Merging of Phonological and Gestural Circuitsin Early Language Evolution

Francisco Aboitiz and Ricardo Garcia

Reviews in the Neurosciences, 20.2009

Bases Neurales del Lenguaje

• Es poco probable que el lenguaje haya evolucionado por medio de la selección natural gradual.

• El lenguaje humano representa una adaptación biológica compleja cuyas raíces se encuentran en especies no humanas.

Redes neuronales: Homologías Mono - Humano

Existiría una red lingüística primitiva preexistente consistente en 2 vías:

- Vía Ventral- Vía Dorsal

La comunicación basada en la mano tenía más posibilidades de desarrollar comunicación simbólica en primates no humanos.

- Neuronas Espejo

Comunicación en Humanos y Primates no Humanos

• Continuidad filogenética entre los sistemas de vocalización no humanos (macacos) y humanos.

• Se basa en un sistema multimodal (voz, habla, gestos, movimientos…)

• Se superpone en el área de Broca• La fonología como la humana se vincula con la elaboración de la

secuencia auditiva de la vía dorsal, en donde destaca su conexión funcional con el CPFVL a través del Fascículo Arqueado.

• El desarrollo de una poderosa memoria a corto plazo (memoria de trabajo) apoyó el procesamiento de vocalizaciones complejas.

• La implicación de la Vía Dorsal en el procesamiento vocal representó una innovación clave en la evolución de la comunicación humana.

Redes de procesamiento del Lenguaje

Área de Broca: 44, 45 BA, más el 47 BA conforman el CPFVL. Media la producción del habla (motora) y la percepción gramática compleja.

Área de Wernicke: 22 BA, STG y TPT. Media la percepción del habla y algunos aspectos de producción fonológica.

Ambas conectadas a través del FASCÍCULO ARQUEADO.

Redes de procesamiento del Lenguaje

Fascículo Arqueado:

Existen 2 vías paralelas:1ª. Desde STG, 22BA; Wernicke, a las zonas 6 y 44 BA;

Broca PROCESAMIENTO FONOLÓGICO

2ª. Conecta el Giro Temporal Medio (GTM, 21 y 37 BA) con las zonas 9, 44 y 45 PROCESAMIENTO LÉXICO SEMÁNTICO

Redes de procesamiento del Lenguaje

SMG inferior participa en los mecanismos fonológicos de la memoria corto plazo. 40 BA Relé Fonológico

Corriente Ventral (a través de Cápsula Extrema): Percepción de habla. Recuperación verbal. Procesamiento lingüístico de sonidos y su significado. Formas gramaticales simples.

Corriente Dorsal (a través del Fascículo Arqueado): percepción de la evolución temporal de sonidos complejos, en particular el discurso [análogo a procesos visuales]. Control directo de la musculatura orofacial. Repetición sublexical, ligado a mecanismos fonológicos de memoria a corto plazo. Sintaxis compleja.

Conexiones de las Áreas del Lenguaje en el Cerebro Humano

Buclé Fonológico

Fonología Funciones Lingüísticas Superiores

Memoria de Trabajo (Baddeley & Hitch, 1974)

Sistema Ejecutivo CentralAgenda Viso-EspacialBuclé Fonológico (Fascículo Arqueado, R. posterior

auditiva, SMG; 40BA, y A. Broca; 44, 45 BA)Buffer Episódico (2000)

Circuitos en el mono - Audición y Gestos- Neuronas espejo

Neuronas espejo se activan no sólo con la ejecución de un comportamiento, sino también al observar a otros realizar este mismo comportamiento.

Comunicación simbólica de origen gestual, finalmente dominadas por redes auditivo - vocales

CPFVL del mono Integra entrada de comunicación multimodal

Control Subcortical de Vocalizaciones

“Sólo nuestra especie tiene un fuerte control voluntario sobre vocalizaciones, mientras que en el resto de los primates, las vocalizaciones se consideran altamente estereotipada y ritualizada, con poca variabilidad”

Consolidación del circuito auditivo - vocal

“Proponemos que un acontecimiento clave en la evolución temprana del lenguaje fue la consolidación de un circuito auditivo vocal cortical derivado de la vía auditiva dorsal, que abarca el fascículo arqueado y las vías correspondientes, y que corresponde al buclé fonológico. La capacidad de procesamiento de la hora exacta y las propiedades de memoria a corto plazo de este circuito permitieron a los primeros seres humanos aprender y repetir expresiones vocales complejas por imitación, las que se utilizaron para comunicar estados emocionales. Tal vez un aspecto crucial en esta etapa fue la comunicación madre-hijo, en que los circuitos fonológicos se activaron con el fin de mantener la unión a distancia. Junto con la adquisición de las expresiones cada vez más elaboradas, los significados más complejos aparecieron y, finalmente, el lenguaje sintácticamente ordenado surgió.”

Sistema de proyección en la corteza ventrolateral y prefrontal dorsolateral del

macaco

La convergencia de los sistemas de comunicación gestuales y vocales en el

Área de Broca en el Ser Humano