Els ritmes al cervell: temps emocionants per a la neurolingüística

El llenguatge és al cervell. No es tracta d’un truisme, sinó d’una troballa important després de dècades d’investigació sobre la naturalesa biològica del llenguatge. Durant els seus primers anys, la neurolingüística (la branca de la lingüística que tracta sobre com el cervell processa el llenguatge) només podia confiar en estudis anatòmics de pacients amb dèficit de llenguatge. Així es van identificar l'àrea de Broca (la part del cervell que participa aproximadament en el muntatge de les frases) i l'àrea de Wernicke (la regió on s'emmagatzemen els significats de les paraules). Dècades més tard, el desenvolupament de la neuroimatge funcional permet obtenir imatges nítides dels canvis fisiològics que es produeixen al cervell de persones sanes i afectades, en termes de flux sanguini, activitat elèctrica, etc., en resposta a diversos estímuls lingüístics. Amb el pas del temps s’ha anat recopilant un impressionant conjunt de dades sobre diferents aspectes de la sintaxi, la semàntica o el processament de la fonologia. Com a resultat, hem estat capaços de dibuixar mapes cerebrals precisos del llenguatge, que demostren que activa moltes àrees del cervell de manera precisa i concertada, les anomenades “àrees del llenguatge” (Figura 1). En general, això és un èxit impressionant. Tanmateix, aquestes imatges no es poden equiparar a les representacions i càlculs que són importants per al llenguatge (i per a la teoria lingüística).

Com ha dit David Poeppel (figura 2), la cartografia no explica.

Per començar, el llenguatge es basa en xarxes complexes de components cerebrals que no són específics del llenguatge. Per contra, realitzen càlculs bàsics que també són necessaris per a altres funcions cognitives. Tot i això, si volem explicar com el cervell processa el llenguatge, també hem d’abordar dues mancances importants dels estudis neurolingüístics actuals. En primer lloc, la neurolingüística fa àmplies distincions conceptuals (sintaxi vs. semàntica, morfologia vs sintaxi, etc.), que impliquen múltiples components neuronals, càlculs i representacions. En segon lloc, "els elements fonamentals de la teoria lingüística no es poden reduir ni emparellar amb les unitats biològiques fonamentals identificades per la neurociència". Dit d'una manera diferent, com també assenyala Poeppel, hem d'escriure el llenguatge "en termes computacionals que estiguin al nivell adequat d'abstracció (és a dir, que puguin realitzar poblacions neuronals específiques)". Actualment, un nombre creixent de neurolingüistes opina que els ritmes cerebrals podrien ser el millor nivell d'abstracció. Diversos motius ho expliquen.

En primer lloc, els ritmes cerebrals o patrons d’activitat elèctrica són components primitius de la funció cerebral. En conseqüència, esperem que també estiguin connectats a primitives computacionals del llenguatge. Per exemple, l'assignació de funcions rellevants per al llenguatge, com ara "temps" o "majúscules", es pot interpretar satisfactòriament com la incorporació d'oscil·lacions d'alta freqüència dins d'oscil·lacions que funcionen a una freqüència més lenta (Figura 3). De la mateixa manera, algunes característiques rítmiques de la parla s’han relacionat amb èxit amb oscil·lacions cerebrals específiques.

En segon lloc, la jerarquia de les oscil·lacions cerebrals s’ha mantingut notablement conservada dins dels mamífers durant l’evolució. En conseqüència, esperem que les oscil·lacions cerebrals també ens ajudin a comprendre millor com va evolucionar el llenguatge en l'espècie, ja que s'ha demostrat que el patró específic de l'activitat cerebral de l'idioma subjacent al llenguatge és una lleugera variació del patró observat en altres primats. De la mateixa manera, en la nostra investigació hem demostrat que es poden esperar diferències en l'activitat oscil·latòria del cervell per als hominins extingits, i expliquen les diferències inferides en les seves habilitats lingüístiques en comparació amb nosaltres. És bastant obvi que no podem rastrejar l’activitat oscil·latòria del cervell neandertal. En el seu lloc, hem buscat (i hem trobat) senyals de diferències en els nivells d’expressió dels gens responsables dels aspectes bàsics de l’activitat oscil·latòria del cervell rellevants per al llenguatge (Figura 3).

Finalment, hem après que els trastorns cognitius que produeixen problemes amb el llenguatge, com l’autisme o l’esquizofrènia, presenten perfils de ritmicitat cerebral específics del trastorn. Per cert, això pot ser d’interès particular per a la lingüística clínica, ja que aquests perfils poden ajudar a diagnosticar els trastorns abans i amb més precisió. Certament, encara no tenim mapes segurs de patrons anormals d’oscil·lacions cerebrals a perfils anormals de trastorns específics del llenguatge. Tot i això, no és una tasca impossible. Per exemple, en les nostres recents investigacions hem demostrat que els problemes que experimenten les persones amb autisme amb la percepció de la parla, el reconeixement de tons i l’anàlisi de representacions fonèmiques resulten aparentment de la sinergia γ i θ degradada (dos tipus d’oscil·lacions bàsiques del cervell) en àrees cerebrals específiques. En última instància, atès que el llenguatge (i els dèficits de llenguatge en aquestes condicions clíniques) tenen una base genètica, esperem trobar que aquesta activitat oscil·latòria anormal es correlaciona amb mutacions genètiques específiques, obrint la porta a establir vincles entre els gens, les oscil·lacions cerebrals i el llenguatge. tant poblacions patològiques com neurotípiques. Hem trobat proves prometedores d’això (figura 4).

Finalment, com que els ritmes cerebrals es connecten a aspectes de la biologia humana (i del llenguatge humà) que se sap que varien dins de l’espècie, però també segons les espècies, s’espera que ens ajudin a millorar els nostres models teòrics de llenguatge, trastorns del llenguatge i evolució del llenguatge . No cal dir que encara hem d’explicar-ne els detalls, però ara estem força segurs que els ritmes cerebrals són un dels protagonistes d’aquesta fascinant història sobre el que ens fa humans. Sens dubte, són moments apassionants per a la neurolingüística.

Agraïments: Estic profundament en deute amb Elliot Murphy per la nostra investigació conjunta i col·laboració al llarg dels anys.