Menua Webgunearen menua ireki/itxi

Titulo - Tesis defendidas

Defendatutako tesiak

Tabla Tesis - Neurociencia Cognitiva

 

Egungo doktorego programak

Aurreko doktorego programak

Defendatutako tesiak

30 172

Sari bereziak

- 1

Doktorego tesiak kotutoretzan

1 1

Nazioarteko doktorego tesiak

14 22

Doktorego industrialak

- -

 

XSLaren edukia

Egungo programan irakurritako tesiak

Influence of Early Bilingual Exposure in the Developing Human Brain.

BLANCO MANIEGA, BORJA

Zuzendariak:
CABALLERO GAUDES, CESAR;
MOLNAR , MONIKA
Aipamenak:
Cum Laude
Nazioarteko tesia
Kalifikazioa:
Bikain - Cum Laude
Urtea:
2020
Laburpena:

La adquisición del lenguaje es un proceso que ese encuentra determinado tanto por mecanismos de desarrollo cognitivo, como por la experiencia lingüística durante los primeros años de vida. Aunque se trata de un proceso relativamente complejo, los bebés muestran una gran habilidad para el aprendizaje del lenguaje. Un entorno de aprendizaje lingüístico bilingüe podría considerarse aun más complejo, ya que los bebés están expuestos a las características lingüísticas de dos lenguas simultáneamente. En primer lugar, los bebés que crecen en un entorno bilingüe tienen que ser capaces de darse cuenta de que están expuestos a dos lenguas diferentes, y posteriormente deben separar y aprender las características especificas de cada una de ellas; por ejemplo, los distintos fonemas, palabras o estructuras gramaticales. Aunque la exposición lingüística total de los bebés bilingües debería ser comparable a la de los bebés monolingües, es probable que la exposición a cada una de las lenguas de su entorno sea menor, ya que tienen que dividir su tiempo de exposición entre ambas. Si bien los bebés bilingües parecen no tener problemas para enfrentarse a un contexto de aprendizaje potencialmente más complejo, ya que alcanzan las distintas etapas de adquisición del lenguaje a un ritmo similar a los bebés monolingües, sí se han observado adaptaciones a nivel conductual y a nivel de funcionamiento cerebral que podrían producirse como consecuencia de este contexto. En el primer capítulo de la tesis se realiza una revisión detallada de la literatura sobre la adquisición del lenguaje en entornos bilingües durante los primeros meses de vida, con especial énfasis en las posibles adaptaciones que tienen lugar en los bebés bilingües durante este proceso. Estudios previos han demostrado que la forma en la que los bebés monolingües y bilingües dirigen su atención a estímulos lingüísticos difiere entre ambos grupos. Los bebés bilingües parecen mostrar mayor interés hacía estímulos lingüísticos novedosos, mientras que los bebés monolingües se ven más atraídos por la información lingüística relacionada con su lengua materna. Por otra parte, algunas habilidades perceptivas, como la capacidad para diferenciar dos lenguas en base a información lingüística visual, pero no auditiva, parecen seguir una trayectoria diferente entre estos dos grupos. Si bien los bebés monolingües se especializan antes en las características de su lengua materna, reduciendo progresivamente su habilidad para discriminar otras lenguas no presentes en su entorno, los bebés bilingües parecen mantener sus capacidades de discriminación lingüística durante más tiempo, además de utilizar diferentes estrategias para conseguirlo, lo cual podría suponer un mecanismo de adaptación a su entorno lingüístico más complejo. Además, también se ha observado que crecer en un entorno lingüístico bilingüe podría influir en el desarrollo de otras funciones cognitivas más allá del ámbito del lenguaje, y más concretamente en las funciones ejecutivas. Algunas de estas diferencias también han sido confirmadas mediante estudios de neuroimagen, por ejemplo, al comparar las respuestas cerebrales de bebés monolingües y bilingües ante sonidos del habla de la lengua materna y una lengua desconocida. Sin embargo, debido a la dificultad que supone realizar este tipo de estudios en población infantil, algunos de estos estudios cuentan con importantes limitaciones metodológicas, las cuales también se describen a lo largo de la tesis, y que los estudios realizados pretenden superar. El objetivo general de esta tesis doctoral ha sido estudiar la influencia del bilingüismo en el desarrollo funcional del cerebro durante los primeros meses de vida. Concretamente, el grupo experimental de interés para los estudios de esta tesis han sido los bebés de 4 meses de edad, por tratarse del primer momento del desarrollo donde se han observado diferencias tanto conductuales, como a nivel de funcionamiento