Listos para la escuela, desarrollo del cerebro:

investigaciones basadas en neuroimagen sobre el

desarrollo temprano del lenguaje y acciones correctivas

• Kenneth R. Pugh, PhD

• Presidente y Director de Investigación,

• Haskins Laboratories, y

• Profesor Asociado, Universidad de Yale, Escuela de Medicina

Conecciones entre la experiencia temprana y el desarrollo posterior del lenguaje y la lectura

• El foco de esta conferencia es en los factores que permiten a los niños realizar todas sus habilidades y talentos.

• El ambiente pre y post natal, es crucial para el posterior desarrollo del lenguaje y la lectura.

• Mayores factores de riesgo:

• 1) Nutrición de la madre/infante.

• 2) Drogas Pre-natales, nicotina y exposición al alcohol.

• 3) Rechazo y abuso.

• 4) Estimulación temprana del lenguaje y del aprendizaje.

Rechazo: Evidencia de estudios sobre adopción

• El rechazo temprano puede tener profundas y negativas consecuencias en el desarrollo posterior. Estudios recientes se han enfocado en los niños adoptados en diferentes edades de orfanatorios donde el rechazo estaba presente.

http://www.olderchildadoption.com/rad/3-year-old.gif

Desarrollo normal de un cerebro desde los 6 hasta los 12 meses.

Lombroso, P. J. Development of the

Cerebral Context: VI. Growth

Factors. 1998

Imágenes de un desarrollo normal del cerebro de un niño de tres años y de un niño que sufre de un extremo rechazo.

Participantes CT sample

n = 54 niños (23 niños), 4 - 12 años

Tiempo en el orfanato: 2 - 75 mos n = 32: E. Europe (Lithuania, Romania, Russia, Ukraine) n = 10: N. Asia (China, Korea) n = 6: Central/S. America (Peru, Columbia, Guatemala and Mexico) n = 6: S.E. Asia (Cambodia, Vietnam).

n = 24 (17 niños) non-adopted controls

Matched on age, gender, SES

Time in U.S.: 15 - 127 mos.

Regulación Emocional

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

Non-adoptedcontrols

Foster careOrphanagecare, 1-12

mos

Orphanagecare, 13-24

mos

Orphanagecare, 25-36

mos

Orphanagecare, 37+

mos

CBCL

T-s

core

(M

= 5

0, SD =

10)

Aggression*Affect*Anxiety*

Resultados en lenguaje

• CELF subscales and mos. in institution, r’s = -.30* to -.40**

• Receptive Vocabulary (PPVT) and 20-min memory delay: r (43) = .50***

50

60

70

80

90

100

110

120

130

controls

Foster group

(n = 8)

Orph

anag

e 1-12

Orph

anag

e 13

-24

Orph

anag

e 25

+

Sca

led sco

re

CELF languagePPVT-3

Note: all are in average range; SES as a factor….

Pre-alfabetización: Riesgos para la discapacidad lectora

• Alcanzar logros claves en el desarrollo del lenguaje oral a tiempo es crítico para un adecuado desarrollo de la lectura en etapas posteriores:

• 1) El desarrollo del lenguaje receptivo y expresivo predice la adquisión de lectura.

• Adquirir conciencia fonológica es crítica en los niños de edad pre escolar.

Clave: Una exposición enriquecida a la experiencia fonológica (lenguaje oral) y ortográfica (simple) es muy importante en prevenir potencialmente posteriores dificultades de lectura.

Lenguaje, Lectura y Cerebro

• El lenguaje oral es una especialización biológica pero el lenguaje escrito es una invención cultural. Mas aún, el lenguaje oral es dominado naturalmente por casi todas las personas sin instrucciones directas:

• pero la lectura es difícil y la falla en lectura ocurre en un amplio número de niños en todos los lenguajes escritos.

• No especialización cerebral para la lectura.

• Implicaciones: la adquisición del lenguaje escrito es un gran desafío para la plasticidad cerebral.

Lenguaje, Lectura y Cerebro

• El desarrollo de una lectura fluida es esencial para tener éxito en el mundo moderno.

• Un número significativo de niños en todos los países fallan en adquirir adecuadas habilidades de lectura y escritura.

• Para muchos esto se debe a la falta de buenas oportunidades para el aprendizaje pero para otros esto refleja dificultades que tienen una base cerebral (discapacidades biológicas especificas de lectura).

