Comment le cerveau produit le langage

De la pensée à la parole, quel est le trajet des mots dans notre cerveau ? En détaillant ce processus, une équipe américaine remet en perspective le rôle attribué à l’aire de Broca.


Lorsque nous parlons, trois grandes fonctions cognitives sont mobilisées : la mémoire des mots et des représentations mentales qui leur sont associées, la connaissance de la grammaire, enfin la capacité à produire des sons de manière organisée. Depuis la seconde moitié du XIXe siècle, on pense que ces opérations sont traitées principalement par l’aire de Broca, dans le cortex frontal, et dans une moindre mesure par l’aire de Wernicke, située plus en arrière et spécialisée dans la compréhension des mots. Mais comment se déroule le processus ? C’est ce que viennent de préciser Ned Sahin, de l’université de Californie à San Diego, et ses collègues.

Afin d’obtenir une haute résolution spatiale et temporelle, ils ont utilisé la technique de l’électrophysiologie chez trois patients atteints d’épilepsie. Lors d’une opération chirurgicale destinée à identifier la zone responsable des crises, ils ont placé des électrodes dans l’aire de Broca pour y enregistrer l’activité électrique des neurones.

Produire un mot. Restait à isoler chacune des trois opérations aboutissant à la production du langage. Pour cela, les neurologues ont placé les patients devant un écran sur lequel apparaissait un verbe ou un nom. Ils leur ont demandé tout d’abord de répéter ce mot en silence, puis de l’accorder ou de le conjuguer dans une phrase donnée. Ils ont ainsi distingué la phase lexicale de la phase grammaticale. Ensuite, pour la phonologie, deux cas de figure se présentaient : le mot décliné se prononçait comme dans sa forme initiale - par exemple le verbe walk dans la phrase Every day they walk -, ou sa prononciation était différente - comme dans Yesterday they walked. Dans ce second cas, l’organisation des phonèmes demandait un effort supplémentaire au cerveau, ce qui permettait de faire ressortir l’aspect phonologique du processus.

Quelle a été l’activité dans l’aire de Broca pendant ces tâches ? L’enregistrement révèle la présence de trois pics d’intensité de l’influx nerveux à 200, 320 et 450 millisecondes après l’apparition du mot sur l’écran. Le premier pic correspond à la phase lexicale. Il survient en effet au moment où l’aire de Broca se synchronise avec la zone cérébrale dédiée à la reconnaissance visuelle des mots, située dans le cortex temporal inférieur.

Le second pic correspond à l’étape grammaticale : il est plus important lorsque le patient accorde le nom ou conjugue le verbe. Enfin, le dernier pic représente l’étape phonologique : son amplitude est plus grande quand le mot décliné a une prononciation différente de sa forme initiale. Par ailleurs, ces trois pics d’activité surviennent dans des zones distinctes de l’aire Broca, distantes de quelques millimètres.

Traitement cérébral. « C’est la première fois que l’on décrit aussi finement le traitement cérébral du langage, explique Franck-Emmanuel Roux, neurochirurgien à l’hôpital Purpan de Toulouse. Les résultats montrent que c’est un processus très parcellisé, dont les étapes sont clairement séparées dans le temps et l’espace. » L’étude précise aussi la fonction de l’aire de Broca. « Son rôle est plus large qu’on le pensait : elle prend également en charge certains aspects lexicaux attribués auparavant à l’aire de Wernicke. »

Jacques Abadie