Une nouvelle recherche montre comment le cerveau traite le langage
Les progrès de l'imagerie cérébrale au cours des 10 dernières années ont révélé que des tâches cognitives très complexes telles que le traitement du langage reposent non seulement sur des régions particulières du cortex cérébral, mais également sur les voies de fibres de la substance blanche qui les relient.
«Avec cette nouvelle technologie, les scientifiques ont commencé à se rendre compte que dans le réseau linguistique, il y avait beaucoup plus de voies de connexion que nous ne le pensions», a déclaré Stephen Wilson, qui a récemment rejoint le département des sciences de la parole, du langage et de l'audition de l'Université de l'Arizona en tant que maître assistant.
"Ils sont susceptibles d'avoir des fonctions différentes car le cerveau n'est pas seulement un conglomérat homogène de cellules, mais il n'y a pas eu beaucoup de preuves sur le type d'informations transportées sur les différentes voies."
En collaboration avec ses collègues de l'Université d'Airzona, le département de neurologie de l'Université de Californie à San Francisco et l'Institut scientifique et hôpital universitaire San Raffaele de Milan, en Italie, Wilson a découvert que non seulement les voies de connexion sont importantes pour traitement du langage, mais ils se spécialisent dans différentes tâches.
Deux zones cérébrales appelées la région de Broca et la région de Wernicke sont les principaux centres informatiques sous-jacents au traitement du langage, avec des faisceaux denses de fibres nerveuses reliant les deux. Mais alors que l'on savait que Broca et Wernicke sont reliés par deux voies de matière blanche - une supérieure et une inférieure - la plupart des recherches se sont concentrées sur les cellules nerveuses regroupées à l'intérieur des deux régions de traitement du langage elles-mêmes.
Travaillant avec des patients souffrant de troubles du langage dus à diverses maladies neurodégénératives, les chercheurs ont utilisé l'imagerie cérébrale et des tests de langage pour comprendre les rôles joués par les deux voies. Leurs résultats sont publiés dans un numéro récent de la revue scientifique Neuron.
«Si vous avez des dommages à la voie inférieure, vous avez des dommages au lexique et à la sémantique», a déclaré Wilson. «Vous oubliez le nom des choses, vous oubliez le sens des mots. Mais étonnamment, vous êtes extrêmement doué pour construire des phrases. "
«Avec des dommages à la voie supérieure, le contraire est vrai - les patients nomment assez bien les choses, ils connaissent les mots, ils peuvent les comprendre, ils peuvent s'en souvenir, mais quand il s'agit de comprendre le sens d'une phrase complexe, ils sont va échouer.
L'étude marque la première fois qu'il a été montré que les tractus supérieur et inférieur jouent des rôles fonctionnels distincts dans le traitement du langage, écrivent les auteurs.
Contrairement à de nombreuses autres études portant sur les troubles du langage acquis, appelés aphasies et généralement causés par des lésions cérébrales, l’équipe de Wilson a eu l’opportunité d’étudier des patients présentant des lésions cérébrales très spécifiques et variables.
«La plupart des aphasies sont causées par des accidents vasculaires cérébraux, et la plupart des accidents vasculaires cérébraux qui affectent les régions du langage affecteront probablement les deux voies», a déclaré Wilson. «En revanche, les patients atteints d'aphasies progressives avec lesquels nous avons travaillé avaient des maladies neurodégénératives très rares et très spécifiques qui ciblent sélectivement différentes régions du cerveau, ce qui nous permet de distinguer les contributions des deux voies.
Pour savoir lequel des deux faisceaux de fibres nerveuses fait quoi dans le traitement du langage, l'équipe a combiné une technologie d'imagerie cérébrale par résonance magnétique pour visualiser les zones endommagées et des tâches d'évaluation du langage testant la capacité des participants à comprendre et à produire des phrases.
«Nous donnerions aux participants à l'étude un bref scénario et leur demanderions de le compléter avec ce qui vient naturellement», a déclaré Wilson. «Par exemple, si je vous disais:« Un homme marchait le long de la voie ferrée. Il n’a pas entendu le train arriver. Qu'est-il arrivé à l'homme? »Habituellement, vous diriez:« Il a été heurté par le train », ou quelque chose du genre. Mais un patient dont la voie supérieure est endommagée pourrait dire quelque chose comme «train, mec, frappe». Nous avons constaté que la voie inférieure a une fonction complètement différente, qui est au sens de mots simples. »
Pour tester la compréhension de la signification d'une phrase, les chercheurs ont présenté au patient une phrase comme «La fille qui pousse le garçon est verte», puis ont demandé laquelle des deux images représentait ce scénario avec précision.
«Une photo montrerait une fille verte poussant un garçon, et l'autre montrerait une fille poussant un garçon vert», a déclaré Wilson. «Les couleurs seront les mêmes, les agents seront les mêmes et l'action est la même. La seule différence est, à quel acteur la couleur s'applique-t-elle? »
«Ceux qui n'ont que des dommages de voie inférieurs s'en tirent très bien, ce qui montre que les dommages à cette voie n'interfèrent pas avec votre capacité à utiliser les petits mots fonctionnels ou les terminaisons fonctionnelles des mots pour comprendre les relations entre les mots dans un phrase."
Wilson a déclaré que la plupart des études précédentes liant la neurodégénérescence de régions spécifiques à des déficits cognitifs se sont concentrées sur les dommages causés à la matière grise, plutôt que sur la substance blanche qui relie les régions les unes aux autres.
«Notre étude montre que les déficits dans la capacité de traiter les phrases sont au-dessus et au-delà de tout ce qui pourrait être expliqué par la seule perte de matière grise», a ajouté Wilson. «C'est la première étude à montrer que les dommages à une voie principale plus qu'à l'autre voie majeure sont associés à un déficit spécifique dans un aspect de la langue.
Source: Université de l'Arizona
