Adriana Suárez Urhan MD, MSc Profesora Asociada

Lenguaje: comunicación humana, representación simbólica

Guía de estudio

• Objetivo: Aplicar los conocimientos sobre la corteza cerebral para explicar la especialización complementaria de los hemisferios y el lenguaje.

Capítulo 60: Language: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM, Siegelbaum, Hudspeth AJ. Principles of Neural Science. 5th ed. New York: Mc Graw Hill Medical, 2013.

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“Los límites de mi lenguaje son los límites de mi mundo”

Tractus Logico-philosophicus Wittgenstein

No podemos ver ni obsevar nada sin que lo hayamos pensado en algún lenguaje

• Una de las funciones corticales más sobresalientes es la de poder asociar símbolos con significados para expresar pensamientos y emociones a nosotros mismos y a otros por medio del lenguaje pensado, hablado de señas y escrito.

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Lenguaje

• Es una función cortical que involucra múltiples áreas cerebrales.

• En el niño, oir el lenguaje produce cambios cerebrales permanentes. Se relaciona con el desarrollo del cerebro.

• Característica netamente humana.

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Glosario del lenguaje

• Fluidez: habilidad de producir normas gramaticales• Comprensión: capacidad para reconocer símbolos hablados o

escritos• Repetición: poder reproducir sonidos y letras sin errores• Vocabulario (léxico): capacidad de etiquetar conceptos con un

nombre• Sintáxis: reglas para asociar las palabras en frases y oraciones• Semántica: el significado de las palabras, el contenido, el mensaje• Fonología: estudia los sonidos del lenguaje (fonemas), la

entonación, prosodia• Prosodia: Tono, duración, intensidad. La entonación que puede

modificar el significado literal de las palabras y frases (emoción)

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Niveles funcionales del lenguaje

• Fonema: unidad fonológica mínima que en una lengua se opone a otras en contraste significativo. Ej: consonantes iniciales de pozo y gozo; mata, bata.

• Morfema: unidad mínima significativa o semántica. Ej: yo, el, ya

• Palabras: se combinan según sintaxis.• Frases y oraciones

Cada idioma tiene sus propios fonemas, morfemas, reglas sintácticas y gramaticales.

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Se observa esta asimetría del “plano temporal” en el 67 % de los cerebros humanos, sin embargo, el hemisferio izquierdo es más importante en lenguaje en el 97% de los humanos.

Lenguaje es una función cortical, tiene una base neuroanatómica

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Patrón universal en la adquisición del lenguajeHay similitud temporal en las fases de adquisición del lenguaje por el recién nacido en diferentes idiomas. Al inicio se tiene la capacidad de discriminar sonidos de todas las lenguas. Son linguisticamente universales. Luego se da el “compromiso” con la lengua materna.

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Se propone un programa genético del lenguaje. “Familia KE”: tienen mutación en el factor de transcripción FOXP2. Presentan un defecto del lenguaje de origen genético. No logran utilizar la gramática, no pueden conjugar verbos regulares. Tienen problemas para aprender secuencias motoras. Lesiones frontales (motora suplementaria, Broca) y en caudado.

Adulto: 70 000

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Experiencia humana esImportante.

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Uso efectivo del lenguaje

Función esencial de las cortezas involucradas con lenguaje es la Representación simbólica.

señas

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Estudio del lenguaje

•Involucra a neurocientíficos, linguistas, filósofos, filólogos, psicólogos, neurólogos, biólogos moleculares.•No hay modelos animales que permitan un adecuado estudio.•Se han estudiado personas con lesiones cerebrales (siglo XIX)•Se han estudiado personas a quienes se le realizan cirugías para tx de la epilepsia.•Nuevas tecnologías: PET, fMRI (estudio de personas normales)..

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Modelos neurológicos del lenguaje

Broca: 1861Área Broca izqda es más grande que derecha. Esto también se ha visto en monos.

