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# Biología# Neurociencia

La mecánica de la comprensión del lenguaje

Una mirada a cómo procesamos el lenguaje y el significado.

― 7 minilectura


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Tabla de contenidos

Todos los días, encontramos y entendemos oraciones que nunca hemos visto antes. Esta habilidad para crear y captar nuevos Significados viene de cómo funciona el lenguaje. Los significados de las oraciones dependen de los significados de sus palabras individuales y de cómo esas palabras están ordenadas en una oración.

Cuando escuchamos o leemos una oración, podemos descomponerla en sus partes y averiguar su significado según el orden de las palabras y ciertas reglas del lenguaje. Por ejemplo, incluso cuando nos encontramos con oraciones raras como "Ideas verdes incoloras duermen furiosamente", aún podemos entender su estructura, aunque no tengan sentido. Sin embargo, los académicos todavía debaten cómo nuestros cerebros crean rápidamente significados mientras procesamos el lenguaje.

Dos Vistas sobre el Procesamiento del Lenguaje

Hay principalmente dos ideas sobre cómo las personas entienden el lenguaje.

Procesamiento Basado en Reglas

Una idea es que la gente usa reglas para descomponer y analizar las oraciones. Los que apoyan esta visión destacan que nuestros cerebros reaccionan más intensamente a oraciones que siguen una estructura adecuada en comparación con listas aleatorias de palabras. Los estudios han mostrado que ciertas áreas del cerebro conectadas al lenguaje producen una respuesta más fuerte a oraciones estructuradas que a listas de palabras no estructuradas. Esto sugiere que nuestros cerebros están hechos para entender oraciones usando gramática y estructura.

Incluso cuando nos enfrentamos a oraciones inventadas, como "Era brillig y los toves slithy giraban y gimblaban en el wabe", nuestros cerebros aún responden más activamente que cuando se presentan grupos aleatorios de palabras. Esto muestra que todavía podemos procesar la estructura incluso si una oración no tiene un significado real.

Además, nuestros cerebros responden más cuando las oraciones son complejas. Cuando intentamos recordar el orden de las palabras o cuando lidiamos con elementos inesperados, las áreas del cerebro responsables del lenguaje muestran una actividad significativa.

Procesamiento Semántico

Por otro lado, algunos investigadores creen que la comprensión del lenguaje se trata más de una comprensión general que de reglas estrictas. Argumentan que a menudo nos basamos en experiencias pasadas con el lenguaje para adivinar significados sin necesidad de analizar la estructura en detalle. Por ejemplo, los estudios muestran que intercambiar algunas palabras en una oración puede no afectar demasiado la respuesta de nuestro cerebro hasta que los intercambios crean confusión con el significado general.

Esto sugiere que nuestros cerebros pueden adivinar significados basándose en la familiaridad con cómo suelen juntarse las palabras, sin necesidad de analizar cuidadosamente la estructura de la oración.

Evaluando la Comprensión del Lenguaje

Este artículo investiga cuán necesaria y suficiente es la sintaxis (el orden de las palabras) para la respuesta del lenguaje en nuestro cerebro. Nuestro objetivo es mostrar que nuestros cerebros se involucran plenamente con el lenguaje siempre que pueden construir Estructuras durante el proceso de comprensión. Nuestro enfoque incluye dos métodos principales.

Estudio de Comportamiento: Reconstrucción Sintáctica

Primero, creamos una nueva manera de evaluar cómo las personas manejan oraciones que no están bien estructuradas. Mientras que muchos estudios anteriores se centraban en los efectos de los errores en las oraciones después de haber sido leídas, nuestro método se enfoca en cómo las personas enfrentan errores a medida que leen palabra por palabra.

En nuestro estudio, los participantes vieron oraciones una palabra a la vez en una pantalla. Después de cada palabra, podían reorganizar las palabras que habían visto hasta el momento si creían que el orden no tenía sentido. Al observar los órdenes que intentaron crear, pudimos aprender sobre cómo entendían las oraciones.

Nuestro experimento incluyó oraciones bien formadas y varias versiones de oraciones con palabras mezcladas. Creamos diferentes tipos de condiciones desordenadas donde algunas mantenían dependencias entre las palabras, mientras que otras las interrumpían por completo.

Estudio de fMRI: Respuesta Cerebral a las Condiciones del Lenguaje

Luego, usamos imágenes del cerebro para ver cómo diferentes tipos de oraciones afectaban el cerebro. Los participantes leyeron pasivamente oraciones mientras se monitoreaba su actividad cerebral. Leían oraciones que eran Gramaticalmente correctas, invertidas, sin sentido o hechas de palabras aleatorias.

Nos interesaban especialmente dos condiciones: oraciones escritas en orden inverso y oraciones sin sentido que seguían siendo gramaticalmente correctas. Esto nos permitió explorar si nuestros cerebros responden fuertemente a las dependencias locales de las palabras o si hay énfasis en la estructura general.

Hallazgos de los Experimentos

Reconstrucción Sintáctica en Tiempo Real

De nuestro estudio de comportamiento, descubrimos que los participantes pudieron reorganizar exitosamente oraciones que tenían errores menores en formas gramaticalmente correctas. Cuando se enfrentaron a oraciones donde el orden de las palabras estaba significativamente desordenado, su habilidad de reorganización disminuyó.

