3.1. Emergenta si dezvoltarea limbajului in primii 2 ani de viata

3.1.1. Preferinta pentru stimuli verbali la nou-nascuti

Studiile privind perceptia semnalelor acustice au relevat ca fatul are oportunitatea de a-si exersa sistemul auditiv cu trei luni inainte de nastere. Procesele epigenetice timpurii joaca un rol fundamental in stabilirea unei sensibilitati fata de vorbire, prin organizarea conexiunilor din cortexul auditiv. Procesele “in asteptarea experientei” , universale si specifice, au rolul de a consolida baza pentru viitoarea procesare lingvistica. Aceste procese genereaza preferinta timpurie pentru vorbire comparativ cu alte sunete si discriminarea fonemelor generale ale limbajului. Acordarea la caracteristicile limbajului nativ si folosirea acestei sensibilitati aparte pentru procesarea cuvintelor, se bazeaza pe procesele mai plastice “dependente de experienta”, care deci depind de experientele de care beneficiaza fiecare individ in primii doi ani de viata (Werker si Vouloumanos, 2001). n3m3ml
Studiile anatomice au evidentiat ca creierul copiilor in primul an de viata prezinta cateva dintre caracteristicile structurale la nivelul asimetriei emisferice cunoscute la adult. Totusi, studiile comportamentale si electrofiziologice sunt destul de neconcludente in a demonstra la acesti copii o specializare functionala emisferica in procesarea limbajului. Unele sarcini de ascultare dihotomica au indicat ca nou-nascutii si cei de 2 luni prezinta un avantaj ureche dreapta/emisfera stanga in detectarea unei schimbari de ordin fonetic comparativ cu un avantaj ureche stanga/emisfera dreapta in detectarea unei schimbari intr-o linie melodica. Studiile de imagistica cerebrala folosind tehnica potentialelor evocate relationate cu stimulul (ERP) sugereaza ca exista o organizare graduala a sistemelor neurale implicate in procesarea limbajului. Vorbirea poate fi descrisa in termenii unui complex de unde apartinand de frecventa fundamentala, care corespunde in mare inaltimii sunetului, si cateva rezonante in bande de frecventa inalta numite formanti. Comparandu-se inregistrarile electrofiziologice la prezentarea unei silabe (da) si izolat a formantilor sai constitutivi la nou-nascuti, la 3 luni si la 6 luni s-a observat ca la nou-nascuti atat gruparea celor 3 formanti cat si formantii individuali, declanseaza potentiale cerebrale bilaterale similare. Intre 3 si 6 luni insa, silabele demonstreaza un avantaj in procesare din partea emisferei drepte. Aceasta asimetrie emisferica a fost observata si pentru al doilea si al treilea formant, in timp ce raspunsul la primul formant a fost bilateral. Asimetria emisferica fata de silabe si formanti superiori poate reflecta o specializare graduala a structurilor neurale implicate in procesarea limbajului. Studiile privind contrastele in articularea silabelor si in discriminarea vocalelor sugereaza ca exista inca de la nastere, si probabil si inainte de nastere, o asimetrie a procesarii. ERP-urile au o amplitudine mai ampla la nivelul emisferei stangi decat al celei drepte in sarcinile de discriminare a silabelor in care variaza modalitatea de articulare a consoanei initiale. O asemenea lateralizare timpurie s-a observat si in studiile privind discriminarea vocalelor (Werker si Vouloumanos, 2001). Dehaene-Lambertz (2000; dupa Werker si Vouloumanos, 2001) a demonstrat ca in timp ce discriminarea silabelor si a tonurilor complexe formate din 5 armonice coreleaza cu o activarea mai mare a emisferei stangi la 4 luni, totusi raspunsul la cele doua categorii de stimuli difera topografic: activarea este situata la nivel central si occipital pentru tonuri, in timp ce silabele produc o activare mai frontala si temporala, sugerand ca in procesarea limbajului versus a non-limbajului sunt implicate regiuni diferite ale lobului temporal. Alte studii facute pe copii de 6 luni au demonstrat ca potentialele cerebrale la cuvinte prezentate normal/prezentate invers incep sa difere dupa 150-200 ms de la prezentarea stimulului, potentialele declansate de cuvintele prezentate invers atenuandu-se dupa acest interval. Dehaene-Lambertz si colab. (2002) au studiat prin RMN functional reactia creierului la copiii de 3 luni si la adulti, in stare de veghe si de somn, la cuvinte normale si prezentate invers. Ei au demonstrat o lateralizare temporala stanga similara la adulti si copii fata de ambele categorii de stimuli, in plus observandu-se o activare la copii in stare de veghe a cortexului prefrontal drept la prezentarea normala a cuvintelor.

Zonele corticale implicate in limbaj (dupa Wernicke -; Geschwind)

Deci, dovezile experimentale sugereaza ca de la 4 sau 6 luni creierul encodeaza proprietatile specifice vorbirii suficient pentru a diferentia vorbirea de alte semnale acustice foarte similare. Dovezi in sprijinul unei specializari in procesarea limbajului vin si dinspre studiile care demonstreaza ca acesti copii asculta diferit vorbirea comparativ cu alti stimuli. De exemplu, nou-nascutii sunt mai capabili sa discrimineze sunete nesimilare prezentate sub forma unor silabe (de ex: “tap” versus “pat”) decat prezentate sub forma unor insiruiri de consoane (“tsp” versus “pst”). Copiii de 4 luni arata o preferinta in a asculta vorbirea comparativ cu alte sunete cum ar fi sunete albe sau muzica, sugerand o tendinta spre asemenea procesare, care poate facilita atentia catre caracteristicile specifice ale vorbirii (Werker si Vouloumanos, 2001).
Toate aceste date nu trebuie sa ne conduca spre concluzia ca limbajul este innascut, ci furnizeaza dovezi in favoarea existentei unor capacitati selectate prin evolutie care pot fi exploatate ulterior in scopuri functionale specifice. Sistemele noastre perceptive sunt setate pentru a observa modificarile, nu constantele inputurilor. Dar daca sistemul ar raspunde in mod egal la toate modificarile senzoriale ce apar, ar fi imposibila “deschiderea portilor” spre achizitia limbajului. Din fericire, se pare ca sistemele perceptive sunt proiectate sa detecteze eficient doar acele schimbari care sunt importante pentru copil pentru achizitia la un moment dat a cate uneia dintre componentele limbajului. Nou-nascutii s-a aratat ca disting limba nativa de alte limbi, prefera vocea mamei in fata altor voci feminine, diferentiaza silabele dupa tipul si numarul lor, si diferentiaza cuvintele de legatura de cuvintele lexicale. Pentru un copil care se confrunta cu sarcina de a-si construi un sistem fonologic in limba sa nativa, distinctia limbii native de celelalte limbi este foarte importanta. De aceea, sensibilitatea mai larga a nou-nascutului fata de vorbire, dovedita inaintea dobandirii unei experiente in a asculta limba, este rapid modelata de inputurile la care el este expus. In primele zile si saptamani de viata, copiii demonstreaza atat discriminare cat si preferinta pentru limba nativa. Intre 4 si 7 luni, ei incep sa fie sensibili la fraze in limba nativa. La 6 luni, perceptia vocalelor incepe sa demonstreze influenta inputurilor vorbirii native.

