La Aventura de Leer. Tipo del póster: Presentación Electrónica Educativa Autores:

Transcripción

1 La Aventura de Leer Poster no.: S-1315 Congreso: SERAM 2012 Tipo del póster: Presentación Electrónica Educativa Autores: 1 2 I. Saralegui Prieto, B. Fernandez Ruanova, A. Cabrera Zubizarreta, J. M. Ontañon Garcés, I. Vicente Olabarria, E Lopetegui Alba ; Galdakao/ES, Bilbao/ES Palabras clave: Procedimiento diagnóstico, Educación, Aspectos técnicos, RMImagen Funcional, Neurorradiología cerebro DOI: /seram2012/S-1315 Cualquier información contenida en este archivo PDF se genera automáticamente a partir del material digital presentado a EPOS por parte de terceros en forma de presentaciones científicas. Referencias a nombres, marcas, productos o servicios de terceros o enlaces de hipertexto a sitios de terceros o información se proveen solo como una conveniencia a usted y no constituye o implica respaldo por parte de SERAM, patrocinio o recomendación del tercero, la información, el producto o servicio. SERAM no se hace responsable por el contenido de estas páginas y no hace ninguna representación con respecto al contenido o exactitud del material en este archivo. De acuerdo con las regulaciones de derechos de autor, cualquier uso no autorizado del material o partes del mismo, así como la reproducción o la distribución múltiple con cualquier método de reproducción/publicación tradicional o electrónico es estrictamente prohibido. Usted acepta defender, indemnizar y mantener indemne SERAM de y contra cualquier y todo reclamo, daños, costos y gastos, incluyendo honorarios de abogados, que surja de o es relacionada con su uso de estas páginas. Tenga en cuenta: Los enlaces a películas, presentaciones ppt y cualquier otros archivos multimedia no están disponibles en la versión en PDF de las presentaciones. Página 1 de 35

2 Objetivo docente Revisión del estado del arte de las teorías desarrolladas para explicar el complejo proceso de leer y describir las áreas cerebrales específicas involucradas en este proceso mediante Resonancia Magnética Funcional (fmri) en base a nuestra experiencia. Images for this section: Fig. 11: El fascículo Arcuato representa la comunicación principal entre la región opercular del giro frontal inferior (Broca), giros supramarginal y angular parietales inferiores (Geschwind), y región posterior de giro temporal superior (Wernicke). Página 2 de 35

3 Revisión del tema Leer es la base de la educación y la comprensión es el fin último de la lectura. La lectura es una acción compleja en la que intervienen diferentes procesos (de tipo fonológico, ortográfico, sintáctico y semántico) que posibilitan interpretar el significado de la información escrita. Existen dos componentes clave de la lectura: la identificación de los grafemas que componen las palabras y su comprensión. La identificación de palabras en un texto se realiza mediante procesos perceptivos y léxicos. La identificación del significado o comprensión implica procesos sintácticos y semánticos. LA MECÁNICA de LEER El SISTEMA VISUAL se encarga de analizar los signos gráficos. El ojo hace dos tipos de movimientos: movimientos sacádicos y de seguimiento. Los sacádicos son movimientos bruscos de fijación que realizan los ojos ante la aparición de un objeto nuevo en el campo visual. La trayectoria de ese objeto se fija por los movimientos de seguimiento, los cuales no participan en el proceso de lectura. Para leer un idioma que se escribe de izquierda a derecha los ojos realizan movimientos sacádicos de izquierda a derecha con periodos de fijación entre las sacadas. Un pequeño porcentaje de sacadas se realizan de derecha a izquierda. La información visual se percibe durante los periodos de fijación, que son el 90% del tiempo de lectura. El 85% de las fijaciones suceden durante los movimientos anterógrados (izquierda-derecha), y el 15% durante los retrógrados (derecha-izquierda). Los movimientos de los ojos durante la lectura tienen por objeto enfrentar el texto a la fóvea, siendo la percepción visual suprimida durante las sacadas. La distancia de una sacada es de media dos grados, aproximadamente 8 letras en las anterógradas, y de 4 letras en las retrógradas. Las palabras cortas se leen con una fijación y las largas con dos, una al principio y otra al final de la palabra. La duración de la fijación varía con la dificultad del texto que se lee. Un lector novel lee mas lentamente que uno experimentado. El aumento del tiempo es causado por fijaciones más largas, mayor número de ellas, menor longitud de las sacadas y mayor número de sacadas retrógradas (regresiones). Un niño alcanza 2/3 de la velocidad lectora del adulto a los diez años. A partir de ahí progresa disminuyendo el número de regresiones. Página 3 de 35