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Area de Broca (Brodmann 44 y 45)

• 1861: reporte clásico de Broca sobre "Monsieur Tan“. Broca dijo: “Hablamos con el hemisferio izquierdo.”

• Hoy en día sabemos que tiene funciones más amplias.• Importante en entender acciones y en la imitación.• Se activa en MRIf al: nombrar objetos, discriminar sonidos,

adquirir reglas gramaticales, producir sonidos, reproducir ritmos, analizar intervalos de tiempo entre palabras.

• Actúa tanto en percepción como en producción del habla.• Tiene "neuronas en espejo” (neuronas especulares): se activan

al ver acciones, escuchar sonidos que implican acción y al realizarlas.

• Broca es importante en entender acciones motoras. Al ver acción se incorpora en patrón motor propio: ej. aprender a hablar. Gestos orofaciales y manuales son los precursores del habla.

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•Forma como los adultos le hablan a los bebés.

•Es lento, exagera la fonética, repetitivo.

•Suele venir acompañado además de contacto físico, la mirada, el cariño y la recompensa al niño por cada sonido que haga.

•Lenguaje y contacto social interactúan.

Maternés y paternés ayuda a aprender el lenguaje

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Neuronas en espejo

Presentes en:1. Broca2. Corteza

cíngulo

•Sistemas neurales compartidos entre la percepción y la actividad motora.•Se cree que son importantes en aprendizaje del lenguaje.•Actividad simultánea aparece muy temprano en la vida (3 meses de edad) pero está ausente al nacer.

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Carl Wernicke: 1874

Daño en corteza temporal posterior superior.Imagen auditiva del habla.Propone posibilidad de afasia de conducción: lesión de fascículo arqueado (comunica área Wernicke con Broca)

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Repetición de una palabra Escuchada de acuerdo

con el modelo de Wernicke-Geschwind

(1965):

1.Oir palabra: corteza auditiva primaria2.Imagen auditiva de la palabra: Wernicke3.Imagen motora de palabra: Broca4.Generación del habla: corteza motora primaria

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Repetición de una palabra escrita se acuerdo con el modelo de Wernicke-Geschwind (1965).

1. Ver las palabras: corteza visual primaria.

2.Memoria para la forma de las palabras: giro angular3.Imagen auditiva de la palabra: Wernicke4.Imagen motora de la palabra: Broca5.Generación del habla: corteza motora primaria

21Purves D. Neuroscience, 2012

Estudios realizados por Sperry (1960’s 70’s) en pacientes con separación cerebral “comisurotomías”.

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Control Hemisférico del lenguaje en relación con lateralidad motora

Representación del habla (%)

Lateralidad motora

Número de casos

Izquierda Bilateral Derecha

Derecha 140 96 0 4

Izquierda 122 70 15 15

En Bear. Neuroscience, exploring the brain. Rassmusen y Milner, 1977En Bear. Neuroscience, exploring the brain. Rassmusen y Milner, 1977

El lenguaje es una función cerebral localizada y lateralizada.Hemisferio izquierdo: Procesa Secuencias motoras. Base neural para procesar lenguaje.Se desconoce en qué momento de desarrollo se da el predominio del hemisferio izquierdo para lenguaje.

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Imágenes de PET y MRIf

Qué estructuras cerebrales se encuentran involucradas en procesar aspectos visuales, ortográficos, fonológicos, semánticos de las palabras?

Purves

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Ventajas de nuevas técnicas de neuroimágenes

• Permiten estudiar regiones cerebrales normales donde las lesiones son raras.

• Permiten estudiar zonas cerebrales que siguen funcionando después de lesiones

• Estudia grandes áreas de la corteza. Es un punto de vista más sistémico (integrado).

• Permite observar la integración funcional de diferentes áreas cerebrales

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Limitaciones de técnicas de neuroimágenes

• Registran un fenómeno indirecto como lo es un aumento en el flujo sanguíneo cerebral.

• No distingue procesos excitatorios de los inhibitorios.

• Poca resolución temporal.

• Mayoría de estudios hechos en grupos pequeños (< de 10), con sujetos bien educados.