3.1.2. Invatarea primelor cuvinte

La 10 luni insa, copiii nu mai prezinta aceasi acuitate de discriminare nativ/non-nativ la nivelul fonemelor, pentru ca la aceasta varsta ei stiu destule despre limba nativa pentru a diferentia cuvintele, si a detecta inserarea unei forme “straine” aparute intr-o propozitie in locul unei cuvant nativ (Werker si Vouloumanos, 2001). Adultii de asemenea prezinta o remarcabila abilitate discriminativa in ce priveste diferentele fonetice prezente in limba lor nativa, si sensibilitate privind contrastul nativ/non-nativ. Perceptia fonemelor limbii native este categoriala si este procesata de zone specializate din emisfera stanga. Prin contrast cu sensibilitatea demonstrata de copiii mici insa, adultii au dificultati in ce priveste discriminarea diferentelor fonetice minime care nu sunt folosite in limba nativa. Adultii japonezi care au o singura fonema intermediara intre englezescul /r/ si /l/, au dificultati de a discrimina diferenta dintre /ra/ si /la/. Adultii englezi au dificultati in a discrimina intre retroflexul hindi /Da/ si dentalul hindi /da/, sau contrastul din dialectul Thompson /k’i/ - /q’i/. Scurtand insa intervalul dintre stimulii prezentati spre comparare, sau efectuand un training, adultii de limba engleza pot discrimina intre /Da/ si /da/. Similar, japonezii incep sa discrimineze intre /r/ si /l/. De asemenea, englezii adulti pot face discriminari non-native daca silabele din dialectul Thompson nu sunt prezentate in cadrul unei propozitii, ci sunt prezentate ca fiind “picaturi de apa” (Werker si Vouloumanos, 2001).
In timp ce se acordeaza la caracteristicile limbii native, si probabil ca si parte componenta a acestui proces, copii isi dezvolta un set de deprinderi ce-i pregatesc pentru conectarea sunetelor cu semnificatia acestora si invatarea cuvintelor. La 4 luni, copiii isi pot detecta propriul nume intr-o conversatie, la 7 luni ei pot separa cuvinte continand combinatia de silabe “puternica/slaba” (ex: DOCtor) intr-o conversatie. La 10 luni, ei pot separa intr-o conversatie grupari de silabe de tipul “slaba/puternica” (ex: “guiTAR”= chitara). Desi copiii pot recunoaste cuvinte inainte de 12 luni, acest proces devine mai rapid si automatizat intre 15 si 20 de luni. La 12 luni, copiii invata cel mai bine cuvinte noi care sunt prezentate la finalul unei propozitii intr-o vorbire directionata catre el, dar cateva luni mai tarziu ei pot invata cu usurinta cuvinte noi intr-o varietate de situatii. Am vazut ca la 10-12 luni copiii sunt sensibili doar la detaliile fonetice care sunt folosite pentru a diferentia semnficatii in limbajul nativ. Aceasta sensibilitate fonetica, cuplata cu abilitatea emergenta de a recunoaste cuvinte, ar trebui sa-i pregateasca in folosirea sensibilitatii perceptive specifice propriului limbaj spre a separa, encoda si reprezenta noile cuvinte pe care le invata. S-a demonstrat ca la 7 luni, copiii au reprezentari fonetice detaliate. Testati cu Procedura Stabilirii Preferintei prin Intoarcerea Capului pentru a stabili preferintele lor fata de anumite cuvinte cu care au fost initial familiarizati, s-a observat ca fiind familiarizati cu cuvinte precum “dog” si ne-cuvinte precum “tup”, ei au aratat preferinta pentru a le asculta, dar nu au prezentat preferinta fata de cuvinte fonetic similare precum “bog” si “cup” (dupa Werker si Vouloumanos, 2001). Intr-o sarcina de invatare explicita a cuvintelor, copiii sunt familiarizati cu doua asocieri cuvant-obiect, apoi li se testeaza abilitatea de a detecta vreo schimbare in aceste perechi. De exemplu, sunt familiarizati cu Cuvantul A asociat obiectului in miscare a, si cu Cuvantul B asociat cu obiectul in miscare b, apoi testati intr-o situatie identica (Aa si Bb) si o situatie schimbata (Ab si Ba). La 14 luni, dar nu si la 8, 10 sau 12, copiii pot invata asocierea dintre doua cuvinte si doua obiecte atunci cand obiectele sunt diferite iar cuvintele sunt fonetic diferite (ex: “lif” si “neem”). Daca sunt familiarizati doar cu o pereche, chiar si cei de 8 luni pot discrimina o schimbare a cuvantului (ex: Ba) sau a obiectului (ex: Ab), demonstrand ca ei pot discrimina detaliile atat ale cuvantului cat si ale obiectului (Werker si Vouloumanos, 2001). Totusi, copiii de 14 luni gresesc atunci cand e vorba de a discrimina intre doua cuvinte similare fonetic (ex: “bih” de “dih”). Studiile folosind ERP pentru a releva raspunsul cerebral la cuvinte si ne-cuvinte, au demonstrat ca la 13-17 luni aceasta diferenta este sesizata de catre ambele emisfere, la nivel frontal temporal si parietal. La 20 de luni ea se restrange in emisfera stanga -; lobii temporo-parietal si zona ventrolaterala prefrontala (aria 45)(Romanski si Goldman-Rakic, 2001), sugerand emergenta la aceasta varsta a sistemelor cerebrale de procesare a limbajului. La 17 luni, copiii cu un vocabular dezvoltat (> 150 cuvinte) prezinta un raspuns ERP localizat in emisfera stanga, in timp ce copiii cu un vocabular mai sarac (< 50 cuvinte) prezinta un raspuns mai extins, indicand faptul ca localizarea mai exacta a raspunsului ERP observata la copiii mai mari reflecta cunostinte lexicale mai sofisticate. Aceste rezultate sunt interpretate ca indicand stabilirea unor sisteme neurale specializate in invatarea cuvintelor ca si cauza a dezvoltarii vocabularului (Werker si Vouloumanos, 2001).

La varsta de 18-20 de luni are loc o invatare rapida si eficienta a cuvintelor. Aceasta “explozie” in dobandirea limbajului este acompaniata de o specializare a sistemelor neurale implicate in invatarea cuvintelor, si odata cu stabilirea acestor sisteme, devine din nou posibila atentia catre detaliile fonetice.

Constanta inter-individuala a datelor experimentale privind invatarea cuvintelor sugereaza ca anumite arii cerebrale sunt mai adecvate functional decat altele si e mai probabil sa se ocupe de acest proces.

