Los datos obtenidos con las técnicas de neuroimagen y con los estudios de pacientes con lesión cerebral parecen indicar que las redes con información semántica se extienden por amplias zonas del cerebro, incluyendo los lóbulos temporales, parietales y frontales.
Cada vez hay mayor consenso en que las zonas corticales (zona inferior del lóbulo frontal izquierdo, zona temporoparietal izquierda, zonas temporales inferior y media de ambos hemisferios) unidas por el fascículo anterior son responsables del procesamiento conceptual.
Según la teoría de la percepción-acción, los conceptos se forman cuando la persona percibe un estímulo y realiza la acción correspondiente a ese estímulo, dado que las neuronas perceptivas se conectan con neuronas motoras formando una nueva red, circuito o asamblea de neuronas.
Las teorías corpóreas (embodied) postulan diferentes distribuciones de los conceptos por el cerebro en función de las características perceptivas y motoras de los conceptos.
Los estudios de neuroimagen muestran gran activación en las áreas occipitales y temporal inferior mientras los sujetos procesan estímulos cuyos rasgos son principalmente visuales, en cambio cuando procesan estímulos relacionados con acciones, se produce gran activación en la corteza frontal inferior, principalmente en el área premotora.
Algunos conceptos destacan por sus rasgos táctiles y activan la zona sensoriomotora, otros por los rasgos sonoros y activan la auditiva, otros, en fin por los rasgos olfativos y activan la zona olfativa.
Algunas lesiones subcorticales producen trastornos lingüísticos, como sucede con enfermos de Parkinson que ponen de manifiesto que las palabras con contenido emocional parecen depender de circuitos que se extienden por esas áreas subcorticales, principalmente por el sistema límbico responsable de las emociones.
En cuanto a los conceptos abstractos, las teorías corpóreas postulan que se producen a partir de rasgos comunes a los conceptos concretos, lo que explica que unos conceptos sean más típicos que otros.
No obstante, el hecho de que algunas áreas participen en el procesamiento de un concepto no significa que sean responsables del conocimiento conceptual pudiendo intervenir en el acceso, o en momentos los posteriores al propio acceso (Epifenómenos, Mahon y Caramazza). Algunos autores hablan de dos componentes en el procesamiento semántico: el conocimiento conceptual y los mecanismos ejecutivos responsables del acceso a ese conocimiento.
Una teoría reciente defendida por Patterson, Néstor y Rogers, denominada teoría hub o centro de actividad, sostiene que las redes neuronales correspondientes a los distintos conceptos, además de distribuirse por las áreas perceptivas y motoras, también se extienden, por una zona del cerebro responsable del conocimiento conceptual puro independiente de la modalidad sensorial, ya que los conceptos son, entidades abstractas, a los que se puede acceder desde distintas modalidades sensoriales.
No obstante, cuando a causa de una lesión cerebral se dañan algunos conceptos, los pacientes no pueden recuperarlos por ninguna de las modalidades sensoriales.
Damasio habla de zonas de convergencia, lugares donde convergen informaciones sensoriales diferentes.
La teoría hub postula una zona amodal, situada en la parte anterior de los lóbulos temporales, un centro distribuidor de actividad donde están representados todos los conceptos, sea cual fuere la categoría semántica a la que pertenezcan y sean cuales fueren los rasgos perceptivos más destacados, de forma que una lesión en esta zona produciría una alteración semántica con independencia de la modalidad perceptiva en que se presente y de la modalidad de respuesta que se le pida.
Los resultados del estudio de Jefferies y Lambon Ralph, indican que los pacientes con demencia semántica, a causa de la atrofia cerebral que sufren en los lóbulos temporales, van perdiendo los conceptos, comenzando por los menos familiares, de ahí el efecto de la familiaridad. Una vez que han perdido un concepto no pueden procesarlo correctamente, con independencia de la tarea que se realice, ni con ayudas de claves fonológicas, porque no disponen de él, mientras que, los pacientes afásicos siguen disponiendo de los conceptos, pero no consiguen acceder, existiendo poca consistencia entre los ítems, dependiendo de la tarea y del estado de activación del propio paciente donde las claves fonológicas son de gran ayuda permiten la recuperación del concepto.
Los resultados apoyan la hipótesis de que la zona anterior de los dos lóbulos temporales es la base neurológica del sistema semántico.
De esta forma, los pacientes con demencia semántica conservan perfectamente los recuerdos episódicos y tienen un lenguaje gramaticalmente correcto, aunque vacío de contenido por sus problemas semánticos.
Incluso en las personas sanas a las que se les genera una “lesión virtual”, inhibiendo la actividad del lóbulo temporal anterior mediante estimulación magnética transcraneal repetitiva, se producen momentáneamente pérdidas de información conceptual o semántica.