cerebral entre bebés monolingües y bilingües. Los estudios principales de esta tesis se han centrado en investigar si una exposición temprana y continuada a un entorno bilingüe podrían producir cambios en la organización y el funcionamiento cerebral, especialmente en áreas asociadas al lenguaje, siendo estas diferencias observables mediante el empleo de técnicas de neuroimagen funcional adaptadas para su uso con población infantil. Concretamente, para la realización de los estudios presentados se ha utilizado la técnica de neuroimagen funcional espectroscopia del infrarrojo cercano (functional near-infrared spectroscopy - fNIRS), cuyos fundamentos se describen en detalle en el capítulo 2. Esta técnica utiliza las propiedades de la luz infrarroja para penetrar los tejidos del cuerpo humano, ya que la piel, el cráneo y los tejidos cerebrales no absorben este tipo de luz. Esta propiedad permite relacionar las variaciones de intensidad que se producen en la luz al atravesar los tejidos cerebrales con los cambios que se producen en la concentración de oxigeno en áreas específicas del cerebro, los cuales representan una medida indirecta de actividad cerebral. Experimento 1. Conectividad Funcional en Estado de Reposo El primer estudio experimental de la tesis (capítulo 3) estudia la actividad funcional del cerebro en estado de reposo en bebés de 4 meses utilizando fNIRS. Estudiar la actividad del cerebro en estado de reposo es una forma de entender la organización funcional del cerebro, evitando la interferencia debida a diferencias individuales que puede darse en estudios que requieren la ejecución de una tarea específica. Este tipo de paradigma experimental permite estudiar la conectividad funcional (functional connectivity - FC), es decir la activación sincronizada entre áreas del cerebro que comparten un rol común durante la ejecución de diferentes procesos cognitivos, por ejemplo la red visual, la red auditiva, la red motora o la red del lenguaje. Este estudio incluyó datos de fNIRS de gran calidad recogidos en 99 niños de 4 meses de edad, con una duración de 9 minutos en cada uno de ellos, formando una muestra sin precedentes si se compara con estudios anteriores que han estudiado FC con fNIRS en población infantil. Los 99 participantes pertenecían a tres entornos lingüísticos diferentes: bilingües español-euskera, monolingües de español y monolingües de euskera. Además, se implementaron métodos para el estudio de la FC a nivel de grupo, sin necesidad de dividir a los participantes en base a condiciones experimentales. Esto permitió que los resultados de este estudio fueran calculados sobre una muestra de 99 participantes, y no a nivel de sub-grupo o individuo como se ha realizado en estudios anteriores de FC con fNIRS. Los resultados de este estudio revelaron mapas de FC a nivel de grupo que coinciden con estudios previos de neuroimagen realizados con resonancia magnética funcional, en los cuales la literatura es más extensa, tanto en adultos como en población infantil. Sin embargo, la comparación estadística entre los grupos experimentales (bilingües vs monolingües) no encontró diferencias en los patrones de estas redes entre los grupos. Puesto que hasta ahora únicamente se han observado diferencias en FC debido a un entorno bilingüe en poblaciones adultas, futuras investigaciones con participantes en distintas etapas del desarrollo podrían ayudar a clarificar cuándo y bajo qué condiciones comienzan a manifestarse estas diferencias en la organización funcional del cerebro durante la infancia. Experimento 2. Retos Estadísticos durante el Procesamiento de la Señal de fNIRS En el capítulo 4 de la tesis se presenta un estudio metodológico, en el cual se discute el problema de la autocorrelación temporal en la señal fNIRS, una propiedad de la señal que puede inducir falsos resultados en estudios de conectividad funcional (FC). Esta característica en la señal de fNIRS se debe principalmente a la alta frecuencia de muestreo de la señal de este sistema de neuroimagen, y a la presencia de componentes fisiológicos (e.g., respiración o pulso cardiaco) que coexisten con la señal hemodinámica de interés, es decir con aquella que refleja de manera indirecta la actividad neuronal. En este estudio se evalúan empíricamente los dos métodos principales que se habían propuesto para eliminar el efecto de la autocorrelación temporal presente en la señal de fNIRS. Los análisis realizados demuestran que estos métodos son eficaces en esta tarea, pero que también modifican ciertas propiedades intrínsecas de la señal neurofisiológica medida con