Programa del las Ciencias Cognitivas Joy Hirsch, Directora

1. Programa del las Ciencias Cognitivas Joy Hirsch, Directora Harry D. Schneider Co-Investigator Debra Schneider Clinical Coordinator Programa de Investigaciones sobre Autismo de la Faculdad de Neurociencia De La Columbia Universtiy

2. Para comprender la resonancia magnetica, tenemos que aprender algo del atomo. La “MRI” esta baseado en el giro rapido de protones:

3. B. Protones que giran rapidamente son como imanes pequenos: producen electrcidad! • Scanner Environment [1.5] T [3.0] T • Protons align along an axis Protons in Brain Protons in Brain Outside Field Inside Field (scattered) (aligned)

4. RFi (precess) (wobble) El magnetismo Produce la Electricidad • Un pulso de 63.3 se aplica a los protones • Los protons tabalalean alrededor de su eje y crean una pequena corriente electrica.

5. field Gradie.ield uniform RFo Donde estan? Cuando los protones se relajan, emiten corriente. El hecho de que cada corriente tiene su propia fuerza, dependiendo de la cantidad de magnetismo recibido, usando una computadora enorme podemos determinamos su posicion en el cerebro. La origen de los senales se recordan para dar nos el imagen de laMRI

6. Para obtener MRI ‘funcional’, usamos el senal Bold: “the BOLD SIGNAL” Physiology Physics La activacion de los neurones se asocia con el uso de mas oxigeno Deoxy-HGB es paramagnetic y perturbe es espacio electrico La hemoglobina (HGB) transporta el O2, e al salir de una area de neruones que estan functionando, se reduce la cantidad de O2 Resultado: Menos distorcion del espacio magnetico local MR

7. Usamos la computador enorme para obtener mapa funcional del cerebro. Reconstrucion Alineacion Analysis estatistica representacion grafica Mapa funcional del cerebro

8. En combinacion con fMRI usamos “Diffusion Tensor Imaging (DTI)” para ver las conexiones de los areas de lenguage Eschucando voces: DTI:Conexiones neuronales Broca Arcuate Fasciculus Wernicke Conneccions entre los Areas Broca y Wernicke’s actividad functional DTI mapa de las conexiones entre areas de comprencion (posterior) y produccion (anterior).

9. Un nino se 6 meses antes de cirugia para un tumor del cerebro. Souweidane, M.M., Kim, K.H.S., McDowall, R., Ruge, MI, Lis, E., Krol, G., Hirsch, J. Brain Mapping in Sedated Infants and Young Children with Passive-Functional Magnetic Resonance Imaging. Pediatric Neurosurgery 30, 86-91, 1999.

10. Los Resultados de ese infante Sensorial Motor Finger Thumb Tapping Lenguage Vision Reversing Checkerboard Looking at Pictures Listening to Words (passive) (active) (active) (passive) (passive) GPoC GPrC GOi GTT GFi GTs CaS From Hirsch, J., et al; Neurosurgery 47: 711-722, 2000 Hirsch, J., Columbia University.

11. Ya que todos ustedes comprenden todo de la MRI, debemos recordar que el autismo se trata del uso del lenguage LA LINGUISTICA  La linguistica es la ciencia del lenguage que hablamos sin pensar en ello.

12. Como aprendieron hablar ustedes su primer idioma? • Nadie se le enseno. • No habia verbos para conjugar. • No habia examenes de sus abilidades. • Ustedes miraban, escuchaban, y un dia, sin saber como, comenzaron a hablar sin pensar en ello! • Ustedes adquirierion la plantilla o plan de la gramatica sin uso de su conciencia!

13. Que decimos sobre el desarollo de lengauge en nino neurotipico? El escritor y linguista Noam Chomsky dijo: • Una maquinaria para lenguage es inata” (todos nosotros nacemos con un sistema cerebral que esta ya lista para aprender cualquier lengua” • La maquinaria cerebral para adquirir la gramatica esta firmamente colocada y lista para el primer dia de vida!

