La forma forma la paraula

Un dia vam comentar que certs universals en el llenguatge desafiaven la maledicció divina llançada als homes per culpa de la gosadia de la Torre de Babel. La maledicció consistia en repartir idiomes diferent entre la gent de manera que no es poguessin entendre. Llavors vam anomenar un d'aquests universals, que era que per tot arreu es considera mal sonant començar un síl·laba amb “lb”.

En la creació de lèxic en diferents idiomes podem identificar un altre universal. És l'experiment del gestalista estonià Wolfgang Kohler, famós pels seus treballs amb ximpanzés a Tenerife on va concloure que aquests animals no aprenen determinades coses (com pillar un plàtan amb un pal) per assaig-error sinó que es miren la situació, tenen la brillant idea, i ho fan a propòsit. Aquesta és la anomenada “aha!-experience”. L'experiment que deia es diu Booba & Kiki, i consisteix en mostrada aquesta imatge:


Endevinar quin nom va posar la tribu X a cada una d'aquestes dues formes, Kiki o Booba.

El 98% de la gent arreu del món posa booba a la boteruda i kiki a la punxeguda. Fort eh? Per què passa això? Sembla que quan creem paraules a partir de la forma escollim uns son específics. Mireu com poseu la boca quan pronuncieu boooba. És com que fem la boca rodona com imitant la forma boteruda, no? Mireu també com aquests impressió es manté inclús en la lletra de l'abacedari llatí, la B i la O són arrodonides, mentre que la K i la I son anguloses. Potser per això la gent de diferents països acabem a vegades enganxant el significat de coses a partir simplement de com sonen. Ves quina cosa.

Dodger

Experiments d'història

Les societats humanes presenten encara avui en dia unes diferències enormes entre elles. Pensem en un aborigen australià, un massai, un esquimal o el Jiménez Losantos i tindrem uns contexts socials ben diferents que són fruit d'una història de més de 10000 anys que ha transcorregut per camins alternatius, orientats per una sèrie de factors molts d'ells purament naturals, com el clima o la geografia. Ja en vàrem parlar aqui. Abans d'aquests 10.000 anys totes les societats eren políticament simples. Quins factors han contribuït i com sobre el pas d'un estat a un altre de complexitat política?

Com ens mostra Jared Diamond, per tal d'estudiar la contribució de diferents factors sobre el desenvolupament d'una societat ens faria falta el què els biòlegs fem al laboratori. Agafem una població homogènia de rates i la dividim aplicant els diferents factors a les sub-poblacions per observar-ne l'efecte. Això no és gaire factible quan el subjecte d'estudi són els humans, però estem de sort. Una cosa així va passar de manera natural durant la colonització de la Polinèsia. Milers d'illes disseminades pel Pacífic que presenten grans diferències pel què fa a la seva superfície, clima, recursos alimentaris, aïllament, alçada, productivitat, etc. van ser mica en mica poblades, cap a 1200 adC, per un grup de persones procedents de Nova Guinea, agricultors i mariners. Entre l'any 500 i 1000, el procés d'ocupació va concloure. De manera que, anys després, es pot anar a veure que ha passat a les diferents illes amb aquesta gent que un dia van pertànyer al mateix grup, i estudiar les possible contribució dels factors naturals sobre el seu desenvolupament com a societat.

Per tant, els avantpassats de totes les poblacions polinèsies modernes compartien llengua, cultura i tecnologia. Més tard les poblacions van divergir. Un clar exemple és el que va passar a les illes Chatham, que es troben al sud. En aquestes illes, on hi fotia més fred, els pobladors no van poder plantar i cultivar les plantes que portaven domesticades, de manera que van reconvertir-se en una societat de caçadors-recolectors. En no fabricar excedents, no van poder mantenir altres oficis, com el d'artesans o un exèrcit de guerrers o buròcrates o reis. Van renunciar a la guerra i van controlar la superpoblació mitjançant la castració.

En canvi, en zones més càlides com a Nova Zelanda, la cosa va anar d'una manera molt diferent. Era una illa molt gran i molt apte per l'agricultura. Va fer possible una població densa i nombrosa i l'aparició de soldats i jefes i diverses eines i armes. Durant uns 500 anys, aquestes dues poblacions d'exemple no van saber-ne res l'una de l'altra. Fins que un vaixell australià fa fer parada a Nova Zelanda i va portar la notícia de que havien trobat una illa on tot deu menjava marisc a punta pala i amb aquella alegria. A més, aquells tios no tenien armes! 900 maoris de Nova Zelanda van agafar les armes i van envair de mala manera les Chatham.

Entre les diferències a les que fem referència entre aquestes poblacions s'hi troben la producció d'aliment (caçadors-recolectors i agricultors amb diferents sistemes), bases econòmiques (familiars, gremis d'artesans), organització social (espectre que va de societats igualitàries a de les més estratificades del món) i l'organització política (on trobem des d'unitats tribals a proto-imperis formats per diferents illes). Resumint, quins factors s'han vist pel què fa a l'entorn natural que podrien estar al darrera d'aquestes diferències adquirides per les diferents poblacions de la Polinèsia?