• La identificación de palabras es lenta, trabajosa e imprecisa en DL (cuello de botella para la comprensión).

• Los deficits tempranos en el desarrollo fino de la conciencia fonologica predice las dificultades en la lectura de palabras mas adelante.

• Los deficits en la conciencia fonologica impiden el desarrollo de habilidades de decodificación (mapeo de grafemas a fonemas), que a su vez pone severos limites en la lectura fluida de palabras y seudo palabras.

Fenotipo de la conducta en discapacidad lectora (DL)

Cerebro y lenguaje:

Central Sulcus

Lateral Sulcus

Funciones

Frontal: ejecutivas,

motoras

Parietal:

sensación,

espacial,

representación

Temporal:

oído/lenguaje

Occipital: Vision

El cerebro linguístico

•Daño/ lesiones estudios

•Broca’s area: especializada para la produccion

de discurso y gramatica.

•Wernicke’s area: especializada en la

comprension del discurso y la semantica.

La neurobiología de la discapacidad lectora

• Imágenes cerebrales funcionales:

• Dos clases de técnicas:

• electrophysiological (EEG; MEG)

• hemodynamic (fMRI, PET).

• El primero proporciona información a tiempo sobre la actividad cerebral mientras que el último provee información sobre localización.�

Lectura, Languaje y Cerebro: mapeo cerebral

• Q) Cuáles son los mecanismos neurobiológicos subyacentes asociados con el desarrollo de la habilidad de lectura?

• Q) Cuáles son los bases neurobiológicas de la discapacidad lectora (RD) y cómo el entrenamiento y la acción remedial modifican la organización cerebral para el lenguaje en niños y adolescentes con RD?

MRI: Imágenes de Resonancia Magnética

MRI

Brain: axial

parallel to floor

Brain:

sagittal

Through the

midline

Knee

Spine

Slice Locations

Tareas de escuchar vs leer oraciones

Constable, Pugh et al. (2004)

common print(red) speech(blue)

RH on left side

El circuito de la lectura (Pugh et al., 2005)

IFG MTG/ITG

OT/ VWFA

SMG/STG AG

• Hypothesized Role of component circuits • ‘Phonological’

• IFG • SMG/STG

• ‘Semantic’ • MTG/ITG • AG

• Putative ‘Visual word form Area’ • “Skill Zone” is phonologically and morphologically tuned

• Hallazgos frecuentes: Un gran numero de estudios indican que los lectores RD tienden a sub activar ambos el LH temporoparietal y el LH ventral (occipitotemporal) durante las tareas de lectura y lenguaje; esto se ha visto en algunos lenguajes hasta la fecha (Paulesu et al., 2001).

• RH y un cambio compensatorio frontal en RD se reporta con frecuencia.

Discapacidad en lectura

Occipitotemporal

Anterior

Temporoparietal

Left Hemisphere

Normal Readers

Dyslexic Readers

TD & RD Reading Children (Temple et al., 2003)

Frontal

& Temporo-

parietal

Frontal

but NO

Temporo-

parietal

Plasticidad en el desarrollo de la lectura

Anterior

Occipitotemporal

Temporoparietal

• Incrementos en la habilidad lectora esta asociado con una especializacion mayor de las LH areas para lo escrito.

Conciencia fonemica e integracion discurso/texto (Frost etal 2009)

• El puntaje en la conciencia fonémica refleja la preparación para la lectura.

• De qué manera los niños con alta preparación para la lectura difieren en la organización cerebral inicial?

Timeline Time 1 (7.5 yrs of

age) Time 2 (8.5 yrs of

age) Time 3 (9.5 yrs of

age) Cohort 1 (N= 54) Year 1-3

DNA, MRS, fMRI, Behavior

Behavior fMRI, Behavior

Cohort 2 (N= 54) Year 2-4

DNA, MRS, fMRI, Behavior

Behavior fMRI, Behavior

Cohort 3 (N= 54) Year 3-5

DNA, MRS, fMRI, Behavior

Behavior fMRI, Behavior

P < .0005 FDR

>Print >Speech

Modality Effect

Correlation of PA with BOLD Modality Effect

P < .005 FDR

Correlation of PA with BOLD Modality Effect

P < .005 FDR

Correlation of PA with BOLD Modality Effect

STG

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Low PA High PA

B-w

eigh

t

AuditoryVisual

Hallazgos claves:

• Los hallazgos sugieren que los niños quienes estan desarrollandose normalmente al comienzo de la intrucción a la lectura modifican sus sistemas cerebrales de lenguaje hablado para adecuarlos al procesamiento de la palabra escrita.