3.2. Neurobiologia limbajului

CELE 52 DE ARII ALE LUI K. BRODMANN (1868-1918)

3.2.1. Procesarea ortografica si fonologica

Atunci cand citesc cuvinte, oamenii recurg la procesari multiple, precum cele ortografice implicate in analiza vizuala a literelor si formei cuvintelor, cele fonologice implicate in analiza fonemica a cuvintelor, si cele semantice implicate in analiza conceptuala a cuvintelor.
In timpul citirii unui text, dintr-o singura fixatie un cititor experimentat obtine informatie semantica din doar unul sau doua cuvinte. Aceste fixatii dureaza in medie 275 ms. Dupa ce acest proces demareaza, timpul pana cand ochii se misca din nou este influentat de lungimea, semnificatia si frecventa cuvantului fixat (Posner si McCandliss, 1999). Primele studii facute prin ERP au prezentat subiectilor cuvinte si siruri de litere fara semnificatie in 4 conditii: 1) observare pasiva, 2) detectarea unor linii ingrosate din cadrul unor cuvinte, 3) detectarea unor nepotriviri de tipul DOC tor, sau scAra, si 4) decizie lexicala. S-a observat ca apare la inceput, dupa 50 ms un potential pozitiv numit P100 in emisfera dreapta, indiferent de tipul sarcinii. S-a sugerat ca acest potential reflecta o analiza a trasaturilor vizuale comuna perceptiei oricarui input vizual. La 150 ms dupa prezentarea stimulilor apare un potential negativ numit N1 lateralizat in emisfera stanga zonele posterioare, care este mai pronuntat in cazul cuvintelor decat al sirurilor de litere fara sens. Acest potential este relationat de perceptia regularitatilor ortografice al sirurilor de litere si nu reflecta identificarea unor cuvinte, iar marimea sa este relationata direct cu gradul de similitudine al sirurilor de litere cu cele folosite uzual in limba engleza (s-au folosit subiecti vorbitori de limba engleza) (Compton si colab.,1991; dupa Posner si McCandliss, 1999). Alte studii ulterioare au confirmat aceasta ipoteza, demonstrand ca sirurile de cifre activeaza ariile posterioare stangi iar cifrele arabe activeaza arii din ambele emisfere.
Exista dovezi considerabile ca sarcinile fonologice provoaca activarea cortexului prefrontal stang, dar mai posterior celei observate in sarcinile semantice, chiar langa aria lui Broca (aria 44) (Gabrieli, Poldrack si Desmond, 1998) dar si a cortexului parietal superior median (aria 31)(Otten, Henson si Rugg, 2002).

3.2.2. Procesarea semantica

Studiile de imagistica cerebrala folosind tomografia cu emisie de pozitroni (PET) si RMN-ul functional au identificat modificari ale fluxului sangvin in diferite arii ale creierului in timpul unor sarcini de procesare semantica. Atunci cand subiectii sunt pusi sa faca o decizie lexicala, de exemplu sa spuna la ce se foloseste un substantiv prezentat de examinator apar activari in urmatoarele zone: 1) cortexul lateral inferior prefrontal stang, 2) cortexul cingulat anterior (ariile 32, 24), 3) cortexul temporo-parietal stang (aria lui Wernicke -; aria 42) si 4) cerebelul lateral drept (vezi figura).
Activarea cortexului cingulat anterior reflecta cerintele atentionale ale sarcinii si fixarea atentiei pe semnificatia cea mai probabila a cuvantului. Activarea acestei zone apare intr-o varietate de sarcini cu ar fi procesele de supervizare atentionala sau de depistare a conflictelor cognitive (erorilor) (dupa Abdullaev si Posner, 1998).
Activarea frontala inferioara stanga (ariile 47, 47) anterioara ariei lui Broca (aria 44) apare la aproape 220 ms de la aparitia stimulului. Aceasta zona este implicata in orice analiza mai elaborata a semnificatiei vreunui cuvant, prezentat fie vizual fie auditiv. De exemplu ea se activeaza atunci cand subiectii sunt rugati sa determine dintr-un set de cuvinte care desemneaza un animal, comparativ cu conditia de a observa pasiv cuvintele. La fel, daca subiectii sunt rugati sa clasifice substantive ca fiind concrete/abstracte, sau naturale/facute de om.
Aria lui Wernicke din zona temporo-parietala a emisferei stangi este de asemenea relationata cu procesarea semantica. Leziuni la nivelul acestei zone se stie ca duc la afazie. Activarea acestei zone apare ulterior celei frontale (aprox. 600 ms) ea fiind implicata in integrarea semnificatiior cuvintelor pentru a obtine semnificatia generala a unei fraze, propozitii sau alte unitati mai complexe decat un simplu cuvant. Sarcinile lexicale duc la o activare mai puternica a regiunii prefrontale stangi in timp ce intelegerea propozitiilor duc la o activare mai puternica in aria Wernicke (dupa Abdullaev si Posner, 1998)
S-a mai observat si o activare bilaterala a cortexului insular, la aprox. 800-1100 ms , mai specifica emisferei drepte, care nu apare in sarcinile semantice ci in sarcinile de citire, sugerand ca aceasta zona este implicata in planificarea miscarilor articulatorii ale output-ului verbal (dupa Abdullaev si Posner, 1998).

