Listos para la escuela, desarrollo del cerebro:
investigaciones basadas en neuroimagen sobre el
desarrollo temprano del lenguaje y acciones correctivas
• Kenneth R. Pugh, PhD
• Presidente y Director de Investigación,
• Haskins Laboratories, y
• Profesor Asociado, Universidad de Yale, Escuela
de Medicina
Conecciones entre la experiencia temprana y el
desarrollo posterior del lenguaje y la lectura
• El foco de esta conferencia es en los factores que
permiten a los niños realizar todas sus habilidades
y talentos.
• El ambiente pre y post natal, es crucial para el
posterior desarrollo del lenguaje y la lectura.
• Mayores factores de riesgo:
• 1) Nutrición de la madre/infante.
• 2) Drogas Pre-natales, nicotina y exposición al
alcohol.
• 3) Rechazo y abuso.
• 4) Estimulación temprana del lenguaje y del
aprendizaje.
Rechazo: Evidencia de estudios sobre
adopción
• El rechazo temprano puede tener profundas y
negativas consecuencias en el desarrollo posterior.
Estudios recientes se han enfocado en los niños
adoptados en diferentes edades de orfanatorios
donde el rechazo estaba presente.
Desarrollo normal
de un cerebro desde
los 6 hasta los 12
meses.
Lombroso, P. J. Development of the
Cerebral Context: VI. Growth
Factors. 1998
Imágenes de un
desarrollo normal
del cerebro de un
niño de tres años y
de un niño que
sufre de un
extremo
rechazo.
http://www.olderchildadoption.com/rad/3-year-old.gif
Participantes
CT sample
n = 54 niños (23 niños), 4 - 12 años
Tiempo en el orfanato: 2 - 75 mos
n = 32: E. Europe (Lithuania, Romania, Russia, Ukraine)
n = 10: N. Asia (China, Korea)
n = 6: Central/S. America (Peru, Columbia, Guatemala and
Mexico)
n = 6: S.E. Asia (Cambodia, Vietnam).
n = 24 (17 niños) non-adopted controls
Matched on age, gender, SES
Time in U.S.: 15 - 127 mos.
Regulación Emocional
68
66
C B C L T -s c o re (M = 5 0 , S D = 1 0 )
64
62
60
Aggression*
Affect*
Anxiety*
58
56
54
52
50
Non-adopted
controls
Foster care
Orphanage
care, 1-12
mos
Orphanage
care, 13-24
mos
Orphanage
care, 25-36
mos
Orphanage
care, 37+
mos
Resultados en lenguaje
130
• Receptive Vocabulary
(PPVT) and 20-min
memory delay: r (43) =
.50***
120
110
Sc a le d s c o re
• CELF subscales and
mos. in institution, r’s = .30* to -.40**
100
CELF language
90
PPVT-3
80
70
60
5+
24
2
h
rp
O
an
h
O
rp
an
ag
e
ag
1
e
2
3-
-1
1
e
h
rp
O
Fo
st
er
gr
ou
an
p
ag
(n
co
=
nt
8
ro
)
ls
50
Note: all are in average range; SES as a factor….
Pre-alfabetización: Riesgos para la
discapacidad lectora
• Alcanzar logros claves en el desarrollo del lenguaje
oral a tiempo es crítico para un adecuado
desarrollo de la lectura en etapas posteriores:
• 1) El desarrollo del lenguaje receptivo y expresivo
predice la adquisión de lectura.
• Adquirir conciencia fonológica es crítica en los
niños de edad pre escolar.
Clave: Una exposición enriquecida a la
experiencia fonológica (lenguaje oral) y
ortográfica (simple) es muy importante en
prevenir potencialmente posteriores dificultades
de lectura.
Lenguaje, Lectura y Cerebro
• El lenguaje oral es una especialización biológica
pero el lenguaje escrito es una invención cultural.
Mas aún, el lenguaje oral es dominado
naturalmente por casi todas las personas sin
instrucciones directas:
• pero la lectura es difícil y la falla en lectura
ocurre en un amplio número de niños en todos los
lenguajes escritos.
• No especialización cerebral para la lectura.
• Implicaciones: la adquisición del lenguaje escrito
es un gran desafío para la plasticidad cerebral.
Lenguaje, Lectura y Cerebro
• El desarrollo de una lectura fluida es esencial para
tener éxito en el mundo moderno.
• Un número significativo de niños en todos los
países fallan en adquirir adecuadas habilidades de
lectura y escritura.
• Para muchos esto se debe a la falta de buenas
oportunidades para el aprendizaje pero para otros
esto refleja dificultades que tienen una base
cerebral (discapacidades biológicas especificas de
lectura).
