A hipótese bidirecional de linguagem e ação propõe que as áreas sensório-motoras e de compreensão da linguagem do cérebro exercem influência recíproca uma sobre a outra. Esta hipótese argumenta que as áreas do cérebro envolvidas no movimento e na sensação, bem como o próprio movimento, influenciam os processos cognitivos, como a compreensão da linguagem. Além disso, o efeito inverso é argumentado, onde é proposto que a compreensão da linguagem influencia o movimento e a sensação. Os proponentes da hipótese bidirecional de linguagem e ação conduzem e interpretam estudos linguísticos, cognitivos e de movimento dentro da estrutura da cognição corporificada e do processamento da linguagem corporificada. A linguagem corporificada se desenvolveu a partir da cognição corporificada e propõe que os sistemas sensório-motores não estão apenas envolvidos na compreensão da linguagem, mas que são necessários para a compreensão do significado semântico das palavras.

Desenvolvimento da hipótese bidirecional miniaturadaimagem|Representação das teorias atuais sobre o grau de sobreposição entre processos cognitivos (C) e ação-percepção (A). Modelos de cognição orientados à ação propõem que os processos cognitivos decorrem da ação (embaixo, vermelho), necessitando, portanto, de sistemas sensório-motores para processos cognitivos superiores, como a compreensão da linguagem. Adaptado de Kilner et al. (2016). A teoria de que os processos sensoriais e motores são acoplados aos processos cognitivos deriva de modelos de cognição orientados para a ação. Essas teorias, como as teorias cognitivas corporificadas e situadas, propõem que os processos cognitivos estão enraizados em áreas do cérebro envolvidas no planejamento e execução de movimentos, bem como áreas responsáveis ​​pelo processamento de entrada sensorial, denominadas áreas sensório-motoras ou áreas de ação e percepção. De acordo com os modelos orientados para a ação, os processos cognitivos superiores evoluíram de regiões cerebrais sensório-motoras, necessitando assim de áreas sensório-motoras para cognição e compreensão da linguagem. Com essa organização, foi então hipotetizado que os processos de ação e cognitivos exercem influência um sobre o outro de maneira bidirecional: a ação e a percepção influenciam a compreensão da linguagem, e a compreensão da linguagem influencia os processos sensório-motores.

Embora estudada de forma unidirecional por muitos anos, a hipótese bidirecional foi descrita e testada em detalhes pela primeira vez por Aravena et al. Esses autores utilizaram o Efeito de Compatibilidade Ação-Sentença (ACE), uma tarefa comumente usada para estudar a relação entre ação e linguagem, para testar os efeitos da realização simultânea de tarefas de compreensão da linguagem e motoras em assinaturas neurais e comportamentais de movimento e compreensão da linguagem. Esses autores propuseram que essas duas tarefas cooperam bidirecionalmente quando compatíveis e interferem bidirecionalmente quando incompatíveis. Por exemplo, quando o movimento implícito pelos estímulos da linguagem de ação é compatível com o movimento realizado pelo sujeito, foi levantada a hipótese de que o desempenho de ambas as tarefas seria aprimorado. A evidência neural da hipótese bidirecional foi demonstrada por este estudo, e o desenvolvimento dessa hipótese está em andamento.

Efeitos da compreensão da linguagem nos sistemas de ação

Tarefas de compreensão da linguagem podem exercer influência sobre sistemas de ação, tanto no nível neural quanto comportamental. Isso significa que os estímulos da linguagem influenciam tanto a atividade elétrica nas áreas sensório-motoras do cérebro quanto o movimento propriamente dito.

Ativação neural

Estímulos de linguagem influenciam a atividade elétrica em áreas sensório-motoras do cérebro que são específicas para a associação corporal das palavras apresentadas. Isso é conhecido como somatotopia semântica, que indica a ativação de áreas sensório-motoras que são específicas para a associação corporal implícita pela palavra. Por exemplo, ao processar o significado da palavra "chute", as regiões nos córtices motor e somatossensorial que representam as pernas se tornarão mais ativas. Boulenger et al. demonstraram esse efeito apresentando aos sujeitos linguagem relacionada à ação enquanto mediam a atividade neural usando fMRI. Os sujeitos foram apresentados a frases de ação que estavam associadas às pernas (por exemplo, "John chutou o objeto") ou aos braços (por exemplo, "Jane agarrou o objeto"). A região medial do córtex motor, conhecida por representar as pernas, era mais ativa quando os sujeitos estavam processando frases relacionadas às pernas, enquanto a região lateral do córtex motor, conhecida por representar os braços, era mais ativa com frases relacionadas aos braços. Este aumento específico da parte do corpo na ativação foi exibido cerca de 3 segundos após a apresentação da palavra, uma janela de tempo que se acredita indicar processamento semântico.Humphries, C., Binder, J.R., Medler, D.A., Liebenthal, E. (2007). "Time-course of semantic processes during sentence comprehension: an fMRI study." Neuroimage. 36: 924-932. Em outras palavras, essa ativação foi associada aos sujeitos que compreendiam o significado da palavra. Esse efeito se manteve verdadeiro e foi até intensificado quando os sujeitos foram apresentados a frases idiomáticas. Linguagem abstrata que implicava mais ações figurativas foi usada, associada às pernas (por exemplo, "John largou o vício") ou aos braços (por exemplo, "Jane agarrou a ideia"). O aumento da ativação neural das regiões motoras das pernas foi demonstrado com frases idiomáticas relacionadas às pernas, enquanto frases idiomáticas relacionadas aos braços foram associadas ao aumento da ativação das regiões motoras dos braços. Essa ativação foi maior do que a demonstrada por frases mais literais (por exemplo, "John chutou o objeto") e também estava presente na janela de tempo associada ao processamento semântico.