1. El clima. Que va del tropical fins al fred de collons en les zones més meridionals. Algunes illes tenen muntanyes prou altes per presentar clima alpí.
2. Tipus geològics. Algunes illes són atols de coral, pedra calcària emergida i també hi ha pura roca volcànica. Algunes són fragments de continents i tenen més riquesa i barreja geològica i per tant més recursos miners com el ferro o el carbó. Les illes volcàniques són millors que els atols, permeten la fabricació d'estris de pedra, que la roca calcària fa força més difícil. En les illes atols no podien fer gaire cosa més que fabricar hams amb les closques de les cloïsses gegants,
3. Recursos marins. Algunes de les illes tenen costes rocoses amb baixades brusques que permeten una molt pitjor recol·lecció de recursos marins que no pas les illes envoltades de d'esculls de coral.
4. La superfície. Oscil·la entre 40 ha (a l'illa d'Anuta) i els 265.000km² (Nova Zelanda).
5. Aïllament. És més fàcil muntar un proto-imperi si tens altres illes a propet que si les has d'anar a buscar a la quinta forca.

Les barreja de totes aquestes variables té una gran influència sobre la densitat de població que s'assoleix en cada una d'elles, i aquesta té una gran influència sobre les necessitats de producció d'aliment i l'organització política i social. És divertit que la major densitat es va aconseguir a l'illa d'Anuta, la més petita amb població permanent. Que va assolir una densitat de 400habitants/km², és a dir unes 160 persones que van convertir tota la superfície de l'illa en cultivable.

A l'octubre, Nature va publicar un estudi sobre l'evolució política en aquestes illes. L'estudi, de Currie et al. Anomenat “Rise and fall of political complexity in island South-East Asia and Pacific, porta una introducció en el mateix número del propi Jared Diamond, que es va passar un fotimer d'anys estudiant coses com aquesta en les mateixes illes.

Els autors han usat l'arbre de llengües d'austranèsia, amb més de 1200, per fer com els arbres filogenètics que normalment es fan amb seqüències genètiques per observar les relacions en l'arbre evolutiu i identificar els ancestres comuns entre diferents espècies, però aquí tenim societats en comptes d'espècies i llengües (llistes de vocabulari) en comptes de seqüències genètiques. Sobre aquests arbre col·loquen la informació que tenen sobre la seva organització política. Han estudiat en total 84 societats de la Polinèsia de les quals disposaven de llistes de vocabulari prou completes i informació sobre el seu estatus polític (vegeu la imatge amb l'arbre i les illes).


Una de les idees que volien testar era si l'augment de complexitat política es produïa a salts o bé de manera gradual en una societat. Una altra idea era veure si l'augment en complexitat era irreversible, o es podia revertir a un estat més simple. Si podia revertir, ho feia a salts o gradualment?

Els resultats de Currie et al. ens mostren que l'evolució política ocorre a poc a poc: els estats o cacicats complexos no es formen directament a partir de societats simples. També mostren que la complexitat política pot augmentar però també pot disminuir, cosa que la clava si recordem la caiguda de l'Imperi Romà. Veuen també, que les caigudes polítiques poden no ser tant graduals. Ja sabem que el salt a la barbàrie és més fàcil que de la barbàrie a l'ordre. A la que sona un petard, la gent ja està traient DVDs i teles planes de les botigues a través de l'aparador.

Ara que l'arbre ja està fet, quantes coses més podrem veure com van evolucionar en aquestes poblacions?

Referències:

- Guns, germs and steel. Jared Diamond.

- Political evolution. Jared Diamond. Nature. 2010 Oct 14;467(7317):798-9

- Rise and fall of political complexity in island South-East Asia and the Pacific. Currie TE, Greenhill SJ, Gray RD, Hasegawa T, Mace R. Nature. 2010 Oct 14;467(7317):801-4.

Dodger

Cultura diferent, dislèxia diferent

L'altre dia vam anar a veure l'exposició sobre la Xina al CCCB. Hi ha coses ben curioses i impactants que junt amb altres coses la fan recomanable, al meu parer. Una de les que em van semblar interessants és la diferència que existeix entre les àrees del cervell emprades per aprendre a llegir el xinès en comparació amb els llenguates alfabètics que nosaltres aprenem. Sobre aquest tema tractarà el post d'avui, perquè mentre que els llenguatges del món comparteixen universals també presenten diferències, algunes tan importants que efecten els circuits neuronals.

Investigant una mica sobre el tema, un s'adona que tard o d'hora s'acaba topant amb un nom: Tan li Hai. Aquest senyor forma part del laboratori de ciències cognitives i del cervell de la universitat de Hong Kong i ha dedicat tota la seva exitosa carrera a l'estudi de les àrees involucrades en l'aprenentatge del xinès, així com les àrees que fallen en la dislèxia d'aquest idioma. Gran part del què se sap sobre el tema porta la seva firma.

El caràcter xinès no es pot descomposar en sons com a nosaltres ens ensenyen a fer quan aprenem a llegir sinó que s'ha d'aprendre sencer, de memòria pura i dura. Els nens xinesos han d'aprendre que aquest caràcter en forma de quadradet vol dir tal cosa i es pronuncia de tal manera; i axí centenars de caràcters. Necessàriament, l'aprenentatge del xinès ha d'involucrar molt més, i així s'ha trobat, les àrees de memòria visuo-espacial i zones de la meitat esquerra del lòbul frontal, per la memòria de treball verbal. Reconèixer la figura, quin so representa i quin significat, implica diferents zones del cervell que han de treballar en paral·lel i ben coordinades.