4 APRENDIENDO El niño atraviesa tres etapas en el proceso de reconocimiento de las palabras: 1.- Etapa LOGOGRÁFICA: ruta directa. Estrategia visual rudimentaria, proceso visual por asociación perceptual. El reconocimiento de la palabra se realiza en base a un rasgo perceptual como la tipografía, el color o el tamaño. Se aplica un proceso lexical rudimentario (no fonológico) para identificar las palabras escritas basado en la asociación que se sustenta en un mecanismo arbitrario de búsqueda perceptiva viso-espacial más que en una exploración en la memoria visual de los grafemas de una palabra conocida. 2.- Etapa ALFABÉTICA RUDIMENTARIA: al progresar en el dominio de habilidades de conciencia fonológica se establecen conexiones viso-fonéticas entre las letras y los sonidos percibidos en su pronunciación. Las palabras poco familiares o pseudopalabras (sin significado real) se leen mediante una representación parcial de la palabra por una decodificación fonológica (estrategia indirecta o fonológica-proceso fonológico rudimentario), las palabras conocidas por estrategias visuales (estrategia visual rudimentaria-proceso lexical rudimentario). 3.- Etapa ALFABÉTICA AVANZADA: se incrementa el conocimiento de las reglas de correspondencia grafema-fonema. Ante las palabras desconocidas se emplea estrategias de decodificación fonológica. Este mecanismo promueve en los niños una estrategia de autoaprendizaje por la cual aprenden a reconocer mas palabras por la ruta léxica. En las palabras irregulares (se pronuncian diferente a cómo se leen) algunos grafemas son decodificados fonológicamente. Finalmente, frente a palabras familiares se utiliza un reconocimiento visual avanzado mediado por un procesador ortográfico. La MEMORIA en la lectura se produce en tres etapas: - En La Primera Etapa se produce un almacenamiento sensorial breve. - En La Segunda Etapa mediante una memoria de trabajo se guarda una versión codificada del estímulo recibido, con una capacidad temporal limitada. - En La Tercera Etapa se produce una representación abstracta del estímulo que se guarda en una memoria a largo plazo o se descarta. Las palabras se descomponen en fonemas y se guardan con un código fonológico en la memoria. Un almacenamiento adecuado es fundamental para una recuperación posterior. Página 4 de 35

5 REDES NEURONALES En el cerebro hay redes neuronales interrelacionadas entre sí compartiendo funciones cognitivas. Fig. 1 on page 12 Las áreas encargadas del proceso de lectura participan al mismo tiempo en la percepción visual general, la comprensión del lenguaje oral o el análisis fonológico entre otros. La segregación funcional está descrita para los sistemas visual, auditivo y visuomotor. En ellos la integración sensorio-motora del estímulo está procesada por una vía dorsal, mientras que la percepción y reconocimiento se transmiten por una vía ventral. La lectura se regiría por los mismos principios anatómicos y funcionales que otros dominios cerebrales. Esta dicotomización funcional en dos redes segregadas es sin embargo algo artefactual, ya que en la práctica ambas redes interactúan de forma natural. Para una lectura correcta es necesario un sistema cerebral que integre las características ortográficas-fonológicas-léxico/semánticas de las palabras. Este sistema incluye dos subsistemas posteriores (uno ventral occipito-temporal; y uno dorsal parieto-temporal), y uno anterior en el hemisferio izquierdo. Fig. 2 on page 13 Fig. 3 on page 14 Fig. 4 on page 15 Fig. 5 on page 16 - Sistema POSTERIOR VENTRAL: Fig. 6 on page 17 incluye áreas extraestriadas, área occipito-temporal inferior/fusiforme, y se extiende anteriormente a giros temporales medio e inferior. La especificidad funcional en este sistema aparece tarde en el proceso de la lectura y se relaciona con el desarrollo de la habilidad lectora... Área occipito-temporal inferior/fusiforme: área preléxica/presemántica de reconocimiento visual de la palabra... Giros temporales medio e inferior: relacionados con el proceso semántico. - Sistema POSTERIOR DORSAL:Fig. 7 on page 18 giros angular y supramarginal y región posterior de giro temporal superior-wernicke. Especializado en la correlación de los grafemas con la fonología y la semántica del lenguaje. El giro supramarginal parece ser el encargado del análisis fonológico, imprescindible para aprender nuevo material, ya que en lectores entrenados responde mas a pseudopalabras y a caracteres. Página 5 de 35