A linguagem de ação não apenas ativa áreas específicas do corpo do córtex motor, mas também influencia a atividade neural associada ao movimento. Isso foi demonstrado durante uma tarefa de Efeito de Compatibilidade Ação-Sentença (ACE), um teste comum usado para estudar a relação entre compreensão da linguagem e comportamento motor. Essa tarefa exige que o sujeito execute movimentos para indicar a compreensão de uma frase, como mover-se para pressionar um botão ou pressionar um botão com uma postura de mão específica, que sejam compatíveis ou incompatíveis com o movimento implícito na frase. Por exemplo, pressionar um botão com a mão aberta para indicar a compreensão da frase "Jane cumprimentou Jack" seria considerado um movimento compatível, pois a frase implica uma postura de mão aberta. Os potenciais motores (PM) são Potenciais Relacionados a Eventos (PREs) provenientes do córtex motor e estão associados à execução do movimento. Amplitudes aumentadas de PMs foram associadas à precisão e rapidez dos movimentos. Os potenciais re-aferentes (RAPs) são outra forma de ERP e são usados ​​como um marcador de feedback sensorial e atenção. Foi demonstrado que tanto o MP quanto o RAP são aprimorados durante condições ACE compatíveis. Esses resultados indicam que a linguagem pode ter um efeito facilitador na excitabilidade dos sistemas neurais sensório-motores. Isso foi chamado de preparação semântica, indicando que a linguagem prepara os sistemas neurais sensório-motores, alterando a excitabilidade e o movimento.

Movimento

A capacidade da linguagem de influenciar a atividade neural dos sistemas motores também se manifesta comportamentalmente pela alteração do movimento. O priming semântico tem sido implicado nessas mudanças comportamentais e tem sido usado como evidência do envolvimento do sistema motor na compreensão da linguagem. O Efeito de Compatibilidade Ação-Sentença (ACE) é indicativo desses efeitos de priming semântico. Compreender a linguagem que implica ação pode invocar facilitação motora ou preparar o sistema motor quando a ação ou postura que está sendo realizada para indicar a compreensão da linguagem é compatível com a ação ou postura implícita pela linguagem. Tarefas ACE compatíveis demonstraram levar a tempos de reação mais curtos. Esse efeito foi demonstrado em vários tipos de movimentos, incluindo postura da mão durante o pressionamento de botões, alcance e rotação manual.

Estímulos de linguagem também podem preparar o sistema motor simplesmente descrevendo objetos que são comumente manipulados. Em um estudo realizado por Masson et al., os sujeitos foram apresentados a frases que implicavam ação abstrata e não física com um objeto (por exemplo, "John pensou na calculadora" ou "Jane lembrou-se do alfinete"). Após a apresentação dos estímulos de linguagem, os sujeitos foram orientados a realizar gestos funcionais, gestos tipicamente feitos ao usar o objeto descrito na frase (por exemplo, cutucar para frases de calculadora), ou um gesto volumétrico, gestos que são mais indicativos da postura de toda a mão (por exemplo, pegada horizontal para frases de calculadora). Os gestos alvo eram compatíveis ou incompatíveis com o objeto descrito e foram orientados em dois pontos de tempo diferentes, inicial e final. As latências de resposta para realizar gestos funcionais compatíveis diminuíram significativamente em ambos os pontos de tempo, enquanto as latências foram significativamente menores para gestos volumétricos compatíveis na condição de orientação tardia. Esses resultados indicam que as descrições de interações abstratas com objetos geram automaticamente (ponto inicial) representações motoras de gestos funcionais, preparando o sistema motor e aumentando a velocidade de resposta. A especificidade das respostas motoras aprimoradas à interação gesto-objeto também destaca a importância do sistema motor no processamento semântico, já que essa resposta motora aprimorada dependia do significado da palavra. miniaturadaimagem|esquerda|Alteração na mudança de fase relativa (RPS), indicando coordenação motora, em função de estímulos de linguagem. Os sujeitos apresentaram alteração significativa na RPS apenas quando apresentados a frases executáveis. Adaptado de Olmstead et al. (2009).