Evidencia neuronal para la comprensión referencial de palabras objeto en perros

Ronald Palacios Castrillo

El uso de palabras para referirse a objetos del entorno es una característica central de la facultad del lenguaje humano. La comprensión referencial supone la formación de representaciones mentales de estas palabras.

Tal comprensión de las palabras objeto aún no se ha demostrado como una capacidad general en ninguna especie no humana, a pesar de múltiples informes de casos basados ​​en el comportamiento.



En humanos En los estudios de potencial relacionado con eventos (ERP), el conocimiento de las palabras objeto se prueba típicamente utilizando el paradigma de violación semántica, donde las palabras se presentan con su referente (coincidencia) u otro objeto (desajuste).

Tal desajuste provoca un efecto N400, un correlato neuronal establecido del procesamiento semántico. Los informes de infantes preverbales N400 evocados por violaciones semánticas afirman el uso de este paradigma para sondear representaciones mentales de palabras objeto en poblaciones no verbales.

Boro y colegas (Current Biology…Published:March 22, 2024DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.02.029) , al medir los ERP de los perros (Canis familiaris) con respecto a objetos preparados con palabras de objetos coincidentes o no coincidentes, encontraron un efecto de desajuste en un electrodo frontal, con una latencia (206–606 ms) comparable a la del N400 humano.

Una mayor diferencia en las palabras que los perros conocían mejor, según los informes de los propietarios, apoyó aún más una interpretación semántica de este efecto.

Las expectativas semánticas surgieron independientemente del tamaño del vocabulario, lo que demuestra la prevalencia de la comprensión referencial en los perros.

Estos resultados proporcionan la primera evidencia neuronal del conocimiento de palabras objeto en un animal no humano.

Los perros comprenden la naturaleza referencial de las palabras objeto.

El efecto de desajuste de ERP  reportado por Boros y colegas constituye la primera demostración de un correlato neuronal de violación de expectativas semánticas en una especie no humana.

Varios argumentos respaldan que este efecto de desajuste es de hecho de naturaleza referencial y semántica.

En primer lugar, en una nota más general, los mismos objetos se presentaron el mismo número de veces en las condiciones de coincidencia y de no coincidencia, por lo que es poco probable que las diferencias de ERP medidas en la presentación del objeto reflejen efectos perceptivos, de preferencia o de atención relacionados con el objeto.

En segundo lugar, debido al retraso temporal entre la palabra principal y el objeto de prueba durante la presentación del estímulo, la representación mental del objeto necesitaba surgir en ausencia del objeto . Esto favorece la interpretación de que el efecto de violación de expectativas aquí refleja una comprensión referencial de las palabras objeto en lugar de asociaciones puras.

En tercer lugar, el hecho de que las palabras objeto más conocidas (según la evaluación del propietario) evocaran un mayor efecto de desajuste también es compatible con la explicación de que las expectativas provocadas por las palabras objeto fueron impulsadas por el conocimiento semántico.

Este resultado está en línea con la evidencia de la experiencia preverbal humana en estudios infantiles y, por lo tanto, confirma aún más que la capacidad de producir palabras no es un requisito previo para formar representaciones mentales de palabras objeto.

Ninguna correlación entre el tamaño del vocabulario y el tamaño del efecto de desajuste sugiere que la formación de expectativas semánticas es una capacidad predominante entre los perros y no una habilidad especial de los individuos con un vocabulario amplio.

Si bien se ha demostrado de manera confiable un vocabulario extenso solo en un puñado de perros desde el punto de vista conductual, los resultados presentes proporcionan evidencia de que los perros que conocen solo unas pocas palabras objeto también comprenden la naturaleza referencial del uso de palabras objeto.

Desde una perspectiva evolutiva, la capacidad  identificada de los perros para formar expectativas semánticas puede haber surgido durante su selección única para cooperar con los humanos y, por lo tanto, puede ser general dentro de la especie, pero específica de ella.

También es posible que la capacidad sea más general entre los mamíferos y pueda mejorarse mediante la experiencia relacionada con objetos y/o la exposición a un sistema de comunicación dominado por la semántica.

En cualquier caso, la demostración del uso de representaciones mentales en un contexto comunicativo a nivel poblacional en una especie evolutivamente distante de los humanos respalda las explicaciones mentalistas sobre las teorías asociacionistas de la comunicación animal.