Ariile temporo-parietale activate la citirea unor cuvinte si propozitii

3.2.3. Rolul atentiei in procesarea vizuala a cuvintelor

Deci, in timpul citirii au loc o serie de procese intr-o anumita ordine, dar sistemele atentionale pot fi folosite pentru a re-activa oricare dintre zonele anatomice si astfel sa impuna o noua ordine de prioritati a operatiilor cognitive implicate. Aceste procese sunt reflectarea unei procesari descendente atentionale si nu al activarii senzoriale. Exista numeroase dovezi ca ariile cerebrale posterioare -; chiar cele senzoriale -; pot fi activate fie de inputuri senzoriale, fie de atentie. De exemplu, studiile de imagerie vizuala sugereaza ca subiectii isi pot activa cortexul vizual (chiar cortexul vizual primar) in absenta unui input senzorial. Cand subiectii sunt rugati sa se gandeasca la culoarea cel mai des asociata cu un cuvant care le este prezentat ( de ex: “banana-galben”), studiile PET au relevat ca se activeaza cortexul extrastriat implicat in procesarea culorilor (aria 18)(dupa Posner si McCandliss, 1999). Posner si colab. in 1998 (dupa Posner si McCandliss, 1999) au efectuat un studiu in care subiectilor le-au fost prezentate aceleasi cuvinte dar cu 2 seturi de instructiuni diferite, pentru a se manipula ordinea operatiilor cognitive pe care le efectueaza in sarcina. Jumatate dintre cuvinte aveau o litera ingrosata si jumatate apareau cu fonturi normale. In plus, jumatate dintre ele reprezentau obiecte (PIAN) iar jumatate fiinte (MAR). Intr-un set de instructiuni, subiectii erau rugati sa ia o decizie semantica -; sa spuna daca cuvantul reprezenta un obiect sau o fiinta, iar in setul celalalt de instructiuni sarcina era de a depista o trasatura ingrosata (de ex: PIAN). In alta zi, subiectii au executat sarcina de cautat litere ingrosate, si apoi au fost rugati sa apese o tasta cand apar cuvinte ce au o litera ingrosata dar sunt in acelasi timp obiecte. Aceste doua instructiuni impreuna cu experienta subiectilor din sarcina anterioara ar trebui sa-i faca sa caute intai trasatura fizica si apoi sa faca o analiza semantica. Intr-o alta zi, subiectii au efectuat intai sarcina semantica, apoi au trebuit sa caute obiecte care aveau si o litera ingrosata. De data aceasta instructiunea impreuna cu experienta lor anterioara in sarcina semantica a plasat prioritatea initiala pe analiza semantica si apoi pe cea fizica. Timpii de reactie obtinuti sugereaza ca instructiunile au avut succes in a-i face pe subiecti sa asigneze prioritati diferite. Cand au fost instruiti sa dea prioritate literei ingrosate, subiectii au fost mai rapizi in raspuns cand lipseau acestea, decat atunci cand acestea se gaseau in cuvinte din categoria gresita, si invers daca sarcina semantica avea prioritate. ERP inregistrate in ariile frontale au aratat o mai mare amplitudine cand i se dadea prioritate sarcinii semantice, iar zonele posterioare (parietale) aratau o mai mare activitate atunci cand se dadea prioritate sarcinii fizice.
Alocarea atentiei catre un tip anume de informatie poate fi vazuta ca fiind instalarea unui circuit temporar de la nivele superioare catre zonele inferioare. In acest sens, atentia poate controla ordinea proceselor, cum ar fi in sarcinile de decizie semantica/depistarea unei trasaturi fizice.

