HOMENAJE A DARWIN

Piedra filosofal Naturaleza pensándose a sí misma

Wittgenstein: “sólo hay un problema filosófico importante: el Lenguaje”.

Origen de la vida, la cognición y el Lenguaje

Origen de la vida y EvoluciónRye and Holland (1999)

Complejidad de la vida

Funciones complejas sin Sistema Nervioso

Gradiente de azúcar MALTOSA

Concentración baja Concentración alta Concentración baja Concentración alta

Carrera Carrera Carrera Voltereta

APRENDIZAJE VISUAL DEL PULPO BPulpo A: Blanco: descarga eléctrica, Rojo: alimento

Pulpo B toca sólo la Roja (R Montalcini)

Le evolución del cerebro

Neocorteza: 200.000 mm2. Aparece en Mamíferos.

Corteza, estructuras subcorticales

Ventrículo

Input cortical

Input talámico

CORTEZA DE LOS REPTILES (Ulinski)

Superficie cortical

CORTEZA DE LOS MAMÍFEROS

3 CEREBROS Instintivo, emocional, racional

Tamaños cerebrales

Cerebro de Ballena AsesinaPeso cerebro: 7,1 kg/ peso corporal:4.455 kgr (Tarpley and Ridgway)

Peso cerebral vs peso corporalHomo sapiens: mayor índice de encefalización

200 especies de Vertebrados Vivientes. Evolution of the brain and Intelligence (Harry Jerison 1973)

TAMAÑOS RELATIVOS DEL CEREBRO CHIMPANCE HUMANO

TAMAÑOS RELATIVOS DEL CEREBRO CHIMPANCE HUMANO

Cortex prefrontal: gran crecimiento en primates

Corteza visual humana y de otros Primates

Relación Bulbo Olfatorio vs Corteza visual

-0.5-0.5

0

0.5

0 5

Tamaño relativo de V1 Tamaño relativo de V1

Tam

año

rel

ativ

o d

e O

B

Tam

año

rel

ativ

o d

e O

B

FOTORECEPTORES 500 millones de años: Primera duplicación genética

Curva de densidad de conos y bastonesVisión Periférica y Central

Dos vías visuales divergentes

Retina y Fotoreceptores127 millones de bastones, 3 millones de conos

Evolución de la visión tricromática40 millones de años

Genes para la visión al colorDicromática: vertebrados. Tricromática: Preprimates

Sensibilidad de los conos al espectro visual

CAMPOS VISUALES FRONTALESCAMPOS VISUALES FRONTALES

PRIMATE TEMPRANOPRIMATE TEMPRANO

Domesticación del lobo hace 135.000 años

Procesamiento auditivo

Huecesillos del oído

Dimetrodón (anfibios, reptiles y aves) Mamífero temprano

Duplicación: Células ciliadas internas (arriba)y externas (abajo): innovación en los mamíferos.

(A. Ladhams)

Conducta parental: Escena del triásico hace 200 millones de años

Mamífero (oye >100 ciclos/seg) Reptil (oye <100 ciclos/seg)

Origen del Hombre

HOMO HABILIS (2 Millones de Años) Edad de Piedra

Homo Erectus (1 millón de años)

Neanderthal (300 mil años) ritos funerarios, lenguaje descriptivo

Homo sapiens

Australopithecus Africano: 3 millones de años (400cc) Homo erectus: 1 millón de años (1.000 cc)

Homo sapiens: 100.000 años (1.500 cc)

Homo sapiens sapiens

PORCENTAJE DE DIFERENCIAS EN LAS PORCENTAJE DE DIFERENCIAS EN LAS SECUENCIASSECUENCIAS

DE ADN ENTRE EL HOMBRE Y PRIMATESDE ADN ENTRE EL HOMBRE Y PRIMATES

Hombre/chimpancé 2.5

Hombre/gibbón 5.1

Hombre/mono verde 9.0

Hombre/capuchino 15.8

Hombre/lémur 42.0

WH, Frecman et al, 1982WH, Frecman et al, 1982

Uno de estos primates puede hablar de lo que está viendo, el otro no

Noam Chomsky (1959)

Propiedades del lenguaje

• El lenguaje es específico de los humanos y muy uniforme entre ellos.

• Los humanos aprenden lenguaje sin instrucción.• Las habilidades del lenguaje son relativamente

independientes de otras habilidades cognitivas.• El aprendizaje del lenguaje requiere un cerebro

joven.• El lenguaje tiene las propiedades de un

“instinto”.

Representación separada o superpuesta en A Broca dependiendo del momento del aprendizaje de segunda lengua.