Fenotipo de la conducta en discapacidad
lectora (DL)
•
•
•
La identificación de palabras
es lenta, trabajosa e imprecisa
en DL (cuello de botella para la
comprensión).
Los deficits tempranos en el
desarrollo fino de la
conciencia fonologica predice
las dificultades en la lectura
de palabras mas adelante.
Los deficits en la conciencia
fonologica impiden el
desarrollo de habilidades de
decodificación (mapeo de
grafemas a fonemas), que a su
vez pone severos limites en la
lectura fluida de palabras y
seudo palabras.
Cerebro y lenguaje:
Central Sulcus
Funciones
Frontal: ejecutivas,
motoras
Parietal:
sensación,
espacial,
representación
Temporal:
oído/lenguaje
Occipital: Vision
Lateral Sulcus
El cerebro linguístico
•Daño/ lesiones estudios
•Broca’s area: especializada para la produccion
de discurso y gramatica.
•Wernicke’s area: especializada en la
comprension del discurso y la semantica.
La neurobiología de la discapacidad
lectora
•
•
•
•
Imágenes cerebrales funcionales:
Dos clases de técnicas:
electrophysiological (EEG; MEG)
hemodynamic (fMRI, PET).
• El primero proporciona información a tiempo sobre
la actividad cerebral mientras que el último provee
información sobre localización.
Lectura, Languaje y Cerebro: mapeo
cerebral
• Q) Cuáles son los mecanismos neurobiológicos
subyacentes asociados con el desarrollo de la
habilidad de lectura?
• Q) Cuáles son los bases neurobiológicas de la
discapacidad lectora (RD) y cómo el entrenamiento y
la acción remedial modifican la organización
cerebral para el lenguaje en niños y adolescentes
con RD?
MRI: Imágenes de Resonancia
Magnética
MRI
Brain: axial
parallel to floor
Spine
Brain:
sagittal
Through the
midline
Knee
Slice Locations
Tareas de escuchar vs leer oraciones
common
RH on left side
print(red) speech(blue)
Constable, Pugh et al. (2004)
El circuito de la lectura (Pugh et al.,
2005)
• Hypothesized Role of
component circuits
• ‘Phonological’
SMG
/STG
IFG
MTG/
ITG
• IFG
• SMG/STG
AG
OT/
VWFA
• ‘Semantic’
• MTG/ITG
• AG
• Putative ‘Visual word form
Area’
• “Skill Zone” is phonologically
and morphologically tuned
Discapacidad en lectura
• Hallazgos frecuentes: Un
gran numero de estudios
indican que los lectores RD
tienden a sub activar ambos
el LH temporoparietal y el
LH ventral
(occipitotemporal) durante
las tareas de lectura y
lenguaje; esto se ha visto en
algunos lenguajes hasta la
fecha (Paulesu et al., 2001).
• RH y un cambio
compensatorio frontal en
RD se reporta con
frecuencia.
Temporoparietal
Anterior
Occipitotemporal
Left Hemisphere
TD & RD Reading Children (Temple et
al., 2003)
Normal Readers
Dyslexic Readers
Frontal
& Temporoparietal
Frontal
but NO
Temporoparietal
Plasticidad en el desarrollo de la
lectura
Temporoparietal
Anterior
Occipitotemporal
• Incrementos en la habilidad
lectora esta asociado con una
especializacion mayor de las
LH areas para lo escrito.
Conciencia fonemica e integracion
discurso/texto (Frost etal 2009)
• El puntaje en la conciencia fonémica refleja la
preparación para la lectura.
• De qué manera los niños con alta preparación para la
lectura difieren en la organización cerebral inicial?
T imeli n e
Cohort 1 (N= 54)
Year 1 -3
Cohort 2 (N= 54)
Year 2 -4
Cohort 3 (N= 54)
Yea r 3 -5
T ime 1 (7 .5 y rs o f
age)
DNA, M RS, fM RI,
Behav ior
DNA, M RS, fM RI,
Behav ior
DNA, M RS, fM RI,
Behav ior
T ime 2 (8 .5 y rs o f
age)
Behav ior
T ime 3 (9 .5 y rs o f
age)
fM RI, Behav ior
Behav ior
fM RI, Behav ior
Behav ior
fM RI, Behav ior
Modality
Effect
>Print
>Speech
P < .0005 FDR
Correlation of PA with BOLD Modality Effect
P < .005 FDR
Correlation of PA with BOLD Modality Effect
P < .005 FDR
Correlation of PA with BOLD Modality Effect
STG
0.5
Auditory
0.4
Visual
B - w e ig h t
0.3
0.2
0.1
0
Low PA
-0.1
-0.2
-0.3
High PA
Hallazgos claves:
• Los hallazgos sugieren que los niños quienes estan
desarrollandose normalmente al comienzo de la
intrucción a la lectura modifican sus sistemas
cerebrales de lenguaje hablado para adecuarlos al
procesamiento de la palabra escrita.