14. Adquirir sonidos inconcientemente. • Los infantes son capaces de determinar cuales sonidos se pueden formar palabras – y cuales no se pueden - y no se usan. • Especificamente, los infantes son capaces de detectar la frecuencia del uso de cada silaba - y si una silaba (como, p.e., “ma”) predice otras palabras con la misma silabala como: “mama” o “malo”.

15. Descubriendo las palabras • Este es el primer paso para el infante. Tienen que descubrir todos los componentes de una palabra, como el pasado “-aron” o “-iendo”. Los infantes descubren “implicitamente e inconcientemente” como usar su nueva gramatica para determinar “quien hizo (el subjeto) que (el verbo) a quien (el objeto) de cada frase. • Esto se aplica a frases sencillas como :”Mama dio la manzana al padre en contrase con “Papa dio la manzana a la madre”) • Los ninos, usando su gramatica, tienen que poner en orden todas las palabras de una frase para poder entender el mundo que existe alrededor de ellos.

16. La maquina linguistica en el cerebro no permite errores grandes! • Ninos dicen al comienzo: “Mama da el libro” nunca “Mama el da libro” • Ninos hacen ciertos errors erros que toleramos, pero esos se corrigen: “Mama no sabio la verdad”.

17. Hay dos (2) sistemas de memoria para lenguage en el cerebro • La gramatica fundamental depende de sistemas neuronales primitivas: Esto se llama “memoria implicita e inconciente “o memoria procedural” (caminando y hablando son procedimientos). • Cometer a memoria las palabras y lo que significan se depiende en sistema diferente y mas nuevo – estas memorias son (concientes y explicitas ) y se les llamamemorias declarativas: mantienen hechos que se pueden recordar despues quando las necesitamos y “declararlas” a otra persona.

18. El cerebro antiguo se usa para adquirir lenguage sin usar memoria

19. RECUERDAN !! • Implicito = inconciente= Procedural (como reglas de la gramatica) MEMORIA • Explicito = Conciente = Declarativo (palabras y semantica)

20. En que forma manejamos carro? • Implicito (automatico e inconciente)? • Explicito (pensando en lo que aprendimos en la escuela o los hechos del trabajo) • Tal vez usamos las dos (2) formas de memorias? e.g. Para los que manejan carro, acontecio un dia que llego a casa sin recordar como llego?”

21. Es la Gramatica nada mas que otra habilidad, como manejar carro? • Si! • “No es coincidencia que los comienzos de la gramatica llegan al mismo tiempo cuando el nino comienza a caminar y hablar a cosa de 15 meses” (Pinker, 1994)

22. Que podemos decir de la lengua de un nino con autismo? Producion de Lenguage • Usualmente no hay palabras llegando a 12 to 14 meses. • Menos de 12 palabras llegando a 8 meses de edad. • No hay frases de 2 palabras a los 2 anos o frases enteras a los tres anos. • Falta de usar lenguage en conversation, como “charlando". • Falta de contar una historia coherente. Comprehension de Lenguage : (comprencion mas que produccion) • Cuanto entienden realmente? • Han adquirido la fundacion basica de la gramatica? • Si entienden: “ el nino besa la nina”, tambien pueden entender “la nina fue besada por el nino?

23. Ninos con autismo usan procesos cognitivos explicitos o implicitos para manejar lenguage? • Ninos con funcion minina generalmente tienen que MEMORIZAR todo el lenguage que usan Esto resulta debido al nino no haber adquirido la maquinaria gramatica cuando nacieron. • Esto demanda mucho del cerebro, cuesta mucha energia, el nino se frustra facilmente y usalmente no le deja al nino recuperar lenga suficiente para mantener o iniciar conversacion.

24. Todos los problemas que tiene el nino resultan de falta de gramatica! • Nuestra meta es estimular esos areas procedurales, usados para adquirir una lengua, para poder devolver al nino lo que perdio o nunco tuvo: dandoles la fundacion inconciente de gramatica les permite aprender lo demas. • Cuales son aquellos areas primitivas para adquirir una lengua sin pensar?

