Un estudio en pacientes con epilepsia está ayudando a los investigadores a comprender cómo el cerebro maneja la tarea de aprender un nuevo idioma mientras retiene nuestra lengua materna.
por la Universidad de California, San Francisco
El estudio, realizado por neurocientíficos de la UC San Francisco, arroja luz sobre la antigua pregunta de por qué es tan difícil aprender un segundo idioma en la edad adulta.
Los resultados algo sorprendentes le dieron al equipo una ventana sobre cómo el cerebro navega por el equilibrio entre la neuroplasticidad (la capacidad de desarrollar nuevas conexiones entre neuronas cuando se aprenden cosas nuevas) y la estabilidad, lo que nos permite mantener las redes integradas de cosas que ya hemos aprendido. . Los hallazgos aparecen en la edición del 30 de agosto de 2021 de Proceedings of the National Academy of Sciences .
«Cuando aprendemos un nuevo idioma, nuestros cerebros están acomodando de alguna manera estas dos fuerzas mientras compiten entre sí», dijo Matt Leonard, Ph.D., profesor asistente de cirugía neurológica y miembro del Instituto Weill de Neurociencias de UCSF. .
Mediante el uso de electrodos en la superficie del cerebro para seguir las señales neuronales de alta resolución, el equipo descubrió que grupos de neuronas dispersas por toda la corteza del habla parecen ajustarse a sí mismos a medida que el oyente se familiariza con los sonidos extraños.
«Estos son nuestros primeros conocimientos sobre lo que está cambiando en el cerebro entre escuchar por primera vez los sonidos de un idioma extranjero y poder reconocerlos», dijo Leonard, investigador principal del estudio.
«Esa etapa intermedia es un paso crucial en el aprendizaje de idiomas, pero ha sido difícil de abordar, porque el proceso es dinámico y único para el individuo», dijo. «Con este estudio, pudimos ver lo que realmente está sucediendo en las regiones del cerebro involucradas en la diferenciación de sonidos durante esta fase inicial de aprendizaje».
La actividad cerebral cambia a medida que los sonidos extraños se vuelven familiares
Aprender los sonidos de un nuevo idioma es el primer paso para aprender a usar ese idioma, dijo Leonard. Entonces, para este estudio, Leonard y el autor principal y erudito postdoctoral Han Yi, Ph.D., investigaron cómo la actividad en las regiones cerebrales dispersas asociadas con el lenguaje cambiaba a medida que el oyente se familiarizaba con los sonidos extranjeros.
El equipo trabajó con 10 pacientes voluntarios, de entre 19 y 59 años, cuya lengua materna es el inglés, y les pidió que reconocieran los sonidos del habla en mandarín. El mandarín es un lenguaje tonal en el que el significado de la palabra se basa no solo en los sonidos de las vocales y consonantes, sino también en los cambios sutiles en el tono de la voz, conocidos como tonos. Los hablantes de idiomas no tonales como el inglés a menudo encuentran muy difícil discernir estos sonidos desconocidos.
Cada uno de los voluntarios se había sometido previamente a una cirugía cerebral, durante la cual se implantaron electrodos en el cerebro para localizar la fuente de sus convulsiones. El estudio incluyó a siete pacientes en el Centro de Epilepsia de UCSF y tres en el Centro de Epilepsia de los Hospitales y Clínicas de la Universidad de Iowa. Los voluntarios acordaron permitir que Leonard y su equipo recopilaran datos de electrodos de 256 canales de alta densidad colocados en la superficie de las regiones del cerebro que procesan los sonidos del habla.
Durante los siguientes días, Leonard y Yi trabajaron con los voluntarios individualmente, reproduciendo grabaciones de varios hablantes nativos de mandarín de diferentes edades, tanto hombres como mujeres, pronunciando sílabas como «ma» y «di» usando cada uno de los cuatro tonos. . Después de cada sonido, el paciente indicó si pensaba que el tono iba hacia arriba, hacia abajo, hacia arriba y luego hacia abajo, o si se mantenía plano, y recibió comentarios sobre si estaban en lo correcto. Los pacientes repitieron esta tarea unas 200 veces, durante varias sesiones de 5 a 10 minutos.
Después de ese breve período de tiempo, dijo Leonard, la gente había superado la fase de aprendizaje inicial y se había vuelto un tanto experta en categorizar los sonidos.
«También vimos mucha variabilidad», agregó. «Algunas personas harán bien un montón de pruebas y luego comenzarán a equivocarse y luego volverán a hacerlo bien en este tipo de altibajos que parece ser parte del proceso de aprendizaje».
Aprender nuevos sonidos implica afinar los «botones» neuronales
Cuando Leonard y Yi observaron las señales neuronales generadas por los estudiantes de idiomas, vieron un patrón que los sorprendió y explicó la curva de rendimiento que habían observado.
Los datos de otros estudios publicados sugirieron que la actividad en la corteza del habla podría aumentar a medida que una persona se familiariza con el idioma . Lo que los investigadores descubrieron en cambio fue un espectro de cambios distribuidos a lo largo de esa corteza del habla; con actividad aumentando en algunas áreas pero disminuyendo en otras, manteniendo un cuidadoso equilibrio.
Esos cambios podrían estar relacionados con un área del cerebro que se sintoniza con un tono particular, dijo Yi.
«Pudimos ver que algunos grupos de células responderían más al tono descendente y seguirían aumentando su respuesta, mientras que justo al lado, otro grupo de células se activará cada vez más cuando la persona escuche el tono descendente», dijo Yi. «Es como si estos pequeños grupos de neuronas asumieran diferentes roles».
Además, qué regiones del cerebro estaban más activadas por qué tono variaba entre los individuos.
«Es más como si el cerebro de cada persona tuviera un conjunto único de perillas que se van afinando mientras se familiarizan con estos sonidos», dijo Leonard.
Leonard y Yi piensan que esto puede explicar por qué algunas personas captan los sonidos mucho más fácilmente que otras, ya que cada cerebro único logra su propio equilibrio entre mantener la estabilidad del idioma nativo mientras recurre a la plasticidad necesaria para aprender uno nuevo.
«Los voluntarios pudieron aprender los tonos en mandarín sin afectar su capacidad para percibir el tono en inglés o en la música», dijo Leonard. «Estas pequeñas perillas neuronales se comunicaban entre sí para llegar al punto en el que pueden realizar la tarea correctamente trabajando juntas».