Com sempre que s'estudia quines àrees implica determinada funció cognitiva, és de gran ajuda observar què no funciona a les persones que tenen dificultats duent a terme aquestes funcions. En el cas del llegir tenim la dislèxia. La dislèxia es caracteritza per una dificultat en la lectura que no té res a veure amb la intel·ligència de qui la pateix, ni amb una escolarització deficient ni tampoc amb problemes socioculturals. Els estudis de neuroimatge realitzats sobre dislèxics de llenguatges alfabètics han mostrat que realment hi ha certes zones que no xuten gaire bé. Bàsicament són tres: La que s'encarrega de la conversió d'una lletra en un so (zona temporal-parietal esquerra); la que s'encarrega de l'analisi dels sons (zona mitja-superior esquerra del temporal); i la que sembla que funciona com un sistema ràpid de reconeixament de paraules (zona esquerra inferior del girus temporo-occipital).

La dislèxia s'ha considerat “linguocèntricament”, un fenòmen universal causat per les mateixes disfuncions cerebrals. Però en Tan li Hai i col·laboradors van acabar amb aquesta idea fa quatre anys. Partien de la idea de que mentre que la dislèxia en llenguatges alfabètics era causada per problemes alhora de relacionar ortografia amb sons, en el xinès això no es podia aplicar. Mentre es llegeix en xinès, treballen en paral·lel tan les àrees que connecten grafia amb so, com les que connecten grafia amb significat. El què van observar mitjançant tècniques de neuroimatge, va ser que a diferència de la dislèxia en llenguatges alfabètics, la disleia xinesa estava associada a un reducció de la funcions localitzades en una àrea de la part mitja esquerra del girus frontal (a diferència de les zones posteriors afectades en els dislèxics d'idiomes occidentals). Aquesta àrea sembla que funciona coordinant diferents inputs per la memòria de treball.

La qüestió és interessant perquè representa un exemple de com una diferència cultural, com és util·litzar idiomes diferents, comporta diferències en el cervell tan funcionals com morfològiques. La dislèxia, que es considerava un desordre universal que afectava les meteixes regions del cervell, s'ha de considerar ara com a mínim dos desordres diferents que afecten diferents zones, i que s'ha de tenir molt en compte quin llenguatge s'ha après de petit.

Referències:

-Siok, W.T., Niu, Z.D., Jin, Z., Perfetti, C.A., & Tan, L.H. (2008). A structural-functional basis for dyslexia in the cortex of Chinese readers. Proc. Natl. Acad. Sci., 105, 5561-5566

-Siok, W.T., Perfetti, C.A., Jin, Z., & Tan, L.H. (2004). Biological abnormality of impaired reading is constrained by culture. Nature, 431: 71-76.

Dodger

Poden les abelles aprendre dialectes?

Quan les abelles de la mel ferretgeres identifiquen una font d’aliment tornen a la colònia i informen. Per nosaltres això seria una cosa fàcil de comunicar amb el mateix llenguatge que comuniquem qualsevol altra cosa. Les abelles comuniquen aquesta classe d’informació amb un sistema especial, el descobriment del qual va fer merèixer el premi Nobel a Karl von Frisch l’any 1973. Aquest llenguatge abellil s’anomena la Dança de l’abella, i serveix per comunicar dos paràmetres: la distància del rusc a l’aliment, i la direcció expressada segons l’angle respecte la posició del sol. La dança més complexa, quan l’aliment es troba molt lluny, consisteix en un moviment en forma de vuit orientada en l’angle respecte el sol on l’abella belluga l’abdomen més o menys estona segons la distància a la font. La wiki deixa un link que poso aquí mateix on hi ha un programa per jugar amb les distàncies i la posició del sol per veure com es tradueix en el llenguatge de la dança. La dança es produeix no a l’aire sinó sobre la superficie del propi rusc i l’angle respecte el sol es reprodueix com l’angle respecte la gravetat (perquè la superficie del rusc és vertical).

S’ha observat que les diferents espècies d’abelles de la mel es comuniquen amb dances un pèl diferents, els investigadors parlen de “dialectes”, així entre cometes, de la dança. Però es podrien entendre entre elles?

Uns investigadors xinesos han decidit averiguar-ho. La idea ha estat crear una colònia mixta entre dues espècies (les europees Apis mellifera i les asiàtiques Apis cerana) i veure si aprenien a entendre’s.

Això de crear una colònia mixta es diu molt ràpid però és la primera vegada que es fa amb èxit. Estudiar què passa quan poses una abella d’una espècie entre abelles d’una altra es complicat perquè la colònia anfitriona detecta feromones que no toquen i l’ataquen. Però els autors han aprofitat el fet que aquestes dues espècies es toleren millor quan es barregen treballadores jovenetes que quan es posen larves de femelles.

De totes maneres la colònia mixta que van aconseguir va experimentar alguns moments d’inestabilitat, sobretot quan es tractava de fer feines de neteja, escassejava l’aliment o feia mal temps. Els investigadors van aplacar els disturbis donant sucre, espraiant aigua amb mel i aïllant els individus més conflictius.

Els dialectes entre les dues espècies varien en la durada del que fan bellugar l’abdomen per indicar una mateixa distància. Les asiàtiques el belluguen molta més estona que les europees. Quan van observar quines dances feien una vegada barrejades, van veure que eren iguals que si no les haguessin barrejat, és a dir, mantenien cadascuna el seu dialecte. Però el què si passava és que les abelles asiàtiques eren correctament informades i reclutades també per les ferratgeres europees, és a dir, que s’entenien mutuament.

Abelles fent la dança en una colònia mixta

Aquest divertidíssim estudi que val la pena de llegir sencer apunta, com diuen els autors, a considerar un component d’aprenentatge en el llenguatge de les abelles.

Referència:

- Su S, Cai F, Si A, Zhang S, Tautz J, et al. (2008) East Learns from West: Asiatic Honeybees Can Understand Dance Language of European Honeybees. PLoS ONE 3(6): e2365.