25. Si la memoria procedural no funciona: Un nino con autismo puede tener problemas con:: • preposicions, adjetivos, adverbios • pronombres: Yo, tu, el, ella, mi, tu, etc.), • cosas (este, ese, esas, aquellos), • lugares (aqui, alla, encima, debajo, etc.), • tiempos (ahora, manana, ayer); • Reconcer frases sin gramatica correcta. • El uso correcto de palabras

26. Areas procedurales se encuentran no en la superficie del cerebro sino muy adentro!

27. Las Areas Linguisticas Superficiales de la corteza cerebral.

28. Dos(2) Conexiones Basicas entre las areas de comprension y produccion de lenguage: “Sendas” DORSALES (Norte) y VENTRALES Sur)

29. “la Senda del Norte” (El Arcuato) • Funciones: • esta senda coloca sonidos fonemicos sobre representationes de actos motores para que se pudean articular “Saltar y Jugar” - pero no “Juzgar”. • Mantiene intacta la abilidad de repetir palabras oidas.

30. “la Senda del Norte” II • Procesa estructuras gramaticas complejas (frases dificiles como, “el hombre que se cayo del caballo cuyo nombre es Enrique se fue al hospital) • La norte esta conectada directamente a la area del habla: llamada Broca.

31. La Senda del Sur ”(Uncinato) • Colocan sonidos que se oyen sobre representaciones que tienen algun significado que esten distribuidos en diferentes partes del cerebro (“frio”, “odio”, “amor” se asocia con muchas cosas) • La senda del sur trata de comprencion de frases com gramatica sencilla. (“La mama ama su hijo”)

32. La Senda del Sur II • Procesa estructuras gramticas mas sencillas: (“el hombre que se cayo del caballo cuyo nombre es Enrique se fue al hospital)

33. Fmri de las Sendas del Norte (Dorsal) y del Sur (Ventral) en un nino de 6-anos escuchando a la voz de los padres.

34. El Autism es un desorden de amplio espectro” • Los cerebros autisticos son diferentes de cerebros neurotipicos y cerebros autisticos con minimo lenguage puedan ser diferentes de cerebros de ninos con mas lenguage. • En autismo mas severo, se nota mas patologia en las regionas que se tratan de lenguage e incluso hay mas patologia en las conexiones entre ellas.

35. Alternative Neurocircuitry in Autism Spectrum Disorder Autism occurs in as many as 1 child in 150 in the U.S.

36. Nino neurotipica -edad 7 anos ACTIVACION CONEXION

37. NINO AUTISTICO, 6 ANOS: Escuchando a la musica y a las voces grabadas de los padres. ACTIVACION CONEXION ANDA PARA ATRAS!

38. AUTISMO 7 anos: Escuchando a la musica y a las voces grabadas de los padres ACTIVATION A CONEXION: (CASI LLEGA AL FRENTE)

39. Repaso:Comparacion de los Neurotipicos a los que tienen Autismo ACTIVACIONES Neurotipicos Autistico de 6 anos Autistico de 7 anos Conexiones

40. RESUMEN • Areas reconocidas por lenguage no funcionan por lenguage, y si funcionan, funcional incompletamente. • Estas areas, como la de Broca, pueden activarse no por el lenguage sino por la musica. • Solamente algunas partes de sistemas linguisticas funcionan, por ejemplo, la parte para comprension (area Wernicke) - pero no la parte por la produccion del habla. • Las conexiones reconocidas por lenguage no llegan a conectarse. • Algunas areas no reconocidas por lenguge pueden llegar a ser areas usados por lenguage. Esto es lo que llamos la “plasticidad” del cerebro. • Las conexiones que se forman estan incompletas o forman sendas nuevas. • Algunas conexiones de areas linguisticas van al posterior del cerebro en lugar de ir adelante - a las areas de produccion del habla.

