BASES NEUROLÓGICAS DEL SISTEMA SEMÁNTICO

Los datos obtenidos con las técnicas de neuroimagen y con los estudios de pacientes con lesión cerebral parecen indicar que las redes con información semántica se extienden por amplias zonas del cerebro, incluyendo los lóbulos temporales, parietales y frontales. Cada vez hay mayor consenso en que tres zonas corticales son responsables del procesamiento conceptual: la zona inferior del lóbulo frontal izquierdo, la zona temporoparietal izquierda y las zonas temporales inferior y media de ambos hemisferios. Y, por supuesto, las vías subcorticales que unen esas áreas, principalmente el fascículo arqueado.

Teoría de la percepción-acción

Pulvermüller (1999). Según la teoría de la percepción-acción, los conceptos se forman cuando la persona percibe un estímulo y realiza la acción correspondiente a ese estímulo, pues lo que hace es conectar neuronas perceptivas con neuronas motoras formando una nueva red, circuito o asamblea de neuronas.

Los conceptos se forman cuando la persona percibe un estímulo y realiza la acción correspondiente a ese estímulo, pues lo que hace es conectar neuronas perceptivas con neuronas motoras formando una nueva red, circuito o asamblea de neuronas. Cada concepto sería el resultado de la red que se forma con las neuronas responsables del procesamiento de los rasgos perceptivos, de las propiedades motoras y de las conexiones entre ellas.

Teorías corporeas (embodied)

González et al. (2006). Comprobaron que la lectura de palabras semánticamente relacionadas con los olores (p. ej., «canela») activaban las regiones cerebrales del olfato. Asimismo, palabras como «sal», con fuertes connotaciones gustativas, activan las áreas cerebrales que procesan los sabores reales.
Whitney et al. (2011). Hay dos componentes estrechamente unidos pero independientes en el procesamiento semántico: el conocimiento conceptual y los mecanismos ejecutivos responsables del acceso a ese conocimiento.
Pulvermüller (2012). Las teorías corpóreas (modelos distribuidos) postulan diferentes distribuciones de los conceptos por el cerebro en función de las características perceptivas y motoras de los conceptos.
Pulvermüller (2012). Algunos estudios de neuroimagen han comprobado que se produce activación en las estructuras límbicas cuando se procesan palabras de contenido emocional.

Las teorías corpóreas (embodied) postulan diferentes distribuciones de los conceptos por el cerebro en función de las características perceptivas y motoras de los conceptos. Las redes neuronales responsables de los conceptos con un alto contenido motor se extienden por la zona motora en los lóbulos frontales, las de los conceptos con alto contenido visual por los lóbulos occipitales, las de los conceptos con alto contenido táctil por los lóbulos parietales, etc. Todas esas redes se extienden también por la zona perisilviana, ya que todos los conceptos tienen nombres que se activan junto con sus significados.

Los estudios de neuroimagen muestran gran activación en las áreas occipitales y temporal inferior mientras los sujetos procesan estímulos cuyos rasgos son principalmente visuales (p. ej., frutas, colores, etc.), en cambio cuando procesan estímulos relacionados con acciones (p. ej., verbos, herramientas, etc.) se produce gran activación en la corteza frontal inferior, principalmente en el área premotora. Algunos conceptos destacan por sus rasgos táctiles (p. ej., «rugoso») y activan la zona sensoriomotora, otros por los rasgos sonoros (p. ej., «claxon») y activan la auditiva, otros, en fin por los rasgos olfativos y activan la zona olfativa. Incluso se ha comprobado que, según el tipo de acción que expresen los conceptos, las áreas motora y premotora que se activan son diferentes.

fig7 06 BASES NEUROLÓGICAS DEL SISTEMA SEMÁNTICO

Zonas de la corteza motora que se activan durante el procesamiento de palabras relacionadas con distintas partes del cuerpo: piernas, brazos y cara. Los puntos blancos corresponden a las áreas del lenguaje, mientras que los puntos azules corresponden a las áreas motoras y premotoras relacionadas con pierna/pie («patear»), brazo/mano («agarrar») o cara/boca («soplar»). Adaptado de Hauk, Johnsrude y Pulvermüller (2004).

