Científicos identifican los patrones de actividad cerebral relacionados con el significado de las palabras

Esta noche os traigo una noticia que como muchas otras que os hemos contado en Medciencia, de nuevo puede parecer extraída de uno de los éxitos de Asimov y es que un grupo de científicos de los Países Bajos se han puesto en marcha para dar un paso más hacia la posibilidad de leer los pensamientos en el cerebro humano.

Ahora, por primera vez, los patrones de actividad cerebral se han emparejado con los significados de las palabras específicas. Descubrimiento que, además de acercarnos como hemos dicho a leer los pensamientos a partir solamente de la actividad cerebral, podría ayudar a los médicos a identificar conciencia en las personas con daño cerebral.

Las máquinas ya son capaces de espiar en nuestro cerebro para distinguir las palabras que estamos “escuchando” en nuestra cabeza, pero Joao Correira de la Universidad de Maastricht en los Paises Bajos ha querido llegar más allá de la representación cerebral de las propias palabras e identificar la actividad que subyace a su significado.

Según su hipótesis, en algún lugar del cerebro las representaciones, tanto escritas como habladas, de las palabras son integradas y su significado es procesado. “Queríamos encontrar el núcleo” dice Correira.

Para empezar, Correira y sus compañeros usaron un escáner de resonancia magnética funcional (fMRI) para estudiar la actividad cerebral de ocho voluntarios bilingües (que hablaban inglés y holandés) mientras escuchaban los nombres de cuatro animales dichos en inglés (toro, caballo, tiburón y pato).

El equipo monitoreó los patrones de actividad neural en el cortex temporal anterior izquierdo (del que sabemos que está involucrado en tareas semánticas) y formaron un algoritmo para identificar que palabra había escuchado un participante basandose en el patrón de actividad.

Dado que el equipo quería determinar la actividad relacionada con el significado, escogieron palabras que eran lo más parecidas posible – las cuatro contienen una sílaba y pertenecen al concepto de los animales. También eligieron palabras que han sido aprendidas en la misma época de la vida y le llevan al cerebro un tiempo similar para procesarlas.

Luego probaron si las diferencias en la actividad cerebral se relacionaba con el sonido de la palabra o su significado probando si el algoritmo podía identificar al animal correcto mientras los participantes escuchaban la versión holandesa de la palabra.

El sistema todavía era capaz de identificar qué animal había sido nombrado, a pesar de estar formado con patrones generados para las palabras en inglés. Por ejemplo, la palabra “caballo” y su equivalente holandés “paard” dio lugar al mismo patrón cerebral, lo que sugiere que la actividad representa el significado de la palabra – el concepto de un caballo. El equipo presentó el trabajo en la Society for the Neurobiology of Language Conference en San Sebastián, España, el mes pasado.

“Este tipo de enfoque de reconocimiento de patrones es una herramienta científica muy interesante para investigar cómo y donde está representado el conocimiento en el cerebro”, dice Zoe Woodhead del University College de Londres, quien no participó en el estudio. “Las palabras que significan lo mismo en diferentes idiomas activan el mismo conjunto de neuronas que codifican ese concepto, sin importar el hecho de que las dos palabras se ven y suenan completamente diferente”.

Correia predice que tal como la resolución de las técnicas de imagen cerebrales mejoran, se puede predecir un mayor número de palabras a partir de la actividad cerebral. En principio, incluso podría ser posible identificar frases enteras en tiempo real.

Sin embargo, los patrones cerebrales que Correia ha identificado eran únicos para cada persona. Los cerebros son como caras – los ojos, la nariz y la boca están todos en el mismo lugar, pero los detalles pueden ser diferentes, dice Davis. “Los significados pueden ser almacenados en la misma zona, pero las neuronas reales serían idiosincrásicas.” Para leer la mente de alguien, una máquina tendría primero que aprender la representación única de ese individuo de cada palabra.

Por ahora, saber dónde buscar la actividad cerebral en relación al significado podría ayudar a los médicos a identificar conciencia en las personas que tienen trastornos de la conciencia, como el síndrome de enclaustramiento.

Este esfuerzo adicional se pueden identificar en un escáner cerebral y está siendo utilizado por el equipo de Davis para averiguar si una persona con daño cerebral está procesando significado. La capacidad de establecer claramente donde existen en el cerebro los diferentes tipos de significado ayudará a perfeccionar esta técnica, según Davis.

Fuente: New Scientist