Lo más importante es que nuestros hallazgos muestran que las oraciones que permitían cierta flexibilidad en el orden de las palabras llevaron a respuestas cerebrales más fuertes. En contraste, las oraciones que estaban completamente mezcladas tendían a provocar respuestas más débiles en el cerebro.

Esto sugiere que no solo tenemos una comprensión intuitiva de la gramática, sino que también dependemos de señales sintácticas para procesar el lenguaje de manera efectiva. Esto apoya la idea de que entender el lenguaje está profundamente ligado a la estructura de las oraciones, en lugar de depender únicamente del significado y la familiaridad.

Respuestas Dependientes de la Sintaxis en el Cerebro

En nuestro estudio de fMRI, observamos que cuando los participantes leyeron oraciones bien formadas gramaticalmente, había una fuerte respuesta en las áreas del cerebro encargadas del lenguaje. Por otro lado, las oraciones invertidas resultaron en una respuesta mucho más débil, a pesar de que las relaciones locales entre las palabras se mantuvieron intactas.

Curiosamente, las oraciones sin sentido que eran gramaticalmente correctas provocaron una fuerte respuesta idéntica a la de las oraciones típicas. Estas observaciones proporcionan evidencia en contra de la noción de que nuestros cerebros pueden formar significados basándose únicamente en relaciones semánticas independientes de la estructura.

El Papel de la Plausibilidad Semántica

Además de entender la estructura sintáctica, miramos cómo el cerebro procesa la plausibilidad semántica. Mientras que la red del lenguaje respondió bien a oraciones típicas y a las sin sentido, no mostró mucha sensibilidad al significado de las oraciones.

Para evaluar esta área más a fondo, observamos las respuestas cerebrales cuando los participantes leyeron oraciones sin sentido en comparación con oraciones lógicas. Aunque las oraciones sin sentido llevaron a tiempos de lectura más largos, las áreas que se activaron mostraron una mayor respuesta en la red de dominio general que maneja diversas tareas cognitivas.

Esto indica que, aunque nuestros procesadores del lenguaje pueden no responder fuertemente a la plausibilidad de los significados, otra parte del cerebro evalúa si un significado encaja con lo que sabemos sobre el mundo.

Implicaciones y Direcciones Futuras

Nuestros hallazgos sugieren que entender el lenguaje es en gran medida un proceso sintáctico, con una clara distinción entre las redes responsables de procesar las estructuras del lenguaje y aquellas que evalúan significados y conocimientos. Esto puede impactar cómo se podría abordar el aprendizaje, la enseñanza y el procesamiento de diferentes idiomas.

Debemos seguir explorando esta área, examinando cómo diferentes poblaciones, incluidos niños y adultos mayores, manejan el lenguaje. La investigación futura también podría arrojar luz sobre las interacciones exactas entre la red del lenguaje y otros sistemas cerebrales, así como sobre cómo estas interacciones podrían cambiar según el contexto o las diferencias individuales.

En resumen, la comprensión del lenguaje es una interacción compleja entre sintaxis y significado, con regiones cerebrales específicamente sintonizadas para procesar la rica estructura de nuestro lenguaje. Comprender estos mecanismos seguirá influyendo en nuestras percepciones sobre la comunicación y la cognición humanas.

Fuente original

Título: Linguistic inputs must be syntactically parsable to fully engage the language network

Resumen: Human language comprehension is remarkably robust to ill-formed inputs (e.g., word transpositions). This robustness has led some to argue that syntactic parsing is largely an illusion, and that incremental comprehension is more heuristic, shallow, and semantics-based than is often assumed. However, the available data are also consistent with the possibility that humans always perform rule-like symbolic parsing and simply deploy error correction mechanisms to reconstruct ill-formed inputs when needed. We put these hypotheses to a new stringent test by examining brain responses to a) stimuli that should pose a challenge for syntactic reconstruction but allow for complex meanings to be built within local contexts through associative/shallow processing (sentences presented in a backward word order), and b) grammatically well-formed but semantically implausible sentences that should impede semantics-based heuristic processing. Using a novel behavioral syntactic reconstruction paradigm, we demonstrate that backward- presented sentences indeed impede the recovery of grammatical structure during incremental comprehension. Critically, these backward-presented stimuli elicit a relatively low response in the language areas, as measured with fMRI. In contrast, semantically implausible but grammatically well-formed sentences elicit a response in the language areas similar in magnitude to naturalistic (plausible) sentences. In other words, the ability to build syntactic structures during incremental language processing is both necessary and sufficient to fully engage the language network. Taken together, these results provide strongest to date support for a generalized reliance of human language comprehension on syntactic parsing. Significance statementWhether language comprehension relies predominantly on structural (syntactic) cues or meaning- related (semantic) cues remains debated. We shed new light on this question by examining the language brain areas responses to stimuli where syntactic and semantic cues are pitted against each other, using fMRI. We find that the language areas respond weakly to stimuli that allow for local semantic composition but cannot be parsed syntactically--as confirmed in a novel behavioral paradigm--and they respond strongly to grammatical but semantically implausible sentences, like the famous Colorless green ideas sleep furiously sentence. These findings challenge accounts of language processing that suggest that syntactic parsing can be foregone in favor of shallow semantic processing.

Autores: Carina Kauf, H. S. Kim, E. J. Lee, N. Jhingan, J. S. She, M. Taliaferro, E. Gibson, E. Fedorenko

Última actualización: 2024-06-22 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.21.599332

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.21.599332.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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