Una anàlisi basada en xarxes complexes permet visualitzar com s’adquireix el llenguatge durant la infància
Un estudi coliderat per l'IBE (CSIC-UPF) i l'IdISBa, amb la participació de l'IFISC (CSIC-UIB), transforma converses espontànies de nens i nenes en xarxes matemàtiques per estudiar com s'adquireix el llenguatge durant la primera infància.
A partir de xarxes construïdes amb 142 sessions de conversa en neerlandès, l'equip ha identificat una trajectòria comuna de desenvolupament lingüístic i ha localitzat un punt d'inflexió al voltant dels dos anys.
El treball, publicat a Physical Review Research, obre una via prometedora per analitzar l'adquisició de la sintaxi, amb possibles aplicacions en l'àmbit clínic i en l'estudi de l'evolució del llenguatge.
Aprendre a parlar és un procés de gran complexitat. A mesura que apareixen les primeres paraules i les frases s'allarguen, el llenguatge també es reorganitza i madura. Aquesta és la premissa d'una aproximació matemàtica plantejada per primera vegada fa 20 anys a l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Pompeu Fabra (UPF).
Ara, un equip investigador liderat per l'IBE (CSIC-UPF) i l'Institut d'Investigació Sanitària Illes Balears (IdISBa), amb la participació de l'IFISC (CSIC-UIB), ha desenvolupat un mètode quantitatiu que permet estudiar com evoluciona la sintaxi durant l'adquisició del llenguatge. Mitjançant xarxes matemàtiques construïdes a partir de la parla infantil, l'equip ha identificat una transició abrupta al voltant dels dos anys i analitza com nens i nenes amb desenvolupament típic i atípic se situen en aquesta trajectòria.
De les converses infantils a les xarxes sintàctiques
El treball analitza 142 sessions de parla infantil en neerlandès procedents de la base de dades CHILDES: 82 d'infants amb desenvolupament típic i 60 d'infants amb desenvolupament atípic, incloent-hi la síndrome de Down, la discapacitat auditiva i el trastorn específic del llenguatge.
Per estudiar aquestes converses, l'equip va analitzar la sintaxi de cada frase mitjançant arbres de dependències, que mostren com es connecten les paraules entre si. Després, va fusionar els arbres de cada sessió en una "xarxa sintàctica": una representació matemàtica en què cada paraula funciona com un node i cada relació sintàctica, com un enllaç.
"Cada sessió es va transformar en una xarxa sintàctica i es va caracteritzar mitjançant 18 propietats, com ara la quantitat de vocabulari, el nombre de connexions, la presència de cicles o la similitud entre paraules", comenta Víctor M. Eguíluz, investigador de l'Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (IFISC, CSIC-UIB) que ha participat en l'estudi.
Una transició marcada al voltant dels dos anys
Amb aquestes mesures, l'equip investigador va construir un espai matemàtic en què cada punt representa l'estructura sintàctica produïda per un infant en una sessió. En aquest espai, les xarxes dels infants no apareixen disperses a l'atzar, sinó que segueixen una trajectòria ordenada de maduració.
L'anàlisi revela que l'organització sintàctica esdevé més complexa amb el temps i experimenta una transició brusca al voltant dels dos anys i dos mesos. En aquest període, les xarxes passen d'estructures més senzilles, semblants a arbres o cadenes, a configuracions més denses i connectades, amb nuclis sintàctics i cicles que reflecteixen una capacitat combinatòria més gran. En termes lingüístics, les paraules comencen a participar en més relacions sintàctiques i més diverses.
"Aquest salt recorda una transició de fase, com quan l'aigua es congela de cop en travessar els zero graus: la xarxa sintàctica es manté relativament estable fins que supera un llindar i reorganitza la seva estructura de manera abrupta", comenta Luís F. Seoane, investigador principal del BIT-Lab a l'IBE (CSIC-UPF) i colíder de l'estudi.
La sintaxi infantil segueix una trajectòria comuna
L'estudi també compara aquesta trajectòria amb la d'infants amb desenvolupament atípic, en particular amb síndrome de Down, discapacitat auditiva o trastorn específic del llenguatge. Els resultats mostren que les seves xarxes sintàctiques tendeixen a alinear-se amb el mateix recorregut observat en el desenvolupament típic, tot i que sovint no arriben a les fases finals del procés.
"Les dades mostren que la progressió de la sintaxi es pot aturar abans de completar aquesta transició en infants amb desenvolupament atípic, encara que tinguin més edat", explica Lluís Barceló-Coblijn, investigador de l'IdISBa i primer autor de l'estudi. "Aquest 'estancament' al llarg d'una ruta comuna suggereix que la maduració del llenguatge segueix un patró compartit, però que determinades condicions clíniques poden dificultar el pas clau final", afegeix.
L'estudi podria contribuir en el futur al desenvolupament de noves eines per caracteritzar trajectòries lingüístiques en contextos clínics. L'equip adverteix, però, que caldrà ampliar l'anàlisi a més idiomes, contextos socials i poblacions pediàtriques, així com validar el mètode en estudis clínics específics.
Una nova via per estudiar l'evolució del llenguatge
Aquest mapa matemàtic del desenvolupament lingüístic primerenc permet a l'equip participar en un debat històric: com l'adquisició de la sintaxi durant la primera infància pot aportar llum sobre l'origen i l'evolució del llenguatge humà.
"Observem una estructura definida, amb fases i salts abruptes, que podria oferir pistes sobre l'evolució del llenguatge. De la mateixa manera que el desenvolupament embrionari conserva empremtes de la nostra història evolutiva, especulem que algunes etapes primerenques del desenvolupament lingüístic ens podrien ajudar a entendre possibles formes ancestrals d'ús de la llengua", assenyala Seoane.
Tot i que el llenguatge no deixa fòssils, l'equip planteja que algunes fases de la seva adquisició podrien actuar com una finestra a etapes anteriors de la seva evolució. Aquesta aproximació obre la possibilitat d'estudiar el desenvolupament lingüístic infantil no només com un procés d'aprenentatge individual, sinó també com una via per explorar com podria haver emergit i organitzat la capacitat lingüística humana.
Imatge: Luis F. Seoane.
Article de referència: Transitions between discrete developmental stages during language acquisition through syntax network morphospace; Physical Review Research 8, 023174 (2026); Lluís Barceló-Coblijn, Víctor M. Eguíluz i Luís F. Seoane. DOI: https://doi.org/10.1103/d93c-hm6w
Sobre l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-Universitat Pompeu Fabra): L'Institut de Biologia Evolutiva (IBE) és un centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Pompeu Fabra (UPF), establert el 2008 a Barcelona. L'IBE es dedica a comprendre els mecanismes evolutius que generen i mantenen la biodiversitat, amb el potencial d'impulsar estratègies per a la conservació de les espècies. Compta amb un equip científic col·laboratiu i multidisciplinari que es manté a l'avantguarda dels avenços científics i tècnics. Per complir la seva missió, l'IBE porta a terme investigacions innovadores que abasten la ciència genòmica, l'anàlisi d'ADN antic, la dinàmica de poblacions, les xarxes complexes i la intel·ligència artificial. L'IBE està al servei de la societat, amb l'objectiu final de promoure el benestar planetari a través de la seva recerca de frontera i també d'informar als ciutadans sobre els seus avenços científics cap a aquest objectiu global.
Foto de portada: Pexels