Le centre cérébral du langage a de multiples rôles : est-ce la fin de l’aire de Broca ?

Le centre cérébral du langage a de multiples rôles : est-ce la fin de l’aire de Broca ?

Le centre cérébral du langage a de multiples rôles : est-ce la fin de l’aire de Broca ? 1000 714 Sébastien BAGES

Un siècle et demi plus tôt, le médecin français Pierre Paul Broca a constaté que les patients avec des dommages à une partie du lobe frontal du cerveau étaient incapables de parler plus que quelques mots. Plus tard, surnommée l’aire de Broca, cette région est considérée comme essentielle à la production de la parole et de certains aspects de la compréhension du langage.


Toutefois, ces dernières années, les neuroscientifiques ont observé dans l’aire de Broca une activité lorsque des personnes effectuent des tâches cognitives qui n’ont rien à voir avec la langue, comme la résolution de problèmes mathématiques ou l’enregistrement d’informations dans la mémoire. Ces résultats ont suscité un débat quant à savoir si l’aire de Broca est spécifique à la langue ou joue un rôle plus général dans la cognition.

Une nouvelle étude du MIT peut aider à résoudre cette question de longue date. Les chercheurs, menés par Nancy Kanwisher, la professeure du département Walter A. Rosenblith of Cognitive Neuroscience, a constaté que l’aire de Broca est en fait constitué de deux sous-unités distinctes. L’une d’entre elles porte sélectivement sur ​​le traitement du langage, tandis que l’autre fait partie d’un réseau global qui semble agir comme une unité centrale de traitement pour les fonctions cognitives générales.

« Je pense que nous avons montré d’une façon assez convaincante qu’il y a deux zones distinctes qu’il ne faut pas traiter comme une seule région, et peut-être que nous ne devrions même pas parler de ‘l’aire de Broca’, car ce n’est pas une unité fonctionnelle », a expliqué Evelina Fedorenko, chercheuse dans le laboratoire de Kanwisher et principale auteure de la nouvelle étude, qui a récemment paru dans la revue Current Biology.

Kanwisher et Fedorenko sont membres du département sur le cerveau et des sciences cognitives du MIT et de l’Institut pour la Recherche sur le cerveau à McGovern. John Duncan, professeur de neurosciences à la Cognition and Brain Sciences Unit du Medical Research Council du Royaume-Uni, est aussi un auteur de l’article.

 

Un rôle généraliste

L’aire de Broca est située dans le cortex frontal inférieur gauche, au-dessus et derrière l’œil gauche. Pour cette étude, les chercheurs ont tenté de cerner les fonctions des sections distinctes de l’aire de Broca, en scannant les sujets grâce à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) tout en les faisant exécuter une variété de tâches cognitives.

Pour localiser la zone sélective du langage, les chercheurs ont demandé aux sujets de lire soit des phrases significatives ou des suites non-cohérentes de mots. Un sous-ensemble de l’aire de Broca s’est éclairé plus intensément lorsque les sujets ont traité des phrases significatives, que lorsqu’ils ont eu à interpréter des suites non-cohérentes de mots.

Les chercheurs ont ensuite mesuré l’activité cérébrale quand les sujets ont exécuté les versions faciles et difficiles de tâches cognitives générales, telles que faire un problème de maths ou de retenir un ensemble de paramètres en mémoire. Les parties de l’aire de Broca étaient bien distinctes pendant les versions les plus exigeantes de ces tâches. Cependant, tout en restant critique, ces régions étaient spatialement distinctes des régions impliquées dans la tâche du langage.


Ces données ont permis aux chercheurs de cartographier, pour chaque sujet, deux régions distinctes de l’aire de Broca – une impliquée dans le langage, l’autre impliquée dans la réponse à de nombreuses tâches cognitives exigeantes. La région généraliste entoure la région du langage, mais les formes exactes et les frontières entre les deux varient de personne à personne.

La région à vocation généraliste de l’aire de Broca semble faire partie d’un réseau plus vaste qu’on appelle parfois le multiple demand network, qui est actif lorsque le cerveau lutte contre une tâche difficile nécessitant beaucoup d’attention. Ce réseau est réparti entre le lobe frontal et le lobe pariétal dans les deux hémisphères du cerveau, et l’ensemble de ces composantes semblent communiquer entre eux. La section sélective du langage de l’aire de Broca semble également faire partie d’un réseau plus vaste consacré au traitement du langage, répartis dans l’hémisphère gauche du cerveau.

 

Cartographier les fonctions

« Les résultats fournissent la preuve que l’aire de Broca ne doit pas être considérée comme ayant une fonctionnalité uniforme », a dit Peter Hagoort, professeur de neurosciences cognitives à l’Université Radboud de Nimègue aux Pays-Bas. Hagoort, qui n’était pas impliqué dans cette étude, ajoute que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les domaines sélectifs du langage pourraient également être impliqués dans d’autres aspects de la fonction cognitive. « Par exemple, la région sélective du langage pourrait jouer un rôle dans la perception de la musique, qui n’a pas été testée dans l’étude actuelle », a-t-il souligné.

Les chercheurs tentent maintenant de déterminer comment les composantes du réseau de langue et du réseau de demandes multiples communiquent en interne, et comment les deux réseaux communiquent entre eux. Ils espèrent également étudier plus en avant les fonctions des deux composantes de l’aire de Broca.

« Dans les études futures, nous devrions examiner séparément ces sous-régions et essayer de les caractériser en termes de leur contribution aux processus linguistiques et d’autres processus cognitifs », a conclut Fedorenko.

L’équipe travaille également avec des scientifiques du Massachusetts General Hospital, afin d’étudier les patients atteints d’une forme de dégénérescence qui entraîne progressivement une perte de la capacité de parler et de comprendre la langue. Ce trouble, appelé aphasie primaire progressive, semble cibler de manière sélective le réseau de langue sélective, y compris la composante linguistique de l’aire de Broca.

La recherche a été financée par la Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, la Fondation Médicale Ellison et le UK Medical Research Council.


Citations du MIT

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Sébastien BAGES
About the author

Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

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