Un análisis basado en redes complejas permite visualizar cómo se adquiere el lenguaje en la infancia
Un estudio coliderado por el IBE (CSIC-UPF) y el IdISBa, con participación del IFISC (CSIC-UIB), transforma conversaciones espontáneas de niños y niñas en redes matemáticas para estudiar cómo se adquiere el lenguaje en la primera infancia.
A partir de redes construidas con 142 sesiones de conversación en neerlandés, el equipo ha identificado una trayectoria común de desarrollo lingüístico, y ha localizado un punto de inflexión alrededor de los dos años.
El trabajo, publicado en Physical Review Research, abre una vía prometedora para analizar la adquisición de la sintaxis, con potenciales aplicaciones en el ámbito clínico y en el estudio de la evolución del lenguaje.
Aprender a hablar es un proceso de gran complejidad. A medida que aparecen las primeras palabras y las frases se alargan, el lenguaje también se reorganiza y madura. Esta es la premisa de una aproximación matemática planteada por primera vez hace 20 años en el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF).
Ahora un equipo investigador liderado por el IBE (CSIC-UPF) y el Instituto de Investigación Sanitaria Illes Balears (IdISBa), con participación del IFISC (CSIC-UIB), ha desarrollado un método cuantitativo que permite estudiar cómo evoluciona la sintaxis durante la adquisición del lenguaje. Mediante redes matemáticas construidas a partir del habla infantil, el equipo ha identificado una transición abrupta alrededor de los dos años y analiza cómo niños y niñas con desarrollo típico y atípico se sitúan en esa trayectoria.
De las conversaciones infantiles a las redes sintácticas
El trabajo analiza 142 sesiones de habla infantil en neerlandés procedentes de la base de datos CHILDES: 82 de menores con desarrollo típico y 60 de niños con desarrollo atípico, incluyendo síndrome de Down, discapacidad auditiva y trastorno específico del lenguaje.
Para estudiar estas conversaciones, el equipo analizó la sintaxis de cada frase mediante árboles de dependencias, que muestran cómo se conectan las palabras entre sí. Después, fusionó los árboles de cada sesión en una "red sintáctica": una representación matemática en la que cada palabra funciona como un nodo y cada relación sintáctica como un enlace.
"Cada sesión fue transformada en una red sintáctica y caracterizada mediante 18 propiedades, como la cantidad de vocabulario, el número de conexiones, la presencia de ciclos o la similitud entre palabras", comenta Víctor M. Eguíluz, investigador del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB) que ha participado en el estudio.
Una transición marcada alrededor de los dos años
Con estas medidas, el equipo investigador construyó un espacio matemático en el que cada punto representa la estructura sintáctica producida por un niño en una sesión. En ese espacio, las redes de los menores no aparecen dispersas al azar, sino que siguen una trayectoria ordenada de maduración.
El análisis revela que la organización sintáctica se vuelve más compleja con el tiempo y experimenta una transición brusca alrededor de los dos años y dos meses. En ese periodo, las redes pasan de estructuras más sencillas, parecidas a árboles o cadenas, a configuraciones más densas y conectadas, con núcleos sintácticos y ciclos que reflejan una mayor capacidad combinatoria. En términos lingüísticos, las palabras empiezan a participar en más (y más diversas) relaciones sintácticas.
"Este salto recuerda a una transición de fase, como cuando el agua se congela de golpe al cruzar los cero grados: la red sintáctica se mantiene relativamente estable hasta que supera un umbral y reorganiza su estructura de forma abrupta", comenta Luís F. Seoane, investigador principal del BIT-Lab en el IBE (CSIC-UPF) y co-líder del estudio.
La sintaxis infantil sigue una trayectoria común
El estudio también compara esta trayectoria con la de niños y niñas con desarrollo atípico, en particular con síndrome de Down, discapacidad auditiva o trastorno específico del lenguaje. Los resultados muestran que sus redes sintácticas tienden a alinearse con el mismo recorrido observado en el desarrollo típico, aunque a menudo no alcanzan las fases finales del proceso.
"Los datos muestran que la progresión de la sintaxis puede detenerse antes de completar esa transición en menores con desarrollo atípico, incluso si su edad es mayor", explica Lluís Barceló-Coblijn, investigador del IdISBa y primer autor del estudio. "Este 'estancamiento' a lo largo de una ruta común sugiere que la maduración del lenguaje sigue un patrón compartido, pero que ciertas condiciones clínicas pueden dificultar el paso clave final", añade.
El estudio podría contribuir en el futuro al desarrollo de nuevas herramientas para caracterizar trayectorias lingüísticas en contextos clínicos. El equipo advierte, sin embargo, que será necesario ampliar el análisis a más idiomas, contextos sociales y poblaciones pediátricas, así como validar el método en estudios clínicos específicos.
Una nueva vía para estudiar la evolución del lenguaje
Este mapa matemático del desarrollo lingüístico temprano permite al equipo participar en un debate histórico: cómo la adquisición de la sintaxis en la primera infancia puede arrojar luz sobre el origen y la evolución del lenguaje humano.
"Observamos una estructura definida, con fases y saltos abruptos, que podría ofrecer pistas sobre la evolución del lenguaje. Del mismo modo que el desarrollo embrionario conserva huellas de nuestra historia evolutiva, especulamos que algunas etapas tempranas del desarrollo lingüístico podrían ayudarnos a entender posibles formas ancestrales de uso de la lengua", apunta Seoane.
Aunque el lenguaje no deja fósiles, el equipo plantea que algunas fases de su adquisición podrían actuar como una ventana a etapas anteriores de su evolución. Esta aproximación abre la posibilidad a estudiar el desarrollo lingüístico infantil no solo como un proceso de aprendizaje individual, sino también como una vía para explorar cómo pudo emerger y organizarse la capacidad lingüística humana.
Imagen: Luis F. Seoane.
Artículo referenciado: Transitions between discrete developmental stages during language acquisition through syntax network morphospace; Physical Review Research 8, 023174 (2026); Lluís Barceló-Coblijn , Víctor M. Eguíluz y Luís F. Seoane.
Sobre el Instituto de Biología Evolutiva (IBE: CSIC-Universitat Pompeu Fabra): El Instituto de Biología Evolutiva (IBE) es un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), establecido en 2008 en Barcelona. El IBE se dedica a comprender los mecanismos evolutivos que generan y mantienen la biodiversidad, con el potencial de impulsar estrategias para la conservación de las especies. Cuenta con un equipo científico colaborativo y multidisciplinario que se mantiene a la vanguardia de los avances científicos y técnicos. Para cumplir su misión, el IBE lleva a cabo investigaciones innovadoras que abarcan la ciencia genómica, el análisis de ADN antiguo, la dinámica de poblaciones, las redes complejas y la inteligencia artificial. El IBE está al servicio de la sociedad, con el objetivo final de promover el bienestar planetario a través de su investigación de frontera, y también de informar a la ciudadanía sobre sus avances científicos hacia este objetivo global.
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