Agosto, 2022
Al comparar neuroimagenes del lóbulo temporal de humanos y de chimpancés, investigadores de Países Bajos y Reino Unido han encontrado que el patrón de conexiones de las áreas del lenguaje en nuestro cerebro se ha ampliado más de lo que se pensaba. Por otro lado, una investigación asegura que perder las membranas vocales y los sacos aéreos en la laringe supuso un paso evolutivo crucial para nuestro lenguaje vocal. La simplificación evolutiva de esta parte de la anatomía humana permitió la mayor complejidad acústica que requiere el habla humana.
Hallan las vías anatómicas que prepararon a nuestro cerebro para el lenguaje
Ana Hernando
Un equipo de neurocientíficos de las universidades de Radboud (Países Bajos) y Oxford (Reino Unido) han obtenido nuevas pistas sobre cómo evolucionó nuestro cerebro hasta estar preparado para el lenguaje. En comparación con el de los chimpancés, el patrón de conexiones de las áreas del lenguaje del cerebro humano se ha ampliado más de lo que se pensaba, según un estudio publicado recientemente en PNAS.
“A primera vista, los cerebros de los humanos y los chimpancés se parecen mucho. La desconcertante diferencia entre ellos y nosotros es que los humanos nos comunicamos mediante el lenguaje, mientras que los primates no humanos no lo hacen”, afirma la coautora del trabajo Joanna Sierpowska, de la Universidad Radboud.
Entender qué parte del cerebro podría haber permitido esta capacidad única ha intrigado a los investigadores durante años. Sin embargo, hasta ahora, su atención se había centrado principalmente en un tracto nervioso concreto que conecta los lóbulos frontal y temporal, llamado fascículo arqueado, que además de mostrar diferencias significativas entre especies, es bien conocido por estar implicado en la función del lenguaje.
En este estudio “hemos desplazado nuestra atención hacia la conectividad de dos áreas corticales situadas en el lóbulo temporal, que son igualmente importantes para nuestra capacidad de utilizar el lenguaje”, apunta la investigadora.
Diferencias entre los cerebros de humanos y chimpancés
Para estudiar las diferencias entre el cerebro humano y el de los chimpancés, el equipo utilizó neuroimágenes de 50 cerebros humanos y 29 de chimpancés escaneados de forma similar a los humanos, pero bajo anestesia controlada y como parte de sus revisiones veterinarias rutinarias. En concreto, utilizaron una técnica denominada imagen ponderada por difusión que obtiene imágenes de la materia blanca, las vías nerviosas que conectan las zonas del cerebro.
Utilizando estas imágenes, exploraron la conectividad de dos centros cerebrales relacionados con el lenguaje (las áreas media anterior y posterior del lóbulo temporal), comparándolas entre ambas especies. “En humanos, estas dos zonas se consideran cruciales para el aprendizaje, el uso y la comprensión del lenguaje y albergan numerosas vías de materia blanca”, afirma Sierpowska.
“También se sabe que los daños en estas áreas cerebrales tienen consecuencias perjudiciales para la función del lenguaje. Sin embargo, hasta ahora no se había respondido a la pregunta de si su patrón de conexiones es exclusivo de los humanos”, añade.
Según comenta la investigadora, “hemos encontrado que mientras que la conectividad de las áreas temporales medias posteriores en los chimpancés se limita principalmente al lóbulo temporal, en los humanos surgió una nueva conexión hacia los lóbulos frontal y parietal utilizando el fascículo arqueado como vía anatómica. De hecho, los cambios en ambas áreas del lenguaje humano incluyen un conjunto de expansiones en la conectividad dentro de los lóbulos temporales”.
Los resultados del trabajo “implican que el fascículo arqueado seguramente no es el único impulsor de los cambios evolutivos que preparan al cerebro para una capacidad lingüística plena”, subraya.
Por su parte, la coautora Vitoria Piai, también de Radboud, indica que los hallazgos del trabajo “son anatómicos, por lo que es difícil decir algo sobre la función cerebral en este contexto. Pero el hecho de que este patrón de conexiones sea tan único para los humanos, sugiere que puede ser un aspecto crucial de la organización del cerebro que permite nuestras capacidades lingüísticas distintivas”, concluye. 
[Referencia: Joanna Sierpowska el al. “Comparing human and chimpanzee temporal lobe neuroanatomy reveals modifications to human language hubs beyond the frontotemporal arcuate fasciculus”. PNAS, julio de 2022. // Fuente: agencia SINC.]