Kim, Relkin, Lee, & Hirsch’s 1997 , Nature, 388: 171-174.

Aprendizaje de segunda lengua en la infancia Aprendizaje de una segunda lengua en la vida adulta

SINDROME DE WILLIAMSDisociación cognición - Lenguaje

• Trastorno Genético en cromosoma 7. Trastorno Genético en cromosoma 7. Delección de 12-15 genes.Delección de 12-15 genes.

• Altas Altas habilidades verbales y sociales. – habilidades verbales y sociales. – tienen el don de la palabra.tienen el don de la palabra.

• Tienen habilidades cognitivas Tienen habilidades cognitivas extremadamente extremadamente pobres. (RM)pobres. (RM)

Síndrome de Down trisomía para 47 Mb (Chr 21)

Sìndrome de Williams monosomía para 1.5 Mb (Chr 7)

Descripción verbal vs Representación gráfica

Adolescente con S Williams CI: 49 (Howard M Lenhoff et al, 1997)

• Qué es un ELEFANTE?• Es uno de los animales. Y Qué hace un elefante?. Vive en la

jungla; también puede vivir en el zoológico. Y qué tiene?. Tiene largas orejas grises y abanicantes, orejas que pueden soplar en el viento. Tiene una larga trompa que puede recoger grama o heno. Si están de mal humor, pueden ser tan terribles. Si un elefante se enoja puede embestir; podría atacar. Algunos elefantes pueden atacar. Tienen colmillos grandes y largos. Pueden estropear un carro. Pueden ser peligrosos. Cuando están en un aprieto o de mal humor, pueden ser terribles. Uno no tendría un elefante como mascota. Mejor sería un gato, un perro o un pájaro.

Qué eseña el S de WilliamsQué eseña el S de Williams

Las habilidades linguísticas se Las habilidades linguísticas se pueden desarrollar pueden desarrollar independiente independiente de otras habilidades cognitivas. de otras habilidades cognitivas.

Estructura del Lenguaje

NIVELES del Lenguaje

• 1. Fonológico: Los sonidos fonemáticos

• 2. Lexical: Las palabras • 3. Sintáctico: Las combinaciones • 4. Semántico: Los significados • 5. Pragmático: Reglas del uso social del lenguaje

VIKI

Chimpancé educado como una hija por Hayes (1951).

Aprendió a decir 4 palabras: mama, papa, cup, up.

• El aparto vocal del chimpancé es incapaz de producir muchos de los sonidos del lenguaje humano.

Noam Chomsky Nim Chimpsky Terrace, 1983

                                                   

 Nim Chimpsky

Nim ChimpskyTerrace, 1983

Chimpancé educada por Herb Terrace (1980)

• Expuesta a lenguaje americano de signos ASL

• Aprendió a producir largas expresiones como: “HURRY GIMME” “GIMME HUTTY POTATO” “GIMME HURRY POTATO”

• El orden de las palabras era al azar, no usaba una gramática.

Cuando apareció el lenguaje en la Evolución de los Homínidos?

Evolución del Lenguaje (Buhler- Popper)

1. Función Expresiva: Australopithecus africanus.

2. Función de señal: Homo Hábilis

3. Función Descripitiva: H Herectus

4. Función argumentativa (sintaxis): H sapiens

Norman Geschwind (1926-1984): Asimetría del Planum TemporalEsta Asimetría existe hace unos 300.000 años.

Existe en H Spiens y Neanderthal

Homo Sapiens Primates

L Sintáctico L Léxico/semántico

Fascículo ARQUEADO

Areas y Conexiones

Broca

Wernicke

Fascículo Arqueado

Cambios de patrones de conexiones fronto-temporales en humano, chimpancé y Macaco

2 Operaciones Linguísticas Básicas (Jacobson y Luria)

Polo receptivo/expresivo, Posterior/Anterior, Decodificación/Codificación, Selección/Combinación,

Eje Paradigmático/Sintagmático, LEXICO-SEMANTICO/SINTACTICO

La historia y la evolución nos han

dotado de un cerebro humano...

Han cerebro la dotado evolución y

un historia nos humano de

SintaxisSintaxisSintaxisSintaxis

Filogenia y Ontogenia

• Sistema cognitivo precede a la aparición del Lenguaje

• Sistema Lexico-semático precede al sistema Sintáctico. (ej: niños, simios)

• Gramática: aparece en niño mayor y en H sapiens.• Gramática: se relaciona con habilidad para representar

acciones (verbos) y con área de Broca y movimientos articulatorios secuenciales (praxia del habla).

