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El lenguaje humano es la evolución del canto de los pájaros según teoría de Charles Darwin

05/09/2013 15:30 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Los investigadores modernos del MIT y otros creen que la combinación del lenguaje musical de las aves y los sonidos de los primates han originado el lenguaje. El gen ligado al lenguaje y su secuanciación ayudará a curar trastornos neurológicos del habla como el autismo, el parkinson, etc.

“Los sonidos emitidos por las aves ofrecen, en varios aspectos, la analogía más cercana al lenguaje”, escribió Charles Darwin en El Origen del Hombre (1871) al estudiar cómo aprendieron a hablar los seres humanos. El idioma, creía, podría haber tenido su origen en el canto, lo que “podría haber provocado que las palabras expresen diversas y complejas emociones”.

Darwin veía muchos puntos de contacto entre el canto de las aves y el habla humana. Por ejemplo, su carácter en parte innato y en parte aprendido, la existencia de una fase en las aves que podría equipararse al balbuceo infantil, y también la diversidad geográfica de sus manifestaciones, que dan lugar, incluso en una misma especie, a que existan dialectos. Maestros de música

Recién nacidos, las crías aún sin salir del nido sólo hacen sonidos para pedir comida. Después pasan por una etapa en la que escuchan cantar al padre, y empiezan a ejercitarse, en forma similar a los primeros intentos de pronunciar palabras que realizan los niños. Luego de esa práctica, y de contrastar su propio canto con el modelo interno que habían incorporado, logran ejecutar el canto adulto.

Por esta razón, estudiar la producción del canto en los pájaros puede arrojar luz sobre la forma en que el habla está codificada en nuestras neuronas y, en última instancia, sobre cómo el cerebro puede aprender una tarea compleja. Dado que describir cómo surge el habla humana puede ser una tarea casi inaccesible, ¿por qué no comenzar por un modelo más sencillo?

Al igual que el habla humana, el canto de las aves comprende aspectos neuronales (instrucciones) y físicos (órganos que operan en la ejecución de los sonidos). El camino, entonces, es empezar por la parte física. Comenzar por lo más accesible, y desarrollar un modelo físico de cómo funciona el aparato vocal de las aves, para ver qué tipo de instrucciones neuronales tuvo que ejecutar el pájaro para producir esa vocalización.

El órgano fonador de las aves es la siringe, ubicada en la parte baja de la tráquea, y es el equivalente de nuestras cuerdas vocales. Al pasar el aire por este órgano, vibran sus paredes produciendo el sonido. El sistema es muy sencillo. Sin embargo, es capaz de generar melodías muy variadas. Desde el punto de vista de la física, se trata de un sistema no lineal, es decir, un sistema que tiene un comportamiento no totalmente predecible, porque el resultado final no es proporcional al valor de las variables.

Al igual que las aves, el humano tiene una capacidad melódica y también la de formar una  combinación de las partes del lenguaje pronunciado

Ahora, los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), junto con un investigador de la Universidad de Tokio, creen que Darwin iba por el buen camino con ese planteamiento. El equilibrio de la evidencia, a su juicio, sugiere que el lenguaje humano es la combinación de dos formas de comunicación que se encuentran en el reino animal: en primer lugar, las canciones elaboradas por las aves y, en segundo lugar, los tipos de comunicación con la que se expresan el resto de los animales.

“Es esta combinación accidental la que produjo el lenguaje humano”, explica Shigeru Miyagawa, profesor del Departamento de Lingüística y Filosofía del MIT y co-autor de un nuevo estudio publicado en la revista Frontiers in Psychology.

La idea de estos científicos se basa en una conclusión previa alcanzada por Miyagawa, y detallada en un trabajo anterior: hay dos “capas” en todas las lenguas humanas: una capa de “expresión”, que implica la organización cambiante de las frases, y una capa del “léxico”, que se refiere al contenido básico de una oración. Su conclusión desarrolla tesis anteriores de lingüistas famosos como Noam Chomsky, Kenneth Hale y Samuel Jay Keyser.

Basándose en el análisis de la comunicación animal y utilizando el estudio de Miyagawa, los autores piensan que el canto de los pájaros se parece mucho a la capacidad de expresión de las frases del idioma humano, mientras que la forma de comunicación de las abejas o los mensajes cortos y audibles de los primates, son más parecidos a la capa del léxico. En algún momento hace entre 50.000 y 80.000 años, los seres humanos podrían haber fusionado estas dos formas de expresión en una combinación única y sofisticada de lenguaje utilizando la comunicación visual de las abejas o los mensajes cortos y audibles de los primates se parecen más a la “capa léxica” de nuestro lenguaje.

Este tipo de adaptación de estructuras ya existentes son comunes en la historia natural”, señala Robert Berwick, co-autor del trabajo y profesor de lingüística computacional en el Laboratory for Information and Decision Systems del MIT.