41. Comenzamos con las preguntas? • Cuales son algunas nuevas teorias sobre el “autismo”? • Que hay de neuvo respeto a aplicaciones y tratamientos para el autismo, especialmente para restorar el habla?

42. Tratamentos nuevos para autismo • Rehabilitaciones’ originales para restorar la base gramatica perdida. • La aplicacion de musicologia para ayudar la base linguistica. 3. Movimiento normal o virtual: estimulation del cerebelo da gramatica. 4. Tecnicas de modulaciones neuronales.

43. Que existe ahora? Intervencions de ABA o terapia del habla • ABA “applied behavior analysis)- comenzo con el psicologo Skinner y despues Lovaas , 1966): usan refuerzos, como comida, durante la ensenanza del habla. • Terapias del habla: valen principalmente para ayudar en la pronunciacion de palabras. • Estas terapias valen hasta cierto punto, pero necesitan evolucionar para poder producir la iniciacion de lenguage en los ninos.

44. Que tenemos que sea original?1) Una “Plantilla Linguistica ”que forma la base de nuersta programa de rehabilitation. • Ya sabemos que nacemos con un plan potencial para adquirir la gramatica inconcientemente sin ensenanza. • Theoria Emergente?: Ensenanza Implicita es capaz de (re)crear un nuevo plan gramatical porque el cerebro es plastico: se puede hacer crecer un plan nuevo!

45. “Lo Futuro” • La ensenanza implicita implica una adquisicion inconciente de la gramatica. - > los ninos con autismo aprenden a hablar como aprendieron a hablar un nino de 1-3 anos de edad como si fuera la primera vez. • Recuerden: Todo se trata de restorar la gramatica que el nino con autismo nunca aprendio!

46. La teoria Podemos modular la adquisicion: la “dopamina” es la llave! - No la damos como medicina; hacemos que el cerebro del nino la produzca cuando sea necesaria. • Con el uso de motivaciones especificas para adquirir una lengua: se llaman motivacionas integrativas. • Con el uso de tecnicas de ensenanza implicita: inconcientes, inadvertidas y automaticas!

47. Sendas de Dopamina

48. 2) Como se usa la “musicologia para aprender la gramatica? • Terapia con musica es util con ninos con autismo: no ameaza, es interactivea social, usa juegos musicales con mirada directa – pero es mas que aprender a tocar el piano. Theoria Emergente? El elnguage y la musica usan redes de lenguage y musica que se vinculan funcionalmente. Activaciones de fMRI demuestran una superposicion fuerte de areas cerebrales implicadas en procesar ambos lenguage y musica.

49. Applicacion of musicologia a la linguistica… Investigacions: Estamos afinando todavia cuales aspectos de la musica son los mas adecuadas para adquirir las reglas automaticas e inconcientes de la gramatica. 1. Ritmo – una reaccion primitiva - produce un movimiento automatica del cuerpo que resulta de los areas motores del cerebro procesando ese ritmo. ‘– las mismas regiones que procesan la gramatica! 2. Sintaxis: La area de Broca se ha demonstrado ser implicada en la deteccion de irregularidades de la estructura de la musica igual que detecta las de gramatica. - 3.La semantica musica – poder asociaciar tonal secuencas tonales con su significado meaning– se ha localized a areas linguisticas de comprension. .

50. Si el cerebro de un nino con autismo trata musica como lenguage… La ensenanza linguistica implicita combina cambios en la gramatica con cambios en el tono de la musica (por ejemplo, “La muchacha tira la pelota, la muchacha coge la pelota” juntas con una nota musical: “acorde mayor en “A” por tira y acorde mayor en “C” por “coge” . • La ensenanza implicita combinara la estructura de una frase con el ritmo de la frase. Cada lengua del mundo tiene su propio ritmo, como se revela en la musica “rap”: “ mi mama cocino una sopa por mi” y la la la la la la la la la la la la. “