Científicos desvelan las claves del lenguaje humano

Alrededor del año y medio de vida es cuando un bebé articula su primera palabra, sin embargo, su relación con el lenguaje comienza mucho antes. La ciencia aún sabe poco sobre cómo se teje este vínculo para toda la vida, pero en San Sebastián hay un centro dedicado a averiguarlo: el Basque Center on Cognition, Brain and Language (BCBL).

Desde su cuartel general en el parque tecnológico de Miramón, ubicado en una colina verde a las afueras, los investigadores del BCBL utilizan las herramientas más simples y las más sofisticadas, como escáneres por resonancia magnética, para comprender con exactitud qué ocurre en el cerebro de un ser humano antes y después de estrenar su nuevo mejor juguete: el lenguaje.

Al frente de este proyecto está el director científico, Manuel Carreiras. Tras más de 25 años de carrera investigadora en las áreas de la psicolingüística y la neurocognición, Carreiras aceptó la oferta del Gobierno Vasco para dirigir el centro.

“Que te den la oportunidad de crear un centro así de la nada es el sueño de cualquier investigador”, reconoce Carreiras a SINC. Pese a comenzar su actividad hace solo dos años, el centro “ya tiene una excelente reputación internacional, que esperemos siga mejorando”, dice su director.

En este tiempo, el BCBL ya ha producido “publicaciones con un impacto importante, como los experimentos de aprendizaje de la lectura con analfabetos, que se publicaron en Nature; otras sobre la consolidación de memoria, el procesamiento de los oxímoron y de la lengua de signos, etc.”, dice Carreiras. También han experimentado con la lectura de palabras en espejo, el rol de las consonantes, el procesamiento numérico, los efectos del entrenamiento y la adquisición del habla en bilingües.

Acogida de cerebros

Contradiciendo la generalizada fuga de cerebros en la ciencia, este centro –donde trabajan unas 50 personas– importa talento investigador, a veces patrio, del extranjero.

En sus pasillos se escucha con normalidad el inglés. La investigadora húngara Monika Molnar dejó Montreal por San Sebastián para trabajar en el babyLAB del BCBL, un proyecto dedicado a estudiar el lenguaje en bebés de hasta dos años.

“Hasta hace poco creíamos que los bebés no aprendían apenas el lenguaje durante el primer año de vida”, explica Molnar. “Pero incluso los recién nacidos saben algo sobre el lenguaje, ya que su córtex auditivo se desarrolla tres meses antes de nacer. Sabemos que el bebé puede escuchar a su madre en la placenta y, aunque la escucha como si estuviera sumergido en una piscina, esto lo vuelve más sensible a la prosodia de su lengua materna. En su primer año de vida, los niños aprenden muchísimo más sobre el lenguaje de lo que pensábamos”.

Uno de los principales intereses del proyecto está en comprobar cómo afecta al bebé crecer dentro de una comunidad bilingüe, como es la vasca.

“Sabemos muchas cosas sobre cómo los bebés aprenden un único lenguaje, pero muy poco sobre cómo aprenden dos lenguas los niños bilingües. Es una línea de investigación muy nueva”, apunta Molnar. “Y no, el gobierno vasco no nos ha impuesto ninguna agenda”, responde con humor Carreiras a la bienintencionada sospecha.

Materia prima para estudiar el bilingüismo

“Sencillamente sería estúpido no trabajar sobre bilingüismo estando en un sitio donde coexisten dos lenguas tipológicamente tan diferentes. El euskera, a diferencia del castellano que es una lengua romance, es preindoeuropea. Mientras que el orden canónico en castellano es sujeto-verbo-objeto, en euskera es sujeto-objeto-verbo. Además el euskera tiene una morfología aglutinativa, es una lengua ergativa, es decir, la forma del sujeto de la oración cambia dependiendo de si el verbo es transitivo o intransitivo”, explica Carreiras.

La confluencia de dos lenguas tan diferentes permite abrir una ventana para entender cómo el cerebro negocia su adquisición desde el nacimiento, como indica Carreiras: “Hay muy pocos laboratorios en el mundo que puedan disponer de esta materia prima y sería un error garrafal desde el punto de vista científico no aprovechar esta posibilidad”.