3.3. Relatia “limbaj-memorie”

Asa cum am metionat anterior, studiile PET si RMN functional au gasit activari ale zonelor prefrontale inferioare stangi asociate analizei semantice ale cuvintelor. De exemplu, un studiu RMN functional a gasit o mai mare activare prefrontala stanga (ariile 45, 46 si 47) atunci cand subiectii faceau judecati semantice despre cuvinte de tipul etichetarii in “concrete” (masa) sau “abstracte” (adevar), comparativ cu situatia cand ei faceau judecati privind tipul fonturilor cu care erau scrise cuvintele -; majuscule (SCAUN) sau normale (dragoste)(Demb si colab., 1995).
Similar, un studiu PET a gasit o mai mare activare prefrontala stanga atunci cand subiectii faceau decizii privind cuvinte care reprezentau obiecte versus fiinte, comparativ cu situatia cand cautau o anumita litera.
O activare identica a cortexului prefrontal inferior stang, a cortexului cingulat anterior si a cerebelului drept, a fost evidentiata cand subiectii trebuiau sa genereze un verb (a manca) la un substantiv prezentat de examinator (prajitura), comparativ cu situatia cand trebuiau doar sa citeasca cuvintele (dupa Gabrieli, Poldrack si Desmond, 1998). Aceasi activare a prefrontalului stang si a cerebelului drept este evidentiabila fie ca trebuie sa generam verbe la un substantiv prezentat (vizual sau auditiv), sau sa facem judecati semantice despre cuvinte sau desene, deci, aceste activari par sa reflecte procese psihologice implicate in analiza semantica in sarcini cu material verbal, imagistic, vizual sau auditiv, intentionate sau nu.
Este binecunoscut faptul ca memorarea unor cuvinte este superioara atunci cand encodam materialul semantic (dupa semnificatie) decat daca le encodam dupa aparenta (trasaturi fizice). Encodarea semantica duce la o mai mare activare a zonelor prefrontale stangi (ariile 45, 46) si parietale inferioare mediane (aria 30)(Otten, Henson si Rugg, 2002). Memorarea cuvintelor este de asemenea superioara atunci cand se genereaza cuvinte comparativ cu situatia cand doar se citesc cuvintele, iar acest principiu se aplica si atunci cand generam verbe versus doar citim substantivele. Astfel, activarea prefrontala pare sa reflecte procese importante in memorare (Gabrieli, Poldrack si Desmond, 1998). Activitatea neurala ce apare in timpul creearii unei noi memorii poate fi observata prin RMN functional. Reber si colab. (2002) au evidentiat ca corelatele RMNf ale intentiei de a encoda un cuvant sunt diferite de corelatele RMNf ale succesului encodarii. Activarea prefrontala este mai puternic asociata cu intentia de a encoda verbal, in timp ce activarea zonelor temporale mediane stangi (hipocamp)(aria 28) este cruciala pentru encodarea care a condus la fixarea cuvintelor in memorie, verificata printr-o testare ulterioara.
Efectul de recenta temporala a materialului verbal se masoara prin “paradigma judecatii recentei”, care consta in studierea unei liste de cuvinte prezentate secvential, cu pauze intre ele, apoi le sunt prezentate subiectilor doua dintre cuvinte fiind rugati sa spuna care dintre ele au fost prezentate mai recent. Konishi si colab. (2002) folosind RMN-ul functional, au relevat in aceasta sarcina multiple activari prefrontale, incluzand cortexul lateral (aria 46) inferior (ariile 45, 47), cel anterior (aria 10), precum si ale cortexului temporal median (hipocamp), zone relationate cu reactualizarea din memorie.
Datele de mai sus se refera la memoria declarativa sau explicita masurata prin probe de reproducere si recunoastere. Prin contrast, memoria implicita este masurata prin modificarile induse de experienta in performanta la teste indirecte, care nu fac referinta la experienta. O astfel de metoda este amorsajul repetitiv (repetition priming). Intr-o astfel de sarcina subiectii sunt expusi intr-o faza de invatare la cuvinte sau imagini. Apoi, intr-o faza test li se cere sa invete stimuli similari (sau identici) cu cei din faza intai amestecati cu stimuli complet noi. Amorsajul repetitiv se refera la diferenta in performanta, masurata prin viteza sau acuratete, dintre stimulii vechi si cei noi. Aceasta diferenta reflecta memorii implicite dobandite in faza de invatare. Pacientii amnezici prezinta o memorie implicita normala masurata prin asemenea sarcini, deci amorsajul repetitiv este mediat de un sistem mnezic, ramas intact in amnezie, altul decat cel ce sustine memoria declarativa care este afectat in amnezie. O distinctie fundamentala in amorsajul repetitiv este cea dintre amorsajul perceptual (ce reflecta forma stimulului) si cel semantic sau conceptual, care reflecta semnificatia stimulului. Studiile facute pe pacienti cu leziuni au indicat ca amorsajul vizual perceptual depinde de cortexul occipital. De asemenea, studiile PET au evidentiat o scadere a activarii in aceste zone la procesarea stimulilor amorsati anterior ca urmare a amorsajului vizual, comparativ cu stimulii noi. Amorsajul semantic este studiat rugandu-i pe subiecti sa faca judecati de tipul concret/abstract, pentru seturi alternative de cuvinte, unele repetandu-se altele fiind complet noi. Subiectii fac judecati mai rapide pentru cuvintele repetate, iar acest proces este asociat cu o scadere a activarii in cortexul prefrontal stang pentru cuvintele repetate (Demb si colab., 1995). Acelasi lucru se observa daca recurgem la o sarcina de generare de verbe la substantive prezentate (Gabrieli, Poldrack si Desmond, 1998). Studii mai recente au evidentiat activari si la nivelul zonei temporale -; girusul temporal superior si girusul temporal mijlociu (aria 40)(Ojermann, Schoenfield-McNeill, 2002).
O descoperire ciudata a primelor studii privind activarea prefrontala stanga la analiza semantica a fost a activarii concomitente a cerebelului drept. Mai mult decat atat, atunci cand subiectii generau verbe la substantive in mod repetat, se micsora atat activarea prefrontala cat si cea cerebelara. Ideea ca regiunile prefrontale stangi si cerebelare drepte sunt componente ale unei retele interactive este congruenta cu rapoartele clinice privind un hipometabolism cerebelar consecutiv unei lezari contralaterale frontale, si a unui hipometabolism frontal consecutiv unei lezari cerebelare. Pacientii cu traume cerebelare deseori prezinta simptome similare cu a celor cu traume frontale, evidentiabile prin teste de inhibitie/perseverare, fluenta verbala, planificare, invatare asociativa, precum si agramatisme. Desi activarile functionale din cortexul prefrontal sunt corelate cu cele ale cerebelului contralateral, este improbabil ca cele doua formatiuni sa execute procesari identice. In sarcinile in care subiectii completeaza cu primul cuvant care le vine in minte radacina formata din 3 litere a unui cuvant, care fie poate avea mai multe posibilitati de completare (ex: “sta”) fie mai putine variante (ex: “psa”), ei completeaza mai des si mai rapid radacinile cu mai multe variante (ex: stall, star, stamp, stallion, stand, staff, state). Cand ei completeaza radacinile ce au mai putine variante, problema cu care se confrunta ei este una de sustinere a cautarii pana la gasirea unui raspuns corect, si mai putin una de selectare a raspunsului. S-a observat ca regiunile frontale stangi sunt mai active atunci cand subiectii au de completat radacini cu mai multe variante, in timp ce cerebelul drept a fost mai activ cand aveau de completat in situatia cu mai putine variante. Deci, zonele prefrontale se ocupa de selectia unui raspuns verbal, in timp ce zonele cerebelare se ocupa de sustinerea cautarii unui raspuns (Gabrieli, Poldrack si Desmond, 1998). O activare specifica in cazul radacinii cu mai putine variante, este cea din girusul frontal mijlociu (aria 10). Se pare ca aceasta arie este implicata in special in procesele de reactualizare lexicala si nu semantica, deoarece subiectii aveau de reactualizat un cuvant pe baza unei radacini formata din trei litere si nu a unui indicator semantic. Aceasi activare a mai fost observata atunci cand este necesara detectarea unei litere cuprinsa intr-un cuvant versus intr-un sir de litere fara sens. Ambele sarcini necesita selectia informatiei semnificative si suprimarea informatiei nerelevante despre alte tipuri de completari sau despre semnificatia sirului de litere (Gabrieli, Poldrack si Desmond, 1998).
Gabrieli, Poldrack si Desmond (1998) au lansat ipoteza ca activarile prefrontale stangi descrise anterior, semnifica procese specifice ale memoriei de lucru verbale. Aceasta ipoteza are la baza ideea emisa de Goldman-Rakic cum ca ariile prefrontale mediaza reprezentarile memoriei de lucru care ghideaza actiunile in absenta stimulilor perceptivi, externi. Activarile specifice unui anumit domeniu ale memoriei de lucru au fost evidentiate ca fiind localizate in cortexul prefrontal drept pentru sarcinile spatiale, si in cortexul prefrontal inferior stang pentru sarcinile verbale. De asemenea, cortexul inferior prefrontal stang este activat in masura in care informatia semantica trebuie mentinuta temporar in memoria de lucru pentru a raspunde la o anumita intrebare semantica. Astfel, mai multa informatie trebuie tinuta activa in minte pentru a genera un verb decat pentru a citi un substantiv sau pentru a raspunde la o intrebare despre semnificatia unui cuvant (abstract/concret sau obiect/fiinta) decat pentru a da un raspuns despre cum suna un cuvant (de ex: daca doua cuvinte rimeaza) sau despre ce caractere sunt folosite (majuscule sau normale). Mai multa informatie semantica (sau lexicala) trebuie tinuta in minte atunci cand o persoana trebuie sa selecteze unul dintre mai multe raspunsuri adecvate decat daca trebuie sa caute doar un raspuns posibil existent. In toate aceste cazuri, activarile cortexului prefrontal stang reflecta o mai mare cantitate, o mai lunga durata, sau mai multe selectii a informatiilor semantice tinute in memoria de lucru. Mai mult, cu cat oamenii se gandesc mai mult la semnificatia unui cuvant cu atat mai bine isi aduc aminte de el mai tarziu -; o encodare episodica superioara.

Zonele creierului implicate in diferite forme ale memoriei: hipocamp, amigdala, ganglioni bazali, talamus, cerebel, cortex prefrontal