• Es crucial promover experiencias de aprendizaje
en los lectores tempranos que ayuden a conectar el
lenguaje oral con el escrito.
Plasticidad y acción remedial en el
desarrollo de la lectura
Temporoparietal
Anterior
Occipitotemporal
• Mejoras en la lectura estan
asociadas con el aumento de
la especialización de la
región cerebral LH para el
texto.
• Lectors RD no tienden a
mostrar esta tendencia de
desarrollo neuronal.
• La trayectoria es directa y
de derecha a izquierda.
• Pregunta: la acción
remedial normaliza esta
trayectoria?
Temporoparietal
Anterior
Occipitotemporal
Remediation in RD
• Pueden los niños con limitaciones en su hemisferio
izquierdo por medio de la acción correctiva
recobrar su potencial?
• Puede la acción remedial enfocada en el
entrenamiento de la adquisicion de conciencia
fonologica corregir el perfil neurologico?
Efectos de las pruebas de corrección en
lectores emergentes en RD
• Overview: In collaboration with Dr. Benita
Blachman (Syracuse University) we examined
neurobiological changes associated with a nine
month intervention emphasizing phonemic
awareness, alphabet principle, and vocabulary
development in young children (Shaywitz et al.,
2004).
• 3 Groups: NI (N = 28); RD control (N =12), RD
Treatment (N = 32). Each group scanned at
baseline (average age = 6.5), one year later (posttreatment), and for the RD Treatment Group at
one year follow up.
• (see Simos et al.,2002 Temple et al.,2003 for
similar findings with different phonological
training protocols)
Entrenamiento
• 50 minutos de tutoría, 5 días por semana, 9 meses,
(105 horas en total)
• Un plan de 5 pasos (flexible) e individualizado
•
•
•
•
•
Asociaciones letras – sonidos
Manipulación de fonemas
Lectura de palabras
Lectura de textos
Evaluación
• Resultados clave de comportamiento:
Mejoramiento confiable en la bateria
de pruebas relacionadas con lectura
para el tratamiento relativo al grupo
de control RD al final del tratamiento
(nueve meses) (Blachman et al., 2005)
• Los efectos permanecieron estables
despues de un año.
Grupo de
tratamiento:
Evolución desde
el pre
tratamiento
Temple et al. (2003): fMRI Data
L. Inferior frontal and
L. temporo-parietal
activation
Some L.inferior frontal
but no L. temporoparietal activation
Increases in L.inferior
frontal and L. temporoparietal activation and
right hemisphere
comologues
• De este modo, tenemos evidencia que un
entrenamiento apropiado tiene un efecto
normalizador en la trayectoria neurobiologica en
lectores emergentes en riesgo.
• Debido a esto, la plasticidad es fuerte aun en
los ninos con dificultades para aprender a leer.
Conclusiones
• El desarrollo temprano del lenguaje es la clave
para el posterior exito en la lectura.
• Los circuitos del hemisferio izquierdo (HI)
desarrollan con el aprendizaje.
• La corrección temprana e intensiva puede
promover un buen desarrollo cerebral en ninos con
severas discapacidades en lectura.
Conclusiones
Neuroimaging
La buena
enseñanza
puede
desarrollar los
sistemas de
lectura
cerebrales
Colaboradores
•
Haskins Laboratories: Einar Mencl, Rebecca Sandak, Stephen Frost, Dina
Moore, Nicole Landi, Leonard Katz, Jay Rueckl, Jim Magnuson, Donald
Shankweiler, Jun Ren Lee, Carol Fowler, Alvin Liberman, Inge Marie Eigstie
•
Yale Reading Center: Ken Pugh (Director), Gina Della Porta, Eleanor
Tejada, Kelley Delaney, Ashley Zennis, Priya Pugh,
•
Yale Center for the Study of Learning and Attention: Bennett Shaywitz,
Sally Shaywitz, Karen Marchione, John, Holahan, Jack Fletcher
•
Yale University/Diagnostic Radiology: John Gore, Todd Constable, Robert
Fulbright, Doug Rothman, Graeme Mason, Pawel Skudlarski, Cheryl Lacadie
•
Yale University/Psychiatry: Leslie Jacobsen
•
Yale Child Study Center: Elena Grigorenko
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Neuroimaging Studies of Adaptive Learning in