El trabajo del babyLAB en estos tres últimos años está empezando ya a dar sus frutos. En un reciente estudio, “encontramos que con tan solo tres meses y medio los bebés son capaces de distinguir entre el castellano y el euskera”, dice Molnar.

Actualmente sus estudios están centrados en el habla de los bebés durante el primer año de vida, es decir, en descifrar el balbuceo. “El aprendizaje de ambas lenguas es muy interesante, porque acústicamente son muy parecidas –tienen el mismo número de vocales y consonantes– pero en términos de sintaxis y gramática son muy diferentes”.

Experimentar con sujetos de tan tierna edad no resulta fácil para un científico. Los niños están agrupados en grupos de control en función de su lengua materna –castellano, euskera o bilingüe– o su predisposición a tener problemas de lenguaje. En total, catorce niños por grupo y más de
100 en cada experimento.

Según apunta Molnar, después de cinco minutos es imposible tener al bebé centrado, lo cual acorta el tiempo de estudio. “Otras veces empiezan a llorar o no quieren hacer el experimento, por lo que no podemos usar los datos. Este tipo de cosas ocurren un 30% de las veces”.

¿Cómo se estudia el lenguaje de alguien que todavía no ha hablado? Por ejemplo, mediante aparatos de medición de movimientos oculares (eye-tracking) o electrodos que miden la actividad cerebral. Con los pequeños utilizan, además “un aparato de luz infrarroja, que no usa un campo magnético y es totalmente seguro. A través de esto podemos ver la activación de la sangre en ciertas partes del cerebro”, dice Molnar.

La ciencia del balbuceo

En los sesenta, el lingüista Noam Chomsky causó gran revuelo académico al teorizar que la capacidad del lenguaje no se aprendía sino que era innata, mediante la presencia de un Dispositivo de Adquisición del Lenguaje (en inglés, Language Adquisition Device o LAD) en el cerebro del niño. Aunque el concepto de LAD fue desechado a posteriori incluso por el propio Chomsky, muchas de estas preguntas siguen sin resolverse de forma contundente.

“Una de las grandes preguntas es qué equipamiento traemos de serie cuando nacemos y qué aprendemos de la experiencia”, explica Molnar. “Este estudio es un método muy poderoso para responder a esto y también para predecir si el bebé tendrá algún problema de aprendizaje. Queremos saber si de la actividad cerebral en el momento del nacimiento puede predecirse cómo será el desarrollo lingüístico posterior”.

Al igual que Molnar, Kepa Paz-Alonso también cruzó el Atlántico, desde Berkeley, California, para investigar en el BCBL. A través de la neurociencia, Paz-Alonso estudia cómo cambian ciertas funciones cognitivas a lo largo de la infancia. Sus sujetos son algo más mayores, entre siete y 12 años. “En estas edades hay una alta plasticidad cerebral, por tanto, un entrenamiento puede ayudar a mejorar”.

“La idea básica es que establecemos una función cognitiva de interés, digamos por ejemplo la memoria de trabajo”, dice Paz-Alonso. Los experimentos a los que se somete a los niños son relativamente sencillos, eso sí, los impulsos de su cerebro están controlados en todo momento. “Se preparan tareas que implican esos procesos cognitivos. Sabemos que la memoria de trabajo, por ejemplo, tiene dos componentes: uno mantiene la información en la memoria a corto plazo y hay otro que hace operaciones con ella”.

Entrenar la inteligencia

Se le dan al sujeto del experimento varios números –por ejemplo, 7, 3, 8 y 6– y se le pide que mantenga esos números en la cabeza. A continuación, debe reordenarlos de menor a mayor, mientras Paz-Alonso y su equipo observan en un monitor su actividad cerebral.

“Sabemos que esa memoria de trabajo requiere actividad en el lóbulo frontal; a la vez, la investigación muestra que hay redes entre el lóbulo frontal y el parietal que juegan un papel fundamental en la memoria de trabajo y entonces podemos plantearnos en qué medida esas conexiones se desarrollan a lo largo del curso evolutivo”, dice el investigador.

