9.1: Introducción

El lenguaje involucra casi todas las partes del cerebro, como se cubre en otros capítulos del texto:

• Percepción y atención: el lenguaje requiere la percepción de palabras a partir de ondas sonoras auditivas, y texto escrito. La atención es crítica para sacar palabras individuales en la página, y oradores individuales en una habitación abarrotada. En este capítulo, vemos cómo una versión del modelo de reconocimiento de objetos del capítulo de percepción puede realizar el reconocimiento de palabras escritas, de una manera que específicamente aprovecha la propiedad de invarianza espacial de este modelo.
• Control motor: La producción del lenguaje obviamente requiere salida motora en forma de habla, escritura, etc. El habla fluida depende de un cerebelo intacto, y los ganglios basales han sido implicados en una serie de fenómenos lingüísticos.
• Aprendizaje y memoria: el aprendizaje temprano de palabras probablemente depende de la memoria episódica en el hipocampo, mientras que la memoria a largo plazo para el significado de las palabras depende del aprendizaje lento integrado en la corteza. La memoria para temas recientes de discurso y lectura (que puede abarcar meses en el caso de leer una novela) probablemente involucra el hipocampo y representaciones semánticas sofisticadas en la corteza temporal.
• Función ejecutiva: el lenguaje es una instalación mental compleja que depende críticamente de la coordinación y la memoria de trabajo de la corteza prefrontal (PFC) y los ganglios basales, por ejemplo, codificando estructuras sintácticas a lo largo del tiempo, unión a pronombres y otras formas más transitorias de memoria.

De esto se podría concluir que el lenguaje no es particularmente especial, sino que representa una especialización natural de los mecanismos cognitivos generales de dominio. Por supuesto, las personas tienen un aparato articulatorio especializado para producir sonidos del habla, que no son compartidos por otras especies de primates, pero se podría argumentar que todo lo que está encima de esto es solo lenguaje infectando estructuras cerebrales cognitivas preexistentes. Ciertamente la lectura y la escritura son demasiado recientes para tener alguna adaptación evolutiva que la apoye (pero también es el aspecto menos “natural” del lenguaje, que requiere una escolaridad explícita, en comparación con la manera esencialmente automática en que las personas absorben el lenguaje hablado).

Pero el lenguaje es fundamentalmente diferente de cualquier otra actividad cognitiva de varias maneras importantes:

• Símbolos — el lenguaje requiere que el pensamiento se reduzca a una secuencia de símbolos, transportado a través del espacio y el tiempo, para ser reconstruido en el cerebro del receptor.
• Sintaxis — el lenguaje obedece complejas regularidades abstractas en el ordenamiento de palabras y letras/fonemas.
• Extensión temporal y complejidad: el lenguaje puede desarrollarse durante un período de tiempo muy largo (por ejemplo, la Guerra y la Paz de Tolstoi), con un nivel de complejidad y riqueza transmitido que supera con creces cualquier experiencia natural que pueda surgir fuera del entorno lingüístico. Si alguna vez te encuentras viendo una película en un avión sin el sonido, apreciarás que las imágenes visuales representan la mitad menor de la mayoría del contenido de la película (las interesantes de todos modos).
• Generatividad — el lenguaje es “infinito” en el sentido de que el número de diferentes frases posibles que podrían construirse es tan grande como para ser efectivamente infinito. El lenguaje se utiliza rutinariamente para expresar nuevas ideas. Puede encontrar algunos de esos aquí.
• Cultura — gran parte de nuestra inteligencia se imparte a través de la transmisión cultural, transportada a través del lenguaje. Así, el lenguaje da forma a la cognición en el cerebro de manera profunda.

La naturaleza “especial” del lenguaje, y su dependencia de los mecanismos de dominio general, representan dos polos en el continuo de enfoques tomados por diferentes investigadores. Dentro de este amplio lapso, hay mucho espacio para la controversia y las opiniones contradictorias. Noam Chomsky teorizó de manera famosa e influyente que todos nacemos con una gramática universal innata, con el aprendizaje de idiomas que equivale a descubrir los parámetros específicos de esa instancia del lenguaje. En el otro extremo, los modeladores del lenguaje coneccionistas como Jay McClelland argumentan que los mecanismos neuronales genéricos completamente desestructurados (por ejemplo, redes de retropropagación) son suficientes para explicar (al menos algunas de) las cosas especiales sobre el lenguaje.

Nuestro enfoque general se basa claramente en el enfoque de dominio general, dado que los mismos mecanismos neuronales de propósito general utilizados para explorar una amplia gama de otros fenómenos cognitivos se aplican aquí al lenguaje. Sin embargo, también pensamos que ciertas características del sistema PFC/ganglios basales juegan un papel especial en el procesamiento simbólico sintáctico. En la actualidad, estas contribuciones especiales solo se abordan brevemente aquí, y se elaboran un poco más en el capítulo de la función ejecutiva, pero los planes futuros requieren una mayor elaboración. Un indicio de estas contribuciones especiales proviene de las neuronas espejo descubiertas en la corteza frontal de los monos, en un área que se cree que es análoga al área de Broca en humanos; estas neuronas parecen codificar las intenciones de acciones realizadas por otras personas (o monos), y así pueden constituir un capacidad crítica para entender lo que otras personas están tratando de comunicar.

Comenzamos como de costumbre con una base biológica al lenguaje, en términos de áreas cerebrales particularmente importantes y la biología del habla. Luego nos fijamos en las vías perceptuales y motoras básicas en el contexto de la lectura, incluyendo un relato de cómo el daño a diferentes áreas puede dar lugar a patrones distintivos de dislexia adquirida. Exploramos un modelo de lectura a gran escala, basado en nuestro modelo de reconocimiento de objetos del capítulo de percepción, que es capaz de pronunciar las aproximadamente 3,000 palabras monosilábicas en inglés, y generalizar este conocimiento a no palabras. A continuación, consideramos la naturaleza del conocimiento semántico, y vemos cómo un modelo autoorganizado puede codificar el significado de la palabra en términos de las estadísticas de coocurrencia de palabras, tal como se desarrolla en el modelo de Análisis Semántico Latente (LSA). Finalmente, exploramos la sintaxis a nivel de oraciones en el modelo de Sentence Gestalt, donde la información sintáctica y semántica se integran a lo largo del tiempo para formar una “gestalt” como comprensión del significado de la oración.