Clase 11: Funciones Ejecutivas y Lenguaje PDF

Clase 11: Funciones ejecutivas y lenguaje ¿Qué es el lenguaje? - De todas las funciones superiores que el humano posee, el lenguaje es tal vez la más especializada y refinada, también es la que más nos distingue de otras especies. - El lenguaje humano surge de habilidades del cerebro,...

Clase 11: Funciones ejecutivas y lenguaje ¿Qué es el lenguaje? - De todas las funciones superiores que el humano posee, el lenguaje es tal vez la más especializada y refinada, también es la que más nos distingue de otras especies. - El lenguaje humano surge de habilidades del cerebro, que son llamadas el lenguaje natural. - Puede ser escrito, hablado, y gesticulado. Utiliza la codificación simbólica del ambiente para comunicar información abstracta y concreta. - El lenguaje incluye la corteza temporal izquierda, la cual contiene el área de Wernicke, porciones de la corteza temporal anterior, el lóbulo parietal inferior, el córtex frontal inferior (que incluye el área de Broca) y la corteza insular izquierda. - Colectivamente todas estas áreas y sus interconexiones, forman la red izquierda perisilviana del lenguaje   **Daño cerebral y déficit de lenguaje** **Afasias:** Término general que se refiere a los déficit colectivos en la comprensión y producción del lenguaje acompañados de lesiones neurológicas. Las afasias pueden ir acompañadas por disartrias (problemas del habla causados por la pérdida del control de los músculos articulatorios) o por apraxias (déficit en la planeación motoras de las articulaciones).   **Afasia de Broca**: - También conocida como afasia anterior , fué descubierta por Paul broca luego de estudiar muchos pacientes con problemas de producción del habla. - Broca concluyó que las áreas que producen el habla están localizadas en el hemisferio izquierdo. - A pesar de que, generalmente se asocia la afasia de Broca a la producción del habla, está también puede estar involucrada en déficit de comprensión relacionados a la sintaxis del lenguaje (reglas que gobiernan cómo las palabras van en una oración).   **Afasia de Wernicke:** - También conocida como afasia posterior o afasia receptiva, fué descubierta por Carl Wernicke, siendo una enfermedad asociada principalmente a la comprensión del lenguaje. - Pacientes con este síndrome tienen dificultad en entender el lenguaje hablado y escrito, incluyendo ocasiones que no entienden ningún tipo de lenguaje.   **¿Cómo el cerebro obtiene el significado?** En primer lugar, el cerebro debe almacenar palabras y conceptos. Un concepto central en la representación de palabras es el léxico mental. El Léxico mental es un almacenamiento mental de información sobre palabras que incluye información semántica (el significado de las palabras), información sintáctica (cómo las palabras son combinadas para generar oraciones) y formas detalladas de las palabras (patrones de escritura y sonidos). Una vez que las palabras son perceptualmente analizadas, hay tres funciones generales: 1. **El acceso léxico:** Se refiere a la etapa de procesamiento en el cual el resultado del análisis perceptual activa una representación "como-palabras" en el léxico mental, incluyendo sus atributos semánticos y sintácticos. 2. **Selección léxica:** La representación léxica en el léxico mental que mejor se empareja con el input (acceso) puede ser identificada (seleccionada). 3. **Integración léxica:** Integra palabras en la oración completa, un discurso o un contexto general.   **¿Cómo producimos lenguaje hablado o escrito?** 1. Morfema: Unidad representacional en el léxico mental, consiste en la unidad más pequeña que contiene significado en el lenguaje. 2. Un segundo principio, consiste en que las palabras que más frecuentemente utilizamos son de acceso rápido que palabras que son menos frecuentes. 3. Un tercer principio es el de vecindario léxico, el cuál consiste en aquellas palabras que difieren en cualquier otra palabra por un fonema (unidad más pequeña de sonido en el lenguaje) o una letra. 4. El cuarto principio es que el léxico mental contiene relaciones semánticas entre palabras.    **Modelos del léxico mental** - Collins & Loftus (1975) propusieron un modelo en donde el significado de las palabras está representado en una red semántica la cual incluye palabras, representadas por nodos conceptuales que están conectados los unos a los otros. - La fuerza de la conexión y la distancia entre los nodos está determinada por las relaciones semánticas y asociativas entre palabras.   **Procesamiento semántico en EEG** El N400 es un componente de EEG que es sensible a los aspectos semánticos del input lingüístico. Su amplitud es mayor cuando se mantiene la congruencia de palabras al final de la oración, y es independiente de la sorpresa (palabras en mayúsculas).   **Teorías de representación de conceptos** **Teoría de ejemplares:** Almacenamos en memoria cada propiedad de cada concepto, como si fuera un trazo de memoria individualizado. La representación es individual para cada concepto. Los conceptos se agrupan en un espacio psicológico debido a la similitud entre sus propiedades. **Teoría de prototipos:** Almacenamos en memoria una representación abstracta prototípica de todos los conceptos (similar a una especie de tendencia central de todos los conceptos experimentados).      **Inteligencia artificial y el uso de conceptos** - La inteligencia artificial (IA) se desarrolla como analogía al funcionamiento cognitivo en seres humanos. Algoritmos modernos de aprendizaje de máquina y de aprendizaje profundo simulan las estructuras cognitivas en seres humanos. Un caso es en el uso de conceptos. - Las personas pueden aprender conceptos ricos a partir de un conjunto de datos limitados: \(i) A partir de un ejemplar (scooter) se pueden clasificar nuevos ejemplares (nunca antes vistos: scooter vs autos vs bicicletas). \(ii) A partir de un ejemplar, se pueden generar nuevos ejemplares. \(iii) A partir de un ejemplar, se puede analizar las partes de un objeto y sus relaciones. \(iv) A partir de un ejemplar se pueden generar nuevos conceptos a partir de conceptos relacionados.     **¿Qué son las funciones ejecutivas?** - Las funciones ejecutivas (o también denominado control cognitivo) son esenciales para los comportamientos orientados a metas y para la toma de decisiones. - Nos permiten usar nuestras percepciones, conocimientos, objetivos y sesgos en la selección de acciones y pensamientos desde una multitud de posibilidades. - No otorgan flexibilidad cognitiva, nos permiten pensar y actuar de maneras novedosas y creativas. - Las funciones ejecutivas requieren de la función integrada de diferentes áreas del cerebro. - La parte posterior del lóbulo frontal incluye la corteza motora primaria, la área motora secundaria, la corteza premotora y el área motora suplementaria.    **Funciones ejecutivas: comportamiento orientado a objetivos** - **Acciones orientadas a objetivos:** Son basadas en la evaluación de una recompensa esperada o un valor esperado y su relación con el conocimiento de que hay una relación causal entre la acción y la recompensa. - **Hábito:** Es definido como una acción que no está bajo el control de una recompensa, si no que es guiada por el estímulo. Como tal, la podemos considerar automática. Las asociaciones respuesta-estímulo son útiles, ya que nos permiten seleccionar una respuesta rápidamente (como frenar en una luz roja). - La memoria de trabajo es fundamental para las acciones orientadas a objetivos.   **Corteza prefrontal y memoria de trabajo** - La corteza prefrontal lateral está involucrada en la interfaz entre la información perceptual y el conocimiento almacenado, siendo un componente crucial para la memoria de trabajo y su relación con el comportamiento orientado a objetivos. - La tarea de memoria de trabajo en monos clarifica que el animal debe recordar la localidad de la comida durante el periodo de delay. En cambio en la asociativa, solo es necesario aprender el input visual (símbolo +) asociado con la comida. Monos con daño en corteza prefrontal, tienen peor desempeño en la tarea de memoria de trabajo, pero no en la tarea asociativa.   **Corteza prefrontal y comportamiento orientado a objetivos** - La activación de la corteza prefrontal refleja una representación del objetivo de la tarea, por lo tanto, sirve como una interfaz entre las representaciones relevantes de la tarea en otras regiones neuronales. - La corteza prefrontal está extensamente conectada con regiones post sensoriales de la corteza temporal y parietal.   **La corteza prefrontal es jerárquica** 1. Un gradiente ventral-dorsal organizado en términos de mantención y manipulación, como también de organización general de la corteza posterior, como las vías ventrales y dorsales para el "que" (a diferencia del "cómo"). 2. Un gradiente anterior-posterior que varía en la abstracción, donde las representaciones más abstractas se involucran en las regiones más anteriores y las menos abstractas se involucran en las regiones más posteriores. 3. Un gradiente lateral-medial relacionado con el grado en el cuál la memoria de trabajo es influenciada por el ambiente (más lateral) o la información relacionada a eventos personales o estados emocionales (más medial).    **Toma de decisiones** La toma de decisiones puede ser normativa o descriptiva: - **Normativa:** Define cómo las personas deberían tomar las decisiones que producen la elección óptima. - **Descriptivo:** Es el intento de describir lo que la gente usualmente hace, no lo que deberían hacer. Generalmente las personas violan las predicciones normativas (violaciones a los axiomas de probabilidad y al razonamiento Bayesiano). Una violación muy típica es la falacia de la conjunción.   **Ejemplo: la falacia de conjunción** Linda tiene 31 años, es soltera, letrada y muy brillante. Tiene un magíster en filosofía. como estudiante, ella estaba profundamente preocupada por temas como la discriminación y la justicia social, además participo en protestas en contra del uso de armas nucleares. - ¿Qué es más probable? - Linda es una cajera de banco. - Linda es una cajera de banco y participa activamente del movimiento feminista.   