Además, estos hallazgos plantean la posibilidad de que procesos mentales complejos también subyacen a las llamadas vocalizaciones funcionalmente referenciales, informadas en estudios de comportamiento en una variedad de especies no humanas.

Al proporcionar evidencia neuronal de que los perros comprenden la naturaleza referencial de las palabras objeto, los resultados van esencialmente más allá de los hallazgos previos sobre el procesamiento léxico en animales no humanos.

Por un lado, toda la evidencia no humana previa sobre la comprensión de palabras-objetos se basaba en medidas conductuales y no pretendía revelar los mecanismos cerebrales subyacentes de esta capacidad.

Por otro lado, el trabajo neurocientífico existente sobre el procesamiento léxico de los perros utilizó palabras (como palabras de elogio e instrucción) cuyo significado no es una entidad externa y, por lo tanto, estos estudios no pudieron probar directamente la comprensión referencial.

El único estudio que utilizó palabras objeto como estímulos sondearon la sensibilidad para la familiaridad de las palabras y no la comprensión de las palabras objeto. Además, los resultados  de Boro y colegas confirman que las medidas neuronales se pueden aplicar con éxito para revelar conocimiento implícito, en dominios donde las medidas de desempeño con animales no humanos a menudo fallan.

Los resultados sugieren que los perros tienen una comprensión referencial de ciertas palabras objeto, pero no implican que esta comprensión sea comparable a la de los adultos humanos, o incluso a la de los bebés humanos.

Cuando aprenden el significado de una palabra, los bebés comprenden que las palabras se refieren a categorías, no a objetos individuales.

El presente estudio probó la correspondencia uno a uno de nombres de objetos con objetos individuales, pero no la correspondencia con categorías (en busca de evidencia de comportamiento en estas últimas).  No obstante, comprender los nombres de entidades individuales supone que los perros tienen que evocar la representación mental del objeto al escuchar su nombre y así vincular a los dos de manera referencial.

Un componente ERP para perros para el desajuste semántico

El momento del efecto de desajuste reportado aquí entre 206 y 606 ms después de la presentación del estímulo visual recuerda la latencia del efecto N400 humano.

Sin embargo, aunque el desajuste semántico típicamente evoca desviaciones negativas (el efecto N400), también en un paradigma similar al nuestro se observa aquí un efecto de desajuste semántico positivo.

Sin embargo, tenga en cuenta que debido a que las fuentes intracraneales de EEG pueden modelarse como campos dipolares, las polaridades no tienen significado inherente y la polaridad de la diferencia entre condiciones puede variar dependiendo de factores como la ubicación de los electrodos, la elección de la referencia y la Geometría de las cortezas subyacentes.

De hecho, se han observado más desviaciones positivas para palabras coincidentes que para palabras no coincidentes en paradigmas de preparación semántica en bebés humanos en una ventana de tiempo temprana (N200-500), y se ha identificado el extremo positivo del dipolo N400 en una ventana de tiempo semántica Paradigma de violación en humanos con EEG intracraneal.

Además, la orientación del dipolo puede variar entre especies debido a diferencias de girificación. Sin embargo, tenga en cuenta que estudios anteriores de ERP canino con electrodos colocados de manera similar que sondeaban el procesamiento de textos reprodujeron la polaridad negativa en los paradigmas que en los humanos típicamente evocaban N400 (índice de segmentación de palabras; índice de detección de palabras).

También es posible que los presentes hallazgos reflejen un componente diferente del N400. También se ha informado de un componente positivo modulado por las expectativas, P3b, en múltiples especies en una ventana similar al efecto observado aquí.

En los seres humanos, sin embargo, las modulaciones de las expectativas semánticas no suelen provocar P3b sino N400. Queda por determinar si el efecto de desajuste semántico positivo descubierto aquí es un análogo funcional de cualquiera de los efectos N400, N200-500 o P3b. y si es específico para el procesamiento semántico en perros.

Los estudios futuros también deberían investigar posibles correspondencias entre especies en los generadores neurobiológicos subyacentes del efecto descrito en este estudio.

Este estudio identifica un componente ERP para perros que refleja expectativas semánticas, proporcionando así la primera evidencia neuronal de la comprensión de palabras objeto en una especie no humana.

El descubrimiento de esta capacidad en los perros informa el trabajo teórico sobre la evolución del lenguaje y la semántica al revelar que la apreciación de la referencialidad durante el procesamiento léxico no es una característica distintiva del uso del lenguaje humano.