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Christophe Chomant

DEA de sciences cognitives 2003-2004

Ehess, Ens Ulm & École Polytechnique

 

 

Psychologie du langage

 

 

Les expériences révélant l’activation d’une zone de l’hémisphère gauche à l’écoute de langage humain à l’endroit chez le nourrisson de trois jours montrent-elles l’existence d’un module inné spécialisé dans cette reconnaissance ? Ceci pourrait-il être montré ?

 

 

(dans le cadre du cours dispensé par MM. Emmanuel Dupoux & Franck Ramus)

 

 

Article : Pena M., Maki A., Kovacic D., Dehaene-Lambertz G., Koizumi H., Bouquet F. & Mehler J., « Sounds and silence : An optical topography study of language recognition at birth », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (P.N.A.S.), vol. 100, n° 20, 30 sept, pp. 11.702-11705 ;

 

Résumé :

La question qui motive les chercheurs pour la réalisation de l’expérience est de savoir si le cerveau des nouveaux-nés présente une dominance de l’hémisphère gauche pour le traitement du langage.

Sont d’abord rappelés les deux points de vue principaux concernant cette possible « spécialisation » :

- Un premier modèle (Brashaw & Nettleton, 1983) suppose que l’HG a une inclination naturelle à traiter l’ensemble des signaux sonores ;

- Un autre modèle (J. Mehler et E. Dupoux, 1994) suppose que, plus avant, l’HG aurait une inclination naturelle à traiter la parole humaine en particulier, ce qui pourrait expliquer – au moins en partie – l’émergence du langage chez l’être humain.

Est relaté l’historique des différences expériences menées dans ce domaine, qui montrent une inclination au traitement de la parole par l’HG, mais parfois aussi par l’HD.

La question n’est donc pas encore tout à fait tranchée de savoir s’il existe une prédominance de l’HG ou D dans le traitement du langage.

 

(Remarque hors résumé : peut-être que cette question en mélange en réalité deux :

A) Les informations sonores sont-elles traitées à D ou à G ?

B) Le cortex est-il génétiquement spécialisé dans le traitement de la parole ?)

 

Est présentée la méthode d’examen, celle de la « topographie optique », qui utilise une caméra à infra-rouge capable de détecter de très faibles quantités de photons. L’émission – ou plutôt exactement la réflexion – de photons exprime une suractivité sanguine, qui exprime elle-même une activité cognitive. Cette technique offre le grand avantage d’être silencieuse et non invasive.

Sont examinés pendant leur sommeil 12 nouveaux-nés italiens de terme normal, âgés de 2 à 5 jours.

Sont passés aux bébés des enregistrements de parole humaine narrative, prononcées par des mamans autres que celles des bébés, et qui veillent à parler comme on parle habituellement aux enfants, c’est-à-dire de façon lente et bien découpée.

Les enregistrements sont passés par tranches de 15 secondes, entrecoupées de silences d’une trentaine de secondes, et selon trois types de séquence : du langage à l’endroit, du langage à l’envers, et du pur silence.

Sont précisés ensuite dans l’article quelques points techniques : des sondes en silicone comprennent chacune 5 fibres optiques émettrices et 4 détectrices, et sont appliquées sur différentes zones de chaque hémisphère. La topographie optique détecte la variation du volume sanguin et de la saturation d’oxygène, jusqu’à 2 ou 3 cm de profondeur dans le cortex. La machine, qui est de type ETG-100, émet des infra-rouges à deux longueurs d’onde (780 et 830 nm), selon des fréquences allant de 1 à 6,5 kHz. Les signaux de retour sont analysés et permettent, grâce au logiciel Anova, d’estimer le niveau d’activité corticale.

 

Que montrent les résultats ? Une activation significativement plus grande dans l’HG que dans l’HD à l’écoute de la parole à l’endroit.

En revanche, dans l’écoute de parole à l’envers ou de silence, n’est pas observée une différence significative d’activation entre les deux hémisphères. Donc, les aires temporales G se montrent particulièrement réactives à l’écoute de parole à l’endroit.

En discussion conclusive, est d’abord relatée l’histoire de la prédominance de l’HG dans l’écoute ou la production du langage depuis Broca.