Dodger

Origen subaquàtic comú de la vocalització social a nivell neuronal, toma ya

Fa uns mesos vam tocar molt per sobre alguns aspectes de l’evolució del llenguatge (el gen FOXP2 i els universals innats). Avui l’actualitat ens porta a parlar d’un aspecte molt i molt més antic: els orígens de la vocalització social en els vertebrats.

Aquestes vocalitzacions bàsiques s’anomenen de manera general sons de crida i són innates. Entre els humans els nadons són els majors experts en comunicar-se amb aquest registre. Però aquest tipus de sons els produeixen no només els mamífers sinó també alguns amfibis, rèptils-ocells, i també, peixos. Si, peixos sota l’aigua, si. Les balenes també ho fan i no poseu pas aquesta cara. Mireu els videos pujant el volum.

La qüestió és que els organs per on passa l’aire per produir el so són ben diferents entre els grups de vertebrats. Mentre que els mamífers, rèptils i amfibis utilitzen la laringe, per on passa l’aire des dels pulmons, o les aus la siringe, els peixos utilitzen un altre mètode que val la pena d’explicar amb més detall.

Els peixos es poden dividir en dos grans grups: condrictis i osteoictis. Els primers (taurons, rajades, etc) tenen un esquelet cartilaginós, mentre que els altres el tenen ossi. Els osteoictis es poden subdividir en dos altres grups: actinopterigis i sarcopterigis. Els actinoptergis són el grup més diversificat de vertebrats i es caractaritzen per posseir unes aletes radiades amb espines òssies. Els sarcopterigis tenen aletes carnoses o lobulades i estan molt emparentats amb els tetràpodes (és a dir, amfibis, rèptils-aus i mamífers).

Doncs bé, un òrgan que es pot trobar a l’interior d’un actinopterigi és la bufeta natatòria. És com un sac que el peix pot omplir o buidar de gasos per controlar la seva flotabilitat sense haver de nadar com un boig per pujar, baixar o mantenir-se en una determinada profunditat. Encara que ho podria semblar, la bufeta no és l’òrgan que va derivar cap als pulmons. Els pulmons moderns i la bufeta natatòria són solucions independents que provenen d’un “pulmó” primitiu.

Els peixos que vocalitzen utilitzen uns músculs especialitzats que fan vibrar la bufeta natatòria que fa de cambra de resonància pel so produit per la vibració. Aquests músculs són els de contracció més ràpida que podem trobar en els vertebrats i poden vibrar a uns 200Hz.

El fet que els sons de crida es produeixin en diferents línies de vertebrats però de manera tan diferent ha fet pensar que aquesta particular habilitat ha evolucionat de manera independent diverses vegades. Però ahir es van presentar unes dades a Science que apunten a un origen comú de la vocalització, que hauria aparegut abans de la divergència entre actinopterigis i sarcopterigis/tetràpodes de la qual cosa ara, a veure, que acabi de passar el minut, ja en farà uns… 400 milions d’anys.

Andrew Bass i col·laboradors, del departament de neurobiologia i comportament de la Cornell University, s’han dedicat a investigar la bases neuronals de la vocalització en peixos actinopterigis que produeixen sons per tal d’atraure parelles i per marcar territori, com el peix gripau (Opsanus tau); i ho han comparat amb sarcopterigis, amfibis, ocells, rèptils i mamífers.

El resultat és que han localitzat la població neuronal que s’encarrega de muntar el sistema per la vocalització en una zona propera al cerebel i part de la medul·la espinal. Els sistema i la localització d’aquestes neurones específiques és molt similar en tots els vertebrats estudiats, la qual cosa suggereix un avantpassat compartit entre tots on es va originar aquesta xarxa neuronal. Però no tota la xarxa està organitzada tan igual; els músculs encarregats de la vocalització, encara que tenen també el mateix origen (del somita occipital) en el desenvolupament, tant en peixos com en tetràpodes, curiosament estan innervats per nervis diferents (veure la figura). La bufeta natatòria està controlada pel nervi occipital, la siringe pel nervi hipoglós i la laringe a la resta dels tetràpodes ho està pel nervi vagus.

Per acabar quedem-nos amb una pregunta interessant. Daniel Margoliash i Melina Hale, de la universitat de Chicago, es qüestionen, en un article del mateix número de Science, si l’aprenentatge vocal, que és una cosa rara en els animals, -es dona més en ocells, alguns mamífers (nosaltres i pocs més, balenes i ratpenats)-, podria tenir també un origen comú pel que fa a la seva base neuronal.

De moment ens quedem amb la idea que el hardware neuronal de la vocalització, però no tots els perifèrics (bufeta, laringe, siringe), provenen d’un avantpassat comú que va viure fa com a mínim 400 milions anys.

Referències:

- Evolutionary Origins for Social Vocalization in a Vertebrate Hindbrain–Spinal Compartment Andrew H. Bass, Edwin H. Gilland, and Robert Baker Science 18 July 2008: 417-421

- Vertebrate Vocalizations. Daniel Margoliash and Melina E. Hale Science 18 July 2008: 347-348.

Dodger

Els universals en el llenguatge resisteixen la còlera divina

Si la Torre de Babel va ser una fita arquitectònica legítimament planejada i construida per la pròspera Babilònia, Déu no ho va entendre així. El protagonista del gènesi s’ho va prendre a la tremenda i ho va considerar una ofensa arrogant perpetrada per la seva creació més conflictiva, l’home. Per dificultar la vida dels constructors, l’ofès creador els va maleir fent que cada un parlés un idioma diferent i així no s’entenguessin entre ells, i ningú no sabia on havia de portar els totxos, etc. I aquest és l’origen de la diversitat del llenguatge, un càstig diví per l’arrogància arquitectònica. Però no n’hem après, perquè suposo que a ningú se li escapa quina deïtat hi ha darrera de la sequera a Catalunya si tenim present la Torre Agbar, la seu d'Aigües de Barcelona. Però això és un altre tema.

