El análisis de redes complejas visualiza cómo los niños adquieren el lenguaje

Aprender a hablar es un proceso sumamente complejo. A medida que surgen las primeras palabras y las oraciones se alargan, el lenguaje mismo se reorganiza y madura. Esta es la premisa detrás de un enfoque matemático propuesto por primera vez hace 20 años en el Instituto de Biología Evolutiva (IBE) , un centro conjunto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF).

Un equipo de investigación liderado por el IBE (CSIC-UPF) y el Instituto de Investigación Sanitaria de las Islas Baleares (IdISBa), con la participación del IFISC (CSIC-UIB), ha desarrollado un método cuantitativo para estudiar la evolución de la sintaxis durante la adquisición del lenguaje. Mediante redes matemáticas construidas a partir del habla infantil, el equipo identificó una transición abrupta alrededor de los dos años de edad y examinó la posición de los niños con desarrollo típico y atípico en esta trayectoria. 

Desde las conversaciones infantiles hasta las redes sintácticas 

El estudio analiza 142 sesiones de habla infantil en neerlandés procedentes de la base de datos CHILDES: 82 de ellas con niños con desarrollo típico y 60 con niños con desarrollo atípico, incluidos aquellos con síndrome de Down, discapacidad auditiva y trastorno específico del lenguaje. 

Para estudiar estas conversaciones, el equipo analizó la sintaxis de cada oración mediante árboles de dependencia, que muestran cómo se conectan las palabras entre sí. Posteriormente, los investigadores fusionaron los árboles de cada sesión en una “red sintáctica”: una representación matemática en la que cada palabra actúa como un nodo y cada relación sintáctica como un enlace. 

“Cada sesión se transformó en una red sintáctica y se caracterizó utilizando 18 propiedades, entre ellas el tamaño del vocabulario, el número de conexiones, la presencia de ciclos y la similitud entre palabras”, afirma Víctor M. Eguíluz , investigador del Instituto de Física Interdisciplinaria y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB) que participó en el estudio. 

Una marcada transición alrededor de los dos años de edad

Utilizando estas mediciones, el equipo de investigación construyó un espacio matemático en el que cada punto representa la estructura sintáctica producida por un niño durante una sesión. Dentro de este espacio, las redes neuronales de los niños no se encuentran dispersas al azar, sino que siguen una trayectoria de desarrollo ordenada. 

El análisis revela que la organización sintáctica se vuelve más compleja con el tiempo y experimenta una transición repentina alrededor de los dos años y dos meses de edad. Durante este período, las redes pasan de estructuras más simples, parecidas a árboles o cadenas, a configuraciones más densas e interconectadas, con núcleos y ciclos sintácticos que reflejan una mayor capacidad combinatoria. En términos lingüísticos, las palabras comienzan a participar en un mayor número y variedad de relaciones sintácticas. 

“Este salto se asemeja a una transición de fase, como cuando el agua se congela repentinamente al cruzar los cero grados: la red sintáctica permanece relativamente estable hasta que supera un umbral y reorganiza abruptamente su estructura”, afirma Luís F. Seoane , investigador principal del BIT-Lab del IBE (CSIC-UPF) y colíder del estudio. 

El salto hacia la sintaxis compleja: Las conversaciones infantiles pueden transformarse en redes matemáticas que revelan la maduración de la sintaxis. La figura muestra una trayectoria común de adquisición del lenguaje, desde estructuras simples e inmaduras (pico izquierdo) hasta redes más complejas e interconectadas (pico derecho), con una transición abrupta alrededor de los 2 años y 2 meses de edad. Los niños con diferentes trastornos del lenguaje tienden a seguir la misma trayectoria, aunque pueden experimentar dificultades para completar esta transición. Crédito: Luis F. Seoane.

La sintaxis infantil sigue una trayectoria común

El estudio también compara esta trayectoria con la de niños con desarrollo atípico, en particular aquellos con síndrome de Down, discapacidad auditiva o trastorno específico del lenguaje. Los resultados muestran que sus redes sintácticas tienden a seguir la misma trayectoria observada en el desarrollo típico, aunque a menudo no alcanzan las etapas finales del proceso. 

«Los datos muestran que el desarrollo sintáctico puede estancarse antes de que se complete esta transición en niños con desarrollo atípico, incluso cuando son mayores», explica Lluís Barceló-Coblijn , investigador del IdISBa y primer autor del estudio. «Este «estancamiento» a lo largo de una vía común sugiere que la maduración del lenguaje sigue un patrón compartido, pero que ciertas afecciones clínicas pueden obstaculizar el paso final clave», añade. 

En el futuro, el estudio podría contribuir al desarrollo de nuevas herramientas para caracterizar las trayectorias lingüísticas en entornos clínicos. Sin embargo, el equipo advierte que el análisis deberá ampliarse a otros idiomas, contextos sociales y poblaciones pediátricas, y que el método debe validarse en estudios clínicos específicos. 

Una nueva vía para estudiar la evolución del lenguaje 

Este mapa matemático del desarrollo temprano del lenguaje permite al equipo contribuir a un debate de larga data: cómo la adquisición de la sintaxis en la primera infancia podría arrojar luz sobre el origen y la evolución del lenguaje humano. 

“Observamos una estructura bien definida, con etapas y saltos abruptos, que podría ofrecer pistas sobre la evolución del lenguaje. Del mismo modo que el desarrollo embrionario conserva vestigios de nuestra historia evolutiva, especulamos que algunas etapas tempranas del desarrollo del lenguaje podrían ayudarnos a comprender posibles formas ancestrales de uso del lenguaje”, señala Seoane. 

Aunque el lenguaje no deja huellas, el equipo sugiere que algunas etapas de su adquisición podrían ofrecer una perspectiva de fases anteriores de su evolución. Este enfoque permite estudiar el desarrollo del lenguaje infantil no solo como un proceso de aprendizaje individual, sino también como un medio para explorar cómo pudo haber surgido y organizado la capacidad humana para el lenguaje. 

Artículo de referencia: 

Transiciones entre etapas discretas del desarrollo durante la adquisición del lenguaje a través del morfoespacio de la red sintáctica; Physical Review Research 8, 023174 (2026); Lluís Barceló-Coblijn, Víctor M. Eguíluz y Luís F. Seoane.