Les auteurs précisent qu’il n’est pas tranché de savoir :

- si la prédominance de l’HG est développée par l’intégration de la parole et du langage ;

- ou si l’HG est génétiquement structuré pour le traitement de la parole, ce qui en ferait un site privilégié pour l’acquisition du langage.

…et c’est en partie ce que nous allons discuter dans notre commentaire.

 

L’article rappelle qu’on a notamment observé qu’une lésion de l’HG n’empêchait pas le traitement du langage, ce traitement étant transféré par la cognition dans l’HD – transfert qui ne remet d’ailleurs pas en cause le fait d’une asymétrie originelle dans le traitement des informations auditives (ou peut-être plus exactement dans leur orientation).

 

Pour les auteurs de l’article, l’expérience montre clairement que le cerveau est organisé à la naissance pour traiter la parole dans l’HG, et pour la parole à l’endroit uniquement.

 

Certaines études suggèrent que les propriétés phonologiques du langage à l’endroit peuvent être essentielles à l’activation de zones productrices de parole.

L’asymétrie originelle du traitement pourrait indiquer que les humains naissent avec une organisation cérébrale capable de détecter la parole humaine.

Sont rappelés les avantages de la topographie optique (silencieuse, non invasive), et sont évoqués des travaux menés avec cette même technique sur des enfants plus âgés et des adultes, ce qui permet de comparer les résultats avec ceux de l’IRM.

 

En conclusion finale, les auteurs expliquent que l’expérience démontre que le cerveau du nouveau-né réagit à la parole normale de façon spécifique après seulement quelques heures d’expérience extra-utérine de la parole humaine.

 

Commentaire :

 

Nous posons trois questions :

1°) L’expérience montre-t-elle qu’existe une prédisposition génétique du cerveau pour traiter le langage à l’endroit, de préférence au langage à l’envers ?

2°) L’expérience montre-t-elle qu’existe une prédisposition génétique au traitement du langage, de préférence à d’autres sons ?

3°) L’expérience montre-t-elle qu’existe une prédisposition génétique du traitement du langage dans l’hémisphère gauche, de préférence à l’hémisphère droit ?

 

Il ne s’agit pas de remettre en question la conclusion des auteurs de l’article, mais simplement de prévenir d’éventuelles mauvaises interprétations possibles de ces résultats et de proposer aussi quelques situations expérimentales qui pourraient peut-être permettre – mais de façon purement théorique – de répondre à ces questions.

 

Précisons avant tout chose que l’expérience montre bien, sans ambiguïté, qu’existe une tendance spontanée pour les signaux sonores à trouver un chemin en direction d’une zone de l’hémisphère gauche, plutôt que droite, et que cette tendance est naturelle, innée. Ceci semble indiscutable.

 

Essayons maintenant de réfléchir à nos trois questions, l’une après l’autre :

 

1) Existe-t-il une prédisposition génétique du cerveau pour traiter le langage à l’endroit, de préférence au langage à l’envers ?

 

Ceci semble suggéré par les différences de degré d’activation du cortex selon l’écoute de parole à l’endroit ou de parole à l’envers.

Toutefois, l’enfant âgé de 2 à 5 jours a déjà une histoire perceptive. Depuis le jour de sa naissance, 100 % des paroles qu’il a entendues sont des paroles à l’endroit. De plus, l’utérus est perméable à la parole extérieure, et probablement en tout cas pour les attaques, les rythmes et les accents qui caractérisent la parole à l’endroit par rapport à la parole à l’envers.

On ne peut donc pas exclure le fait que les différences de degrés d’activation du cortex selon une écoute de parole à l’endroit ou de parole à l’envers soient l’effet d’un conditionnement environnemental – post-natal et intra-utérin. On ne peut même pas exclure l’hypothèse que l’effet de ce facteur environnemental soit exclusif.

En conséquence, l’expérience montre-t-elle qu’il y ait une spécialisation génétiquement déterminée pour discriminer et identifier la parole à l’endroit ? Cela semble discutable. Cette spécialisation peut être post-native ou native, innée, mais pas forcément génétique.

