Los perros extraen palabras del habla continua utilizando cálculos y regiones cerebrales similares a los de los humanos, según un nuevo estudio que combina EEG y fMRI realizado por investigadores del Departamento de Etología de la Universidad Eötvös Loránd (Hungría). Esta es la primera demostración de la capacidad de utilizar estadísticas complejas para aprender sobre los límites de las palabras en un mamífero no humano. Este trabajo ha sido publicado en Current Biology.
Los bebés humanos pueden detectar nuevas palabras en un flujo de habla mucho antes de aprender lo que significan. Para saber dónde termina una palabra y comienza otra, los bebés hacen cálculos complejos para seguir el patrón de las sílabas: las sílabas que normalmente aparecen juntas probablemente sean palabras, y las que no, probablemente no lo sean. Un nuevo estudio de imágenes cerebrales realizado por investigadores húngaros descubrió que los perros también pueden reconocer regularidades tan complejas en el habla.
“El seguimiento de patrones no es exclusivo de los humanos: muchos animales aprenden de tales regularidades en el mundo circundante; esto se llama aprendizaje estadístico. Lo que hace que el habla sea especial es que su procesamiento eficiente requiere cálculos complejos. Para aprender nuevas palabras a partir del habla continua, no basta con contar la frecuencia con la que determinadas sílabas aparecen juntas. Es mucho más eficiente calcular la probabilidad de que esas sílabas aparezcan juntas. Así es exactamente como los humanos, incluso los bebés de 8 meses, resuelven la tarea aparentemente difícil de segmentar palabras: calculan estadísticas complejas sobre la probabilidad de que una sílaba siga a la otra”, explica Marianna Boros, una de las autoras principales del estudio. estudio e investigador postdoctoral en el Laboratorio de Neuroetología de la Comunicación, Departamento de Etología, Universidad Eötvös Loránd. “Hasta ahora no sabíamos si algún otro mamífero también puede utilizar cálculos tan complejos para extraer palabras del habla. Decidimos probar las capacidades cerebrales de los perros de familia para el aprendizaje estadístico a partir del habla. Los perros son la primera especie animal domesticada y probablemente con la que hablamos con más frecuencia. Aún así, sabemos muy poco sobre los procesos neuronales que subyacen a sus capacidades de aprendizaje de palabras”.
«Para saber qué tipo de estadísticas calculan los perros cuando escuchan el habla, primero medimos su actividad eléctrica cerebral mediante EEG», dice Lilla Magyari, la otra autora principal, investigadora postdoctoral en el mismo grupo de investigación, que sentó las bases metodológicas. de realizar electrofisiología no invasiva en perros cooperativos, despiertos y no entrenados. «Curiosamente, vimos diferencias en las ondas cerebrales de los perros para palabras frecuentes en comparación con palabras raras. Pero aún más sorprendentemente, también vimos diferencias en las ondas cerebrales para sílabas que siempre ocurrían juntas en comparación con sílabas que solo ocurrían ocasionalmente, incluso si las frecuencias totales eran las mismas. Así pues, resulta que los perros registran no sólo estadísticas simples (el número de veces que aparece una palabra) sino también estadísticas complejas (la probabilidad de que las sílabas de una palabra aparezcan juntas), algo que nunca se ha visto en otros mamíferos no humanos. «Es exactamente el tipo de estadística compleja que usan los bebés humanos para extraer palabras del habla continua».
Para explorar qué tan similares son las regiones cerebrales responsables detrás de esta compleja capacidad computacional en los perros con las de los humanos, los investigadores también probaron perros usando resonancia magnética funcional. Esta prueba también se realizó en animales despiertos, cooperadores y sin restricciones. Para la resonancia magnética funcional, los perros fueron entrenados previamente para permanecer inmóviles durante el momento de las mediciones.
«Sabemos que en los seres humanos participan en este proceso tanto regiones del cerebro relacionadas con el aprendizaje general como específicamente relacionadas con el lenguaje. Y encontramos la misma dualidad en los perros», explica Boros. «Tanto una región del cerebro generalista como una especialista parecían estar involucradas en el aprendizaje estadístico del habla, pero los patrones de activación eran diferentes en los dos. La región del cerebro generalista, los llamados ganglios basales, respondía más fuerte a un flujo de habla aleatorio (donde no las palabras podían detectarse usando estadísticas de sílabas) que a un flujo de habla estructurado (donde las palabras eran fáciles de detectar simplemente computando estadísticas de sílabas). La región especializada del cerebro, la llamada corteza auditiva, que en los humanos desempeña un papel clave en el aprendizaje estadístico de habla, mostró un patrón diferente: aquí vimos un aumento de la actividad cerebral con el tiempo para el flujo de habla estructurado pero no para el flujo de habla aleatorio. Creemos que este aumento de actividad es el rastro que el aprendizaje de palabras deja en la corteza auditiva».
«Ahora comenzamos a comprender que algunos procesos computacionales y neuronales que se sabe que son fundamentales para la adquisición del lenguaje humano pueden no ser exclusivos de los humanos después de todo». — afirma Attila Andics, investigador principal del Laboratorio de Neuroetología de la Comunicación. “Pero todavía no sabemos cómo surgieron en los perros estos mecanismos cerebrales análogos a los humanos para el aprendizaje de palabras. ¿Reflejan habilidades que se desarrollaron al vivir en un entorno rico en idiomas, o durante los miles de años de domesticación, o representan una antigua capacidad de los mamíferos? Vemos que al estudiar el procesamiento del habla en perros, incluso en razas de perros mejores con diferentes capacidades de comunicación y en otras especies que viven cerca de los humanos, podemos rastrear los orígenes de las especializaciones humanas para la percepción del habla».
Procesos neuronales subyacentes al aprendizaje estadístico para la segmentación del habla en perros