3.4. Plasticitatea corticala in deprinderea citirii si in invatarea limbilor

Raichle si colab. (1994)(dupa Posner si McCandliss, 1999) au aratat ca exersand o sarcina de generare a domeniului de folosire a unor substantive dintr-o lista, se ajunge la automatizare. Timpii de reactie fata de cuvintele exersate sunt mai rapizi, raspunsurile devin mai stereotipizate iar subiectii gasesc sarcina ca fiind mai usoara decat in cazul unor substantive noi. Modificarile la nivelul creierului au fost urmarite folosind PET inainte si dupa antrenament. S-a observat ca activarea in zonele frontale laterale stangi si zonele posterioare, precum si in cortexul cingulat anterior se reduce odata cu antrenamentul, dar activarea creste in schimb in cortexul insular, ajungand pana la nivelul de activare caracteristic unei sarcini de citire cu voce tare.
Cand subiectii trebuie sa gaseasca noi domenii de folosinta pentru aceleasi cuvinte, activarea se accentueaza in emisfera dreapta -; zonele frontale si bilateral posterioare temporo-parietale (activarea din dreapta a fost simetrica ariei lui Wernicke din emisfera stanga). Aceste rezultate confirma ideea lansata anterior de studiile cognitive si cele realizate pe pacienti cu leziuni ca asocierile ne-uzuale necesita resurse de procesare aditionale din emisfera dreapta. Aceste resurse implica regiunile temporo-parietale drepte simetrice ariei lui Wernicke, iar procesul are loc la aprox. 600 ms dupa prezentarea cuvintelor.
In cadrul ariilor anterioare si posterioare implicate in procesarea semantica, diferite portiuni sunt active cand procesam categorii semantice diferite. Prezenta ariilor semantic-specifice indica faptul ca creierul ar utiliza aceleasi principii de organizare pentru a manageria relatiile semantice pe care le foloseste in organizarea informatiei senzoriale, desi organizarea exacta a categoriilor individuale in cadrul ariilor anterioare si posterioare pare sa difere de la o persoana la alta. O implicatie importanta a acestui principiu de organizare cerebrala este aceea ca antrenamentul unei regiuni anume poate conduce la “expandarea corticala” a acelei regiuni. De exemplu, dovezile stranse prin inregistrari celulare la maimute demonstreaza ca antrenamentul in sarcini de discriminare tactila poate conduce la expandarea ariilor corticale din cortexul somatosenzorial primar. Pare posibil ca un fenomen similar sa apara si la niveluri mai inalte ale reprezentarilor corticale. De exemplu, un antrenament intens poate induce o crestere temporala a masei tesutului neural alocat unei anumite categorii semantice. Daca este adevarat, aceasta ar putea constitui o explicatie de ce alocand atentie unui anumit set de idei, fie ele ganduri negative (precum in depresie) sau date de imagistica cerebrala (ca in redactarea acestui material), ar creste probabilitatea de a ne aminti ulterior foarte des, in mod spontan aceste topici, gandurile noastre fiind dominate de doar cateva categorii semantice.
Poate cel mai important domeniu de studiere a influentelor pe care le exercita experienta asupra circuitelor neurale este achizitia citirii. Deprinderile de citire reprezinta o inventie culturala cu o istorie relativ scurta in istoria evolutiei speciei noastre. Studierea relatiei dintre experienta timpurie in citit si dezvoltarea circuitelor neurale ce sustin citirea fluenta ne-ar putea furniza o veriga care sa lege schimbarile dependente de experienta de la nivel cortical de dezvoltarea abilitatilor cognitive superioare. Holcomb, Coffey si Neville (1992)(dupa Posner si McCandliss, 1999) au demonstrat ca patternul ERP general la prezentarea vizuala a unor cuvinte se modifica in latenta si amplitudine odata cu varsta. In plus, ei au demonstrat la copiii de 8 ani ca componenta N400 a ERP este sensibila la violarile de catre un cuvant a contextului unei propozitii, aratand deci cum acesti copii deriva semnificatia cuvintelor si a textului. Posner si McCandliss au evidentiat existenta la adulti a unui potential electric pozitiv rapid, ca raspuns atat la prezentarea unor cuvinte cunoscute, cat si a unora noi, dar nu si la prezentarea unor siruri de litere fara sens, demonstrand existenta unei forme de encodare ortografica in sistemul vizual responsabil cu procesarea stimulilor de tipul cuvintelor. Desi copiii de 10 ani prezinta, de asemenea, un pattern ERP la aparitia cuvintelor, cu un curs temporal si topografic similar, potentialul pozitiv timpuriu apare doar in cazul cuvintelor cunoscute nu si al cuvintelor noi. Aceste date sugereaza ca in timpul primilor ani ai achizitiei cititului sistemul care se ocupa de procesarea vizuala a cuvintelor codeaza cuvinte specifice, iar odata cu atingerea nivelului de experienta al adultului, acest sistem incepe sa codeze patternuri mai abstracte ale combinatiilor de litere caracteristice ortografiei din limba respectiva. In timpul acestor primi ani, copiii pot avea abilitatea de a integra rapid litere in cuvinte, dar aceasta abilitate pare sa fie restransa doar la itemi familiari. Pentru cei nefamiliari, ei trebuie sa faca apel la mai lentele procese de decodare fonologica. Aceste procese fonologice sunt inregistrate de catre ERP ca apar la 300 ms de la aparitia cuvantului la copiii de 10 ani, si continua pana la 450 ms.
Aceste studii ridica intrebari importante pentru teoriile cognitive ale recunoasterii cuvintelor si achizitiei citirii. De exemplu, care ar fi mecanismul responsabil de tranzitia sistemului de procesare vizuala a cuvintelor de la codarea specifica a copiilor la codarea abstracta ortografica a adultului? O posibilitate ar fi aceea ca sistemul sa se modifice ca si rezultat al cresterii fluentei in abilitatea de decodare fonemica. Pe masura ce copilul devine mai fluent in decodarea grafemelor in foneme, el incepe sa-si modifice procesarea descendenta din cadrul sistemului de procesare vizuala a cuvintelor, crescand acuratetea codarii unor unitati ortografice mai mici in detrimentul codarii intregii forme vizuale a cuvantului. Dezvoltarea fluentei decodarii fonologice l-ar putea incuraja pe copil sa-si modifice modul de a privi cuvintele in timpul encodarii astfel modificand prelucrarea ascendenta a acestuia (Posner si McCandliss, 1999).

