En el cerebro humano , el surco temporal superior ( STS ) es el surco que separa el giro temporal superior del giro temporal medio en el lóbulo temporal del cerebro . Un surco (en plural: surcos) es un surco profundo que se curva hacia la parte más grande del cerebro, el cerebro , y un giro (en plural: giros) es una cresta que se curva hacia afuera del cerebro . [1]
El STS se encuentra debajo de la fisura lateral , que es la fisura que separa el lóbulo temporal , el lóbulo parietal y el lóbulo frontal . [1] El STS tiene una estructura asimétrica entre el hemisferio izquierdo y derecho, siendo el STS más largo en el hemisferio izquierdo, pero más profundo en el hemisferio derecho. [2] Esta organización estructural asimétrica entre hemisferios solo se ha encontrado en el STS del cerebro humano. [2]
Se ha demostrado que el STS produce respuestas fuertes cuando los sujetos perciben estímulos en áreas de investigación que incluyen la teoría de la mente , el movimiento biológico , los rostros, las voces y el lenguaje. [3] [4]
El surco temporal superior también se activa cuando se escuchan voces humanas. [5] Se cree que es una fuente de codificación sensorial vinculada a la salida motora a través de las áreas parietotemporales superiores del cerebro, inferidas a partir del curso temporal de la activación. La conclusión de su pertinencia para el procesamiento vocal se puede extraer de los datos que muestran que las regiones del surco temporal superior son más activas cuando las personas escuchan sonidos vocales en lugar de sonidos ambientales no vocales y los sonidos de control correspondientes, que pueden ser voces codificadas o moduladas. [6] Estos resultados experimentales indican la participación del surco temporal superior en las áreas del habla y el reconocimiento del lenguaje.
La mayoría de los estudios han descubierto que la parte media y posterior del STS es la que participa en el procesamiento fonológico, con una activación bilateral indicada, aunque incluye un sesgo leve del hemisferio izquierdo debido a una mayor activación observada. Sin embargo, no se ha descartado el papel del STS anterior en la vía ventral de la comprensión y producción del habla. [7] La evidencia de la participación de la parte media del STS en el procesamiento fonológico proviene de estudios de supresión de repetición, que utilizan fMRI para identificar áreas del cerebro responsables de la participación de estímulos especializados mediante la habituación del cerebro al estímulo y el registro de diferencias en la respuesta a la estimulación. El patrón resultante mostró los resultados esperados en la parte media del STS. [8]
Los estudios que utilizan el análisis fMRI para medir la activación del surco temporal superior han descubierto que los fonemas, las palabras, las oraciones y las señales fonológicas conducen a una mayor activación a lo largo de un eje posterior-anterior en el lóbulo temporal. [2] Este patrón de activación, que ocurre con mayor frecuencia en el hemisferio izquierdo, se ha denominado corriente ventral de percepción del habla. [7] Muchos estudios indican de manera consistente que la activación del surco temporal superior está asociada con la interpretación de señales fonológicas. [2] Aunque la investigación actual sugiere que el hemisferio izquierdo del surco temporal superior y su corriente ventral izquierda asociada desempeñan un papel en el procesamiento fonológico, el hemisferio derecho del surco temporal superior se ha relacionado con la percepción de la voz y la prosodia del habla. [9]