Los circuitos cerebrales responsables de los conceptos no sólo se extienden por la corteza, sino que alcanzan también a las estructuras subcorticales. Algunas lesiones subcorticales producen trastornos lingüísticos, por ejemplo los trastornos de lenguaje en enfermos de Parkinson. Las palabras con contenido emocional parecen depender de circuitos que se extienden por esas áreas subcorticales, principalmente por el sistema límbico responsable de las emociones. Todas las áreas corticales tienen proyecciones a los ganglios básales, que a su vez conectan al tálamo y vuelven a la corteza, formando circuitos corticosubcorticales que, entre otras muchas funciones, también intervienen en el lenguaje.

En cuanto a los conceptos abstractos que parecen no depender de rasgos perceptivos ni motores concretos, las teorías corpóreas postulan que se producen a partir de rasgos comunes a los conceptos concretos, a partir de los cuales se forman. Así, el concepto «animal» se forma a partir de varios conceptos concretos: gato, perro, liebre, gusano, etc. El concepto «gato» activará un circuito formado por neuronas responsables del procesamiento de determinados rasgos, principalmente visuales. El concepto «ratón» también activará ciertas neuronas, algunas comunes con las del concepto gato y otras diferentes. Lo mismo sucederá con los conceptos «perro», «vaca», etc., y para el concepto abstracto «animal» se producirá la activación de neuronas que son comunes a perro, gato, vaca, etc. De esta manera, también se explica que unos conceptos sean más típicos de la categoría que otros. El hecho de que «perro» sea un ejemplar más típico de la categoría «animal» que «pulpo» o «caracol» se debe a que su circuito es más similar, comparte más neuronas, que el del pulpo o el caracol con el concepto animal.

Una cuestión importante y muy discutida hoy en día es si realmente las redes semánticas se extienden por todas esas zonas del cerebro o si algunas de esas zonas cumplen un papel en el acceso al significado o en operaciones posteriores al procesamiento semántico más que en el propio procesamiento semántico. Mahon y Caramazza (2008) hablan de epifenómenos. En definitiva, el hecho de que algunas áreas participen en el procesamiento de un concepto no significa que esas áreas sean responsables del conocimiento conceptual: podrían intervenir en el acceso, o sólo en momentos posteriores al propio acceso.

Algunos autores hablan de dos componentes, estrechamente unidos pero independientes en el procesamiento semántico: el conocimiento conceptual y los mecanismos ejecutivos responsables del acceso a ese conocimiento. Dependiendo de la tarea y del propio concepto, el papel de los mecanismos ejecutivos es fundamental. Así, por ejemplo, de los perros sabemos que son animales de compañía, que hay muchas razas diferentes, que son fieles, que son mamíferos, etc., pero también sabemos que pueden transmitir la rabia, que ensucian las aceras, que nos despiertan por la noche con sus ladridos, etc. Toda esa información no se activa cuando oímos la palabra perro, sino sólo la relevante a cada situación; así, cuando escuchamos la oración «el niño fue atendido en el hospital por la mordedura de un perro» activamos información muy distinta de cuando oímos «el perro de María ganó un concurso de belleza». La selección de la información relevante para cada situación es tarea de los mecanismos ejecutivos.

Teoría hub (o centro de actividad)

Damasio (1989). Habla de zonas de convergencia, es decir, lugares donde convergen informaciones sensoriales diferentes. Así, hay una zona en la que convergen la información visual de la forma y la información de la acción, otra en la que convergen la representación de la forma y el nombre del objeto, etc.
Jeíferies y Lambón Ralph (2006). Nuestra capacidad para usar de manera eficiente el sistema semántico depende de dos elementos interactivos: un conjunto de representaciones amodales y un control semántico responsable del acceso a esas representaciones.
Patterson, Néstor y Rogers (2007). Teoría hub (o centro de actividad), sostiene que las redes neuronales correspondientes a los distintos conceptos, además de distribuirse por las áreas perceptivas y motoras, también se extienden, y de manera fundamental, por una zona del cerebro responsable del conocimiento conceptual puro independiente de la modalidad sensorial.
Pobric et al. (2007). A mayor atrofia en la parte anterior de los lóbulos temporales, mayor alteración semántica. Incluso en las personas sanas a las que se les genera una «lesión virtual», inhibiendo la actividad del lóbulo temporal anterior mediante estimulación magnética transcraneal repetitiva, se producen momentáneamente pérdidas de información conceptual o semántica.