• Es crucial promover experiencias de aprendizaje en los lectores tempranos que ayuden a conectar el lenguaje oral con el escrito.

Plasticidad y acción remedial en el desarrollo de la lectura

Anterior

Occipitotemporal

Temporoparietal

• Mejoras en la lectura estan asociadas con el aumento de la especialización de la región cerebral LH para el texto.

• Lectors RD no tienden a mostrar esta tendencia de desarrollo neuronal.

• La trayectoria es directa y de derecha a izquierda.

• Pregunta: la acción remedial normaliza esta trayectoria?

Anterior

Occipitotemporal

Temporoparietal

Remediation in RD

• Pueden los niños con limitaciones en su hemisferio izquierdo por medio de la acción correctiva recobrar su potencial?

• Puede la acción remedial enfocada en el entrenamiento de la adquisicion de conciencia fonologica corregir el perfil neurologico?

Efectos de las pruebas de corrección en lectores emergentes en RD

• Overview: In collaboration with Dr. Benita Blachman (Syracuse University) we examined neurobiological changes associated with a nine month intervention emphasizing phonemic awareness, alphabet principle, and vocabulary development in young children (Shaywitz et al., 2004).

• 3 Groups: NI (N = 28); RD control (N =12), RD Treatment (N = 32). Each group scanned at baseline (average age = 6.5), one year later (post-treatment), and for the RD Treatment Group at one year follow up.

• (see Simos et al.,2002 Temple et al.,2003 for similar findings with different phonological training protocols)

Entrenamiento

• 50 minutos de tutoría, 5 días por semana, 9 meses, (105 horas en total)

• Un plan de 5 pasos (flexible) e individualizado

• Asociaciones letras – sonidos • Manipulación de fonemas • Lectura de palabras • Lectura de textos • Evaluación

• Resultados clave de comportamiento: Mejoramiento confiable en la bateria de pruebas relacionadas con lectura para el tratamiento relativo al grupo de control RD al final del tratamiento (nueve meses) (Blachman et al., 2005)

• Los efectos permanecieron estables despues de un año.

Grupo de tratamiento:

Evolución desde el pre

tratamiento

Temple et al. (2003): fMRI Data

L. Inferior frontal and

L. temporo-parietal

activation

Some L.inferior frontal

but no L. temporo-

parietal activation

Increases in L.inferior

frontal and L. temporo-

parietal activation and

right hemisphere

comologues

• De este modo, tenemos evidencia que un entrenamiento apropiado tiene un efecto normalizador en la trayectoria neurobiologica en lectores emergentes en riesgo.

• Debido a esto, la plasticidad es fuerte aun en los ninos con dificultades para aprender a leer.

Conclusiones

• El desarrollo temprano del lenguaje es la clave para el posterior exito en la lectura.

• Los circuitos del hemisferio izquierdo (HI) desarrollan con el aprendizaje.

• La corrección temprana e intensiva puede promover un buen desarrollo cerebral en ninos con severas discapacidades en lectura.

Conclusiones

Neuroimaging

La buena enseñanza

puede desarrollar los sistemas de

lectura cerebrales

Colaboradores

• Haskins Laboratories: Einar Mencl, Rebecca Sandak, Stephen Frost, Dina Moore, Nicole Landi, Leonard Katz, Jay Rueckl, Jim Magnuson, Donald Shankweiler, Jun Ren Lee, Carol Fowler, Alvin Liberman, Inge Marie Eigstie

• Yale Reading Center: Ken Pugh (Director), Gina Della Porta, Eleanor Tejada, Kelley Delaney, Ashley Zennis, Priya Pugh,

• Yale Center for the Study of Learning and Attention: Bennett Shaywitz, Sally Shaywitz, Karen Marchione, John, Holahan, Jack Fletcher

• Yale University/Diagnostic Radiology: John Gore, Todd Constable, Robert Fulbright, Doug Rothman, Graeme Mason, Pawel Skudlarski, Cheryl Lacadie

• Yale University/Psychiatry: Leslie Jacobsen

• Yale Child Study Center: Elena Grigorenko