Según el modelo de la vía audiológica propuesto por Hickok y Poeppel, tras el análisis espectrotemporal realizado por la corteza auditiva, el STS es el responsable de la interpretación de la entrada vocal a través de la red fonológica. Esta implicación se muestra en la activación de la región en tareas de percepción y procesamiento del habla, lo que implica necesariamente el acceso y la continuidad de la información fonológica. Mediante la manipulación de las interacciones de los datos fonológicos, representadas por la provisión de palabras con alta o baja densidad de vecindad (palabras asociadas con muchas o pocas otras palabras), se puede ver la fluctuación de la actividad de la región STS. Esta activación cambiante vincula el STS con la vía fonológica. [7]
Las investigaciones muestran que el área de Broca del cerebro se activa durante la producción y el procesamiento del lenguaje de señas. [10] Sin embargo, si bien el área de Broca desempeña un papel importante, existen otras regiones, como el giro temporal superior posterior y el lóbulo parietal inferior izquierdo, que también desempeñan papeles vitales en el procesamiento del lenguaje de señas. Por lo tanto, el lenguaje de señas involucra varias regiones del cerebro, no solo el área de Broca. [11]
Aunque el área de Broca se encuentra en el lóbulo frontal , recibe conexión del giro temporal superior , incluido el STS. [10] Los signantes nativos son personas que aprendieron y han estado usando lenguaje de señas , como el lenguaje de señas americano (ASL) , desde el nacimiento, y/o lo usan como su primera lengua. [12] A menudo aprenden lenguaje de señas de sus padres y continúan usándolo durante toda su vida. [12] El lenguaje de señas activa regiones del lenguaje del cerebro, incluido el STS. [13] Ha habido estudios que muestran la activación del STS mientras los signantes nativos sordos y oyentes perciben el lenguaje de señas, lo que sugiere que el STS está vinculado al aspecto de procesamiento lingüístico del lenguaje de señas. [14] [15] También es importante destacar la importancia del surco temporal superior en su participación en diferentes partes del procesamiento auditivo y visual. El surco temporal superior se activa durante la percepción del lenguaje de señas, esto podría estar relacionado potencialmente con el procesamiento visual-espacial y lingüístico. [16] [17]
Los estudios también muestran que hay una mayor activación del STS medio tanto en los signantes sordos como en los oyentes que adquirieron el ASL antes que en aquellos que lo adquirieron más tarde. [18]
Los estudios revelan múltiples capacidades de procesamiento social. [19] La investigación ha documentado la activación en el STS como resultado de cinco entradas sociales específicas, y por lo tanto se supone que el STS está implicado en la percepción social. Mostró una mayor activación relacionada con: teoría de la mente (historias de creencias falsas versus historias físicas falsas), voces versus sonidos ambientales, historias versus discurso sin sentido, caras en movimiento versus objetos en movimiento y movimiento biológico. [20] [3] Está involucrado en la percepción de dónde están mirando los demás ( atención conjunta ) y es importante para determinar hacia dónde se dirigen las emociones de los demás. [21]
Los estudios de neuroimagen que examinan la teoría de la mente, también conocida como la capacidad de atribuir estados mentales a otros, han identificado el surco temporal superior posterior del hemisferio derecho como involucrado en su procesamiento. [2] Se ha descubierto que la activación de esta región en la teoría de la mente se predice mejor mediante calificaciones independientes de otros grupos de participantes, o más específicamente, cuánto cada elemento del estudio les hizo considerar el punto de vista del protagonista. [22] Los informes observados en otros estudios sugieren una serie de inconsistencias con la localización del procesamiento de la teoría de la mente, como que las porciones media y anterior del surco temporal superior tienen una mayor activación en respuesta a las tareas de la teoría de la mente. [3] Por lo tanto, se necesita más investigación para ampliar el papel funcional preciso del surco temporal superior en la percepción de la teoría de la mente.