Invatarea vocabularului reprezinta unul dintre nivelurile la care experienta poate modifica activarea corticala fata de cuvinte prezentate vizual. Probabil, activarile asociate cu recunoasterea fluenta a cuvintelor cunoscute sunt diferite de procesarile pe care le aplicam atunci cand ne intalnim cu un cuvant nefamiliar. In saptamani sau luni de invatare, aceleasi cuvinte care la un moment dat par fara inteles se transforma in inputuri rapid accesibile in lexiconul nostru. Mai mult decat atat, mai multe studii sugereaza ca atunci cand destule cuvinte care au o anumita ortografie sunt invatate pana la punctul in care le recunoastem rapid, invatarea relationata cu regularitati ortografice mai abstracte poate influenta felul in care noi procesam siruri de litere care fie se conformeaza fie incalca acest sistem. Invatarea cu succes a patternurilor ortografice abstracte este demonstrata atunci cand cititorul este capabil sa proceseze mai rapid pseudocuvinte decat siruri de litere dispuse aleator. Studiile de neuroimagistica pot fi folosite pentru a urmari cum se desfasoara in timp aceste procese de invatare in diferite zone ale creierului. Asemenea investigatii pot observa cum activarile relationate cu un continut semantic si pattern ortografic se modifica pe masura ce un set de cuvinte noi devine mai familiar si mai plin de semnificatii, si pe masura ce noile sisteme ortografice sunt antrenate pana la punctul cand regularitatile observate de catre aceste sisteme influenteaza procesarea.
McCandliss, Posner si Givon (1997)(dupa Posner si McCandliss, 1999) au studiat modificarile care au loc in circuitele neurale in timp ce subiectii au petrecut cateva saptamani invatand cuvinte noi din alta limba si apoi au fost pusi sa le recunoasca la fel de rapid ca si pe cele englezesti. Cuvintele noi ce trebuiau invatate au fost formate prin reguli ortografice artificiale care combina litere in cuvinte conform unui set de reguli. Aceste cuvinte noi erau usor de pronuntat dar contineau multe bigrame si trigrame ce nu sunt uzuale limbii engleze, semanand mai mult cu spaniola sau italiana. Jumatate dintre ele au fost folosite pentru a forma un limbaj in miniatura de 68 de cuvinte numit Keki. Cealalta jumatate au fost pastrate ca grup de control. Fiecarui cuvant Keki i-a fost asignata o semnificatie corespunzatoare unui cuvant des folosit in engleza (ex: “gilki” = pasare, “penka” = negru). Un grup de studenti au invatat printr-un program tutorial pe calculator timp de 2 ore pe zi, 5 zile pe saptamana, 5 saptamani. S-a observat ca atat cuvintele keki cat si cele keki de control au produs la expunere acelasi efect ERP dupa 200 ms in zonele posterioare ca si cuvintele englezesti. Marimea acestui efect insa a fost mai mica decat pentru cuvintele englezesti. Autorii spun ca acest raspuns demonstreaza o sensibilitate fata de structura interna a sirurilor de litere, raspunsul cel mai amplu observandu-se la subiectii cu experienta ortografica cea mai ridicata (in cazul cuvintelor din limba engleza), un raspuns mai mic dar semnificativ la sirurile bazate pe o ortografie specifica dar similara (Keki si Keki control), si raspunsul cel mai slab fata de siruri aleatoare de litere. Dupa 50 de ore de antrenament, raspunsul ERP la cuvintele Keki a fost echivalent cu cel la cuvintele englezesti, si semnificativ diferit de Keki control si sirurile aleatoare de litere. Ca si diferentele dintre efectul la cuvinte englezesti/siruri aleatoare, diferenta efectului dintre Keki/Keki control a fost larg distribuita in zone frontale si posterioare cerebrale. Aceste date confirma faptul ca in primele 200 ms ale procesarii vizuale ale unui cuvant, procesarea ortografica inflenteaza procesarea ulterioara, acest proces fiind unul automat si nemodificabil prin antrenament. Dupa 300 ms efectele invatarii sunt observabile la nivelul cortexului frontal si temporo-parietal, efectul fiind cel mai puternic cand subiectul proceseaza semnificatia cuvantului (Posner si McCandliss, 1999).

3.5. Modelul declarativ/procedural al limbajului

Datele prezentate anterior, au condus la elaborarea unor noi modele ale limbajului. Premisa de baza a modelului declarativ/procedural (Ullman, 2001) este aceea ca aspectele distinctiei vocabular/gramatica sunt legate de distinctia dintre doua sisteme mnezice - memoria declarativa si memoria procedurala -; care sunt implicate in functiile limbajului atat la om cat si la animale.
Sistemul memoriei declarative este implicat in invatarea, reprezentarea si folosirea cunostintelor despre obiecte, concepte (cunostinte semantice) si evenimente (cunostinte episodice). Aceasta memorie pare strans legata de sistemul vizual ventral. Este importanta in special in invatarea itemilor arbitrar relationati -; adica pentru conectarea asociativa/contextuala a informatiei. Aceste cunostinte pot fi reamintite constient (explicit), si nu sunt de forma modulara (incapsulata), ci sunt accesibile de catre sisteme mentale multiple. Memoria declarativa este deservita de regiuni din lobul temporal median -; in special de hipocamp -; care sunt conectate cu regiuni temporale si temporo-parietale. Lobul temporal median este necesar pentru consolidarea (si reactualizarea) memoriilor, desi ele pot deveni independente de lobul temporal median si dependente de regiuni neocorticale, in particular cele temporale, dar si frontale premotorii. Alte structuri cum ar fi cortexul prefrontal sunt implicate in reactualizarea selectiva a informatiilor, in timp ce altele cum ar fi cerebelul drept sunt implicate in efortul de cautare a informatiilor stocate in memorie.
Sistemul memoriei procedurale este implicat in invatarea si controlul asupra abilitatilor motorii sau cognitive. El este parte din memoria declarativa (sau implicita) alaturi de memoria conditionarilor afective, a amorsajului si a reflexelor musculare. Invatarea si reactualizarea acestor proceduri sunt inconstiente (implicite). Sistemul procedural are o functionare modulara (incapsulata), fiind in mica masura accesibil de catre alte sisteme mentale. Acest sistem este situat in unele zone frontale (incluzand aria lui Broca si ariile motorii suplimentare -; 6 si 4), ganglionii bazali, cortexul parietal si nucleul dentat al cerebelului. El este relationat cu circuitul vizual dorsal si este important in invatarea sau procesarea abilitatilor ce presupun secvente de actiuni. Executarea acestora pare sa fie ghidata in timp real de cortexul parietal posterior (aria 7), care are conexiuni stranse cu cortexul frontal. Regiunile parietale inferioare ar putea servi ca si zone de stocare a cunostintelor despre deprinderi, inclusiv a informatiilor despre anumite secvente temporale. Similar, circuitele din ganglionii bazali sunt aranjate in paralel si sunt separate functional, fiecare din ele proiectand prin talamus intr-o regiune corticala particulara, in special din cortexul frontal.

Cum ne folosim memoria declarativa(episodica si semantica) si pe cea implicita (procedurala)

Conform modelului declarativ/procedural, sistemul memoriei declarative cicumscrie vocabularul (lexicul), in timp ce sistemul procedural cicumscrie gramatica. Astfel, memoria declarativa este o memorie asociativa ce stocheaza nu numai date si evenimente, ci si cunostinte lexicale, inclusiv sunetul si semnificatia cuvintelor. Invatarea de noi cuvinte se bazeaza in mare pe structurile lobului temporal median. Cunostintele despre cuvinte pot deveni independente de aceste structuri si dependente de alte arii neocorticale, in particular cele temporale si temporo-parietale. Lobul temporal este important mai ales in stocarea semnificatiei cuvintelor, in timp ce regiunile temporo-parietale sunt mai importante in stocarea sunetului asociat unui cuvant. Memoria lexicala nu este informational modulara, ci este accesibila de catre multiple sisteme mentale (Ullman, 2001).
Pe de alta parte, memoria procedurala deserveste invatarea implicita si foloseste o gramatica manipulanta de simboluri in mai multe subdomenii cum ar fi sintaxa, morfologia si posibil fonetica (cum sunt combinate sunetele). Acest sistem este important in special in construirea de structuri gramaticale -; adica in combinarea de tip secvential si ierarhic in structuri complexe a formelor semantice stocate (“walk” + “-ed”) si a reprezentarilor abstracte. Invatarea regulilor depinde de parti ale acestui sistem. Unul sau mai multe circuite dintre ganglionii bazali si anumite regiuni frontale deservesc procesarea gramaticala si permit inclusiv distinctii fine precum cea morfologic versus sintactic. Din acest punct de vedere, cortexul frontal si ganglionii bazali subservesc procese generale lingvistice si non-lingvistice, dar contin si circuite paralele, specifice unui anumit domeniu (Ullman, 2001).

