Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Estimulación y correlatos electrofisiológicos de circuitos procedurales en procesos de cognición corporizada : el caso del lenguaje de acción |
| Título alternativo: | Stimulation and electrophysiological correlates of procedural circuits in embodied cognition processes : the case of action language |
| Autor: | Birba, Agustina |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de San Andrés. Centro de Neurociencias Cognitivas
|
| Publicación en la Web: | 2022-11-29 |
| Fecha de defensa: | 2021-03-30 |
| Fecha en portada: | 30 de marzo de 2021 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Director: | García, Adolfo M. |
| Director Asistente: | Zimerman, Máximo |
| Consejero: | Viola, Haydeé Ana María |
| Jurado: | Calero, Cecilia Inés; Kaczer, Laura; Barttfel, Pablo |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | NEUROCIENCIAS COGNITIVAS; CIRCUITOS MOTORES; LENGUAJE DE ACCION; CIRCUITOS MOTORES; COGNICION CORPORIZADA; TEXTOS NATURALISTAS; EXPERIENCIA LINGÜISTICA; DISFUNCIONES MOTORAS; ESTIMULACION CEREBRAL POR CORRIENTE CONTINUA; ELECTROENCEFALOGRAFIA DE ALTA DENSIDAD; NEUROIMAGENES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALESCOGNITIVE NEUROSCIENCES; MOTOR CIRCUITS; ACTION LANGUAGE; EMBODIED COGNITION; NATURALISTIC TEXTS; LINGUISTIC EXPERIENCE; MOTOR SKILLS; TRANSCRANIAL DIRECT CURRENT STIMULATION; HIGH-DENSITY ELECTROENCEPHALOGRAPHY; STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NEUROIMAGES |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7185_Birba |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7185_Birba.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7185_Birba |
| Ubicación: | Dep.BIO 007185 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Birba, Agustina. (2021). Estimulación y correlatos electrofisiológicos de circuitos procedurales en procesos de cognición corporizada : el caso del lenguaje de acción. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7185_Birba |
Resumen:
En términos neurocognitivos, la comprensión verbal depende de la integridad e interacción de redes corticales y subcorticales que exceden las llamadas “áreas del lenguaje”. Entre ellas se encuentran los sistemas corporizados, constituidos por redes sensoriomotrices que se activan ante unidades lingüísticas que evocan experiencias corporales afines. En particular, los circuitos motores (especializados en la planificación, ejecución y monitoreo del movimiento) se asocian de modo crítico con el procesamiento del “lenguaje de acción” (expresiones verbales que denotan movimientos corporales). Ese lazo, de hecho, se reconfiguraría en función de variables individuales, como el grado de consolidación de la lengua y la integridad de los circuitos involucrados. Sin embargo, la evidencia hasta la fecha proviene de tareas que emplean estímulos atomísticos, artificiales y descontextualizados (a saber, listas aleatorizadas de palabras u oraciones aisladas). Dichos resultados no logran esclarecer el rol de los sistemas corporizados ante manifestaciones cotidianas del lenguaje, que suelen darse en torno a textos cohesivos, coherentes y con riqueza contextual. En este marco, el objetivo general de esta tesis es caracterizar los mecanismos neurocognitivos que subyacen a la comprensión de acciones a nivel discursivo desde un marco multidimensional, contemplando aspectos conductuales, anatómicos, hemodinámicos y electrofisiológicos, con especial énfasis en cómo estos se modulan según las experiencias lingüísticas y la integridad de los sistemas corporizados. De allí surgen las siguientes preguntas de investigación: (1) ¿existe una relación directa entre la actividad de regiones motoras y la comprensión de acciones en textos naturalistas?; (2) ¿cómo se modulan dichos fenómenos corporizados en función de la experiencia lingüística?; y (3) ¿cómo se alteran estos procesos en función de la integridad de los sistemas corporizados? Para responder estas preguntas se realizaron tres experimentos independientes basados en una nueva tarea de textos naturalistas. Esta emplea narrativas simples altamente controladas que se diferencian por el predominio de verbos de acción o de no acción. Evaluamos diversos correlatos neurocognitivos del procesamiento de estos textos con técnicas de estimulación transcraneal por corriente