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Las partes del cerebro humano “se han reciclado” para leer, indican estudio

Los seres humanos comenzaron a desarrollar sistemas de lectura y de escritura solamente en el plazo de los últimos poco mil años. Nuestras capacidades de la lectura nos fijan aparte de otras especies animales, pero unos miles años son un calendario mucho demasiado corto para que nuestros cerebros desarrollen las nuevas áreas dedicadas específicamente a la lectura.

Para explicar el revelado de esta habilidad, algunos científicos han presumido que las partes del cerebro que se desarrolló originalmente para otros fines “se han reciclado” para leer.

Como un ejemplo, sugieren que una parte del sistema visual que se especializa para realizar el reconocimiento de objeto repurposed para un componente clave del tramitación orthográfico llamado lectura -- la capacidad de reconocer letras y palabras escritas.

Un nuevo estudio de neurólogos del MIT ofrece las pruebas de esta hipótesis. Las conclusión sugieren que incluso en los primates no humanos, que no saben leer, una parte del cerebro llamado la corteza (IT) inferotemporal sea capaz de realizar tareas tales como distinción de palabras de palabras de absurdo, o escogiendo cartas específicas de una palabra.

“Este trabajo ha abierto una articulación potencial entre nuestra comprensión rápidamente que se convertía de los mecanismos de los nervios del tramitación del contacto visual y un comportamiento importante del primate -- lectura humana,” dice a James DiCarlo, el jefe del departamento del MIT del cerebro y las ciencias cognitivas, investigador en el instituto de McGovern para la investigación del cerebro y el centro para los cerebros, las mentes, y las máquinas, y el autor mayor del estudio.

Rishi Rajalingham, un postdoc del MIT, es el autor importante del estudio, que aparece hoy en comunicaciones de la naturaleza. Otros autores del MIT son postdoc Kohitij Kar y socio técnico Sachi Sanghavi. El equipo de investigación también incluye a Estanislao Dehaene, profesor de la psicología cognoscitiva experimental en el Collège de France.

Reconocimiento de palabra

La lectura es un proceso complejo que requiere el reconocimiento de palabras, destinar el significado a esas palabras, y la asociación de palabras a su sonido correspondiente. Estas funciones se creen para ser extendidas fuera sobre diversas partes del cerebro humano.

Los estudios de resonancia magnética funcionales (fMRI) de la proyección de imagen han determinado una región llamada el área visual de la forma de palabra (VWFA) que se enciende hacia arriba cuando el cerebro tramita una palabra escrita.

Esta región está implicada en el escenario orthográfico: Discrimina palabras de cadenas de cartas embarulladas o palabras de alfabetos desconocidos. El VWFA está situado en la corteza de las TIC, una pieza de la corteza visual que es también responsable de determinar objetos.

DiCarlo y Dehaene llegaron a estar interesados en estudiar los mecanismos de los nervios detrás del reconocimiento de palabra después de psicólogos cognoscitivos en Francia denunciaron que los babuinos podrían aprender discriminar palabras de nonwords, en un estudio que apareció en ciencia en 2012.

Usando fMRI, el laboratorio de Dehaene ha encontrado previamente que las piezas de la corteza de las TIC que responden a los objetos y a las caras llegan a ser sumamente especializadas para reconocer a gente de las palabras escritas aprenden una vez leer.

Sin embargo, dado las limitaciones de los métodos humanos de la proyección de imagen, ha sido desafiador caracterizar estas representaciones en la resolución de neuronas individuales, y probar cuantitativo si y cómo estas representaciones se pudieron reutilizar para soportar el tramitación orthográfico,”

Estanislao Dehaene, profesor, departamento de la psicología cognoscitiva experimental, Collège de France

“Estas conclusión nos inspiraron a que preguntáramos si los primates no humanos podrían ofrecer una oportunidad única de investigar los mecanismos neuronales que eran la base del tramitación orthográfico.”

Los investigadores presumieron que si las partes del cerebro del primate están predispuestas para tramitar el texto, puede ser que puedan encontrar configuraciones el reflejar de que en la actividad de los nervios de primates no humanos mientras que observan simple palabras.

Para probar esa idea, los investigadores registraron actividad de los nervios de cerca de 500 sitios de los nervios a través de la corteza de las TIC de macaques como observaban aproximadamente 2.000 cadenas de cartas, algunos de los cuales eran palabras inglesas y algunos de los cuales eran cadenas de cartas absurdas.

“La eficiencia de esta metodología es que usted no necesita entrenar a animales para hacer cualquier cosa,” Rajalingham dice. “Qué usted lo hace está apenas el archivo estas configuraciones de la actividad de los nervios como usted llamarada una imagen delante del animal.”

Los investigadores entonces introdujeron que los datos de los nervios en un modelo de ordenador simple llamaron un clasificador lineal. Este modelo aprende combinar las entradas de cada uno de los 500 sitios de los nervios para predecir si la cadena de cartas que provocaron esa configuración de la actividad era una palabra o no.

Mientras que el animal sí mismo no está realizando esta tarea, el modelo actúa como “suplente” ese aplicaciones los datos de los nervios de generar un comportamiento, Rajalingham dice.

Usando eso los datos de los nervios, el modelo podían generar las predicciones exactas para muchas tareas orthográficas, incluyendo la distinción de palabras de nonwords y la determinación de si una carta determinada está presente en una cadena de palabras.

El modelo era el cerca de 70 por ciento de exacto en la distinción de palabras de nonwords, que es muy similar al régimen denunciado en el estudio 2012 de la ciencia con los babuinos. Además, las configuraciones de los desvíos hechos por el modelo eran similares a ésas hicieron por los animales.

Reciclaje neuronal

Los investigadores también registraron actividad de los nervios de una diversa área del cerebro que también introduce en la corteza de las TIC: V4, que es parte de la corteza visual.

Cuando introdujeron configuraciones de la actividad V4 en el modelo lineal del clasificador, el modelo predijo mal (comparado al TIC) el funcionamiento del ser humano o del babuino en las tareas de tramitación orthográficas.

Las conclusión sugieren que la corteza de las TIC esté determinado bien adaptada repurposed para las habilidades que son necesarias para leer, y soportan la hipótesis que algunos de los mecanismos de la lectura están construidos sobre los mecanismos altamente desarrollados para el reconocimiento de objeto, los investigadores dicen.

Los investigadores ahora proyectan entrenar a animales para realizar tareas y la dimensión orthográficas cómo su actividad de los nervios cambia mientras que aprenden las tareas.

Source:
Journal reference:

Rajalingham, R., et al. (2020) The inferior temporal cortex is a potential cortical precursor of orthographic processing in untrained monkeys. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-17714-3.