Si ho pensem bé, el fet que existeixin al voltant de 7000 idiomes diferents al món, encara que és un valuosísim patrimoni cultural de la humanitat, no deixa de ser una dificultat d’entesa considerable i fa necessària una llengua franca i escoles d’idiomes. Ho tenim assumit, no hi ha problema, els humans ens acabem entenent i Déu no s’ha sortit amb la seva. I no ho ha fet, en part, perquè en dividir els llenguatges no va destruir els universals, allò que és comú a tots els idiomes.

Fins fa poc, es considerava que els aspectes compartits per tot els llenguatges tenien una explicació biològica; és a dir, eren deguts a la manera en què l’aptitut del llenguatge habia evolucionat. El llenguatge no apareix de la nit al dia, sinó que com la majoria d’obres de l’evolució, apareix sobre els vestiments d’estructures prèvies amb funcions diferents. Però una vegada apareix, comporta una sèrie de possibilitats de cooperació, planificació, coordinació d’activitats, manipular i mentir, etc. d’una clara implicació adaptativa. El nostra llenguatge seria el resultat d’un llarg procés evolutiu d’on encara en podem trobar fòssils en el nostre cervell, com és el protollenguatge que manifesten per exemple els nens privats de interacció social. Amb la necessitat d’aprenentage i amb la importància adaptativa i per tant modificats per la selecció natural, és fàcil pensar que els universals s’han de poder explicar en el context de l’evolució biològica.

Els nens presenten competències innates gramaticals que posaran en funcionament tan aviat sentin parlar i comencin a interactuar socialment. Segons Chomsky, els nens es munten al seu cervell una gramàtica adequada a les dades lingüístiques primàries que els donen. A aquesta capacitat innata de desenvolupar les possibles gramàtiques humanes, Chomsky la va anomenar Gramàtica Universal. Els científics han investigat les tendències d’aprenentage lingüístiques pròpies dels individus i han probat d’establir la seva importància real sobre el llenguatge que finalment emergeix a les poblacions. Pel què fa a l’evolució del vocabulari i observant els nens que aprenen a parlar es poden anar identificant aquestes tendències com per exemple el prejudici infantil a la sinonímia o a la homonímia. Els nens prefereixen que cada paraula signifiqui una cosa i punt. Però la homonímia i no la sinonímia és molt freqüent en el llenguatge, sembla que rep una pressió positiva i l’altra negativa. Sobre l’evolució del vocabulari hi ha qui diu que hi intervenen dues pressions, una a favor de la simplicitat de signes (un significat s’ha de poder expressar amb una paraula), i una altra a favor de la simplicitat de codi (a més paraules que vulguin dir diferents coses, menys paraules caldrà memoritzar). Així que la tendència infantil contrària a la homonímia sembla compensada per aquesta pressió a favor de la simplicitat, mentre que la sinonímia no.

Aquests models situen les tendències d’aprenentatge al nucli estructural del llenguatge. Però una colla d’investigacions durant l’última dècada han canviat força el paradigma biològic a favor de l’evolució i la transmissió culturals. Les conseqüències d’introduir aquests nous factors a l’equació són que els universals no neixen de les tendències d’aprenentage, que l’adaptació d’aquests no implica necessàriament la selecció natural i que la transmissió cultural pot “protegir” els mecansimes innats d’aprenentage de l’acció de la selecció natural. De manera que ara ja no passem directament de les tendències d’aprenentatge afectades per la selecció natural als universal, sinó que de les tendències d’aprenentatge individuals passem a la transmissió cultural entre molts individus durant molt de temps i obtenim els universals; que, si modifiquen l’eficàcia biològica repercutiran en l’evolució biològica (veure esquema). El llenguatge emergit d’aquest procés es podria considerar fenotip extès.

I tot aquest descaradement insuficient i confós resum de l’estudi dels universals en el llenguatge ve a introduir uns nous resultats al respecte publicats fa dues setmanes al PNAS. Els autors es dediquen a estudiar el fet universal de preferir trobar les lletres “l” i “b” en síl·labes ordenades “bl”, com trobem a la paraula bloc, per damunt de “lb” a les paraules de tots el idiomes. El què volien saber és si aquesta preferència és un fet realment atribuible als universals del llenguatge i compartit per tots els humans o bé té relació a les regularitats que la gent capta dels seus propis llenguatges. Per esbrinar-ho van preguntar a coreans, perquè al seu idioma no hi ha paraules que comencin amb dues consonants i per tant no tenien ni “bl” ni “lb”, i van trobar que també consideraven malsonant la forma “lb”. Aquesta preferència del grup de coreans no es pot artibuir ni a problemes auditius ni a que coneguessin altres idiomes com l’anglès (que no té ni una síl·laba començada amb “lb”).

Els resultats recolzen la hipòtesis que existeixen unes estructures lingüístiques universals incrustades al nostre cervell adult que coneixem al marge de si s’utilitzen o no en el nostre idioma. Però aquests resultats no decanten la balança ni cap al cantó de l’evolució biològica ni cap al de la transmissió cultural alhora d’explicar aquests universals. Anirem ampliant el tema.