Ce que l’expérience montre, sans ambiguité ni extrapolation, c’est qu’une zone corticale semble plus active lorsqu’on fait entendre au jeune enfant : 1°) un son plutôt que du silence ; 2°) un type de parole qu’il a l’habitude d’entendre depuis le jour de sa naissance et depuis l’époque où son système auditif est devenu efficient à l’intérieur de l’utérus (c’est-à-dire à peu  près depuis le 7ème mois de gestation).

Quelles expériences, diriez-vous, pourrait-on imaginer pour essayer de savoir si le cortex est naturellement spécialisé dans la discrimination de la parole à l’endroit ? On pourrait imaginer appliquer l’expérience de Marcella Pena :

1°) à des bébés n’ayant entendu aucune parole à l’endroit depuis leur naissance ;

2°) à des bébés n’ayant entendu aucune parole à l’endroit depuis ni la naissance ni la formation du système auditif dans l’utérus ;

3°) à des bébés à qui on aurait fait entendre exclusivement de la parole à l’envers pendant la vie intra-utérine et pendant les premiers jours de la naissance ;

Si on observait alors une plus grande activation corticale lors d’écoute de parole à l’endroit plutôt que de parole à l’envers, on aurait un signe fort, peut-être une « preuve » scientifique, qu’existe une détermination naturelle, génétique, pour la discrimination et l’identification de la parole à l’endroit.

Si inversement on n’observait pas une plus grande activation corticale à l’écoute de parole à l’endroit plutôt que de parole à l’envers, alors il se pourrait que le cerveau ne se « spécialise » que sur la base de ce qu’il entend.

Notons au passage que ces expériences seraient criminelles et ne sont donc pas réalisables. Elles seraient d’ailleurs également criminelles pour des animaux (de mon point de vue personnel.

Cette première réflexion, enfin, ne remet pas en cause la possibilité qu’il y ait effectivement bien une spécialisation naturelle du cortex pour l’identification de la parole à l’endroit. Ceci est fortement suggéré par l’expérience de Marcelle Pena, mais peut-être pas rigoureusement démontré, de notre point de vue.

 

2) Existe-t-il une prédisposition génétique au traitement du langage, de préférence à d’autres sons (comme par exemple des bruits de moteur ou de chants d’oiseaux) ?

 

Nous pouvons douter de cette hypothèse pour les mêmes raisons qu’à la première question : parce que la parole humaine est ce dont est nourri principalement le nouveau-né depuis l’heure de sa naissance et depuis la maturité de son système auditif.

Comment savoir, dès lors, si les zones activées par l’expérience sont « spécialisées » dans la gestion de la parole humaine, ou sont simplement « spécialisées » dans la gestion des sons qui nourrissent le plus l’audition de l’enfant ?

Mais si tel est le cas, si les zones activées sont « spécialisées » dans le traitement des sons familiers à l’enfant, ne devient-il pas trivial de parler de « spécialisation » naturelle, génétique, puisqu’en fait elles se « spécialiseraient » dans les types de stimuli qui leur parviennent de façon massive ?

Si tel est le cas, ces zones ne sont-elles pas tout simplement « spécialisées » dans le traitement des sons ?

Ainsi, par exemple, si des bébés étaient privés de parole humaine depuis le moment de la naissance et pendant la vie utérine, et nourris exclusivement de chants de merle, que montrerait l’expérience de Marcella Pena ? Question.

Là encore, des expériences scientifiquement probantes seraient malheureusement criminelles, donc non réalisables.

 

3) Existe-t-il une prédisposition génétique du traitement du langage dans l’hémisphère gauche, de préférence à l’hémisphère droit ?

 

L’expérience de Marcelle Pena semble montrer que l’hémisphère gauche est comme « désigné » à la naissance – ou à la conception ? – pour traiter la parole humaine (qui, rappelons-le, est par ailleurs l’information sonore la plus fréquente dans l’environnement de l’enfant).

Or, nous savons également que si la zone de l’HG n’est pas opérante (pour des raisons diverses), c’est une zone en miroir dans l’HD qui est nourrie par les stimuli sonores et se structure, se « spécialise » pour traiter la parole (en tout cas si ce transfert s’opère suffisamment tôt). Et, dans ce cas, l’enfant parvient à parler sans retard ni difficulté.