fNIRS, y en las cuales están basados todos los estudios previos de la literatura sobre FC. Los análisis realizados demuestran que utilizando un análisis clásico de la señal fNIRS es posible replicar los resultados de dos estudios recientes de FC realizados en población infantil. Por el contrario, al eliminar la autocorrelación mediante los métodos propuestos en la literatura no es posible replicar los resultados de ninguno de los estudios. Por lo tanto, en base a los resultados, se concluye que para considerar la aplicación rutinaria de este paso durante el preprocesado de la señal fNIRS es necesario que su efecto se investigue más detalladamente, con el objetivo de entender la relevancia neurofisiológica de la señal fNIRS tras eliminar su autocorrelación intrínsica. Futuros estudios podrían determinar el procedimiento más apropiado para corregir el elevado numero de falsos positivos en estudios de FC utilizando fNIRS, y proponer nuevos métodos que podrían aplicarse sin la necesidad de alterar las propiedades intrínsecas de la señal. Experimento 3. Respuestas Cerebrales a Estímulos Lingüísticos En el capítulo 5 se investigan las respuestas cerebrales de bebés monolingües y bilingües ante estímulos lingüísticos. Puesto que las diferencias entre estos grupos no se manifiestan en su actividad cerebral en estado de reposo, la hipótesis para este estudio plantea que los patrones de actividad cerebral podrían diferir en cuanto a las áreas encargadas del procesamiento del lenguaje, ya sea por el hecho de crecer en un entorno bilingüe, o por la reducida exposición que los bebés bilingües presentan hacia cada una de sus lenguas. Al igual que en el estudio de FC, para este estudio se obtuvieron datos de gran calidad en 58 niños de 4 meses de edad, en este caso monolingües de español y bilingües de español y euskera. Los participantes fueron expuestos a frases en español mientras se midió su actividad cerebral utilizando la técnica de fNIRS. Para el diseño experimental del estudio, se utilizó un procedimiento optimizado basado en algoritmos genéticos por primera vez en fNIRS que permite investigar tanto las áreas cerebrales activadas, como la forma de la respuesta hemodinámica de forma más eficiente (i.e. mayor número de eventos por unidad de tiempo) que con paradigmas más convencionales y ampliamente utilizados en estudios de fNIRS. Los análisis a nivel de grupo, es decir considerando las respuestas de todos los participantes de manera conjunta, mostraron actividad funcional en áreas clásicamente asociadas a la audición y el lenguaje como el giro temporal superior y medio de ambos hemisferios, aunque con cierta tendencia hacia una mayor lateralización hacia el hemisferio izquierdo. Se observaron diferencias significativas entre los grupos experimentales, especialmente en áreas cerebrales relacionadas con el procesamiento de la información auditiva. Estos resultados podrían ser muy relevantes ya que demostrarían que un entorno bilingüe podría producir una adaptación funcional en el cerebro durante los primeros meses de vida, confirmando así las hipótesis desarrolladas en previos estudios conductuales. Sin embargo, estos resultados deben ser interpretados con cautela, ya que los efectos detectados fueron relativamente débiles, tal y como demostraron los procedimientos estadísticos aplicados para la corrección por comparaciones múltiples. Discusión General En resumen, esta tesis analiza el impacto que supone la exposición temprana a un entorno bilingüe para el desarrollo funcional del cerebro. Los estudios presentados en esta tesis podrían tener importantes implicaciones teóricas para futuras investigaciones centradas en entender las primeras etapas de la adquisición del lenguaje. Concretamente, los resultados sugieren que el contexto lingüístico durante los primeros meses de vida podría causar cambios en la organización funcional del cerebro los cuales son observables durante el procesamiento de estímulos lingüísticos, y que sin embargo no se manifiestan al examinar la organización funcional del cerebro en estado de reposo. En esta tesis también se proponen varios avances metodológicos de relevancia en cuanto al procesamiento y al análisis de la señal de fNIRS. Asimismo, se demuestra la utilidad de la técnica fNIRS para medir de forma fiable el funcionamiento cerebral en población infantil utilizando diferentes paradigmas experimentales. A lo largo de este trabajo también se incide en la importancia de aplicar una metodología transparente y replicable en futuras investigaciones en el campo de la neurociencia cognitiva del desarrollo.