continua, electroencefalografía de alta densidad (EEG-ad), y resonancia magnética nuclear estructural (RMN) y funcional (RMNf). En el primer estudio, realizado con participantes sanos, mostramos que al aplicarse estimulación anódica en la corteza motora primaria se disminuye selectivamente la comprensión de acciones en textos naturalistas. No se observó dicho efecto al aplicarse estimulación placebo en la misma región ni al estimularse activamente una región control (la corteza prefrontal ventrolateral). Así, los circuitos motores parecen cumplir un rol relevante en la comprensión de las acciones a nivel discursivo. En el segundo estudio, basado en registros de EEG-ad, se evaluó la influencia de la experiencia lingüística en el acoplamiento de sitios motores durante la lectura de textos con alto y bajo contenido de acción. Estratégicamente, convocamos a participantes bilingües que habían adquirido el español como primera lengua (en la infancia temprana) y el inglés como lengua extranjera (en distintos momentos de la vida). Mediante una métrica no lineal de conectividad funcional, mostramos que, en la primera lengua, el acoplamiento motor era mayor para el texto con alto contenido de acción. En la lengua extranjera no se advirtió tal efecto a nivel grupal. Sin embargo, la conectividad motora correlacionó positivamente con la competencia en dicha lengua y negativamente con su edad de apropiación. Esto sugiere que el reclutamiento de mecanismos motores durante la lectura de textos de acción varía en función del momento de apropiación de determinada lengua y de su nivel de consolidación. En el tercer estudio, se evaluó si la comprensión del lenguaje se modula por la afectación de los sistemas corporizados. Para tal fin, se investigó si la comprensión de acciones y sus correlatos neurales se alteran en personas con disfunciones motoras. Además, a modo de extensión de la hipótesis, se examinó si la comprensión de contenidos sociales se ve afectada en pacientes con alteraciones de cognición social. Para ello, convocamos a pacientes con enfermedad de Parkinson (EP, caracterizados por trastornos del movimiento) y pacientes con la variante conductual de la demencia frontotemporal (vcDFT, cuadro caracterizado por trastornos socio-comportamentales). A su vez, evaluamos dos grupos de comparación: controles sanos y pacientes enfermedad de Alzheimer (EA, como cuadro neurodegenerativo contrastivo). Implementamos una aproximación multidimensional, que integró medidas conductuales y registros de EEG-ad, RMN y RMNf, para estudiar cómo diversas alteraciones del sistema motor se asocian con la comprensión textual de acciones. Asimismo, mediante la incorporación de textos con alto y bajo contenido social, ampliamos el estudio de los sistemas corporizados a otro dominio pertinente. Los resultados muestran que los pacientes con EP presentan déficits específicos del procesamiento del lenguaje de acción, mientras que los pacientes con vcDFT exhiben dificultades en el texto social. Estas deficiencias correlacionaron con alteraciones estructurales y de conectividad funcional propias de cada patología. Por último, los pacientes con EA presentaron déficits en todos los textos, acompañados de patrones de atrofia y conectividad espacial inespecíficos. Tales resultados indican que la alteración de los sistemas corporizados impacta de modo específico y selectivo en el procesamiento de dominios semánticos afines a nivel textual. En conjunto, los hallazgos de esta tesis evidencian que los mecanismos motores cumplen un rol relevante, específico, dinámico y multidimensional en la comprensión de acciones a nivel discursivo. Tales resultados abonan una corriente emergente de las neurociencias cognitivas que aboga por el empleo de materiales naturalistas para caracterizar procesos centrales del quehacer cotidiano con validez ecológica. Además, de ellos se desprenden implicancias teóricas (que propician la extensión y refinamiento de modelos de vanguardia en el campo), y aplicadas (de cara a la búsqueda y validación de posibles marcadores e intervenciones neurocognitivas específicas para distintas enfermedades neurodegenerativas). En suma, estas precisiones constituyen un faro no solo para guiar el desarrollo del área, sino también para comprender mejor los vínculos lingüístico-biológicos que nos identifican como especie.
