Neurosciences

Ils essaient de percer les mystères de notre langage intérieur

uc, ats

12.1.2022 - 13:06

Des chercheurs genevois sont parvenus à identifier certains signaux produits par le cerveau lorsque l'on se parle à soi-même. Ces résultats, publiés dans la revue Nature Communications, ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement d'interfaces destinées aux personnes souffrant d'aphasie, par exemple.

Pour parvenir à percevoir les signaux neuronaux de cette parole bien particulière, l'équipe de l'UNIGE s'est basée sur un panel de treize patients hospitalisés, en collaboration avec deux hôpitaux américains. Elle a collecté des données grâce à des électrodes directement implantées dans leur cerveau, un dispositif déployé à l'origine pour évaluer leur trouble épileptique. (image d'illustration)
Pour parvenir à percevoir les signaux neuronaux de cette parole bien particulière, l'équipe de l'UNIGE s'est basée sur un panel de treize patients hospitalisés, en collaboration avec deux hôpitaux américains. Elle a collecté des données grâce à des électrodes directement implantées dans leur cerveau, un dispositif déployé à l'origine pour évaluer leur trouble épileptique. (image d'illustration)
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uc, ats

12.1.2022 - 13:06

Pour qu'un individu puisse s'exprimer, différentes zones de son cerveau doivent s'activer. Ces régions peuvent cependant être sérieusement endommagées, à la suite d'une atteinte du système nerveux, a indiqué mercredi l'Université de Genève (UNIGE) dans un communiqué.

Par exemple, la sclérose latérale amyotrophique (ou maladie de Charcot) peut paralyser complètement les muscles qui servent à parler. Dans d'autres cas, suite à un AVC, ce sont les aires du cerveau responsables du langage qui sont atteintes: on parle alors d'aphasie. Souvent, l'aptitude des patients à imaginer des mots et des phrases demeure en partie fonctionnelle.

Parvenir à décoder notre parole interne présente donc un grand intérêt. Mais la tâche est loin d'être aisée, comme l'explique Timothée Proix, collaborateur scientifique au Département des neurosciences fondamentales de l'UNIGE: «Plusieurs recherches ont été menées sur le décodage du langage parlé mais beaucoup moins sur le décodage de la parole imaginée».

«Dans ce dernier cas, les signaux neuronaux associés sont faibles et variables par rapport à la parole explicite. Ils sont donc difficiles à décoder par des algorithmes d'apprentissage», ajoute le spécialiste, cité dans le communiqué

Une parole bien cachée

Lorsqu'une personne s'exprime à haute voix, elle produit des sons qui sont émis à certains instants précis. Les chercheurs peuvent mettre en relation ces éléments tangibles avec les régions cérébrales sollicitées.

Dans le cas de la parole imaginée, les scientifiques n'ont aucune information sur le séquençage et le tempo des mots ou des phrases formulés à l'interne par l'individu. Quant aux zones alors recrutées dans le cerveau, elles sont également moins nombreuses et moins actives.

Pour parvenir à percevoir les signaux neuronaux de cette parole bien particulière, l'équipe de l'UNIGE s'est basée sur un panel de treize patients hospitalisés, en collaboration avec deux hôpitaux américains. Elle a collecté des données grâce à des électrodes directement implantées dans leur cerveau, un dispositif déployé à l'origine pour évaluer leur trouble épileptique.

«Nous avons demandé à ces personnes de prononcer des mots puis de les imaginer. À chaque fois, nous avons passé en revue plusieurs bandes de fréquences de l'activité cérébrale connues pour être impliquées dans le langage», explique Anne-Lise Giraud, professeure au Département des neurosciences fondamentales de l'UNIGE, et nouvellement directrice de l'Institut de l'Audition à Paris.

La bonne fréquence

Concrètement, les chercheurs ont observé plusieurs types de fréquences produites par différentes zones cérébrales. Les oscillations thêta (4-8Hz) correspondent au rythme moyen d'élocution des syllabes. Les fréquences gamma (25-35Hz) sont observées dans les zones du cerveau où se forment les phonèmes (voyelles ou consonnes, notamment).

Les ondes bêta (12-18Hz) sont quant à elles relatives aux régions cognitivement plus performantes, par exemple pour anticiper et prédire l'évolution d'une conversation. Enfin, les hautes fréquences à large bande (80-150Hz) sont celles que l'on observe lorsqu'une personne s'exprime oralement, détaille Pierre Mégevand, professeur assistant à l'UNIGE et médecin adjoint agrégé aux Hôpitaux universitaires de Genève (HUG).

Les scientifiques ont ainsi pu montrer que les fréquences basses et le couplage entre certaines fréquences (bêta et gamma notamment) contiennent des informations essentielles pour le décodage de la parole imaginée.

Cortex temporal

Leur recherche révèle également que le cortex temporal est une zone importante pour décrypter la parole interne. Située dans la partie latérale gauche du cerveau, celui-ci intervient dans le traitement des informations relatives à l'audition et la mémoire, mais elle abrite surtout une partie de l'aire de Wernicke, responsable de la perception des mots et des symboles du langage.

Ces résultats constituent une avancée majeure dans la reconstruction de la parole à partir de l'activité neuronale, même si l'on est encore très loin de pouvoir décoder le langage imaginé, conclut l'équipe de recherche.

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