Broca estudia a pacientes con afasia y descubre que una lesión en el área frontal izquierda del cerebro afecta la capacidad de hablar. Su caso más famoso fue el de «Tan», un paciente que solo podía pronunciar la sílaba «tan» pero cuya comprensión permanecía intacta. Este descubrimiento estableció por primera vez una relación directa entre una función cognitiva específica y una región cerebral concreta, sentando las bases para la localización de funciones cerebrales. El trabajo de Broca no solo identificó un área crucial para el lenguaje, sino que también introdujo el método de lesión correlacional como herramienta fundamental para estudiar las funciones cerebrales.

Lichtheim propuso un modelo que incluía centros para los conceptos (imágenes mentales), las imágenes auditivas de las palabras (área de Wernicke) y las imágenes motoras del habla (área de Broca), conectados por vías específicas. Su modelo permitía predecir diferentes tipos de afasias según qué centro o vía estuviera dañado, estableciendo una clasificación sistemática que influyó en el estudio de los trastornos del lenguaje durante décadas. Este enfoque conexionista temprano sentó las bases para modelos posteriores más complejos del procesamiento lingüístico.

El modelo de Geschwind, conocido como el modelo de Wernicke-Geschwind, describía un circuito que incluía no solo las áreas de Broca y Wernicke, sino también regiones parietales, temporales y occipitales. Este modelo explicaba cómo se procesa el lenguaje desde la percepción auditiva hasta la producción del habla, pasando por la comprensión y la formulación de conceptos. Aunque posteriormente se demostró que el modelo era demasiado simplista, influyó enormemente en la neuropsicología del lenguaje y sentó las bases para enfoques más modernos que consideran el lenguaje como una función en red distribuida.

Fodor argumentó que la mente contiene módulos de procesamiento de información encapsulados, específicos del dominio y con bases neurales distintas. El lenguaje, según Fodor, sería uno de estos módulos centrales. Esta teoría proporcionó un marco teórico para entender por qué ciertas capacidades lingüísticas podían estar selectivamente dañadas tras lesiones cerebrales. Aunque posteriormente se ha criticado su visión excesivamente modular, la teoría de Fodor estimuló numerosas investigaciones sobre la especialización funcional en el cerebro y la arquitectura cognitiva del lenguaje.

El modelo de Dell describía el procesamiento del lenguaje como un sistema de activación propagada a través de redes de nodos interconectados, representando diferentes niveles lingüísticos (semántico, léxico, fonológico). Este modelo explicaba cómo se producen los errores del habla como resultado de la activación parcial o incorrecta de nodos en la red. A diferencia de los modelos secuenciales anteriores, el modelo de Dell proponía un procesamiento interactivo donde diferentes niveles pueden influirse mutuamente. Este enfoque conexionista proporcionó un marco computacional para entender la producción del lenguaje y sus errores, influyendo en modelos posteriores más sofisticados.

Utilizando estimulación magnética transcraneal (TMS), Pascual-Leone demostró que las áreas cerebrales relacionadas con el lenguaje pueden reorganizarse funcionalmente. Sus estudios mostraron cómo el aprendizaje de una segunda lengua modifica la representación cortical del lenguaje y cómo el cerebro puede compensar lesiones mediante la reorganización funcional. Este trabajo revolucionó la comprensión de la plasticidad cerebral en el dominio lingüístico, demostrando que las áreas del lenguaje no son estáticas sino que pueden modificarse con la experiencia, el aprendizaje y tras lesiones. Estos hallazgos tuvieron implicaciones importantes para la rehabilitación de pacientes con afasia y para la comprensión de los mecanismos neurales del bilingüismo.

Según Ullman, el sistema declarativo (basado principalmente en el lóbulo temporal medial) se especializaría en el léxico y la memoria de hechos, mientras que el sistema procedural (basado en ganglios basales, corteza frontal y parietal) se encargaría de la gramática y la combinatoria sintáctica. Este modelo explicaba por qué ciertos trastornos del lenguaje afectan selectivamente diferentes aspectos lingüísticos y por qué algunas funciones se recuperan mejor que otras tras lesiones cerebrales. La teoría de Ullman integraba evidencia de trastornos del desarrollo como la dislexia y el trastorno específico del lenguaje, así como de afasias adquiridas, proporcionando un marco unificador para entender la organización neurobiológica del lenguaje.

Estudios con electroencefalografía demostraron que el cerebro genera predicciones sobre las palabras venideras durante la lectura o escucha del lenguaje. Cuando estas predicciones se cumplen, el procesamiento es más eficiente; cuando no, se generan señales de error como el componente N400. Esta teoría del procesamiento predictivo sugiere que la comprensión del lenguaje no es un proceso pasivo sino activo, donde el cerebro constantemente anticipa información basándose en el contexto. Este enfoque ha revolucionado la comprensión de cómo procesamos el lenguaje en tiempo real y ha tenido implicaciones para entender la rapidez y eficiencia del procesamiento lingüístico humano.

Modelos como BERT y GPT demuestran capacidades lingüísticas que antes se consideraban exclusivamente humanas, generando debates sobre la naturaleza del procesamiento del lenguaje. Algunos investigadores proponen que estos modelos pueden servir como análogos computacionales del procesamiento humano, permitiendo probar hipótesis sobre representaciones lingüísticas. Otros argumentan que, a pesar de sus impresionantes capacidades, estos modelos carecen de la comprensión semántica y la base de conocimiento del procesamiento humano. Esta línea de investigación ha revitalizado debates fundamentales sobre la naturaleza del lenguaje y su relación con el pensamiento, abriendo nuevas vías para investigar la cognición lingüística desde una perspectiva computacional.

Investigaciones demuestran que áreas tradicionalmente consideradas no lingüísticas, como las cortezas sensoriales y motoras, se activan durante el procesamiento del lenguaje. Esta teoría de la «comprensión encarnada» sugiere que entendemos el lenguaje mediante la simulación de experiencias sensoriales y motoras. Estudios con resonancia magnética funcional muestran que palabras relacionadas con acciones activan cortezas motoras, mientras que palabras relacionadas con olores activan áreas olfativas. Este enfoque multimodal está transformando nuestra comprensión de la semántica y cómo el cerebro representa el significado, sugiriendo que el lenguaje está intrínsecamente conectado con nuestra experiencia corporal y perceptual del mundo.

Investigadores como Edward Chang y su equipo han desarrollado sistemas que decodizen actividad cerebral relacionada con el habla y la convierten en texto o voz sintética. Estos sistemas utilizan electrodos implantados en áreas del lenguaje para capturar patrones de actividad neuronal asociados con la intención de hablar. Aunque todavía en etapas experimentales, estas tecnologías ofrecen esperanza para personas con condiciones como el síndrome de enclaustramiento o parálisis severa. Además, estos avances están proporcionando conocimientos sin precedentes sobre cómo el cerebro codifica y procesa el lenguaje, abriendo nuevas fronteras tanto en la aplicación clínica como en la investigación básica de la neurolingüística.