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Discrepancias

• En neuroimágenes no se ve activación del giro angular al leer en voz alta. Se activa el lóbulo Temporal Inferior Posterior

• Broca se activa parcialmente. No se activa la parte más anterior.

• Siempre se observa actividad bilateral

• Neurólogos del siglo 19 nunca mencionaron a la región Temporal izqda. Posterior Inferior.

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Modelos actuales

• Area de Wernicke y lóbulo temporal izqdo posterior inferior se activan tanto al leer como al repetir palabras escuchadas.

• Wernicke se activa más con palabras escuchadas.

• Lóbulo temporal izqdo posterior inferior se activa más al leer.

• Sistema semántico: giro angular izqdo., regiones parietales posteriores, cortezas temporales anterior inferior y medias, corteza frontal.

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• Parte anterior de Broca no se requiere para leer ni para repetir palabras escuchadas pero sí para generar asociaciones de palabras en oraciones nuevas.

• Lobulo frontal se activa mucho al generar habla espontánea.

• Modelos del siglo XIX dan especial énfasis a áreas de Broca y Wernicke

• En lenguaje participan también áreas subcorticales como el tálamo, ganglios basales y el cerebelo.

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Modelo modular

Módulos de análisis auditivo y visual

Módulos de reconocimiento de léxico auditivo y visual

Módulo semántico

31Price CJ. The anatomy of language: contributions from functional neuroimaging. (2000) J. Anat. 197:

335-359.

Módulos de emisión de léxico oral y escrito

Módulos de producción fonémica y grafémica

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Áreas corticales involucradas con procesamiento del lenguaje.

Además de ganglios basales, tálamo y cerebelo.

Para hablar debemos tener algo que decir:

1. Percepciones2. Memorias

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Procesamiento del lenguaje involucra redes neuronales distribuidasEn múltiples regiones cerebrales

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Interacción de tres sistemas

• Sistema de implementación del lenguaje: áreas de Broca y Wernicke, corteza insular, ganglios basales.

• Sistema de mediación: Cortezas de asociación parietales, temporales y frontales.

• Sistema conceptual: En regiones específicas de cortezas de asociación

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Modelo reflexivo-declarativo del lenguaje

• Gramática: aplicar reglas. Se aprende como cualquier procedimiento motor. Reglas se aplican en forma implícita. Corteza frontal.

• Léxico: depósito de información. Memoria declarativa semántica.

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Afasias

Se refieren a problemas en el procesamiento del lenguaje (comprensión ó producción) por disfunción o daño cerebral. Se afectan: lenguaje verbal, escrito y por señas. Dificultad no se debe a déficit sensorial, o motor o a falta de motivación.

La causa más común es el infarto cerebral (evento vascular cerebral).

Puede ser:1. Expresiva, motora, no fluída ó de Broca2. Receptiva, sensorial, fluída ó de Wernicke

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Afasia de Broca La lesión está localizada

en el área de Broca en el lóbulo frontal.

Los pacientes con este trastorno emiten pocas

palabras (escritas o habladas) y presentan

grandes dificultades para producirlas.

Lenguaje telegráfico.

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Afasia de Broca

Tienden a omitir todas las palabras de la frase excepto las más significativas y suelen hablar o escribir de forma telegráfica.

Habla agramaticalmente:No conjuga verbos, no usa preposiciones,

usa más sustantivos.Entiende cosas simples. No comprende cosas muy complejas o

gramaticalmente importantes.Tiene anomia (sin nombre).Problemas de articulación.

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Me han dicho un dicho que he dicho yo. Ese dicho está mal dicho pues si lo hubiera dicho yo estaría mejor dicho que el dicho

que han dicho que he dicho yo.

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Algunas manifestaciones de afasias de Broca indican lesiones más generalizadas

Agramaticalidad: no selecciona estructura gramatical

Anomia: No selecciona programas motores particulares para palabras individuales.