GRAMATICAPara crear una relación sintagmática entre dos palabras se necesita un verbo.

Para crear una frase se necesitan nombres (Frase Nominal) y verbos (Frase verbal)

• EJ: JUAN - FRUTAS

• 1. Juan come frutas• 2. Juan tiene frutas• 3. Juan recibe frutas• 4. Juan siembra frutas• 5. Juan vende frutas• 6. Juan compra frutas• 7. Juan pide frutas• 8. Juan regala frutas• 9. Juan recoge frutas

PET + RNMf (La recherche # 289,1996)

Inactivo (1) Activo (2) Pensando en

verbos (1-2)

Pensando en verbos (La recherche # 289,1996)

Emergencia de la SINTAXIS

• Lo crucial en la emergencia de la gramática no es la extensión del vocabulario.

• Lo crucial es tener diferentes clases de palabras (nombres y verbos) y la posibilidad de combinarlas para formar una unidad de nivel superior (sintagma)

• Los verbos pueden ser creados a partir de los nombres. EJ: beso – besar, comida-comer etc.

BROCA Y WERNICKE

El daño del área de Broca produce:

1. Agramatismo

2. Dificultad para encontrar verbos (Averbia)

Verbos y gramática aparecieron simultáneamente en el lenguaje humano y se representan en la misma estructura (A Broca).

El daño en A de Wernicke produce trastornos en la comprensión y SELECCIÓN.

Familia KE. (1990-2001)

Trastorno de lenguaje hereditarioBrain, Vol. 125, No. 3, 465-478, March 2002

FOXP2 (Mutación en Rojo)

El código genético dispone de sólo 4 letras. El código lingüístico dispone de 6-7 veces más letras para combinar

FORKHEAD BOX P2

    This genomic DNA sequence shows the non-template strand of the FOXP2 gene. 

This gene contains 2472 base pairs with 779 adenines, 627 cytosines, 524 guanines, 542 thymines

1 agtgagctag cttctgagtt ttcccttctt tttatactgt tttctgtgct ggcttttttg       61 aatcttccta atttttcatc tctttaacaa actcctatga agttgaaacc gggaagtttg

      121 ctctaacatt tccagagaag gtattaagtc atgatgcagg aatctgcgac agagacaata      181 agcaacagtt caatgaatca aaatggaatg agcactctaa gcagccaatt agatgctggc      241 agcagagatg gaagatcaag tggtgacacc agctctgaag taagcacagt agaactgctg      301 catctgcaac aacagcaggc tctccaggca gcaagacaac ttcttttaca gcagcaaaca      361 agtggattga aatctcctaa gagcagtgat aaacagagac cactgcaggt gcctgtgtca      421 gtggccatga tgactcccca ggtgatcacc cctcagcaaa tgcagcagat ccttcagcaa      481 caagtcctgt ctcctcagca gctacaagcc cttctccaac aacagcaggc tgtcatgctg

      541 cagcagcaac aactacaaga gttttacaag aaacagcaag agcagttaca tcttcagctt      601 ttgcagcagc agcagcaaca gcagcagcag caacaacagc agcaacaaca gcagcagcaa      661 caacaacaac aacagcagca acaacagcag cagcagcagc aacagcagca gcagcagcaa      721 cagcatcctg gaaagcaagc gaaagagcag cagcagcagc agcagcagca acagcaattg

      781 gcagcccagc agcttgtctt ccagcagcag cttctccaga tgcaacaact ccagcagcag      841 cagcatctgc tcagccttca gcgtcaggga ctcatctcca ttccacctgg ccaggcagca      901 cttcctgtcc aatcgctgcc tcaagctggc ttaagtcctg ctgagattca gcagttatgg

      961 aaagaagtga ctggagttca cagtatggaa gacaatggca ttaaacatgg agggctagac     1021 ctcactacta acaattcctc ctcgactacc tcctccaaca cttccaaagc atcaccacca

     1081 ataactcatc attccatagt gaatggacag tcttcagttc taagtgcaag acgagacagc     1141 tcgtcacatg aggagactgg ggcctctcac actctctatg gccatggagt ttgcaaatgg     1201 ccaggctgtg aaagcatttg tgaagatttt ggacagtttt taaagcacct taacaatgaa

