miércoles, 21 de septiembre de 2011

Reconociendo palabras.


Existe una serie de televisión que en España se llama “Ladrón de guante blanco” y en México “Estafa y crimen” (“White Collar” en el original) que está salpicada de pequeños trucos neurocientíficos, que el protagonista usa para encandilar, distraer o despistar a sus “víctimas”. Uno que me llamó la atención recientemente fue la explicación del “ladrón” de cómo falsificar una firma convincentemente. Tras hacer que el agente del FBI al que se lo explicaba tratase de imitar una firma en un documento, con un resultado pobre, él hizo una imitación perfecta y con total naturalidad. Su explicación fue que el agente había colocado la firma de forma legible, su cerebro había reconocido las palabras y su tendencia natural a escribir palabras de determinada manera había arruinado la imitación; el ladrón, por el contrario, había tomado el documento tal cual estaba, es decir, al revés, su cerebro había identificado la firma como un garabato y el sólo había copiado el garabato. El ladrón estaba desactivando el área visual de la forma de la palabra (AVFP).

El AVFP hace, con precisión y especificidad, lo que implica su nombre. Cada vez que vemos algo que parece una palabra, se activa, como te habrá ocurrido con las imágenes que abren esta entrada. El AVFP tiene una eficiencia tan alta a la hora de preparar la información visual para su uso por los centros encefálicos del lenguaje que la tarea de reconocimiento de palabras solamente necesita unas decenas de milisegundos. Y, ¡ojo!, que nuestro cerebro la realice con esa facilidad no implica para nada que sea una tarea sencilla; al contrario, es una actividad muy compleja. De hecho, es tan compleja que aún nos diferencia de los ordenadores: si, por ejemplo, quieres dejar un comentario a esta entrada el sistema, para asegurarse de que eres una persona, te pedirá que escribas una palabra distorsionada visualmente (CAPTCHA), algo que para ti es fácil, pero que los ordenadores que envían spam no pueden hacer porque no la reconocen como palabra.

En un artículo que aparece en Neuron, un grupo de investigadores encabezado por Andreas Rauschecker, de la Universidad de Stanford (EE.UU.), presenta presenta un estudio en el que una de las conclusiones es   que una de las claves del funcionamiento del AVFP es su capacidad de reconocer palabras empleando más de una ruta visual. Este hallazgo no sólo demuestra la flexibilidad del sistema visual humano, también puede significar un avance en la comprensión de la dislexia y otras disfunciones lectoras, indicando posibles métodos que ayuden a los afectados.

Antes de entrar en detalles, detengámonos aún un poco más en el contexto, para poder apreciar en su valor este resultado. Cuando el AVFP se descubrió en 2000, el mero hecho de que existiese un área dedicada al reconocimiento de palabras fue recibido, cuando menos, con sorpresa. La lectura es una actividad muy reciente en la historia humana, ¿y hay un área especializada en palabras? La explicación a esta paradoja es que hemos puesto el carro antes que los bueyes. El AVFP no evolucionó para leer, probablemente inventamos sistemas de escritura que se acomodaban al AVFP.

El AVFP se encuentra en el córtex occipital (atrás) ventral (abajo) y parece que es una estación de enlace entre el córtex visual primario (V1) y las regiones del encéfalo que están dedicadas al reconocimiento y la producción del lenguaje. Conforme la capacidad de lectura del individuo mejora, el AVFP reclama territorio para poder trabajar, expandiéndose a las áreas limítrofes, incluyendo la dedicada al reconocimiento de caras.

Pero, ¿qué es necesario para que el AVFP identifique una palabra? Tradicionalmente los investigadores (y nosotros) pensamos en las palabras como contraste luminoso: por eso este blog tiene el diseño que tiene, palabras negras sobre fondo blanco, para facilitar el contraste y, por tanto, la lectura. El punto genial del estudio que nos ocupa es pensar en las palabras como movimiento, lo que supone una ruta neurológica diferente.