Referències:

- Kirby S, Dowman M, Griffiths TL. Innateness and culture in the evolution of language. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Mar 20;104(12):5241-5. Epub 2007 Mar 12.

- Smith K. The evolution of vocabulary. J Theor Biol. 2004 May 7;228(1):127-42.

- Nowak MA, Komarova NL. Towards an evolutionary theory of language. Trends Cogn Sci. 2001 Jul 1;5(7):288-295.

- Berent I, Lennertz T, Jun J, Moreno MA, Smolensky P. Language universals in human rains. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Apr 8;105(14):5321-5. Epub 2008 Apr 7.

Dodger

Teoria evolutiva de l'esquizofrènia

L'esquizofrènia

Tots més o menys coneixem directament o indirecta, casos d’esquizofrènia. L’esquizofrènia és un transtorn de la personalitat, sobre el que s’ha escrit i discutit molt. Les persones a les que afecta tenen una gran perturbació en la seva conducta i en la forma en què es comuniquen amb els altres, acabant generalment socialment exclosos. S’inicia generalment durant l’adolescència i té tendència a evolucionar cap a la cronicitat al llarg dels anys; actualment no existeix cap tractament curatiu i només s’aconsegueix remetre els símptomes amb antipsicòtics. Els primers símptomes acostumen a presentar-se durant l’adolescència, coincidint amb l’edat reproductiva tot i que poden aparèixer abans o després, essent molt extrany que es presenti abans del 10 anys o després dels 50. L’inici de la malaltia pot ser de forma aguda o progressiva i lenta. Una de les característiques de la psicosis és la diferència en l’edat d’inici promig, que és menor en els homes (25 anys) que en les dones (28 anys). També la probabilitat de casament és reduïda en els pacients amb esquizofrenia, i aquest efecte és de nou més accentuat en mascles.
En el curs de la vida, aproximadament l’1% de la població el patirà, i és curiós, perquè és obicu i similar en les diverses poblacions humanes. Amb el temps, el factor genètic com a causant de la malaltia ha anat guanyant força en demostrar que la probabilitat de patir un atac psicòtic es veu brutalment incrementat si els dos progenitors també n’han patit. Altres estudis amb bessons monozigòtics i dizigòtics també han recolzat aquesta teoria.
Així doncs, l’esquizofrènia s’ha d’entendre com un transtorn que afecta a tota la humanitat, amb una incidència similar en poblacions molt separades tant geogràficament com climàticament, i amb entorns socials completament diferents, separades per milers d’anys.

Teories evolutives

Donat que: 1) l’esquizofrènia sembla tenir un origen genètic, 2) coincideix amb la fase reproductiva de la vida i 3) és associada amb un desavantatge en la fecunditat de qui la pateix; com pot ser que l’esquizofrènia s’hagi mantingut al llarg de l’evolució i no hagi estat ràpidament eliminada? Així doncs, és necessària una teoria que expliqui com s’ha pogut mantenir present en la població humana, ja que no està restringida a cap subpoblació.
La solució més obvia, és que està lligada a algun avantatge adaptatiu tot i l’expressió de la malaltia en si. En aquesta línia diferents investigadors han intentat suggerir algunes teories, com per exemple, que confereix resistència a l’estrés o a les infeccions o que està associada a un avantatge en la supervivencia del nounat. Totes aquestes teories però, postulen un efecte del gen fora del sistema nerviós, i semblaria més factible que l’avantatge i la desavantatge estessin relacionades de forma més propera. En aquest sentit s’han proposat altres teories com podrien ser, que el gen de la psicosis en forma normal estaria relacionat amb factors de la personalitat en l’ambit de la territorialitat, en la creació de llaços afectius o amb el reconeixement de cares. Hi ha encara un altre classe de teories, les que relacionen el gen de la psicosis amb l’evolució del llenguatge i la intel·ligència, no essent excloent amb la segona classe de teories.

Canvis en el cervell

A grosso modo, el llenguatge es podria descriure com la funció que ens separa dels homínids primerencs i ha permès a les poblacions humanes cobrir la superficie de la Terra i canviar l’entorn d’una manera que cap altre espècie ho havia fet abans. El llenguatge humà, al contrari que en altres sistemes de comunicació de primats, té un nombre de frases possibles infinit (es poden construir l’ordre de 10²° frases amb sentit utilitzant tan sols 20 paraules o menys). Un tret característic que es pot aplicar al llenguatge humà és la recursió: No hi ha límit en la longitut de les frases que es poden crear, la qual cosa ha portat a diferents autors (N. Chomsky, M. Hauser i T. Fitch) a dir que el fet de la recursivitat és la característica principal que diferencia el llenguatge humà del dels altres animals.
A part d’això, estudis morfològics amb cervells post-mortem suggereixen que els cervells de malalts d’esquizofrènia són més petits en volum que els de persones control, i que és degut sobretot a una reducció en el volum del cortex cerebral. Altres estudis descriuen un engrandiment dels ventricles en pacients d’esquizofrènia, i també s’han trobat assimetries, com per exemple, que la longitud de la fisura de Sylvian és molt més gran en l’hemisferi esquerre dels malalts que el dret, una disminució de l’àrea de Wernicke i de l’àrea del temporal dret. Finalment, sembla que aquests pacients psicòtics poden tenir un retard, o un error en el procés d’establir la dominància en algun aspecte del llenguatge (que és una de les funcions més lateralitzades del cervell) en un hemisferi.
És en aquest context, on T.J. Crow suggereix que aquests canvis en el cervell, juntament a que malalts d’esquizofrènia presenten una proporció diferent a la població normal entre esquerrans i dretans (20% enfront a un 2% en la població control), podrien ser una conseqüència secundària a un error en el desenvolupament de la assimetría cortical. Aquesta sèrie de canvis observats fan guanyar protagonisme a un hipotètic gen o família de gens que poguéssin estar determinant la lateralització del cervell. Crow suposa que l’origen de l’esquizofrènia s’ha de buscar en la mutació d’un gen implicat en la lateralització del cervell, que ell situa en la zona homòloga dels cromosomes X-Y. Avui en dia sabem que la conducta verbal és una funció lateralitzada, essent quasi en un 95% dels casos, l’hemisferi dret el dominant per la parla. Però, en canvi, nens que en el futur desenvoluparàn desordres psicòtics tenen problemes en les habilitats manuals i en diferents tasques per evaluar la lateralització hemisfèrica.
Totes aquestes troballes suggereixen que hi ha una associació entre l’esquizofrènia i l’especialització hemisfèrica. Crow defensa que el gen lligat a l’aparició d’aquests dos punts claus en la història de la nostra espècie estaria en la regió d’homologia Xq21.3/Yp11.2, que es va generar per translocació i subseqüent inversió paracèntrica en el cromosoma Y, durant la separació dels llinatges dels hominids i dels ximpances.