Gehiago jakin...

Cerebrocascular reactivity mapping and its impact on BOLD fMRI of task induced activity and rest.

MOIA STEFANO

Zuzendariak:
CABALLERO GAUDES, CESAR;
TERMENON CONDE, MAITE
Aipamenak:
Nazioarteko tesia

Neural Plasticity of Language Systems: evidence from fMRI experiments with adult language learners

GURUNANDAN , KSHIPRA

Zuzendariak:
CARREIRAS VALIÑA, MANUEL FRANCISCO;
PAZ ALONSO, PEDRO M. (KEPA)
Aipamenak:
Cum Laude
Nazioarteko tesia
Kalifikazioa:
Bikain - Cum Laude
Urtea:
2021
Laburpena:

Functional specialisation and plasticity are fundamental organising principles of the brain. Language is a uniquely human phenomenon that requires a delicate balance between neural specialisation and plasticity, and language learning offers the perfect window to study these principles in the human brain. Though the human brain exhibits a remarkable ability to support a variety of languages that may be acquired at different points in the life span, the capacity for neural reorganisation decreases with age. Further, language is a complex construct involving linguistic as well as visual, auditory, and motor processes. The current doctoral thesis asked two main questions: (1) Do large-scale functional changes accompany language learning in adulthood? and (2) Are these neural changes similar across different language systems such as reading, speech comprehension, and verbal production? These questions were investigated in three fMRI experiments with adult language learners. In Experiments I and II, comprehension and production were examined in 30-to-60-year-old intermediate and advanced language learners and functional learning-related changes in each modality were comprehensively characterised. In Experiment III, hemispheric lateralisation of reading, speech comprehension, and verbal production were compared and contrasted, and the analyses were extended to a second longitudinal study with a contrasting participant sample. Robust evidence was found for significant functional plasticity well into adulthood, and results showed that different language systems exhibited different patterns of hemispheric specialisation and plasticity. The results have theoretical and practical implications for our understanding of fundamental principles of neural organisation of language, language learning in healthy populations, and language testing and recovery in patients.

Gehiago jakin...

The role of metacognitive monitoring in regulating learning in early readers

TAOUKI IOANNA

Zuzendariak:
LALLIER , MARIE;
SOTO BLANCO, DAVID
Aipamenak:
Nazioarteko tesia

Tracing the Algorithm of Bilingual Language Learning

AGUASVIVAS MANZANO, JOSE ARMANDO

Zuzendariak:
CARREIRAS VALIÑA, MANUEL FRANCISCO;
DUÑABEITIA LANDABURU, JON ANDONI
Aipamenak:
Nazioarteko tesia
Laburpena:

Aprender un nuevo idioma es una tarea ardua pero altamente gratificante. Los aprendices deben adquirir un vocabulario extensivo, así como una serie de reglas sobre cómo variar y combinar este vocabulario para producir oraciones con sentido. No obstante, es posible que aprender nuevos idiomas se vuelva más sencillo una vez conocemos al menos dos. Basado en esta idea, en esta tesis exploro si existen diferencias entre las personas que sólo saben un idioma (monolingües) y aquellas que hablan dos idiomas (bilingües) a la hora de aprender un nuevo idioma. Para ello, llevé a cabo seis experimentos conductuales con participantes de distintos perfiles lingüísticos: un grupo de hablantes monolingües del castellano, un grupo bilingüe castellano-inglés, y un grupo bilingüe castellano-vasco. Estos experimentos, en conjunto, abarcaban el aprendizaje implícito y explícito de nuevos idiomas utilizando estímulos lingüísticos artificiales. En general, los resultados de todos experimentos indicaron que ambos grupos bilingües desempeñaron mejor que el grupo monolingüe al aprender vocabulario de manera implícita y explícita, pero no en otros ámbitos (fonología, ortografía, morfología). Para explicar cómo surgen estas diferencias en el aprendizaje de vocabulario, desarrollé un modelo computacional capaz de aprender palabras escritas utilizando los patrones ortográficos de palabras en uno o dos idiomas. Este modelo indicó que, al aprender palabras en dos idiomas, es más sencillo reconocer y producir nuevas palabras que al aprender vocabulario de un único idioma. La totalidad de estos resultados me llevaron a concluir que los monolingües y bilingües difieren fundamentalmente en el aprendizaje de vocabulario, debido a que la exposición a distintos patrones dentro de palabras en dos idiomas les hace más flexibles a la hora de integrar la información ortográfica (y posiblemente fonológica) de nuevas palabras.

Gehiago jakin...

Semantic richness, semantic context, and language learning

FRANCES , CANDICE

Zuzendariak:
DUÑABEITIA LANDABURU, JON ANDONI;
MARTIN , CLARA
Aipamenak:
Cum Laude
Nazioarteko tesia
Kalifikazioa:
Bikain - Cum Laude
Urtea:
2021
Laburpena:

Sabemos que haber adquirido una segunda lengua con una exposición limitada y artificial hace que el aprendizaje de nueva información y vocabulario en ese idioma sea particularmente difícil. El propósito de esta tesis es ayudarnos a comprender cómo podemos compensar, al menos parcialmente, estas dificultades presentando la información de una manera que ayude al aprendizaje. En particular, me concentré en las variables que afectan la riqueza semántica, entendida como la cantidad y variabilidad de información asociada con una palabra. Analicé dos factores: la emocionalidad del contexto semántico y la diversidad contextual. Los resultados mostraron que la emocionalidad del contexto semántico y la diversidad contextual pueden mejorar el aprendizaje en un idioma extranjero. A pesar de la reducción en emocionalidad en la lengua extranjera, el contexto emocional positivo no solo mejoró el aprendizaje de contenido y vocabulario en la lengua extranjera, sino que lo hizo en la misma medida que en la lengua materna. Del mismo modo, los efectos de la diversidad contextual también fueron iguales entre idiomas, aunque el vocabulario acotado en la lengua extranjera aumente la dificultad en la lectura. Estos resultados en su conjunto sugieren que aprender en un idioma extranjero y expandir el conocimiento en nuestra lengua nativa no es tan diferente, lo que nos permite aprovechar las herramientas de aprendizaje en la lengua nativa en la extranjera también.

Gehiago jakin...

The impact of human language on perceptual categorization: electrophysiological insights.

MORUCCI , PIERMATTEO

Zuzendariak:
MARTIN , CLARA;
MOLINARO , NICOLA
Aipamenak:
Cum Laude
Nazioarteko tesia
Kalifikazioa:
Bikain - Cum Laude
Urtea:
2021
Laburpena:

How does learning cultural systems like language impact cognition and perception? The last few years have seen increased interest into this topic, yet with little theoretical advance. One fundamental question concerns the nature of the neural mechanism through which language affects perceptual processes. Some accounts suggest that effects of language are ¿high-level¿, meaning that language does not affect early perceptual processes, but rather interact at later conceptual or decision-making stages. More recent proposals posit that language can alter perceptual processes at early sensory levels. This latter account is in line with current predictive processing theories of perception, which suggest that sensory processes are largely influenced by prior knowledge and expectation. The present thesis investigates whether and how language shapes perceptual processing. We focus on two specific types of language-perception interactions: (i) the effect of linguistic labels on the recognition of visual object categories; and (ii) the effect of linguistic knowledge on neural processing of rhythmic sounds. Using an interdisciplinary approach combining behavioral measures, human electrophysiology, and advanced statistical methods, we demonstrate that language can impact visual and auditory perception at early stages of processing, shaping how we perceive sensory events. This thesis also offers novel insights into the neurophysiological implementation of predictive processing in the human neocortex.

Gehiago jakin...