6 - Sistema ANTERIOR: Fig. 8 on page 19 parte opercular del giro frontal inferior. Asociado con la codificación fonológica, además de la memoria fonológica, procesos sintácticos y más anterior en el giro con la memoria semántica. Este sistema actuaría en conjunción con el posterior dorsal para descifrar nuevas palabras en el desarrollo lector. De estos sistemas el dorsal y el anterior están más relacionados con las etapas iniciales de lectura, con una intervención mayor del sistema ventral cuando se desarrolla la habilidad del reconocimiento de las palabras. Una codificación ortográfica-fonológica correcta permite desarrollar el área presemántica occipito-temporal en un área de identificación funcional. Con la adquisición de una habilidad lectora esta región integra al subsistema ventral anterior (giros temporales) encargado del reconocimiento léxico-semántico (reconocimiento rápido de las palabras). La red neuronal parece ser la misma independientemente del idioma, pareciendo corresponder más a grados que a diferentes localizaciones en relación al idioma utilizado. Sí se observa sin embargo una diferente organización funcional de componentes específicos del lenguaje (proceso fonológico) entre hombres (lateralización izda) y mujeres (activación bilateral). El proceso ortográfico parece ser bilateral, mientras que el fonológico es de predominio izquierdo. El proceso léxico-semántico se realizaría en giros temporales medio e inferior de ambos hemisferios, con un solapamiento mayor entre estas redes de reconocimiento fonológico y semántico en las mujeres. REGIONES ANATÓMICAS: Fig. 9 on page Áreas Extraestriadas Lateral y Medial: Brodmann 19 y18 Relacionadas con un procesamiento visual básico, no necesariamente verbal, de reconocimiento específico de las letras. -- Giro Fusiforme: Brodmann 20, 37 El "área visual de la forma de la palabra". En la unión con el giro temporal inferior, cerca del surco occipito-temporal. Encargado del reconocimiento subléxico de palabras o conjunto de letras que se activa por letras leidas pero no oídas. Página 6 de 35

7 Área de almacenamiento visual de las palabras. Función primordial de segmentación y subclasificación de cualquier estímulo visual en subunidades más familiares y transmisión a otras áreas para análisis posterior. Tiene una mayor activación para pseudopalabras que para palabras reales (las pseudopalabras necesitan un tiempo mayor de lectura). -- Giro Temporal Superior: Brodmann 41, 42 y 22 (Wernicke) -- Giro Supramarginal: Brodmann 40 Especializados en el procesamiento fonológico, y participando además el giro supramarginal en la memoria de trabajo para almacenar las codificaciones grafemafonema que el lector novel va realizando. -- Giro Angular: Brodmann 39 Es el "área del intercambio sensorial". Realiza funciones de integración multimodal de acceso semántico. Asocia las imágenes visuales de los objetos y las letras con las imágenes auditivas de los nombres, así como de las imágenes somestésicas de los objetos con sus correspondientes imágenes visuales verbales y no verbales e imágenes auditivas de sus nombres. -- Giro Frontal Inferior (parte opercular): Brodmann 44,45 (Broca) -- Región Dorsolateral Prefrontal: Brodmann 10 y 46 Relacionados con el procesamiento fonológico. Además estas dos regiones están implicadas con la memoria a corto plazo. Control funcional en la elaboración y producción del lenguaje (planificación, programación, memoria de trabajo, monitorización ). También se encargan de procesar múltiple información compleja. -- Giros Temporales Medio e Inferior: Brodmann 20, 21 y Giro Frontal Inferior (parte triangular): Brodmann 45, 46 Relacionados con el procesamiento semántico y la memoria a largo plazo. Página 7 de 35