Un estudio reciente identificó una región del surco temporal superior posterior que se activa preferentemente en la interpretación de expresiones faciales. [23] De manera similar, otro estudio encontró que la estimulación magnética transcraneal interrumpió la respuesta neuronal a las caras, pero no la respuesta neuronal a los cuerpos u objetos. [24] Los patrones de activaciones encontrados en este estudio sugieren que la información facial es procesada por proyecciones en el hemisferio derecho desde el surco temporal superior posterior, a través del surco temporal superior anterior y hacia la amígdala. [24] Otro estudio mostró que la conectividad funcional en estado de reposo entre el surco temporal superior posterior derecho, el área occipital derecha de la cara, la corteza visual temprana y el surco temporal superior bilateral se correlacionó positivamente con la capacidad de cada sujeto para reconocer la expresión facial. [25]
Muchos estudios han sugerido que el surco temporal superior posterior está asociado con la unión intermodal de estímulos auditivos y visuales. [2] La activación de esta porción posterior del surco temporal superior se informó en la detección de incongruencias audiovisuales y en la percepción de la voz. [2] También se ha demostrado que el surco temporal superior posterior se activa preferentemente con la lectura de los labios. [26] Un área del surco temporal superior posterior derecho se caracterizó por una respuesta más fuerte a los estímulos audiovisuales en comparación con la de los estímulos auditivos o visuales solos. [27] Este estudio también identificó esta misma región como activada preferentemente en el procesamiento de estímulos asociados con personas, como caras y voces. [27] Otro estudio de fMRI encontró que las representaciones neuronales de la integración audiovisual, las señales emocionales no verbales, la sensibilidad a la voz y la sensibilidad a las caras están todas localizadas en regiones separadas del surco temporal superior. [28] Asimismo, este estudio también observó que el área más sensible a la voz se encuentra en la sección del tronco del surco temporal superior, el área más sensible a las expresiones faciales se encuentra en la rama terminal ascendente posterior y la integración audiovisual de señales emocionales ocurre en regiones que se superponen con áreas de reconocimiento de rostro y voz en la bifurcación del surco temporal superior. [28]
Se ha descubierto que el surco temporal superior tiene una sensibilidad única a las manifestaciones observables de la comprensión del movimiento, lo que sugiere que el surco temporal superior está muy involucrado en el reconocimiento de movimientos y gestos necesarios para el procesamiento normal de la información social en los seres humanos. [2] En estudios de fMRI que evaluaron la interpretación de una pantalla de luz puntual que representa una figura humana en movimiento como un patrón de puntos, se observó un grupo de actividad cerebral significativa en el surco temporal superior posterior del hemisferio derecho en sujetos que identificaron correctamente el movimiento biológico que se mostraba en la pantalla de luz puntual. [29] Además, se sugiere que la percepción del movimiento y la interpretación del movimiento se localizan en diferentes regiones del surco temporal superior, con la percepción del movimiento procesándose en una región posterior del surco temporal superior y la comprensión del movimiento procesándose en una región más anterior. [29]
En estudios sobre cognición social disfuncional en trastornos neurológicos, como lo que se observa en personas con autismo de alto funcionamiento, se ha identificado el papel del surco temporal superior en el procesamiento de la información social como el mecanismo que se encuentra en la raíz de estos deterioros en la interpretación social. [30]
Se ha informado que los niños con autismo de alto funcionamiento no tienen cambios significativos en la activación del surco temporal superior para el movimiento biológico en comparación con el movimiento no biológico, lo que sugiere que el surco temporal superior no se activa específicamente en el procesamiento del movimiento biológico como lo hace en niños sin autismo. [30] En sujetos con esquizofrenia, otro trastorno neurológico asociado con deterioros significativos en la cognición social, estos deterioros sociales se han relacionado con una alteración en la activación del surco temporal superior posterior en la teoría afectiva de la mente, el reconocimiento emocional y la interpretación de expresiones faciales neutrales. [31] Más específicamente, se determinó que los sujetos esquizofrénicos exhibieron hiperactividad dentro del surco temporal superior posterior del hemisferio derecho en el procesamiento de expresiones faciales neutrales, pero también