La falacia de conjunción responde a un tipo de "heurístico", llamado el heurístico de representatividad. Un heurístico se define como una regla eficiente, generalmente no consciente que guían nuestras decisiones de manera simple y que están "enraizadas" en nuestro cerebro por la evolución.   **Modelos de tomas de decisiones** A. **Teoría de decisión estándar:** Es asumido que las preferencias permanecen estables durante el tiempo. B. **Aprendizaje por refuerzo:** Las preferencias cambian durante el tiempo, los agentes prefieren acciones que otorgan una recompensa esperada elevada, monitoreando el feedback extrínseco del ambiente. C. **Estudios de selección libre:** No hay una respuesta objetivamente correcta. La elección de un ítem incrementa la preferencia personal de dicha elección. También llamado como auto-refuerzo. D. **Propuesta de Love, et al.,** combinación entre la teoría de selección libre con aprendizaje por refuerzo. Donde los atributos individuales refuerzan la selección previa subjetiva (ej: Seleccionar una cerveza, porque prefiero determinados tipos de lúpulos).     **Actividad dopaminérgica y sistema de recompensas** - La toma de decisiones está fuertemente influenciada por las recompenzas de reforzadores primarios (como la comida o el sexo). - Muchas áreas subcorticales representan la información por recompensa, incluyendo el cuerpo estriado dorsal y ventral, del hipotálamo, la amígdala y la habénula lateral. - Se cree que la dopamina tiene un impacto en el sistema de recompensa desde los estudios de Olds & Milner. Al implementar electrodos en ratones, cuyos ratones tenían electrodos inyectados en las vías dopaminérgicas no dejaban de presionar la palanca (para activar el electrodo). Mientras que otros ratones que tenían electrodos implantados en otras áreas, presionaban raramente la palanca.    **Dopamina y predicción de error** - Hoy en día, se sabe que las neuronas dopaminérgicas están más activadas cuando la recompensa es inesperada. - Más que asociar la dopamina a la recompensa, hoy en día la literatura sugiere que la dopamina se relaciona con la predicción del error, a una señal que representa la diferencia entre la recompensa obtenida y la recompensa esperada. - En los experimentos de Shultz, et al., implantan electrodos en el mesencéfalo de monos. Cuando reciben jugó (R) en ausencia de un estímulo condicionado, las neuronas dopaminérgicas tienen un "burst" de disparos (panel A). Cuando el estímulo condicionado (una luz) es asociada a la R, las neuronas dopaminérgicas tienen un cambio temporal, ahora disparan cuando el estímulo condicionado es presentado (panel B). En los ensayos donde R no es presentado, las neuronas presentan una predicción positiva de error después del estímulo condicionado y una predicción negativa al tiempo de la R esperada.   **Cambio de tareas (flexibilidad cognitiva)** - En un experimento de cambio de tareas, cada dos ensayos, se les pedía a los participantes nombrar el dígito y luego nombrar la letra. - Cuando se les presenta una oración indicando si deben mencionar el número o la letra, pacientes con daños en corteza prefrontal tienen un desempeño similar a los participantes controles. - En cambio, cuando se utiliza una señal externa (el color), los pacientes con daño prefrontal tienen un desempeño notoriamente peor que los participantes controles. Reforzando la idea que la corteza prefrontal es importante para coordinar el comportamiento orientado a objetivos.   **Inhibición** - La inhibición (suprimir una acción) ejerce control en el acceso a la memoria de largo plazo. Pero también, es útil cuando estamos a punto de realizar una acción y algo nos hace cambiar de parecer. - Pacientes con daño en corteza prefrontal son lentos de abortar una respuesta planeada. Este daño parece específico a lesiones del giro frontal inferior del lado derecho. - La corteza frontal inferior está activada en todos los ensayos de inhibición, independiente del éxito de la inhibición.   **Monitoreo** - El sistema de monitoreo opera como un supervisor, manteniendo un "ojo" en el transcurso general de la actividad y estando preparado para cuando surgen problemas. - La corteza frontal medial (MFC), especialmente la corteza cingulada anterior (ACC), es un componente crítico en el sistema de monitoreo. - El sistema en ACC asegura que el procesamiento en otras áreas cerebrales sea lo más eficiente, dada las demandas de la tarea.    Resumen - El lenguaje es la habilidad que nos diferencia de la mayoría de otras especies. - El estudio de lenguaje ha sido posible por estudios en pacientes, principalmente en pacientes con daños en el área de Broca (producción de lenguaje) y pacientes con daños en el área de Wernicke (comprensión del lenguaje). - Las funciones ejecutivas comprometen a grandes rasgos comportamientos que orientan hacia el cumplimiento de objetivos y la toma de decisiones. - La mayoría de las funciones ejecutivas son comandadas por la corteza prefrontal, mientras que la corteza cingulada anterior (ACC) se encarga del monitoreo "online" durante la tarea.