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La pérdida de la membrana vocal facilitó que los humanos hablásemos
Eva Rodríguez
Si bien es cierto que todos los animales se comunican de alguna manera, el lenguaje hablado complejo es una de las características más humanas. Somos capaces de modular y crear oscilaciones con nuestras cuerdas vocales de forma mucho más estable que otros primates. Esto se debe a que la evolución hizo que perdiéramos las membranas en estas cuerdas y los sacos aéreos, que son comunes a todos los primates no humanos, según un estudio que publica la revista Science.
“En las especies no humanas, las vocalizaciones con los llamados ‘fenómenos vocales no lineales’ (PNL, por sus siglas en inglés) suenan duras, y se ha planteado la hipótesis de que reducen el tono de voz percibido, exagerando el tamaño del cuerpo del que lo emite ante el oyente. Estos PNL tienen un papel destacado en las interacciones competitivas”, dice en entrevista Harold Gouzoules, autor de un artículo de perspectiva sobre este estudio y científico de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Emory (Estados Unidos).
La vocalización humana se basa en los mismos principios acústicos y fisiológicos que la de otros vertebrados terrestres —el aire de los pulmones impulsa la oscilación de las cuerdas vocales en la laringe—, pero la forma de hablar de las personas tiene varias características distintivas. Las oscilaciones de nuestras cuerdas vocales son mucho más estables y carecen de las oscilaciones irregulares y de las transiciones de frecuencia bruscas que suelen darse en la mayoría de los demás mamíferos.
“Aunque los repertorios vocales de muchas especies de primates no humanos incluyen algunas llamadas claras y estructuradas armónicamente, sus vocalizaciones se bifurcan con frecuencia en subarmónicos a intensidades más altas”, señala Gouzoules.
Estos atributos, combinados con un mayor control neuronal, permiten a los humanos crear la amplia gama de sonidos que permiten el habla y el lenguaje hablado. Sin embargo, identificar las adaptaciones evolutivas que dieron lugar al habla humana ha sido un reto.
“Desgraciadamente, no podemos decir cuándo se perdió esta característica, ya que nunca se fosiliza, ni deja rastros en los huesos fosilizados. Esperamos que en el futuro se realicen análisis genéticos”, explica por su parte Takeshi Nishimura, biólogo de la Universidad de Kioto (Japón) y autor principal del estudio.
Respecto a por qué otros primates no han perdido esta membrana en las cuerdas vocales, Gouzoules apunta: “Quizá se deba a que la presión selectiva para hacerlo sólo se produciría ante otros requisitos previos para el lenguaje (por ejemplo, un control neuronal cortical de las vocalizaciones), de los que las especies no humanas carecen en su mayor parte”.
Comparar laringes de primates
El equipo de Nishimura utilizó imágenes de resonancia magnética y tomografía computarizada (que emplea un dispositivo especial de rayos X y crea imágenes) para examinar las laringes de 29 géneros y 44 especies de primates. Descubrieron que todos los taxones no humanos poseían una membrana vocal que está totalmente ausente en nosotros.
Después de observar la actividad de esta membrana durante las vocalizaciones de los primates, desarrollaron modelos anatómicos y fónicos para comparar los efectos acústicos de su vibración.
“Nuestros análisis de simulación por ordenador confirmaron que la membrana vocal contribuye a que la fonación (las vibraciones de las membranas vocales y las cuerdas vocales) sea ‘económica’. Esto significa que empiezan a vibrar por una menor presión del flujo de aire del pulmón, en comparación con los humanos que carecen de la membrana vocal”, afirma el biólogo japonés.
Por tanto, la pérdida evolutiva de esta membrana dio lugar a una laringe más sencilla y a una fuente vocal estable que permite a los humanos la capacidad de producir los sonidos diversos y ricos en armónicos que caracterizan el habla.
“Los primates no humanos están obligados a hacer una llamada fuerte como comportamiento social en lugar de un pequeño parloteo como en los humanos”, concluye Nishimura.
Evolucionar no implica ser más complejos
Los libros de texto de biología evolutiva hacen hincapié en que la selección natural no produce inevitablemente una mayor complejidad. Por ejemplo, los peces cavernícolas mexicanos ya no tienen ojos, y existen pruebas genéticas, de desarrollo y fisiológicas de la regresión adaptativa de los ojos en esta especie y en otros animales cavernícolas.
“En esencia, los cavernícolas representan un escenario evolutivo de ‘úsalo o piérdelo’. Lo interesante de la pérdida de ojos en los peces cavernícolas es que sus ojos ya no tenían la función adaptativa que tenían antes”, apunta Gouzoules.
Con la pérdida de las membranas de las cuerdas vocales en los humanos, es de suponer que todavía había algún beneficio comunicativo en tener ese tejido, pero se volvió más adaptativo reducirlo, y eventualmente eliminarlo. La prueba es que esto contribuyó a la evolución del lenguaje, “que claramente tiene un enorme valor”, recalca el investigador.