Per a ell, com que l’esquizofrènia és present en aborígens australians, japonesos, indis i poblacions europees (que es van separar fa 50000 anys), i l’habilitat del llengutage humà es pot seguir en poblacions independents fins fa 60000 (suggerit per la presència de representacions en parets de les coves i altres artefactes), sembla que una conclusió parsimoniosa podria ser que tant l’esquizofrènia com el llenguatge estarien lligades a un canvi genètic que va originar l’especie fa com a mínim uns 60000 anys.

Referències:

- Berlim MT, Mattevi BS, Belmonte-de-Abreu P,Crow TJ; The etiology of schizophrenia and the origin of language: overview of a theory. Compr Psychiatry. 2003 Jan-Feb;44(1):7-14

- Crow TJ; Schizophrenia as failure of hemispheric dominance for language. Trends Neurosci. 1997 Aug;20(8):339-43

- Crow TJ; Is schizophrenia the price that Homo sapiens pays for language? Schizophr Res. 1997 Dec 19;28(2-3):127-41

Frij

FOXP2 i l'evolució del llenguatge

De tant en tant succeeix que un gen/proteïna salta a la palestra i la comunitat científica es tomba per mirar-lo. Passa sovint que algun biòleg el troba amagat darrera d’una funció important amb la qual el gen alterat està organitzant un bon pollastre en algú o en alguna família sencera. Un gen que avui en dia volta ufanós per la palestra és el FOXP2. I és que FOXP2 ha resultat ser un gen molt necessari pel llenguatge. No és el gen, l’únic gen, del llenguatge, però si és segur un d’ells.

Problemes de família

Primer de tot ens hem de remuntar al 1990, quan s’identifica una família (la família KE) on en tres generacions la meitat dels seus membre presenten problemes de parla i desordres del llenguatge. La descripció de l’essència del desordre va provocar controvèrsia llavors i encara no està del tot clara però la descripció general és que es tracta d’una afectació de l’expressió i l’articulació del llenguatge més que de la seva comprensió. Els problemes apareixen relacionats amb l'organització i coordinació dels complexos i rapidíssims moviments que es requereixen per la producció de la parla, a més d’una notable incapacitat gramàtica de fer el plurals, els temps verbals o els gèneres de les paraules. No presenten, en canvi, cap dèficit d’oïda o de moviment de llavis o d’empassar. És un problema estrictament de llenguatge. Mentre que en la majoria de tests de parla i llenguatge es podia donar un cert grau de solapament amb el grup de no afectats, el punt clau diferencial era l’habilitat disminuida per repetir paraules i no-paraules (sons que no volen dir res) i en la praxis orofacial (imitació de moviments complexos amb la cara i la boca, necessaris per la parla). Aquestes incapacitats són similars a les que presenten el afectats d’afàsia de Broca però amb algunes diferències importants. Mentre que els membres de la família KE presenten dèficits de repetició tan de paraules com de no-paraules els malalts d’afàsia de Broca només la presenten en no-paraules, segurament perquè van aprendre com formular la paraula abans de patir l’afàsia. En canvi, els tests relacionats amb semàntica, fonètica o escriptura els fèien molt millor els de la família KE, segurament perquè durant el seu neurodesenvolupament han pogut compensar parcialment les funcions en altres zones del cervell.

Els estudis amb tècniques de neuroimatge han mostrat variacions en el fenotip neuronal dels membres afectats. Els més importants són: falta de matèria grisa en l’àrea de Broca i excés en la de Wernicke; i reducció del nucli caudat amb forta correlació amb la mala relització del test de praxis oral. L’àrea de Broca i el putamen s’activen menys al realitzar tasques de llenguatge en aquests malalts. En canvi, i això és sempre fascinant, els afectats presenten major activació d’àrees que normalment no tenen res a veure amb el llenguatge, com són regions posteriors del lòbul parietal i regions del lòbul occipital, on segurament s’hi estableixen circuits compensatoris o bé s’utilitzen com a estratègies alternatives de sobreesforç cognitiu també per compensar la pèrdua de les altres regions.