     1261 cacgcattgg atgaccgaag cactgctcag tgtcgagtgc aaatgcaggt ggtgcaacag     1321 ttagaaatac agctttctaa agaacgcgaa cgtcttcaag caatgatgac ccacttgcac     1381 atgcgaccct cagagcccaa accatctccc aaacctctaa atctggtgtc tagtgtcacc     1441 atgtcgaaga atatgttgga gacatcccca cagagcttac ctcaaacccc taccacacca     1501 acggccccag tcaccccgat tacccaggga ccctcagtaa tcaccccagc cagtgtgccc     1561 aatgtgggag ccatacgaag gcgacattca gacaaataca acattcccat gtcatcagaa

     1621 attgccccaa actatgaatt ttataaaaat gcagatgtca gacctccatt tacttatgca     1681 actctcataa ggcaggctat catggagtca tctgacaggc agttaacact taatgaaatt     1741 tacagctggt ttacacggac atttgcttac ttcaggcgta atgcagcaac ttggaagaat     1801 gcagtacgtc ataatcttag cctgcacaag tgttttgttc gagtagaaaa tgttaaagga

     1861 gcagtatgga ctgtggatga agtagaatac cagaagcgaa ggtcacaaaa gataacagga     1921 agtccaacct tagtaaaaaa tatacctacc agtttaggct atggagcagc tcttaatgcc     1981 agtttgcagg ctgccttggc agagagcagt ttacctttgc taagtaatcc tggactgata     2041 aataatgcat ccagtggcct actgcaggcc gtccacgaag acctcaatgg ttctctggat     2101 cacattgaca gcaatggaaa cagtagtccg ggctgctcac ctcagccgca catacattca     2161 atccacgtca aggaagagcc agtgattgca gaggatgaag actgcccaat gtccttagtg     2221 acaacagcta atcacagtcc agaattagaa gacgacagag agattgaaga agagccttta     2281 tctgaagatc tggaatgaga actgacttgt gaaacctcag cgtgaaggga catatcactg

     2341 accttcataa ccactccaca accatgaata tttgacaaat ttttactgtg actatttatt     2401 aagcatggat aaaggagaca gccctaaagg aacttactaa gccagccctt tgggattcag

        2461 taccaacagg ca

Estructura del FOXP2 (crom 7)G x A : (Histidina x Arginina)

                                                   

Cambios en nucleótidos y Aminoácidos en FOXP2

FOXP2 GEN DE LA GRAMATICA

• El equipo de Leipzig secuenció el gen FOXP2 en varios primates: chimpancé, gorila, orangután, Macacus rhesus, y en el ratón.

• El gen codifica una proteína de 715 aa, y es semejante a otros miembros de una familia de genes reguladores que están implicados en el desarrollo embrionario.

• Hay solamente tres cambios en los aminoácidos de la secuencia de la proteína, los cuales pueden haber dado una ventaja evolutiva a los homínidos.

• La fijación del gen en población humana ocurrió con un 95% de probabilidad hace 120.000 años y, con toda seguridad, en los últimos 200.000 años.

• Esto corresponde a la época de aparición del hombre entre los homínidos. Esto parecería apoyar la idea de ver el lenguaje como una ventaja selectiva de la especie humana, que tiene una gramática universal y unos mecanismos físicos que involucran el aparato vocal y algunos centros cerebrales determinados genéticamente.

Pequeños cambios en el genoma- Grandes cambios en el fenotipo

FOXP2:Lenguaje y desarrollo cerebral Pequeñas mutaciones pueden producir grandes modificaciones físicas.

TEDL

SIMBOLIZACIÓN

• Competencia simbólica: El cerebro crea símbolos de la realidad y los entiende.

• Estos símbolos no son el mundo real pero permiten una descripción consistente del mismo y de nuestra relación con él.

• Constituyen el lenguaje de nuestra razón y por tanto el lenguaje de nuestra mente.

Concepto (Significado)Imagen acústica (Significante)

Representación semánticaRepresentación semántica

Representación lexicalRepresentación lexical

Representación semánticaRepresentación semántica

Representación lexicalRepresentación lexical

====

Signo lingSigno lingüüísticoísticoSigno lingSigno lingüüísticoístico

Ferdinand de SaussureFerdinand de SaussureFerdinand de SaussureFerdinand de Saussure

Significantes puros

ABAYAUG

ALOPAMA

Significantes con significado(signo lingüístico)

ABAYAUG

GUAYABA

ALOPAMA

AMAPOLA

Sintaxis vs SentidoFrases en voz activa y voz pasiva

• Los ingenieros construyeron el puente

• El puente fue construído por los ingenieros

• La frepa renó el golano

Sintaxis vs SentidoFrases en voz activa y voz pasiva

• La frepa renó el golano

• El golano fue renado por la frepa

Almacenes de Palabras en el CerebroAlteración de la Denominación por Categorías semánticas en lesionados Cerebrales