La teoría hub (o centro de actividad) sostiene que las redes neuronales correspondientes a los distintos conceptos, además de distribuirse por las áreas perceptivas y motoras, también se extienden, y de manera fundamental, por una zona del cerebro responsable del conocimiento conceptual puro independiente de la modalidad sensorial. Cuando a causa de una lesión cerebral se dañan algunos conceptos, los pacientes no pueden recuperarlos por ninguna de las modalidades sensoriales: ni a través de las palabras, ni de los dibujos, ni del tacto. De hecho, muchos conceptos son totalmente abstractos y no dependen de ninguna modalidad sensorial ni motora, pues son el resultado de la integración de otros conceptos concretos con características comunes pero que pueden tener diferentes rasgos perceptivos. Es el caso de conceptos totalmente abstractos, como justicia o libertad, que no están relacionados con ninguna modalidad sensorial. Si las redes conceptuales se distribuyesen sólo por áreas perceptivas y motoras sería muy difícil formar los conceptos abstractos. Damasio (1989) habla de zonas de convergencia, es decir, lugares donde convergen informaciones sensoriales diferentes. Además de esas zonas en las que convergen distintas informaciones sensoriales y motoras, la teoría hub postula una zona amodal, un centro distribuidor de actividad donde están representados todos los conceptos, sea cual fuere la categoría semántica a la que pertenezcan y sean cuales fueren los rasgos perceptivos más destacados. Una lesión en esta zona produciría una alteración semántica con independencia de la modalidad perceptiva en que se presente (visual, auditiva, táctil) y de la modalidad de respuesta que se le pida (denominación oral, escrita, dibujo, mímica, etc.).

Los datos provenientes tanto de la clínica como de los estudios de neuroimagen apuntan a que esa zona amodal podría situarse en la parte anterior de los lóbulos temporales, puesto que esta región es crítica en el procesamiento semántico. Los pacientes con daño semántico puro debido a encefalitis por herpes simple tienen siempre dañada esa zona temporal anterior. También en la enfermedad neurodegenerativa denominada demencia semántica, cuyos primeros síntomas son puramente semánticos, la atrofia cerebral comienza en esa zona.

Hay tres zonas corticales (la parte anterior de los dos lóbulos temporales, izquierdo y derecho, el área temporoparietal izquierda y el área prefrontal inferior izquierda) que siempre se activan cuando se realizan tareas semánticas, como la denominación de dibujos, la asociación semántica o la fluidez verbal y que, cuando sufren una lesión, producen trastornos semánticos. Sin embargo, los defensores de la teoría hub sostienen que sólo las zonas temporales anteriores corresponden al sistema semántico, y que las otras dos son más bien áreas ejecutivas que participan en el acceso al sistema semántico. Parece bastante verosímil que la zona anterior de los dos lóbulos temporales sea la responsable de las representaciones semánticas amodales, dado que tiene ricas conexiones con las áreas corticales responsables de la información específica de la modalidad. De esta manera puede recoger la información sensorial, funcional y verbal de los estímulos para extraer las propiedades de alto orden y quedarse con una representación abstracta y amodal.

Es bien conocido que la zona prefrontal inferior desempeña un importante papel en las funciones ejecutivas en general y en la búsqueda activa de la información en particular, y que la zona temporoparietal está estrechamente conectada a la prefrontal a través del fascículo arqueado, por lo que esas dos regiones forman parte de un mismo sistema neuronal destinado al control semántico.
En definitiva, nuestra capacidad para usar de manera eficiente el sistema semántico depende de dos elementos interactivos: un conjunto de representaciones amodales y un control semántico responsable del acceso a esas representaciones. Hay ciertos aspectos de los conceptos a los que es posible acceder de manera automática, pero hay muchos otros que requieren un acceso controlado para extraer en cada momento, y en función de la tarea, la información más apropiada.

fig7 07 BASES NEUROLÓGICAS DEL SISTEMA SEMÁNTICO

Distribución de la red semántica en la corteza cerebral según el modelo distribuido (A) y el modelo del centro de actividad (B). Tomado de Patterson et al. (2007)

Referencias

  • Cuetos Vega, González Álvarez, Vega, and Vega, Manuel De. Psicología Del Lenguaje. 2ª Edición. ed. Madrid: Editorial Médica Panamericana, 2020.
  • PDF Profesor tutor Pedro R. Montoro

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