8 CONECTIVIDAD Leer implica no solo una activación en diferentes regiones corticales sino además una conexión entre ellas. Dos fascículos posibilitan esta comunicación cortical: Fig. 10 on page 21 FASCÍCULO ARCUATO (FA): Fig. 11 on page 22 Compuesto a su vez de tres segmentos: Fig. 12 on page 23.. Segmento MEDIAL DIRECTO: conecta Wernicke y Broca. Relacionado con el proceso fonológico... Segmento LATERAL INDIRECTO ANTERIOR: conecta Broca y lóbulo parietal inferior (área de Geschwind s). Relacionado con el proceso de la articulación de la palabra... Segmento LATERAL INDIRECTO POSTERIOR: conecta Wernicke con lóbulo parietal inferior. El hecho de que haya tres subcomponentes implicaría una subespecialización de cada uno de ellos. FASCÍCULO FRONTO-OCCIPITAL INFERIOR (FFOI): Fig. 13 on page 24 Fig. 14 on page 25 Se postula como la vía de conexión de la ruta léxico-semántica o ventral ortográfica entre la región occipital visual y el área semántica (giros temporales medio e inferior y pars triangularis). Ambos tractos terminan en el giro frontal, pero el FA termina en la parte posterior, relacionada con la lectura de pseudopalabras y palabras nuevas mientras que el FFOI termina en la región anterior, encargada del reconocimiento semántico. No obstante hoy en día queda pendiente de clarificar donde terminan los FA y FFOI en relación con el "área visual de la forma de la palabra". El subcomponente profundo del FFOI parece terminar en el "área visual de la forma de la palabra", mientras que el subcomponente superficial termina en la región occipitoparietal postero-superior. Con respecto al FA la mayor parte de estudios no observan que termine o se relacione con este área sino con la vertiente posterior de los giros temporales superior y medio (área de Wernicke), así que se sugiere la posibilidad de que la red fonológica se relacione con la ortográfica a través de fibras de asociación cortas. Página 8 de 35

9 RUTAS DE LECTURA: Fig. 15 on page 26 En la actualidad se promueve un modelo interactivo con dos rutas articuladas entre sí, cooperando para una lectura fluida y el aprendizaje. - ÁREA DE RECONOCIMIENTO PRELÉXICO (especialización ortográfica): en la unión occípito-temporal, adyacente al surco occípito-temporal que separa la parte ventral del giro temporal inferior del giro fusiforme. Encargada de la segmentación y clasificación de los estímulos visuales. - Acceso visual de la palabra a través de dos rutas: - RUTA FONOLÓGICA DORSAL o GRAFO-FONOLÓGICA INDIRECTA. Fig. 17 on page 28 Fig. 16: "Pronunciando la palabra se accede a su significado" Referencias: I. Saralegui Prieto; Unidad de Galdakao, OSATEK, Galdakao, SPAIN Página 9 de 35

10 "PRONUNCIANDO LA PALABRA SE ACCEDE A SU SIGNIFICADO" En los giros temporal superior, supramarginal, angular y vertiente opercular del giro frontal inferior (éste último involucrado más en funciones de memoria de trabajo y manipulación fonológica, ya que también se activa en la ruta directa). El área de la parte opercular del giro frontal inferior funcionaría como almacén de mapeo grafema-fonema para transformar letras en palabras que el lector novel va realizando. Las palabras se transforman en sus correspondientes sonidos aplicando sus correspondencias grafema-fonema. Se utiliza la vía indirecta para leer: Pseudopalabras, palabras poco frecuentes o cuando hay que realizar una decisión fonológica. - RUTA ORTOGRÁFICA VENTRAL o LEXICO-SEMÁNTICA DIRECTA Fig. 19 on page 30 Fig. 20 on page 31 Página 10 de 35