Estas redes no tienen porqué ser exactamente las mismas en cada persona. De acuerdo con el trabajo de este grupo de científicos, hay gente que, tras un accidente en que se vea afectada el área de Broca sufre afasias en su lengua nativa (L1) pero sigue desarrollando perfectamente su segunda lengua. O al revés, que la lesión afecte a la L2 pero no a la L1.

Una de las aplicaciones más interesantes de estos estudios estaría en desarrollar entrenamientos tras los cuales un niño sería capaz, por ejemplo, de leer más rápido o desarrollar una memoria más precisa.

“Entre los ocho y los 12 años es cuando se afinan las capacidades cognitivas, mejora la atención ejecutiva, la precisión en la memoria y habilidades relativas al lenguaje. Estos cambios contribuyen a que el cerebro se haga más adulto”, dice Paz-Alonso, que cree que en el futuro los planes educativos podrían verse beneficiados al tener en cuenta la perspectiva neurocientífica.

“Hablamos de un entrenamiento de dos o tres semanas, relativamente intensivo. Ahora estamos estudiando si se producen cambios en las redes neuronales en función de haber recibido el entrenamiento o no”, dice Paz-Alonso.

Su grupo de investigación en el BCBL es joven y aún no ha desarrollado esta aplicación, pero existen ejemplos más maduros, como los programas de Adele Diamond (Universidad de British Columbia, Canadá) para mejorar el control inhibitorio, la flexibilidad cognitiva y la memoria de trabajo en niños en edad preescolar.

La educación necesita neurociencia

Carreiras cree claro “que se deberían tener en cuenta los hallazgos en neurociencia en la planificación educativa. Gracias a la neurociencia hoy sabemos mucho sobre el proceso de aprendizaje de los niños con un desarrollo normal, o que la dislexia es un problema genético. La neurociencia va a permitir entender mejor las causas de muchos trastornos del desarrollo y, por tanto, va a permitir una detección más precoz de los mismos, y en consecuencia una intervención más temprana y más efectiva”.

Sin embargo, este tipo de iniciativas todavía son vistas con escepticismo por parte de los políticos y técnicos de planificación educativa. “Los políticos y técnicos tienen que ser más sensibles a los avances científicos, a lo que hoy sabemos sobre el proceso y los trastornos de aprendizaje, los mecanismos cerebrales y cognitivos que se ponen en juego a la hora de aprender a leer –dice Carreiras–, y me refiero a los hallazgos científicos, no a métodos que algunos charlatanes de feria sin escrúpulos intentan vender y que no tienen base científica alguna. Por ejemplo, todavía hoy en día se está vendiendo la idea de que los chicos disléxicos en realidad son poco dotados, o ciertos métodos de intervención que solo se basan en la intuición y cuya eficacia no está avalada científicamente”.

Las herramientas de la neurociencia para detectar irregularidades en los impulsos eléctricos neuronales desde el primer día de vida han abierto las puertas a las posibilidades de investigación, pero también a las consideraciones éticas y de seguridad. Carreiras dice que “siempre se tiene en cuenta esa consideración ética. De hecho, nos acaban de conceder un proyecto del European Research Council (ERC) para trabajar con niños, y para poder comenzar hemos necesitado el informe favorable del comité ético del País Vasco y el del comité correspondiente del ERC con un montón de protocolos. Está todo súper regulado”.

“Ninguna de las técnicas que usamos en el BCBL son invasivas, ni la resonancia (MRI), ni la magnetoencefalografía (MEG), ni la electroencefalografía (EEG) ni la Espectroscopia del Infrarrojos (NIRS)”, añade Carreiras. “Simplemente son medidas del flujo hemodinámico, de la electricidad que transmiten nuestras neuronas o del campo magnético que se produce en nuestro cerebro durante cuando ocurren esos impulsos eléctricos”.

Estudios en recién nacidos

Algunas se utilizan incluso con recién nacidos, como el NIRS o el EEG. En la universidad finlandesa de Jyväskylä estudiaron con EEG a niños con antecedentes familiares de dislexia desde el mismo nacimiento y descubrieron que había respuestas eléctricas que funcionaban de forma diferente en su cerebro.