"Cuando algo nuevo se desarrolla, muy a menudo se hace a partir de piezas viejas", afirma Berwick. "Hemos visto este fenómeno una y otra vez en la evolución: las viejas estructuras pueden cambiar un poco y pasar a adquirir funciones radicalmente nuevas”.

Los seres humanos, según Miyagawa, han conseguido combinar acertadamente estos sistemas para expresar “en frases emociones complejas. Podemos comunicar la información esencial se parece a la de los primates, pero al en cierto modo “hemos heredado” de las aves, la capacidad melódica y la capacidad de formar una fructífera combinación de las partes de nuestro lenguaje pronunciado. Por este motivo, nuestro vocabulario limitado puede generar una cadena aparentemente infinita de palabras.

“Es solo una hipótesis”, comentó Berwick, uno de los socios de Miyagawa, “pero una forma de exponer lo que Darwin explicó vagamente, porque ahora tenemos más conocimientos sobre el lenguaje”.

Información y melodía: para comprender la diferencia entre la capa de expresión y la capa léxica del lenguaje, se puede tomar una simple frase: "Todd vio un cóndor". Podemos crear fácilmente variaciones de esta oración, tales como "¿cuándo vio Todd un cóndor?"

Esta reordenación de elementos se realiza en la capa de expresión y nos permite añadir complejidad y hacer preguntas. Entretanto, la capa léxica se mantiene igual en ambos casos, ya que la oración sigue estando compuesta por los mismos elementos básicos: el sujeto (Todd), el verbo (ver) y el objeto directo (cóndor).

El canto de los pájaros carece de estructura léxica. En cambio, los pájaros cantan melodías aprendidas que tienen una estructura que Berwick llama “holística”, porque cada canción completa tiene un mismo significado (ya sea el apareamiento, por el territorio, un mensaje, etc.)

Como contraste, otros tipos de animales tienen modos de expresión que carecen de la característica melódica del canto de los pájaros. Por ejemplo, la forma de comunicación de las abejas es visual: se agitan en un aleteo nervioso para indicar fuentes de alimento a sus compañeras, y los primates, por su parte, pueden producir gran variedad de sonidos guturales que advierten el peligro de depredadores que acechan y otros mensajes.

Miyagawa y sus colaboradores sugieren que los humanos tuvieron primero la habilidad de cantar y que después fueron integrando determinados elementos léxicos en esos cantos. El resultado fue la capacidad de construir patrones complejos, como una canción, pero con palabras, afirma Berwick.

El origen evolutivo del lenguaje humano formulado por Darwin cuando admiraba los pinzones en las islas Galapagos, queda bien reflejado en el artículo de Frontiers in Psychology algunos de los "paralelismos más notables" cuando se  refiere a  la adquisición del lenguaje en aves y en humanos en épocas tempranas de su vida. Es la etapa de la vida en que ambos asimilan el lenguaje, y la parte del cerebro que ambos utilizan para la comunicación oral.

Otra similitud es la señalada por un célebre profesor de lingüística del MIT, Morris Halle, quien afirma que "todas las lenguas humanas tienen un número limitado de patrones de acentuación y rítmicos, al igual que sucede en el canto de los pájaros”.

Los autores de la presente investigación reconocen que serán necesarios futuros estudios para confirmar su propuesta. De momento esta “es sólo una hipótesis", insiste Robert Berwick. "Pero es una manera de hacer explícito aquello de lo que Darwin habló sin detalle todavía, dado que ahora sabemos más sobre el lenguaje que en  el siglo XIX".

Miyagawa señala que esta es una idea viable, en parte, debido a que debe sujetarse  a un mayor escrutinio, a medida que se van examinando con mayor detalle los patrones de comunicación de otras especies.

El estudio del pinzón cebra que Darwin encontró en las Galápagos representa un avance científico que él ni se imaginó

"Si fuera una hipótesis correcta, entonces el lenguaje humano tendría un precursor en la naturaleza, en la evolución, que en realidad podemos comprobar hoy día", dice, añadiendo que las abejas, las aves y otros primates pueden  todos ser fuentes de futuras investigaciones y de conocimiento.

Miyagawa, Berwick y su colaborador Kazuo Okanoya tienen la esperanza de que su trabajo estimule a otros a pensar en la universalidad del lenguaje en términos evolutivos.

El lenguaje no es sólo una construcción cultural aleatoria, afirman, sino que está basado en las capacidades que los seres humanos comparten con otras especies.

Diferentes especies animales emiten diferentes sonidos, pero sólo la especie humana ha ido más lejos y ha podido desarrollar un lenguaje. Se ha descrito un gene que está relacionado con el lenguaje. Cuando falla, se produce una enfermedad que afecta al lenguaje (dispraxia). En aves, la anulación de ese mismo gene, le impide el aprendizaje del canto, y su sintomatología se asemeja a la dispraxia en humanos.