L’any 2001, es va identificar el gen mutat causant del desordre, el FOXP2. Aquest gen codifica per un tipus de proteïna que s’anomena factor de transcripció. Pel que no n’hagi sentit a parlar mai, els factors de transcripció són proteïnes que es poden unir directament a ADN i regulen positivament o negativa l’expressió de determinats gens. De moment no es coneixen els mecanismes concrets d’ectuació de FOXP2 en el cervell, però es pensa que treballa associant-se a altres factors cosins germans que són el FOXP1 i 4.

L’evolució de FOXP2

El gen FOXP2 es troba molt conservat evolutivament, la qual cosa sempre resalta la importància funcional que pugui tenir. Produir sons per imitació i modificar els sons innats per crear-ne de nous, l’aprenentage vocal, és rar en el regne animal però no és exclusiu dels humans, alguns ocells per exemple també ho fan. Últimament s’han vist estornells cantant alegrament la melodia de Nokia. Els ocells i els humans tenen un avantpassat comú de fa uns 300 milions d’anys, però la seqüència d’aminoàcids del FOXP2 només ha variat en 5 aminoàcids, i es manté amb una similitud del 98%. Els ocells cantadors tenen en el cervell una àrea específica del cant anomenada àrea X on s’ha vist una augment d’expressió de FOXP2 justament a l’edat crítica quan l’ocell comença a imitar els sons. FOXP1, amb qui FOXP2 se suposa que actua, s’expressa a l’àrea X de manera sexualment dimòrfica, en els mascles cantadors i no en les famelles no cantadores. Aquesta magnífica troballa fan pensar que FOXP1 i FOXP2, els dos, són necessaris per la parla humana i també pel cant dels ocells. Els ocells cantaires són per ara el millor model per estudiar els efectes d’aquests gens sobre l’aprenentatge vocal. Però una altra font de resultats que promet es basa en el descobriment del 2005 de la capacitat dels ratolins de comunicar-se amb ultrasons quan es queden aïllats de les mares o dels companys de gàbia, amb freqüències de 40 a 100KHz. S'ha produit un model de ratolí que expressa FOXP2 amb la mateixa mutació que la família KE. Els dos estudis publicats fins ara amb aquest model mostren resultats diferents pel què fa als ultrasons, en un treball observen disminució de la producció de sons de crida mentre que en l'altre no troben variació. Els dos estudis coincideixen en observar un notable hipodesenvolupament del cerebel, així com dificultats motores. Un altre model amb ratolins és el Knock-out de FOXP2, on si observen una devallada en el nombre d'ultrasons de crida. Com a curiositat us comento també que un grup ha buscat l'homòleg de FOXP2 en les abelles per veure si s'expressava de forma diferencial en les classes que perpetren les dances de comunicació (les farratgeres) respecte les seves companyes del rusc. El resultat és que han trobat l'homòleg de FOXP2 en les abelles, però s'expressa de forma constitutiva i similar en totes les abelles incluint la reina. Oh. Però coi, la idea era bona!

Per acabar anem a posar el gen en el context de l’evolució humana, un gen tant important com aquest ens ha de donar peces del puzzle valuoses. Els estudis relatius a l’evolució de FOXP2 l’han situat dins del grup del 5% de proteïnes més ben conservades entre els mamífers. Entre els humans modern les variacions de seqüència d’aquest gen són zero. Entre els ratolins i els humans s’han donat només 3 canvis d’aminoàcids, d’aquests dos són exclusius dels humans i no compartits per ximpanzès, goril·les i orangutans. Aquest canvis es van fixar en el genoma humà fa màxim 4-6 milions d’anys i han d’haver tingut un gran aventatge adaptatiu facilitant la capacitat del llenguatge. Es busca com aquests canvis afecten la funció de la proteïna i com aquesta funció “canviada” es relaciona amb el llenguatge. L’any passat un grup de recerca entre els quals es troba el Dr. Lalueza van seqüenciar el gen de FOXP2 en restes de ADN antic de neandertals. Les mateixes dues substitucions que ara són exclusives de sapiens hi són presents. Aquesta és una dada més a favor de suposar una capacitat desenvolupada de llenguatge a l’home de neandertal que es suma als estudis recents sobre l’hioides i els ossets de la oïda també en aquesta línia on es mostra que els neandertals com a mínim presentaven els pre-requisits per la parla i el llenguatge.

Dodger

Referències

- Vargha-Khadem F, Gadian DG, Copp A, Mishkin M. FOXP2 and the neuroanatomy of speech and language. Nat Rev Neurosci. 2005 Feb;6(2):131-8. Review.

- White SA, Fisher SE, Geschwind DH, Scharff C, Holy TE. Singing mice, songbirds, and more: models for FOXP2 function and dysfunction in human speech and language.
J Neurosci. 2006 Oct 11;26(41):10376-9. Review

- Fujita E, Tanabe Y, Shiota A, Ueda M, Suwa K, Momoi MY, Momoi T. Ultrasonic vocalization impairment of Foxp2 (R552H) knockin mice related to speech-language disorder and abnormality of Purkinje cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Feb 26;105(8):3117-22. Epub 2008 Feb 19.

- Kiya T, Itoh Y, Kubo T. Expression analysis of the FoxP homologue in the brain of the honeybee, Apis mellifera. Insect Mol Biol. 2008 Feb;17(1):53-60.

- Krause J, Lalueza-Fox C, Orlando L, Enard W, Green RE, Burbano HA, Hublin JJ, Hänni C, Fortea J, de la Rasilla M, Bertranpetit J, Rosas A, Pääbo S.The derived FOXP2 variant of modern humans was shared with Neandertals. Curr Biol. 2007 Nov 6;17(21):1908-12. Epub 2007 Oct 18.