Estos resultados proporcionan un marcador que podría utilizarse de forma rutinaria para detectar si alguien tiene posibilidades de padecer dislexia, para así ponerle remedio antes incluso de que llegue a la escuela.

En este sentido, el BCBL trabaja también para que este conocimiento llegue a la sociedad. Además de las líneas de investigación enfocadas a la educación, entre los futuros proyectos está también crear de una clínica destinada a trastornos del lenguaje. El terreno para la neurociencia cognitiva parece, por tanto, fértil.

Desde su despacho acristalado, Carreiras ve pasar a los investigadores que ha logrado traer a San Sebastián. “Intento robarle horas al descanso, porque mi estímulo es el laboratorio y la dirección requiere dedicar tiempo a la administración del centro”, dice el director. “Los mejores momentos transcurren cuando hablamos de ciencia, cuando diseñamos experimentos. Claro que eso requiere muchas horas de trabajo, a veces ingratas, pero hay un momento absolutamente sublime y único, que es cuando se han analizado los resultados y ves por primera vez algo nuevo, a veces inesperado, datos, resultados que nadie nunca ha visto antes. Es como cuando eras niño la noche de Reyes, cuando te llegaban los regalos”.

Bilingües en matemáticas

Uno de los grupos de investigación más interesantes del Basque Center on Cognition, Brain and Language estudia la relación entre bilingüismo y procesamiento matemático. Para la investigadora Elena Salillas “es muy interesante porque la aritmética se aprende de manera verbal, las tablas de multiplicar son casi como una canción que se memoriza”.

En el BCBL han detectado que hay un almacenamiento de memoria muy diferente si los niños aprenden las matemáticas en una lengua o en la otra. “El procesamiento visible apenas cambia, los niños pueden decir si es más grande cinco o diez –dice Salillas–, pero tanto en el tiempo de reacción como en el correlato neurofisiológico, que es lo que estamos haciendo con magnetoencefalografía, hay una diferencia considerable a nivel cerebral”.

Mientras en castellano se utiliza el sistema decimal de numeración, en euskera, como en francés, el sistema es vigesimal. Por ejemplo, el número 56 en castellano se articula como “cincuenta-seis” y en euskera como “cuarenta-dieciséis”. Los test de estos investigadores detectaron una sincronización el cerebro para el sistema vigesimal que solo se daba en el cerebro de los niños que aprendieron matemáticas en euskera pero no en los que las aprendieron en castellano pese a ser, muchos de ellos, bilingües en euskera. “No tenían esa firma electrofisiológica”, apunta Salillas.

El misterio de la discalculia

La técnica utilizada es la de potenciales evocados (en inglés, Event Related Potentials) y consiste en colocar al niño frente al ordenador con un casco de electrodos que amplifica la señal del cerebro. Así, los investigadores analizan lo que ocurre después de un estímulo en pantalla, que estos produce cambios en la señal que manda el cerebro.

Salillas ejemplifica cómo ella y su grupo traducen estas positividades o negatividades en comportamientos concretos del cerebro. “En el artículo que publicamos en Psychological Science había una disociación muy clara. Si te presento tres resultados: 2x3=6, 2x3=7, 2x3 =9, sabes que dos son incorrectos, el 7 y el 9, pero el 9 está relacionado con el 3. Para valorar la diferencia entre ‘relacionado’ y ‘no relacionado’, utilizamos una medida que se llama 'n400'. En la lengua en que un individuo había aprendido matemáticas, la n400 era más negativa para el resultado '7' que para el '9'. En la otra lengua teníamos que esperar hasta 600 milisegundos para observar esa diferencia, cuando en la primera lengua era casi inmediato”, explica la psicolingüista.

El paso siguiente para este grupo de investigación será trabajar con personas con discalculia, problema parecido a la dislexia pero aplicado al procesamiento matemático. “Son gente completamente normal, incluso pueden ser súper inteligentes, pero no van bien en matemáticas”, dice Salillas. “Antes se decía que estos niños eran malos para las matemáticas o, incluso, que eran tontos porque las matemáticas tienen fama de difíciles. Nuestros test miden el módulo numérico y el problema es que, para los niños bilingües con discalculia, tener más de un código incrementa la dificultad del procesamiento matemático”, aclara.