Damasio et al, 1996

Almacenes de Palabras en el CerebroActivación Cerebral con PET en tareas de Denominación categorial (Damasio et al,

1996)

Vectores que Asocian Representaciones semánticas, lexicales y

fonológicas

Infarto en territorio de ACM Izquierda. Daño del aparato del lenguaje: A Global

Atrofia cerebral difusa en el cerebro de un paciente con Enfermedad de Alzheimer

Modelo de Neoconexionista (Damasio)

Sistema de la forma de las palabras y las frases (significantes y sintaxis: Aparato del lenguaje

Sistema de representación semántica, conceptos.Corteza extraperisilviana

Sistema Mediador o de Acceso Conecta significantes con significados

Modularidad

• Lenguaje: módulo (autónomo) de la mente– Mente: conjunto de sistemas cognitivos

abstractos– Cerebro: soporte físico de la mente

Gramática modular:– Autonomía de la Gramática con respecto a la

Pragmática

– Autonomía de la Sintaxis con respecto a la Semántica y la Fonología.

Niveles de Representación: fonológico, morfológico, sintáctico y semántico

Cómo se representa una acción en el Cerebro?Representación gráfica de una acción dinámica: MARCHA

REPRESENTACIÓN SIMBOLICA

ViviendaCasa

MuebleMuebleMesa Mesa

MuebleMuebleMesa Mesa

HerramientaHerramientaMartilloMartillo

HerramientaHerramientaMartilloMartillo

Cadena de significantes

SinceridadHonestidad

HonestidadHonestidadFranquezaFranquezaHonestidadHonestidadFranquezaFranqueza

FranquezaFranquezaTransparenciaTransparencia

FranquezaFranquezaTransparenciaTransparencia

Escritura: 5.000 años

• El hombre ha creado un segundo sistema de representaciones verbales: la ESCRITURA. Lo interesante de la escritura es que representa a las palabras que constituyen de por sí ya un sistema de representación de las cosas. La escritura es un proceso de representación bastante exitoso. Con ella el hombre encontró una forma ágil de exteriorizar sus imágenes mentales hacia el mundo, hacia la memoria cultural, mucho más estable que la memoria biológica del cerebro. La escritura garantiza fielmente la supervivencia de la representación verbal. Esta escapó del cerebro haciéndose representar en la escritura que es un sistema de representaciones más estable. El cerebro no es un lugar seguro para guardar representaciones o sólo lo es transitoriamente. Pareciera como si las mismas representaciones cerebrales hubiesen inventado la escritura en su tendencia a la estabilidad y la seguridad. Aprendieron a saltar del cerebro al papel, de la tinta al sonido, de lo físico a lo biológico, como si hubiesen descubierto la manera de funcionar como una especie de “alma” que puede cambiar de cuerpo físico para garantizar su eternidad.

F Lopera: Mente, cerebro y futuro)

Piedra filosofal Naturaleza pensándose a sí misma

Wittgenstein: “sólo hay un problema filosófico importante: el Lenguaje”.

Pasado y Futuro de la razón

• Estos animales inteligentes, los hombres, no representan más que una mínima parte de la historia global del planeta. Hubo épocas en las que el intelecto humano no existió, y se puede prever casi con toda seguridad, que llegará un tiempo en el que dejará de existir. El intelecto no es más que un instrumento, un arma, o un recurso del que se sirve el hombre para enfrentarse con el mundo que le rodea. (Niestzche). La razón es un órgano más que no goza de ningún privilegio en el mundo natural. Surgió como un instrumento útil para la conservación de la especie humana.

Conclusión• La naturaleza y la cultura nos han regalado un cerebro que

sabe construir representaciones simbólicas del mundo, las procesa, las combina, las organiza, las clasifica, las almacena, las modifica, las reinterpreta, en una palabra las relaciona y puede manipularlas en tal forma que puede actuar sobre el mundo transformándolo creativa o destructivamente. El milagro de la historia y la evolución ha consistido en dotarnos de un cerebro humano que nos brinda la posibilidad de crear el mundo que queramos pero a un precio: el riesgo de destruir el mundo que tenemos. Este es el precio que pagamos por el regalo de la mente. La mente del hombre sería la única capaz de destruir el mundo y el de los demás animales y formas vivas del planeta. Es la única especie que podría hacerlo pero al mismo tiempo es la única que puede evitarlo. El futuro depende de nosotros mismos.

(F Lopera: Mente, cerebro y futuro)

Uri, 2008

GRACIAS