3.4.1. Dovezi psiholingvistice

Cateva studii au gasit efecte ale frecventei pentru formele neregulate de timp trecut in limba engleza dar nu si pentru cele regulate. Un contrast simlar a fost gasit si intre pluralul neregulat si cel regulat din limba germana. Aceste date indica faptul ca reprezentarile pentru timpul trecut forma neregulata sunt reactualizate din memorie, dar nu si pentru forma regulata. Totusi, efectele frecventei pentru unele forme regulate ale timpului trecut, cum ar fi cele in care radacina rimeaza cu radacina formei neregulate (ex: glide-glided; comparativ cu hide-hid si ride-rode) indica faptul ca cel putin cateva forme regulate pot fi stocate. Aceste efecte indica faptul ca in general sunt memorate reprezentarile formelor neregulate nu cele regulate. Totusi, procesarea unei reguli in timp real poate fi de asemenea examinata direct. Una dintre metodele cele mai folosite este amorsajul (priming). Studiile privind timpul trecut din limba engleza si pluralul si participiul din limba germana au demonstrat ca radacina unui cuvant-tinta (walk) este in mod constant amorsata atat de forma sa regulata (walked) cat si cuvantul insusi (walk); dar acest lucru nu se intampla pentru formele neregulate. Aceste date ne arata ca formele regulate sunt descompuse in radacinile lor, ceea ce nu se intampla cu formele regulate. Compunerea in timp real a formelor regulate a fost studiata prin examinarea capacitatii limitate de stocare a memoriei de lucru. Numarul de itemi care este posibil sa-i tinem activati concomitent in minte este relativ mic. Daca cuvintele regulate (walked) sunt compuse in timp real din multiple piese independente (walk si -;ed), atunci mentinerea lor in memoria de lucru ar implica mentinerea fiecarei piese componente. Prin contrast, pentru formele care sunt asociate cu o singura reprezentare memorata (formele neregulate), ar trebui sa mentinem doar un element. De aceea ar trebui sa fie posibil sa retinem mai putine forme compuse din doua sau mai multe piese independente, decat forme compuse dintr-o singura piesa. Intr-adevar, performanta intr-o sarcina de memorie de lucru este mai slaba pentru timpul trecut regulat decat pentru timpul trecut neregulat. Acest lucru sustine ipoteza compunerii formelor regulate in timp real din radacinile lor plus sufixul (walk + -ed)(Ullman, 2001).

3.4.2. Dovezi neuroimagistice

Cateva studii folosind PET si RMN-u functional au investigat patternurile de activare cerebrala in timpul procesarii limbajului. Procesarea lexicala si cea semantica sunt asociate cu activarea regiunilor temporale/temporo-parietale, incluzand lobul temporal median (hipocampul). In plus, selectia sau reactualizarea cunostintelor lexicale sau semantice conduc la activarea cortexului prefrontal. Prin contrast, sarcinile proiectate pentru a verifica procesarea sintactica, activeaza preferential aria lui Broca, aria motorie suplimentara si ganglionii bazali stangi (nucleul caudat). Procesarea cunostintelor lexicale stocate sintactic este acompaniata de activarea lobului temporal. Studiile de imagistica au examinat producerea formelor regulate si neregulate ale timpului trecut din engleza si a timpului trecut si participiu din limba germana. Aceste studii au evidentiat diferente in activarile din zonele frontale si temporale pentru cele doua forme. Un studiu facut cu limba finlandeza a gasit o mai mare activare in aria lui Broca pentru cuvintele complexe cu forma morfologica regulata, sustinand ipoteza ca aceasta regiune s-ar ocupa cu procesarea morfologica bazata pe reguli (dupa Ullman, 2001).
Studiile ERP au evidentiat ca procesarea semantica a cuvintelor activeaza zonele posterioare bilateral (structurile lobului temporal), la aprox. 400 ms de la aparitia stimulului (N400). Procesarea sintactica guvernata de reguli activeaza structurile frontale stangi, la aprox. 150-500 ms. Cateva studii ERP au examinat morfologia formelor regulate si neregulate din limbile germana, italiana si engleza. Toate aceste studii au evidentiat patternuri ERP distincte pentru formele regulate comparativ cu cele neregulate. In timp ce o lipire neadecvata a sufixului la formele regulate duce la o activare a cortexului prefrontal stang, similara cu cea observata in cazul anomaliilor sintactice (subliniind un mecanism neural comun) modificarea inflexiunii neregulate duce la o activare mai centrala, asemanatoare potentialului N400. Formele de trecut regulate ale verbelor activeaza mai mult zonele frontale decat formele neregulate, dar formele neregulate activeaza mai mult regiunile temporale stangi, intarind dihotomia lob temporal/lob frontal prezisa de modelul declarativ/procedural.

Sumarizand, studiile folosind diferite metodologii au examinat achizitia, procesarea si bazele neurale ale vocabularului si gramaticii, centrandu-se pe morfologia regulata si neregulata din diverse limbi. Datele colectate au confirmat disocierile si asocierile prezise de modelul declarativ/procedural. Aceste date au o deosebita aplicativitate clinica. Oamenii cu tulburari ale sistemului gramatical/procedural ar trebui recuperati prin memorarea unor forme complexe folosind memoria lexicala/declarativa, cum este cazul subiectilor cu Tulburari Specifice de Limbaj (SLI). In plus, unele date preliminare indica faptul ca oamenii cu afazie anterioara (si nu posterioara) pot memora totusi forme regulate ale cuvintelor (dupa Ullman, 2001). Deoarece limbajul este un domeniu cognitiv relativ bine cunoscut, teoriile lingvistice si disciplinele implicate in studierea limbajului ar trebui sa-si indrepte atentia asupra studiilor privind memoria declarativa si cea procedurala

3.5. Concluzii

In cercetarile psihologice despre cognitie, este ceva obisnuit ca specialistii sa se centreze pe domenii precum limbajul, memoria de lucru, memoria declarativa semantica, sau cea implicita. Totusi, creierul si mintea nu sunt in mod necesar organizate in acelasi mod in care cercetatorii impart domeniile cognitive. Intradevar, una dintre sarcinile neuroimagisticii este de a releva organizarea naturala a creierului si mintii. Desi mai este inca mult de inteles despre operatiile mentale mediate de cortexul prefrontal stang, cum a fi numarul de operatii distincte dar adiacente care apar in acea zona, se pare ca acele operatii ar fi identice, indiferent ca ele sunt considerate in contextul limbajului, al memoriei de lucru, memoriei declarative, sau al celei implicite. Dupa cum spun Gabrieli si colab. (1998) “cortexul prefrontal inferior stang serveste ca intersectie intre limbaj si memorie”, sau am putea formula altfel, limbajul reprezinta o forma exprimata a procesarilor memoriei de lucru verbale.