En vez de estar definidas por la luminosidad, las palabras se definen por el movimiento, es decir, se distinguen del fondo no por el color o el contraste sino por su dirección de movimiento aparente. En un campo de puntos que se mueven en un sentido las palabras, constituidas por puntos que se mueven en el sentido contrario, aparecen como identificables para la mayoría de nosotros, incluso si los puntos y el fondo tienen el mismo tono de color. Eso sería una versión extrema de CAPTCHA.

A los participantes en el estudio se les pidió que intentasen leer mientras sus encéfalos eran escaneados por resonancia magnética funcional (fMRI). Los sujetos tenían que intentar leer varios tipos de palabras, definidas por contraste de luminosidad o por el movimiento, mientras los investigadores vigilaban la activación del AVFP.

En esta situación las opciones estaban claras: o el AVFP se activa para ambos tipos de presentaciones o no se activa para las basadas en el movimiento. En este último caso ello querría decir que el AVFP sería sensible sólo a una característica visual básica, el contraste. Pero resulta que se activaba en los dos casos. Eso quiere decir que el AVFP puede recibir información de la región V5, también llamada temporal/medial o MT, que es la que se encarga de la percepción del movimiento.

Los datos de la fMRI confirmaron que la V5 se activaba en presencia de las palabras definidas por el movimiento, y no lo hacía con las palabras en contraste. Con estos datos se concluye que es posible que existan dos rutas visuales al AVFP.

Pero, como solemos repetir, correlación no implica causalidad. Por ello los investigadores usaron en una segunda fase del estudio estimulación magnética transcraneal para introducir “ruido” en la región V5. Esta técnica consiste en aplicar campos magnéticos pulsantes para inducir corrientes eléctricas en áreas del encéfalo, lo que en términos de la antigua televisión analógica, es meter tantas interferencias que no se puede ver la imagen o, en este caso, que el área cerebral no pueda realizar su labor. La estimulación tuvo el efecto de disminuir radicalmente la capacidad lectora de las palabras definidas por el movimiento mientras que la de las de contraste se mantenía inalterada. Con lo que quedaba confirmada la comunicación V5-AVFP.

Pero ambas rutas además parece que pueden ser al menos parcialmente aditivas. Una palabra definida tanto por contraste como por movimiento produce una reacción del AVFP más intensa que si la palabra es sólo contraste o sólo movimiento. Esta característica abre la posibilidad de compensar algunos problemas lectores diseñando dispositivos electrónicos que pueden reconducir la información visual por una ruta cerebral que no esté dañada. Una persona que tenga dificultad a la hora de leer un texto definido sólo por contraste podría encontrarlo mucho más legible si se le incorpora digitalmente un componente de movimiento.

Finalmente los experimentadores confirmaron algo ya conocido con otro experimento en el que se pedía reconocer palabras con sentido y diferenciarlas de otras que no lo tenían. El AVFP, se activaba en ambos casos, esto es, identifica palabras, independientemente de que tengan sentido o no, de ahí su nombre. En términos matemáticos: el AVFP es una condición necesaria pero no suficiente para la identificación correcta de una palabra con sentido.

También solemos decir que un resultado interesante suscita más preguntas de las que responde. Las palabras definidas por el movimiento es un estímulo muy poco probable, y ¿nuestro cerebro está preparado para él? ¿Es que la lectura se interpreta por el cerebro como movimiento de palabras? ¿Cuál es la función de V5 en la lectura? Y ya puestos, si el cerebelo controla el aprendizaje motor, ¿también interviene en la capacidad lectora como hace en la articulación del lenguaje?

Referencia:

Rauschecker, A., Bowen, R., Perry, L., Kevan, A., Dougherty, R., & Wandell, B. (2011). Visual Feature-Tolerance in the Reading Network Neuron, 71 (5), 941-953 DOI: 10.1016/j.neuron.2011.06.036