11 Fig. 18: "De la palabra a la semántica" Referencias: I. Saralegui Prieto; Unidad de Galdakao, OSATEK, Galdakao, SPAIN "DESDE LA PALABRA A LA SEMÁNTICA" Giro fusiforme y las regiones semánticas (giros temporales medio e inferior y parte triangular del giro frontal inferior). Asociación directa entre la visualización de la palabra (como una figura-imagen) y su significado. Se produce por una coactivación del área preléxica occipito-temporal (giro fusiforme) con el área semántica (temporal inferior, medio posterior y giro frontal inferior). Esta asociación se realiza progresivamente ante lecturas repetidas de palabras frecuentes u ortográficamente irregulares, donde no se puede realizar la correspondencia fonema-grafema y ésta se debe aprender y memorizar. Las palabras se guardan en el "área visual de la forma de la palabra". Página 11 de 35

12 Se utiliza la vía directa para leer: Palabras frecuentes o irregulares. NUESTRA EXPERIENCIA En base a la lectura revisada y como estudio preliminar para un análisis comparativo posterior frente a niños disléxicos se realizó un estudio de resonancia magnética (RM) en un equipo de 3T a quince niños de 10 años, diez voluntarios sin problemas específicos de lectoescritura y cinco niños con alteraciones de la motilidad ocular. Análisis morfológico: secuencia Brain View T1 3D (TR 2500, TE 219, resolución en plano 1x1 mm, NSA 3). fmri: Axial single shot EPI, diseño en bloque (TR/TE 3000/30, NSA 1, 9 blocks). Se realizaron tres paradigmas, dos de decisión léxica y uno de discriminación semántica. DTI: Axial single shot EPI con 32 direcciones y factor b de 800. Los resultados de fmri se postprocesaron con SPM8. Fig. 21 on page 32 Fig. 22 on page 33 Los resultados preliminares en nuestra muestra de controles manifiestan: - Ante tareas de decisión fonológica: una activación de predominio izquierdo en las regiones corticales de Broca, región premotora y prefrontal dorsolateral adyacentes, y una activación bilateral de giros supramarginales. - Ante la tarea de categorización semántica: una activación similar que en las tareas de lectura de pseudopalabras (decisión fonológica) en el área de Broca, aunque con una mayor extensión anterior, activando además el área relacionada con los procesos semánticos (pars tringularis del giro frontal inferior) del hemisferio izquierdo. Images for this section: Página 12 de 35

13 Fig. 1: Principales redes neuronales implicadas en la lectura. Página 13 de 35

14 Fig. 2: Detalle anatómico en el plano sagital de los giros cerebrales del proceso lector. Página 14 de 35

15 Fig. 3: Representación en el plano axial de los giros de los lóbulos frontal, temporal y parietal. Página 15 de 35

16 Fig. 4: Giros representativos de los lóbulos temporal y occipital. Página 16 de 35

17 Fig. 5: La lectura tiene una carga neuronal predominante en los lóbulos temporales, como se aprecia en estas proyecciones coronales. Página 17 de 35

18 Fig. 6: El sistema posterior ventral abarca lóbulos occipitales y temporales, a menudo bilateral. Página 18 de 35

19 Fig. 7: El sistema posterior dorsal, de ubicación temporo-parietal, encargado del reconocimiento fonológico tiene dominancia izquierda, predominantemente en hombres. Página 19 de 35

20 Fig. 8: El sistema anterior se localiza en el lóbulo frontal, de predominio izquierdo. Página 20 de 35

21 Fig. 9: Áreas de Brodmann. Página 21 de 35

22 Fig. 10: Representación tractográfica sagital de los fascículos de asociación y la relación entre ellos; fascículo Arcuato (dorsal) y fascículo fronto-occipital inferior (ventral). Ambos fascícuos se conectan entre sí por fibras de asociación cortas. Página 22 de 35

23 Fig. 11: El fascículo Arcuato representa la comunicación principal entre la región opercular del giro frontal inferior (Broca), giros supramarginal y angular parietales inferiores (Geschwind), y región posterior de giro temporal superior (Wernicke). Página 23 de 35