Abstract:
In neurocognitive terms, verbal comprehension depends critically on the activity and interaction of brain networks that exceed the so-called “language areas.” These include embodied systems, namely, specific sensorimotor networks that are engaged by linguistic units evoking relevant bodily experiences. In particular, motor circuits (specialized in movement planning, execution, and monitoring) are critically associated with processing of action language (verbal expressions denoting bodily movements). This link is so critical, indeed, that it proves sensitive to individual variables, such as the level of entrenchment of the language and the subjects’ motor skills. However, most evidence comes from tasks that employ atomistic, artificial, and decontextualized stimuli (i.e., randomized series of disconnected and isolated words or sentences). Existing results are, thus, mostly moot about daily manifestations of language, mainly based on coherent, cohesive, context-rich texts. Against this background, the main goal of this dissertation is to characterize the neurobiological mechanisms that underlie action language comprehension at a discourse level. A multidimensional framework is proposed that includes behavioral, anatomical, hemodynamic, and electrophysiological measures, with special emphasis on how these are modulated according to linguistic experiences and the integrity of embodied systems. Three key questions are addressed: (1) is there a direct link between motor region activity and action understanding in naturalistic texts?; (2) how are these phenomena modulated by individual language experiences?; and (3) how do they vary depending on the integrity of embodied systems? To answer these questions, we employed a novel naturalistic action text task across three independent experiments and studied its neurobiological correlates with transcranial direct current stimulation (tDCS), high-density electroencephalography (hd-EEG), and structural (MRI) and functional (fMRI) magnetic resonance imaging. In the first study, with healthy participants, we show that anodal tDCS over the primary motor cortex selectively decreased text-level action comprehension. This effect was absent in groups receiving sham stimulation group of the same region or active stimulation of a control area (the ventrolateral prefrontal cortex). These results suggest that motor circuits play a putative role in action comprehension at a discourse level. In the second study, based on hd-EEG recordings, we explored whether linguistic experience modulates the recruitment of motor mechanisms during the reading of narratives with high and low action content. Strategically, we evaluated bilingual participants who had acquired Spanish as their first language (in early childhood) and English as a foreign language (in different moments of their life). With a functional connectivity method that captures non-linear information sharing, we showed that, in the first language, action-text reading increased connectivity between left and right motor sites. In the second language, such effect was absent; however, motor connectivity correlated positively with proficiency in that language and negatively with its age of learning. These results suggest that embodied couplings during narrative reading depend on when and how competently a language has been appropriated. In the third study, we investigated whether text-level comprehension is altered when the embodied systems integrity is affected. To this end, we evaluated whether action language comprehension and its neural correlates are altered in persons with motor dysfunctions. Furthermore, we extended our hypothesis to test social language processing in patients with altered social cognition. We evaluated persons with Parkinson’s disease (PD, characterized by motor impairments) and with the behavioral variant of frontotemporal dementia (bvFTD, characterized by socio-behavioral dysfunctions). We also evaluated two comparison groups: healthy controls and patients with Alzheimer’s disease (AD, as a contrastive neurodegenerative disease). We implemented a multidimensional approach, comprising behavioral, hd-EEG, MRI, and fMRI measures. Likewise, we incorporated texts with high and low social content to extend our embodied hypothesis to another pertinent domain. The results showed that PD and bvFTD patients exhibited selective deficits in grasping action and social related discourse, respectively. Those deficits were associated with structural and functional disruptions specific of each disease. Conversely, AD patients were impaired in all texts relative to every other group, with unspecific patterns of atrophy and spatial connectivity. These results suggest that the alteration of embodied systems impacts discourse-level processing in a specific and selective fashion. Taken together, present findings indicate that motor mechanisms play a relevant, specific, dynamic, and multidimensional role in discourse-level action processing. Such results support an emerging trend in cognitive neuroscience that advocates the use of naturalistic materials to characterize central processes of daily life with ecological validity. Moreover, our findings carry theoretical implications (promoting the extension and refinement of current models in the field) and clinical innovations (for the search and validation of possible neurocognitive treatments and markers of neurodegenerative diseases). Briefly, these contributions add to a thriving research field while boosting our understanding our species unique linguistic-biological links.
Citación:
---------- APA ----------
Birba, Agustina. (2021). Estimulación y correlatos electrofisiológicos de circuitos procedurales en procesos de cognición corporizada : el caso del lenguaje de acción. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7185_Birba
---------- CHICAGO ----------
Birba, Agustina. "Estimulación y correlatos electrofisiológicos de circuitos procedurales en procesos de cognición corporizada : el caso del lenguaje de acción". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2021.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7185_Birba
Estadísticas:
Descargas totales desde :
Descargas mensuales
https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7185_Birba.pdf
