lenguaje escrito.

De esto se puede deducir que el substrato semántico del lenguaje es el mismo que el substrato que sirve para la percepción y memoria perceptual. Asimismo el substrato productivo del lenguaje coincide con aquel que sirve a la acción y memoria ejecutiva.

Existen otras áreas del lenguaje que han sido identificadas gracias a estudios de lesiones en:

· Corteza pre-motora del hemisferio dominante: lesiones en esta área son afasias motoras iguales que las de Broca pero no tan obvias.

· Lesiones pre-frontales mediales: resultan en el impedimento del habla o mutismo.

· Corteza lateral pre-frontal: resultan en desordenes del lenguaje como afasia motora central o afasia dinámica frontal; caracterizadas por poca fluidez, espontaneidad y estructura del habla. La incapacidad de conceptualizar proposiciones complejas.

Los verbos están representados en la corteza frontal y los sustantivos están representados en la corteza asociativa posterior. Esto muestra una disociación o dicotomía topográfica de las categorías semánticas. Sin embargo, la localización exacta de ambas no se puede identificar exactamente. Asimismo el soporte léxico de la cognición que sirve para identificar palabras que simbolizan categorías tiene una distribución desconocida. Las cogniciones semánticas y sus representaciones simbólicas en las palabras comparten las mismas redes hasta cierto punto; en la corteza posterior para los objetos y en la corteza frontal para las acciones.

Semántica de la arquitectura funcional

La semántica es el significado del lenguaje. Éste junto al lenguaje tienen un orden jerárquico que en el nivel más bajo se encuentran las letras y sonidos que forman las unidades simbólicas (palabras). Algunas palabras simbolizan ideas concretas y otros conceptos abstractos. Por otro lado, la estructura del lenguaje (sintaxis) es la unión de palabras que forman frases y palabras. Ambas, sintaxis y semántica, trabajan juntas en el lenguaje pero aquí sólo se tomará en cuenta la base neurofisiológica de la semántica en la corteza. Las representaciones semánticas de las categorías de las palabras están disociadas a nivel cortical.

Se pueden distinguir dos tipos de clases de palabras:

· Palabras de clase cerrada: son de función (artículos, pronombres, proposiciones y conjunciones). No tienen significado solas pero son importante para la sintaxis. La corteza frontal es importante para la sintaxis.

· Palabras de clase abierta: son de contenido (sustantivos, verbos y adjetivos). Tienen significado por ellas mismas. La corteza posterior es importante para la representación de contenidos semánticos.

Para encontrar una estructura semántica cerebral se utilizan métodos de neuroimagen con la ayuda de la lectura porque ésta activa partes relacionadas con la misma que revelan rasgos de mapas léxico-corticales. Sin embargo, existen dificultades que distorsionan estas representaciones. Una de ellas es la resolución limitada del espacio y tiempo. Otra es la variabilidad individual que las activaciones pueden mostrar en intensidad y distribución.

Los estudios de activaciones pico nos demuestran las siguientes afirmaciones:

· Las áreas activadas por palabras escritas son las mismas que se activan con palabras habladas (áreas de Broca y Wernicke).

· Las palabras escritas también activan áreas visuales.

· Las mismas redes cognitivas pueden ser accedidas a través del oído y de la mirada.

· En el significado de las palabras activa áreas de producción de lenguaje.

· El cerebelo se activa cuando se llevan a cabo acciones intencionales que requieren de un orden en la ejecución.

· Las estructuras ejecutivas participan en el ciclo de percepción-acción del lenguaje.

· Como resultado de la experiencia, el substrato cognitivo del lenguaje crece a tal punto que puede incluir la convergencia asociativa en el hemisferio dominante. Cuando esta asociación se repite, las cogniciones semánticas se vuelven multimodales y heterárquicas.

Se ha demostrado que las áreas de Broca y Wernicke están determinadas genéticamente para incluir elementos de la semántica y sintáctica. Esta predisposición se encuentra en los neonatos y se demuestra con el balbuceo. Con la experiencia, estas áreas establecen conexiones con áreas de asociación superiores para constituir las bases léxicas y semánticas del lenguaje. Problemas en este desarrollo pueden resultar en desórdenes como dislexia.