24 Fig. 12: Representación tractográfica de los tres segmentos del fascículo Arcuato de comunicación entre los giros encargados del proceso fonológico lector en las áreas de Wernicke, Geschwind y Broca. Página 24 de 35

25 Fig. 13: El FFOI es el fascículo de asociación de la ruta semántica, ventral, conectando el área extraestriada occipital con los giros fusiforme, temporales medio e inferior y la pars triangularis del giro frontal inferior. Página 25 de 35

26 Fig. 14: Representación tractográfica 3D del FFOI. El FFOI es el único fascículo de asociación que conecta los lóbulos occipitales, temporales y frontales. Tiene una amplia representación sobre los giros frontales inferiores y junto con los fascículos unciforme y longitudinal inferior están relacionados con labores semánticas y de memoria a largo plazo. Página 26 de 35

27 Fig. 15: Detalle anatómico de la relación entre las áreas de activación de las rutas de lectura indirecta y directa y los fascículos que posibilitan su comunicación. Página 27 de 35

28 Fig. 16: "Pronunciando la palabra se accede a su significado" Página 28 de 35

29 Fig. 17: Áreas Broca y Wernicke activadas (en rojo) y conectadas por el FA (azul), además de activación de regiones extraestriada y prefrontal dorsolateral (implicadas también en la ruta fonológica). Página 29 de 35

30 Fig. 18: "De la palabra a la semántica" Página 30 de 35

31 Fig. 19: Activación (en rojo) de giros fusiforme, temporal medio y pars triangularis frontal inferior con una tarea de categorización semántica (ruta directa),y FFOI (tractos amarillo, izda; y verde, dcha). Página 31 de 35

32 Fig. 20: La evidencia científica sugiere al FFOI como un tracto exclusivo en humanos,formando parte de la "red neuronal en espejo", encargada de la integración de las distintas modalidades sensoriales que se requieren para las acciones complejas aprendidas. Página 32 de 35

33 Fig. 21: Representación 3D del análisis grupal realizado en nuestro grupo control ante tareas de decisión léxica-fonológica (discriminación entre palabras y pseudopalabras, izda; y decisión fonológica para lectura de pseudopalabras, dcha). Página 33 de 35

34 Fig. 22: Análisis grupal en nuestros controles ante tarea de categorización semántica (frutas, profesiones..). Página 34 de 35

35 Conclusiones CONCLUSIONES La fmri es una técnica no invasiva que se puede repetir sin efectos adversos para el paciente (ideal de cara a estudios en población infantil), y posee una alta resolución espacial para la evaluación de las áreas cerebrales involucradas en los procesos cognitivos. Es por tanto de gran utilidad para estudiar cómo se produce el proceso de leer y las alteraciones del desarrollo relacionadas con el mismo. BIBLIOGRAFIA - Jobard G., Crivello F., Tzourio-Mazoyer N. Evaluation of the dual route theory of Reading: a metanalysis of 35 neuroimaging studies. Neuroimage 2003: 20; Olitsky S. E., MD, Nelson L. B., MD. Reading disorders in children. Pediatr Clin N Am 2003; 50: Porta M.E., Ison M.S. Hacia un enfoque comprensivo del aprendizaje lingüistico inicial como proceso cognitivo. Porta M.E., Ison M.S. Revista iberoamericana de Educación 2011; 55: Pugh K.R., Shaywitz B.A., Shaywitz S.E., Constable R.T., Skudlarski P., Fulbright R.K. et col. Cerebral organization of component process in reading. Brain 1996; 119: Pugh K.R., Frost S.J., Sandak R., Landi N., Moore D., Della Porta G., et col. Mapping the World Reading Circuitry in Skilled and Disabled Readers. Pugh K.R., Frost S.J., Sandak R., Landi N., Moore D., Della Porta G., et col. In The Neural Basis of Reading. Ed: Cornelissen P.L., Hansen P.C., Kringelbach M.L. & Pugh K., Oxford University Press Shaywitz B.A., Shaywitz S.E., Pugh K.R., Constable R-T., Skudiarski P., Fulbright R.K, et col. Sex differences in the functional organization of the brain for language. Nature 1995; 373: Página 35 de 35