exhibieron hipoactividad dentro de esta misma región para el reconocimiento emocional y la teoría afectiva de la mente. [31] Este mismo estudio también encontró una conectividad deteriorada entre los hemisferios derecho e izquierdo del surco temporal superior posterior en el procesamiento de la teoría afectiva de la mente. [31] Otro estudio reciente mostró una relación inversa entre las concentraciones de glutamato dentro del surco temporal superior y las puntuaciones de neuroticismo evaluadas mediante un cuestionario en sujetos con esquizofrenia, lo que sugiere que las elevaciones en las concentraciones de glutamato pueden actuar como un mecanismo compensatorio que permite a las personas con esquizofrenia prevenir el neuroticismo. [32]
Se han documentado varios trastornos del sistema nervioso central en los que los pacientes no reconocen un determinado estímulo, pero aún presentan un procesamiento subcortical del estímulo, lo que se conoce como agnosia . Además, la agnosia a menudo se relaciona con la experiencia de dificultades en relación con el reconocimiento de estímulos a pesar de presentar un funcionamiento sensorial normal o intacto. Se ha descubierto que la agnosia altera los centros de orden superior del cerebro que también incluyen regiones corticales como la corteza parietal posterior y las regiones occipitotemporales. [33] [34]
La agnosia auditiva pura (agnosia sin afasia) se encuentra en pacientes que no pueden identificar sonidos no hablados como tos, silbidos y llantos, pero no tienen déficit en la comprensión del habla. La agnosia del habla se conoce como una incapacidad para comprender palabras habladas a pesar de tener audición, producción del habla y capacidad de lectura intactas. Los pacientes muestran un reconocimiento de la familiaridad de una palabra, pero no son capaces de recordar su significado. La fonognosia se caracteriza por una incapacidad para reconocer voces familiares, mientras que tienen otras habilidades auditivas. Los pacientes mostraron una doble disociación con una incapacidad para hacer coincidir nombres o caras con una determinada voz famosa, o para discriminar voces familiares de desconocidas. La agnosia visual se puede dividir en trastornos separados con respecto a lo que se reconoce. [35] La incapacidad para reconocer palabras escritas se conoce como alexia o ceguera de palabras, mientras que la incapacidad para reconocer caras familiares se conoce como prosopagnosia . Se ha demostrado que la prosopagnosia tiene una doble disociación similar a la fonagnosia, en el sentido de que algunos pacientes muestran un deterioro en la memoria de caras familiares, mientras que otros muestran un deterioro al discriminar caras familiares de las desconocidas.
Modelo de vía dual:
El modelo de Gregory Hickok y David Poeppel propuso lo que se conoce como el modelo de vía dual o de doble flujo. Este modelo explora la percepción y la experiencia de los estímulos del habla. El modelo implica que dos flujos procesan la información en la percepción del habla: el flujo ventral y el flujo dorsal. El flujo ventral ayuda a la comprensión y el reconocimiento de la entrada del habla que pasa por los oídos y entra al cerebro. Por otro lado, el flujo dorsal permite que un individuo responda a dicha entrada a medida que los estímulos del habla se someten a un mayor procesamiento por parte del giro temporal superior. Esto se correlaciona con el surco temporal superior porque el modelo de vía dual ocurre después de que se lleva a cabo el "análisis espectrotemporal" a través de la corteza auditiva. [36] [37]
Determinación del habla frente a la no habla:
El surco temporal superior tiene un papel importante en el procesamiento del habla humana, específicamente en la comprensión y percepción de voces humanas/lenguaje hablado. Según “El surco temporal superior” (Howard 2023), Blinder (2000) y Beline (2000) han realizado estudios de investigación que examinan la forma en que el surco temporal superior reacciona a diversas formas de estímulos, especialmente estímulos del habla y no del habla. Los resultados muestran que el surco temporal superior es favorable a la respuesta a las voces humanas. [36] [38]
Barrios fonológicos:
Los vecindarios fonológicos son “barrios” o grupos de palabras que tienen sonidos comunes o similares. Las investigaciones muestran hasta qué punto el surco temporal superior desempeña un papel vital en el procesamiento y la comprensión de los vecindarios fonológicos. Las palabras se clasifican en función de la cantidad de otras palabras con sonidos similares. Las palabras con una densidad de vecindario alta describen palabras que son similares fonéticamente a varias otras palabras. Por otro lado, las palabras con una densidad de vecindario baja describen palabras que tienen pocas palabras con sonidos similares. [39] [40]