Lo más probable es que la especie humana haya comenzado a diferenciarse de otras cuando pudo comenzar a comunicarse entre sus iguales a través del lenguaje. Muchos animales pueden emitir sonidos, como ladrar, mugir, relinchar, o cantar como los pajaritos y se comunican, pero dentro de límites muy estrechos. El hombre en cambio, en alguna época remota de su evolución, fue capaz de emitir una gran variedad de complejos sonidos necesarios para hablar. Ello ha sido lo que nos ha hecho diferentes a todas las demás especies, por lo que debemos dar gracias a las aves, si se confirma la tesis de los científicos del MIT.

La comunicación a través del lenguaje, es la que hizo posible el desarrollo de la conciencia, el simbolismo, la espiritualidad y la moralidad. Del mismo modo, el lenguaje permitió transmitir la información de una generación a otra, hasta desarrollar en base a ellos, una cultura y llegar finalmente a una civilización.

Para hablar y comunicarse se necesita desarrollar la capacidad de emitir muchos y variados sonidos, lo que necesita de la contracción y relajación coordinada de numerosos músculos de la cara, requiriéndose para ello de una perfecta sincronización, que permita los movimientos de los músculos de la laringe, la cara, la boca y la lengua simultáneamente. Algunos de esos órganos están en conexión con los de las aves. El humano los necesitaba para poder pronunciar las consonantes. Todo esto fue posible por una coordinación central, tanto para modular los diversos sonidos, como para darle sentido a las palabras y utilizarlas para expresar lo concreto y lo abstracto. Por ello el desarrollo del lenguaje debió ser simultáneo con un mayor desarrollo cerebral. El científico Miyagawa lo dice bien claro al formular la tesis de las dos capas del lenguaje.

El gen ligado al lenguaje es anterior a  las últimas investigaciones del  MIT, pero completa las enseñanzas ligadas al lenguaje

En el año 2001 un equipo de investigadores descubrió un gene directamente relacionado con el lenguaje. El descubrimiento lo hizo un equipo de científicos dirigido por Svante Paabo, genetista del Instituto Max Planck y Phillip Lieberman, de Brown University en Providence, Rhode Islands, y otros de diversas instituciones. Se le denominó con la sigla "FOXP2". Su identificación fue posible al estudiar una familia inglesa cuyos miembros, por lo menos en tres generaciones, venían presentando notables alteraciones en el lenguaje, lo que reveló la existencia de un gene ligado al habla.

Los síntomas eran muy variados, casi erráticos, desde tergiversar la pronunciación de las palabras, hasta ponerlas en un orden desordenado, o una incapacidad motora para la emisión de los diferentes sonidos por dificultades para cerrar los labios y/o mover la lengua, más una incapacidad de secuenciar y seleccionar los fonemas que forman las palabras. Gracias al escáner cerebral se logró localizar un defecto en el ganglio basal del cerebro, en la región que conecta el centro del lenguaje con los movimientos musculares necesarios para emitir los sonidos. La enfermedad se denominó "Dispraxia". Fue el seguimiento genético de los miembros de esta familia la que permitió identificar el gene mutante que afectaba a todos los miembros de la familia con dificultad del lenguaje. También se pudo ubicar el gene en el cromosoma.

Este mismo gene tiene en la especie humana tiene algunas variantes estructurales que la diferencia de las aves, lo cual se debe a que el gene ha sufrido mutaciones, que debieron ocurrir en la población humana hace 120.000 años, más o menos con la aparición del primer hombre. Esa habría sido la época en que el ser humano comenzó a desarrollar el lenguaje, innovación revolucionaria, que permitió que la especie fuera más allá de lo puramente biológico, (El gene del lenguaje nos separa del resto de las especies animales).

Como en los humanos también en los pájaros existe este gene en las mismas neuronas de la región cerebral en que se expresa en humanos. Sebastián Haesler y sus colaboradores del Instituto Max-Planck, investigando con una cría de pinzón cebra descubrieron que la producción de esta proteína en el cerebro era esencial para que el pájaro pudiera emitir su canción característica. Las crías del pinzón pueden aprender a cantar su melodía desde jóvenes bajo el estrecho tutelaje de un pájaro adulto (Journal of Neuroscience, marzo  2004.

Los mismos investigadores observaron que el déficit de la proteína FoxP2 si se les bloqueaba les impedía el normal aprendizaje de su  canción. A los dos meses  se dificultaba la emisión del canto del pájaro, no logrando expresarlo correctamente. Les faltaban algunas notas o incorporaban al canto segmentos equivocados o lo hacían en forma repetitiva. En resumen, los sonidos que emitían eran una copia muy pobre del canto normal de los adultos. Los errores eran semejantes a los que se había observado en familia inglesa antes citada.

