• Un grupo de neurocientíficos del MIT ha demostrado que los humanos fuimos reciclando una región del cerebro destinada al reconocimiento de objetos a medida que desarrollamos la capacidad de leer

Leer es un proceso complejo para el que nuestro cerebro no estaba preparado

Los humanos comenzamos a desarrollar sistemas de lectura y escritura hace tan solo unos miles de años. Esto es muy poco tiempo (evolutivamente hablando) para que nuestros cerebros hayan podido desarrollar áreas específicamente dedicadas a la lectura. Tengamos en cuenta que leer es un proceso muy complejo que implica reconocer palabras, asignarles un significado y asociarlas con su sonido correspondiente, entre otras funciones (os recomendamos leer la entrevista La organización espacial y temporal en el aprendizaje de la lectoescritura).

Una de las hipótesis que barajaban los científicos para explicar el desarrollo de la habilidad de la lectura es que algunas partes de nuestro cerebro que originalmente evolucionaron para otras tareas se hubieran reciclado para poder leer. Pues bien, un estudio llevado a cabo por un grupo de neurocientíficos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha evidenciado que así es: los humanos fuimos reciclando una región del cerebro destinada al reconocimiento de objetos a medida que desarrollamos la capacidad de leer. En concreto, se trata de la corteza inferotemporal del cerebro (IT); localizada por los científicos en 2012.

Funciones de la corteza inferotemporal

La corteza inferotemporal es la región del cerebro que crea una representación de los objetos. Nos permite percibir las estructuras en 3 dimensiones; es decir, captar la profundidad de los objetos y, por tanto, calcular distancias (evolutivamente, fue fundamental para que los depredadores pudieran cazar a sus presas, por ejemplo). Además, esta parte del cerebro también se encarga de diferenciar las superficies cóncavas y convexas. De hecho, si hay una lesión en esta área, se pierde la capacidad de reconocer objetos o estímulos ya aprendidos.

Con el transcurso del tiempo, el ser humano fue reutilizando la corteza inferotemporal para disponer de un componente que es clave en la lectura y que se denomina procesamiento ortográfico: la capacidad de reconocer letras y palabras escritas. Dicho de otro modo, la parte de la corteza visual dedicada a reconocer objetos aprendió a identificar también palabras y letras, según este estudio que se publicó la semana pasada.

Los resultados de la investigación también sugieren que incluso en los primates no humanos (que no saben leer) esta parte de su cerebro les capacita para distinguir palabras con sentido de palabras sin sentido, y seleccionar letras específicas de una palabra.

“Este trabajo ha abierto un vínculo potencial entre nuestra rápida comprensión de los mecanismos neuronales del procesamiento visual y un comportamiento importante de los primates: la lectura humana”, ha señalado James DiCarlo, jefe del Departamento de Ciencias del Cerebro y Cognitivas del MIT, investigador del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro y el Centro de Cerebros, Mentes y Máquinas, y autor principal del estudio.

El ser humano ‘recicló’ una región del cerebro para poder leer

El estudio en detalle

El grupo de investigadores del MIT se interesó en estudiar los mecanismos neuronales que hay detrás del reconocimiento de palabras después de que un grupo de psicólogos cognitivos de Francia descubriera que los mandriles podían aprender a discriminar palabras de grupos de letras sin sentido (un estudio que se publicó en la revista Science en 2012).

Al realizar investigaciones con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) han podido identificar una región llamada área visual de formación de palabras (VWFA) que se ilumina cuando el cerebro procesa una palabra escrita. Esta región está involucrada en la etapa ortográfica: discrimina palabras de cadenas desordenadas de letras o palabras de alfabetos desconocidos. El VWFA se encuentra en la corteza IT, la parte de la corteza visual que, como hemos explicado, también es responsable de identificar los objetos. Previamente, y utilizando fMRI, habían descubierto que algunas partes de la corteza de TI que responden a objetos y caras se vuelven altamente especializadas para reconocer palabras escritas una vez que las personas aprenden a leer.

“Sin embargo, dadas las limitaciones de los métodos de imagen humana, ha sido un desafío caracterizar estas representaciones a la resolución de neuronas individuales, evaluar cuantitativamente si estas representaciones podrían reutilizarse para apoyar el procesamiento ortográfico y cómo lo hacen. Estos hallazgos nos inspiraron a preguntarnos si los primates no humanos podrían brindar una oportunidad única para investigar los mecanismos neuronales subyacentes al procesamiento ortográfico“, ha explicado uno de los investigadores.

la corteza inferotemporal y la capacidad humana de leer

El grupo de científicos se planteó la hipótesis de que si partes del cerebro de los primates están predispuestas a procesar texto, podrían encontrar patrones que reflejaran esto en la actividad neuronal de los primates no humanos, ya que simplemente miran las palabras. Para probar esa idea, registraron la actividad neuronal de aproximadamente 500 sitios neuronales a través de la corteza IT de los macacos mientras observaban alrededor de 2000 cadenas de letras, algunas de las cuales eran palabras en inglés y otras, cadenas de letras sin sentido. La eficacia de esta metodología es que no es necesario entrenar animales para hacer nada: simplemente se registran estos patrones de actividad neuronal mientras se destella una imagen frente al animal.

Posteriormente, los investigadores introdujeron esos datos neuronales en un modelo informático simple llamado clasificador lineal. Este modelo aprende a combinar las entradas de cada uno de los 500 sitios neuronales para predecir si la cadena de letras que provocó ese patrón de actividad fue una palabra o no. Si bien el animal en sí no realiza esta tarea, el modelo actúa como un sustituto que utiliza los datos neuronales para generar un comportamiento. Usando esos datos neuronales, el modelo fue capaz de generar predicciones precisas para muchas tareas ortográficas, incluyendo distinguir palabras de no palabras y determinar si una letra en particular está presente en una cadena de palabras. El modelo tenía una precisión del 70 por ciento en la distinción de palabras de no palabras, que es muy similar a la tasa informada en el estudio de Science de 2012 con babuinos. Además, los patrones de errores cometidos por el modelo fueron similares a los realizados por los animales.

Asimismo, los investigadores registraron la actividad neuronal de un área cerebral diferente que también alimenta la corteza IT: V4, que es parte de la corteza visual. Cuando introdujeron patrones de actividad V4 en el modelo de clasificador lineal, el modelo predijo mal (en comparación con TI) el rendimiento humano o de babuino en las tareas de procesamiento ortográfico.

Los hallazgos sugieren que la corteza de TI está particularmente bien adaptada para ser reutilizada para las habilidades que se necesitan para leer, y apoyan la hipótesis de que algunos de los mecanismos de lectura se basan en mecanismos altamente evolucionados para el reconocimiento de objetos, dicen los investigadores.

Los investigadores ahora planean entrenar a los animales para realizar tareas ortográficas y medir cómo cambia su actividad neuronal a medida que aprenden las tareas.

Los resultados del estudio se publicaron el martes pasado en la revista Nature Communications.