La información conceptual que rige el lenguaje está organizada jerárquicamente. A niveles más altos la asociación es en forma esquemática y simbólica a diferentes niveles. Estos representan cogniciones de niveles más bajos los cuales se desarrollan a partir de asociaciones de co-ocurrencia y similitud. Las conexiones entre niveles median la formación de cogniciones cada vez más abstractas en categorías superiores. Este proceso está acompañado por la formación de sistemas léxico-semánticos paralelos de las redes neurales, el cual representa las palabras y su correspondencia cognitiva en categorías. Entonces podemos asumir que el sistema léxico y cognitivo trabajan se desarrollan al mismo tiempo. Por lo que la jerarquía léxica de símbolos verbales es paralela a la de la memoria perceptual y su acción es paralela a la jerarquía ejecutiva. Todos conteniendo módulos de convergencia y representación. Así los sistemas cognitivo y léxico serán estructuras yuxtapuestas, activándose una a la otra y sustituyéndose una a la otra.

La dinámica cortical de la sintaxis

La palabra y su origen implican un cerebro (del que habla o escribe) que ordena palabras en oraciones respetando ciertas reglas, a través de las cuales impartirá estructuras y orden a las frases para dotarlas de significado, esto sucede en el lóbulo frontal. La esencia de la sintaxis es el ordenamiento temporal de las palabras para darle significado a las oraciones.

Lo que se trata de descubrir es cómo las cogniciones y símbolos verbales son seleccionados por la topografía cortical en orden temporal para darle significado al lenguaje. Es decir, la forma en que el orden espacial en el cerebro se convierte en orden temporal en el lenguaje.

En cuanto a las afasias, el espacio cerebral de la sintaxis puede identificar los participantes en la función de la sintaxis. Como vimos anteriormente, la afasia de Broca es la discapacidad de sintaxis que se genera por la ausencia de elementos léxicos que son indispensables para formar un orden temporal. Menos obvia es la afasia dinámica que resulta en la incapacidad de proposicionar. Aunque la sintaxis puede ser correcta, ésta no se utiliza en periodos prolongados de tiempo. El habla es superficial y estructuralmente débil.

Con esto nos podemos dar cuenta que el lenguaje es importante para la organización del comportamiento. Entonces, el desorden sintáctico prefrontal es una expresión del desorden de sintaxis de acción. Del estudio de los desordenes de expresión lingüística se descubrió que la corteza premotora del hemisferio dominante provee de coordinación para un habla automático pero complejo. También, la corteza lateral prefrontal sirve para la construcción de un lenguaje más elaborado.

Hay dos operaciones cognitivas sostenidas por mecanismos neurales que son esenciales para la sintaxis. Estas son el acceso al lexicón y la memoria de trabajo; ambas están involucradas en el habla, lectura y escritura.

La formulación de un plan para llevar acabo una producción lingüística precede la expresión del lenguaje. Este plan está representado por redes neurales, los cuales están formados por cogniciones de componentes léxicos como los verbos. Estas redes son activadas por inputs tanto internos como externos. Una vez son activados, el proceso de la expresión del lenguaje será iniciado.

La activación de estas redes semánticas puede ser facilitada o preparada a través de conexiones extrínsecas. Asimismo, la misma activación puede preparar la activación de otras redes, al igual que con la recuperación cognitiva de la memoria. Se ha descubierto que los desordenes de la memoria pueden llegar a afectar al acceso a las redes léxicas; esto resulta en parafasias, que es la activación de palabras asociadas pero no las adecuadas. Entonces, no se pierde la representación cortical de las palabras, sólo el acceso a ellas. De igual manera, problemas de acceso al lexicón pueden resultar en paralexias o dislexias.

Para que suceda una construcción sintáctica correcta debe existir una interacción entre redes posteriores y frontales; ambas proveen el lexicón, pero sólo las frontales proveen la gramática. Cuando la construcción del habla es más elaborada, la memoria de trabajo también juega un papel importante como función sintáctica.

La sintaxis (la integración de acciones en regiones no lingüísticas) y las sintaxis del lenguaje, ambas comparten áreas corticales. Existen redes léxico-semánticas que están paralelas a las cognitivas y que se relacionan entre sí en todos los niveles de las jerarquías perceptuales y ejecutivas durante el proceso sintáctico para la construcción de un lenguaje más complejo.

Parecido al ciclo perceptivo-activo, en el lenguaje la información léxica fluye (más que todo en el hemisferio izquierdo) desde la corteza perceptual posterior hasta la corteza ejecutiva frontal, lo cual generará nuevas impresiones sensoriales que subsecuentemente producirán el lenguaje.

La neuropsicología de desórdenes del lenguaje muestra que la que dirige es la corteza del lóbulo frontal. La creación de un orden sintáctico está organizada jerárquicamente, interactuando las áreas de Broca y Wernicke. La interacción de estas dos cortezas de representaciones léxicas asegura la articulación de palabras, frases cortas en un orden gramático y sintaxis más compleja. La sintaxis es establecida por la mediación de contingencias a través del tiempo. Esto es una función del ciclo perceptivo-activo que produce el orden sintáctico.