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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
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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.
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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.
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http://www.olderchildadoption.com/rad/3-year-old.gif
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.
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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.
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Regulación Emocional
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
Non-adoptedcontrols
Foster careOrphanagecare, 1-12
mos
Orphanagecare, 13-24
mos
Orphanagecare, 25-36
mos
Orphanagecare, 37+
mos
CBCL
T-s
core
(M
= 5
0, SD =
10)
Aggression*Affect*Anxiety*
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Resultados en lenguaje
• CELF subscales and mos. in institution, r’s = -.30* to -.40**
• Receptive Vocabulary (PPVT) and 20-min memory delay: r (43) = .50***
50
60
70
80
90
100
110
120
130
controls
Foster group
(n = 8)
Orph
anag
e 1-12
Orph
anag
e 13
-24
Orph
anag
e 25
+
Sca
led sco
re
CELF languagePPVT-3
Note: all are in average range; SES as a factor….
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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.
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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.
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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).
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• 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.
Fenotipo de la conducta en discapacidad lectora (DL)
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Cerebro y lenguaje:
Central Sulcus
Lateral Sulcus
Funciones
Frontal: ejecutivas,
motoras
Parietal:
sensación,
espacial,
representación
Temporal:
oído/lenguaje
Occipital: Vision
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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.
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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.�
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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?
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MRI: Imágenes de Resonancia Magnética
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MRI
Brain: axial
parallel to floor
Brain:
sagittal
Through the
midline
Knee
Spine
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Slice Locations
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Tareas de escuchar vs leer oraciones
Constable, Pugh et al. (2004)
common print(red) speech(blue)
RH on left side
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El circuito de la lectura (Pugh et al., 2005)
IFG MTG/ITG
OT/ VWFA
SMG/STG AG
• Hypothesized Role of component circuits • ‘Phonological’
• IFG • SMG/STG
• ‘Semantic’ • MTG/ITG • AG
• Putative ‘Visual word form Area’ • “Skill Zone” is phonologically and morphologically tuned
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• 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.
Discapacidad en lectura
Occipitotemporal
Anterior
Temporoparietal
Left Hemisphere
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Normal Readers
Dyslexic Readers
TD & RD Reading Children (Temple et al., 2003)
Frontal
& Temporo-
parietal
Frontal
but NO
Temporo-
parietal
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Plasticidad en el desarrollo de la lectura
Anterior
Occipitotemporal
Temporoparietal
• Incrementos en la habilidad lectora esta asociado con una especializacion mayor de las LH areas para lo escrito.
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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?
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Timeline Time 1 (7.5 yrs of
age) Time 2 (8.5 yrs of
age) Time 3 (9.5 yrs of
age) Cohort 1 (N= 54) Year 1-3
DNA, MRS, fMRI, Behavior
Behavior fMRI, Behavior
Cohort 2 (N= 54) Year 2-4
DNA, MRS, fMRI, Behavior
Behavior fMRI, Behavior
Cohort 3 (N= 54) Year 3-5
DNA, MRS, fMRI, Behavior
Behavior fMRI, Behavior
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P < .0005 FDR
>Print >Speech
Modality Effect
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Correlation of PA with BOLD Modality Effect
P < .005 FDR
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Correlation of PA with BOLD Modality Effect
P < .005 FDR
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Correlation of PA with BOLD Modality Effect
STG
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Low PA High PA
B-w
eigh
t
AuditoryVisual
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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.
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Plasticidad y acción remedial en el desarrollo de la lectura
Anterior
Occipitotemporal
Temporoparietal
• Mejoras en la lectura estan asociadas con el aumento de la especialización de la región cerebral LH para el texto.
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• 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?
Anterior
Occipitotemporal
Temporoparietal
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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?
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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 (post-treatment), 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)
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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
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• 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.
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Grupo de tratamiento:
Evolución desde el pre
tratamiento
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Temple et al. (2003): fMRI Data
L. Inferior frontal and
L. temporo-parietal
activation
Some L.inferior frontal
but no L. temporo-
parietal activation
Increases in L.inferior
frontal and L. temporo-
parietal activation and
right hemisphere
comologues
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• 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.
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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.
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Conclusiones
Neuroimaging
La buena enseñanza
puede desarrollar los sistemas de
lectura cerebrales
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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