Dificultad de articulación: no controla secuencia de movimientos de músculos del habla. (Dice “electrotuca” en vez de “electrocuta”)

Corteza motora primaria, ganglios basales, corteza de la ínsula

Corteza frontal asociativa

Corteza frontal asociativa

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Afasia de WernickeHay una lesión en giro temporal superior y gran parte del lóbulo parietal inferior. Paciente no entiende lo que le dicen.Los pacientes con este trastorno pueden producir palabras escritas y habladas. Hablan en forma fluida pero sin significado. Buena gramática. Buena prosodia A menudo no están conscientes de su

déficit.

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Comparación entre afasia de Broca y de Wernicke

Broca Wernicke

Habla telegráficamente Habla fluídamente

Tendencia a la repetición Poca repetición

Mala sintáxis Buena sintáxis

Mala gramática Buena gramática

Estructura desordenada de las palabras

Palabras inapropiadas

Comprensión en gran parte preservada.

Mala Comprensión

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Las lesiones en el fascículo arqueado produce una afasia fluida pero con una comprensión intacta del lenguaje ajeno y una gran dificultad para repetir. A este síndrome se le llama afasia de conducción.

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Tipo de afasia Sitio de la lesión Compren-sión

Habla espontánea

Repetición

Broca Corteza motora de asociación del lóbulo frontal

Para cosas simples, preservada

No fluida, agramatical

Deficiente

Wernicke Lóbulo temporal posterior, circunvolución temporal superior

Mala Fluida, gramatical, sin sentido.

Deficiente

Conducción Fascículo arqueado

En gran medida preservada

Fluida, gramatical.

Deficiente

Global Partes de los lóbulos temporal y frontal

Mala Apenas hay habla

Defieciente

Carácterísticas de algunos tipos de afasia

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Afasia en personas sordas

• Probablemente lenguaje de señas precedió al lenguaje hablado.•El lenguaje de señas tiene todos los componentes del lenguaje hablado y escuchado (gramática, sintaxis, tono emocional)• Lenguaje de señas también reside en el hemisferio izquierdo para su comprensión y expresión.• Personas que usan lenguaje de señas tienen los mismos problemas de comunicación al lesionarse áreas cerebrales involucradas con lenguaje.

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Hemisferio derecho

• Importante en leer mapas, percibir las relaciones espaciales y reconocer formas geométricas complejas (reconocer objetos por su forma), reconocer caras.

• La prosodia del lenguaje es una función especial del hemisferio derecho, en áreas correspondientes a las de Broca y Wernicke.

• Ritmo, entonación, acentos, afecto del lenguaje.• Capacidad para narrar un chiste o historia• Se observan aprosodias al lesionarse.• En lesiones hemisféricas derechas se observa pérdida de

la capacidad de entender lo no literal, figurativo, metafórico, entender chistes, hacer inferencias, entender las ironías.

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Bear MF, Connors BW, Paradiso MA. Neuroscience: exploring the brain. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins, 2007.

Positron emission tomography (PET) Se inyecta solución con radioisótopo que emite positrones.

Positrones interactúan con electrones y producen fotones de radiación electromagnética.

Actividad neuronal: 2 deoxiglucosa marcada con 18 F, 11O, 15O

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Resonancia magnética funcional (fMRI)

• Mide la cantidad de sangre en un tejido• Oxihemoglobina tiene una resonancia magnética

diferente de la deoxihemoglobina.• Donde hay más actividad neuronal llega más flujo

sanguíneo y la oxihemoglobina dona su oxígeno. Se mide la relación entre oxi/deoxi hemoglobina.

• No usa radioactividad.

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Magnetoencefalografía

Kuhl P, Rivera Gaxiola M. 2008. Neural substrates of Language Acquisition. Annu. Rev. Neurosci. 31:

511-534.

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Resonancia magnética funcional

Espectroscopía con infrarojo

Kuhl P, Rivera Gaxiola M. 2008. Neural substrates of Language Acquisition. Annu. Rev. Neurosci. 31: 511-534.

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