En definitiva, esta observación confirma la hipótesis de los científicos que el mismo gene que era indispensable al pinzón, estaba presente en la especie humana. Las mutaciones que afectaron al gene FOXP2 humano, fue lo que indefinitiva permitió la formación del lenguaje.

La capacidad de aprender del pinzón y su sistema de comunicación (el canto) parecido al nuestro, es un gran avance para el estudio de trastornos neurológicos

La secuenciación del mapa genético del pinzón permitirá avanzar también en la determinación de los genes implicados en el lenguaje humano y ayudará a estudiar trastornos neurológicos relacionados directa o indirectamente con el habla, como el autismo e incluso el párkinson y el alzhéimer. Recuérdese a la familia inglesa antes citada que fue la clave para la identificación del gene mutante que le afectaba.

Porque natural, ente no es un primate, pero es el animal que tiene la capacidad de aprendizaje del lenguaje y comunicación vocal más parecida a la del ser humano. Es el pinzón cebra, un ave pequeña y común que desde hace 40 años se utiliza como modelo científico de referencia para la neurobiología y de la que ahora se ha descifrado su genoma gracias a un proyecto internacional en el que ha participado el departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo. La secuenciación de su mapa genético no es un tema menor, ya que permitirá avanzar también en la determinación de los genes implicados en el lenguaje humano y ayudará a estudiar trastornos neurológicos relacionados directa o indirectamente con el habla, como el autismo e incluso el párkinson y el alzhéimer.

¿Por qué es importante la puerta que ahora se abre? «Un primate no es capaz de emitir un lenguaje articulado, pero un pinzón cebra sí, su mecanismo es semejante a los esquemas del lenguaje humano, y eso moviliza genes. Y estos mismos genes están asociados a los humanos, por lo que habrá que ver cuáles son los que pueden participar en el proceso de comunicación y ver también si alguno de ellos está relacionado con el autismo u otras enfermedades neurológicas», responde Carlos López-Otín, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo, cuyo trabajo se publicó en Nature.

En el caso del pinzón cebra, los científicos han descubierto que durante el simple acto de cantar una breve melodía modifica de manera muy significativa la expresión de más de 800 genes. «Esto demuestra -resalta López Otín- que estos procesos de comunicación son extremadamente complejos».

En el estudio, en el que han participado más de 20 laboratorios internacionales, se desvela también que el proceso de aprendizaje de los pinzones de su sistema de comunicación, el canto en este caso, es muy similar al practicado por los humanos. «No solo son capaces de emitir un sonido para comunicarse -explica Otín-, sino que lo aprende con un tutor para que aprenda el canto, lo fije en su memoria, lo interprete y fije su propio canto, que luego transmitirá a sus descendientes».

El genoma del pinzón cebra y la comparación con otros mapas genéticos de otros animales también permitirá avanzar hipótesis sobre las características genéticas que determinan la capacidad de comunicación vocal de los animales.

Y no podíamos cerrar este reportaje sin un recuerdo para Charles Darwin porque los primeros científicos que secuenciaron el genoma de uno de los pinzones de las Galápagos descritos por él por primera vez, fue lo primero que hicieron. El genoma del pinzón terrestre mediano (Geospiza fortis) fue uno de los primeros de una serie de 100 genomas de especies de vertebrados que fueron secuenciados y publicados por una colaboración internacional entre el proyecto Genome  BGI.

Representó un avance científico simbólico, de acuerdo a Erich Jarvis, profesor asociado de la Duke University, quien estudia la neurobiología del aprendizaje vocal en el lenguaje de las aves cantoras.

"El avance ", comentó Jarvis, "consiste en que nos permitirá investigar los genomas de un grupo de especies estrechamente relacionadas con la diversidad de la población de las Galapagos tan ligadas a la evolución de Charles Darwin, lo que hoy nos permite entender  mejor la genética de la evolución de sus rasgos. "Es simbólico porque fue la diversidad de fenotipos en los pinzones lo que contribuyó a la teoría de Darwin sobre evolución. Y este nuevo genoma nos ayudará a entender la evolución del aprendizaje vocal de los humanos y sus aplicaciones en la neurobiología del futuro.

Goujie Zhang, director asociado de investigación del  Geome-BGI dijo: "Estos pinzones son de gran importancia histórica, pues cuando Darwin estudió primero estas aves, es poco probable que ni se imaginara cómo esta especie se convertiría en un modelo perfecto para estudiar la evolución en acción y sus inmensas aplicaciones para el hombre del futuro".

FUENTE: DIASPORAweb ESPECIAL PARA GLOBEDA   

 


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