Que cela signifie-t-il ? Qu’à l’état naturel, vierge, inné, il existe probablement un aiguillage qui favorise l’orientation du stimulus sonore à gauche plutôt qu’à droite. Cette orientation sera maintenue si la zone de gauche est efficiente. Cet aiguillage sera modifié si la zone de gauche n’est pas efficiente, et orientera l’information auditive vers la zone de droite, et l’enfant apprendra correctement à parler.

En conséquence, peut-on parler de « spécialisation » génétique de l’HG dans le traitement du langage ?

Il semble en fait que l’HG ne se « spécialise » par rapport à l’HD que sous l’effet de stimuli aiguillés dans sa direction, lequel processus peut être inversé et produire une « spécialisation » de l’HD par rapport à l’HG.

On peut donc dire que l’HG est nourri de façon préférentielle par rapport à l’HD. Mais la cause de cette préférence réside dans un processus d’aiguillage initial des informations sonores, et ce processus peut tenir à la simple configuration du neurone qui reçoit l’input sonore.

En conséquence, si le choix d’orientation des inputs sonores vers l’HG ou vers l’HD ne dépend que d’un aiguillage neuronal élémentaire, et si un enfant apprend à parler aussi bien avec l’HD que l’HG, peut-on réellement dire qu’existe une spécialisation naturelle, génétique, d’une zone de l’HG plutôt que de l’HD pour traiter la parole ?

Les deux zones, de gauche et de droite, ne sont-elles pas en fait toutes les deux potentiellement « spécialisées » dans la gestion de la parole entendue ?

 

Synthèse

En résumé, il paraît difficile de s’appuyer sur l’expérience de Marcelle Pena pour démontrer (à supposer qu’on le veuille) :

1°) qu’existe une capacité naturelle, génétique, pour discriminer et identifier la parole à l’endroit plutôt qu’à l’envers (parce que le cerveau traite en réalité des signaux sonores qui le nourrissent massivement, depuis la maturation du système auditif à l’intérieur de l’utérus) ;

2°) qu’existe une capacité naturelle, génétique, spécialisée dans le traitement de la parole humaine en général par rapport à d’autres sons, pour les mêmes raisons que la 1ère question, parce que la parole humaine est la principale « nourriture » auditive du nouveau-né depuis la maturation du système auditif ;

3°) qu’existe une zone « spécialisée » dans l’HG plutôt que l’HD, parce que la zone de droite peut se montrer tout aussi efficiente si celle de gauche n’est pas accessible.

 

Ce que l’expérience montre, c’est qu’une zone précise du cortex, soit à gauche, soit à droite en cas de lésion à gauche, s’active à l’écoute de sons auxquels l’enfant est familiarisé depuis sa naissance et la maturité du système auditif.

 

Relisons l’article : les auteurs concluent que « les nouveaux-nés sont nés avec une supériorité de l’hémisphère gauche pour traiter les propriétés spécifiques du langage ».

Ceci est vrai, en un sens, mais la formulation pourrait éventuellement laisser croire que, « dans l’hémisphère gauche, une zone est génétiquement déterminée pour identifier le langage humain à l’endroit ».

Or, ce que l’expérience montre – et montre seulement, de notre point de vue – c’est que : « des bébés âgés de quelques jours voient l’audition du langage traitée dans une zone de l’hémisphère gauche ».

Ceci ne signifie pas que cette spécialisation soit génétique, parce qu’elle peut être produite par l’histoire auditive de l’enfant, post-utérine et intra-utérine.

Ceci ne signifie pas non plus que l’hémisphère gauche soit le seul potentiellement opérant dans cette tâche, et donc qu’il soit « spécialisé » par rapport au droit.

Les zones se « spécialisent » peut-être parce qu’elles sont nourries de tels ou tels stimuli. Elles ne sont donc peut-être pas « spécialisées » de façon naturelle, génétique ; peut-être « innée », mais pas forcément génétique.

Ceci dit, inversement, rien n’interdit qu’elles le soient effectivement.