samedi 23 février 2013

Un orchestre symphonique et un chef extraordinaire

Parler est une activité incroyablement complexe sur le plan moteur. Cette activité spécifiquement humaine, implique la mise en fonction et la coordination de nombreux secteurs d’articulation du tractus vocal : les lèvres, la langue, la mandibule, le larynx. Comment tout cela est-il dirigé au niveau central ?

Trouver des réponses à cette question est riche d’implications pour les recherches sur la parole artificielle, avec les tentatives de développement d’interfaces ordinateur-cerveau. Une recherche qui est menée pour aider au traitement de troubles de la communication et de la parole. Edward Chang et coll. (Université de San Francisco) ont décrypté les mécanismes de coordination des différents secteurs moteurs impliqués dans l’acte de parler.

Intervention pour épilepsie

Pour ce faire, les scientifiques ont enregistré l’activité électrique de trois personnes devant avoir une intervention chirurgicale cérébrale pour le traitement d’une épilepsie réfractaire. Intervention qui peut être très efficace (disparition complète et immédiate des crises), à condition de cibler avec une grande précision la zone à traiter.

Dans un premier temps, des électrodes sont mises en place pour repérer les régions à l’origine des crises convulsives. Quelques semaines plus tard, une ablation du tissu en cause est réalisée. Pour les besoins de l’étude, au cours de la procédure chirurgicale, les patients devaient prononcer des syllabes anglaises (ba, di, gou…).

Sophistication étonnante

On a ensuite appliqué une méthode novatrice d’analyse selon un modèle « espace d’état » (state-space), pour observer les schémas complexes d’activité neurale dans le cortex sensorimoteur de la parole. « Cela révèle une sophistication étonnante de cette activité corticale spécifique. »

Chang et coll. obtiennent une cartographie des centres cérébraux en fonction du contrôle de chaque partie du tractus vocal. Ce qui leur permet de déterminer l’organisation de ce cortex sensorimoteur de la parole.

Ainsi, ils trouvent que ce centre fonctionne selon une structuration hiérarchique et cyclique, qui exerce un contrôle par fractions de secondes sur la langue, les mâchoires, les lèvres et le larynx. Comme un chef d’orchestre extraordinairement rapide et précis.

Cordes, vents et percussions

De la même façon que l’exécution d’une symphonie repose sur une coordination des instruments à corde, à vent et à percussion pour obtenir un résultat fluide où chaque instrument s’accorde aux autres, le fait de parler requiert des mises en jeu à des instants très précis des diverses régions cérébrales.

Cette procédure chirurgicale pour épilepsie réfractaire représente une opportunité unique de repérer des fonctionnements du cerveau, surtout dans le cas de la parole, où des changements se produisent sur des centièmes de secondes.

› Dr BÉATRICE VUAILLE

Christofer Bouchard et coll., Nature, 20 février 2013.