Los investigadores han localizado las neuronas que codifican el significado, la gramática y la estructura de cada frase que decimos.

Hablar parece la cosa más natural del mundo, pero detrás de cada frase se esconde una coreografía neuronal de asombrosa complejidad. En cuestión de milisegundos, el cerebro elige las palabras, decide su orden, les asigna un significado y las encadena en una estructura gramatical coherente. Un equipo financiado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos acaba de echar un vistazo a este proceso neurona a neurona, y lo ha hecho apoyándose precisamente en las herramientas de inteligencia artificial que hoy imitan nuestro lenguaje.

Escuche las neuronas una por una

La obra, publicada en Naturalezaregistraron la actividad de neuronas individuales en personas mientras mantenían conversaciones naturales. Este nivel de detalle es excepcional: la mayoría de los estudios del lenguaje se basan en técnicas que promedian la actividad de miles o millones de células, como la resonancia magnética funcional, que proporciona una imagen borrosa. Aquí, sin embargo, los investigadores pudieron seguir el pulso eléctrico de cada célula por separado y relacionarlo con las palabras que la persona iba a pronunciar.

Para darle sentido a esa avalancha de datos, el equipo recurrió a modelos de lenguaje, los mismos sistemas de aprendizaje automático que sustentan las aplicaciones de IA conversacional. Estos modelos representan cada palabra como un vector numérico que captura su significado y su relación con los demás. Al comparar esas representaciones con la actividad neuronal, los científicos pudieron descifrar qué codificaba realmente cada célula.

Neuronas para el significado, la gramática y la oración completa.

El resultado fue una especie de mapa de los componentes básicos del lenguaje humano, como si fueran piezas de LEGO. Algunas neuronas se activaron en función del significado de las palabras, otras respondieron a categorías gramaticales y otras parecían representar información de orden superior sobre la estructura de la oración completa. Estas células, además, no estaban concentradas en un único punto, sino distribuidas ampliamente por diferentes regiones del cerebro.

En conjunto, los datos sugieren que la actividad de las neuronas individuales es suficiente para reflejar propiedades tan sutiles como la gramática, el significado y el contexto de una oración. Se trata de una pieza que conecta lo que ocurre en una única célula con la organización global de los circuitos que hacen posible el habla, un salto de escala que hasta hace poco era muy difícil de dar.

¿Por qué esto es importante para la medicina?

Más allá de la curiosidad científica, el hallazgo tiene implicaciones muy específicas para las personas que han perdido la capacidad de comunicarse. Comprender con esta granularidad cómo el cerebro genera el lenguaje es un paso necesario para desarrollar tecnologías capaces de restaurarlo. La idea de que algún día la actividad cerebral pueda usarse para inferir pensamientos relacionados con el habla sería transformadora para los pacientes con trastornos graves de la comunicación, como los que causan accidentes cerebrovasculares, esclerosis lateral amiotrófica o síndrome de enclaustramiento.

Las interfaces cerebro-computadora que traducen la intención de hablar en texto o voz sintética ya han dado resultados prometedores en los últimos años. Saber con precisión qué neuronas codifican cada aspecto del lenguaje nos permitiría afinar estos sistemas y, quizás, hacerlos más rápidos, más naturales y más fieles a lo que la persona quiere expresar.

Inteligencia artificial para entender la inteligencia natural

Hay algo elegante en el método utilizado. Los modelos de lenguaje fueron entrenados originalmente para imitar la forma en que los humanos usan las palabras, y ahora se convierten en una lente para descifrar cómo el cerebro produce esas mismas palabras. La herramienta creada a imagen del lenguaje humano ayuda a leer el lenguaje humano en su origen biológico, un círculo que ilustra hasta qué punto la IA se ha vuelto útil como instrumento de investigación en neurociencia.

Todavía queda un largo camino por recorrer. El estudio se basa en registros obtenidos en circunstancias muy particulares y con un número limitado de participantes, y traducir estos mapas en dispositivos clínicos confiables llevará tiempo. Aún así, cada frase que pronunciamos deja ahora de ser una caja negra y empieza a revelar los circuitos concretos que la ensamblan, información que en el futuro podría devolver la voz a quienes la han perdido.

Referencia

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