Quelles régions du cerveau contrôlent notre langage ? Et comment le savons-nous ?

Le cerveau est la clé de notre existence, mais il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que les neurosciences puissent vraiment saisir ses capacités stupéfiantes. Pour l’instant, cependant, notre série sur le contrôle du cerveau explore ce que nous savons sur la commande par le cerveau de six fonctions centrales : le langage, l’humeur, la mémoire, la vision, la personnalité et la motricité – et ce qui se passe lorsque les choses tournent mal.

Lorsque vous lisez quelque chose, vous devez d’abord détecter les mots, puis les interpréter en déterminant le contexte et le sens. Ce processus complexe implique de nombreuses régions du cerveau.

La détection du texte fait généralement intervenir le nerf optique et d’autres faisceaux nerveux délivrant des signaux des yeux au cortex visuel situé à l’arrière du cerveau. Si vous lisez en braille, vous utilisez le cortex sensoriel situé vers le haut du cerveau. Si vous écoutez quelqu’un d’autre lire, vous utilisez alors le cortex auditif situé non loin de vos oreilles.

Un système de régions vers l’arrière et le milieu de votre cerveau vous aide à interpréter le texte. Il s’agit notamment du gyrus angulaire du lobe pariétal, de l’aire de Wernicke (comprenant principalement la partie supérieure arrière du lobe temporal), du cortex insulaire, des ganglions de la base et du cervelet.

Ces régions travaillent ensemble en réseau pour traiter les mots et les séquences de mots afin de déterminer le contexte et le sens. Cela permet nos capacités de langage réceptif, c’est-à-dire la capacité de comprendre le langage. En complément, le langage expressif, c’est-à-dire la capacité à produire du langage.

Pour parler raisonnablement, vous devez penser à des mots pour transmettre une idée ou un message, les formuler en une phrase selon des règles grammaticales, puis utiliser vos poumons, vos cordes vocales et votre bouche pour créer des sons. Les lobes frontal, temporal et pariétal formulent ce que vous voulez dire et le cortex moteur, dans votre lobe frontal, vous permet de prononcer les mots.

La majeure partie de cette activité cérébrale liée au langage se produit probablement dans le côté gauche de votre cerveau. Mais certaines personnes utilisent un mélange égal des deux côtés et, rarement, certaines ont une dominance droite pour le langage. Il existe une vision évolutionniste selon laquelle la spécialisation de certaines fonctions d’un côté ou de l’autre peut être un avantage, car de nombreux animaux, en particulier les vertébrés, présentent une fonction cérébrale avec une proéminence d’un côté.

Pourquoi le côté gauche est favorisé pour le langage n’est pas connu. Mais nous savons qu’une blessure ou des conditions telles que l’épilepsie, si elles affectent le côté gauche du cerveau au début du développement de l’enfant, peuvent augmenter les chances que le langage se développe du côté droit. La probabilité que la personne soit gauchère est également accrue. Cela est logique, car le côté gauche du corps est contrôlé par le cortex moteur du côté droit du cerveau.

Problèmes sélectifs

En 1861, le neurologue français Pierre Paul Broca a décrit un patient incapable de parler qui ne présentait aucune déficience motrice pour expliquer cette incapacité. Un examen post-mortem a révélé une lésion dans une large zone située vers le milieu inférieur de son lobe frontal gauche, particulièrement importante pour la formulation du langage. Cette zone est désormais connue sous le nom d’aire de Broca.

Le symptôme clinique consistant à ne pas pouvoir parler malgré des capacités motrices est connu sous le nom d’aphasie expressive, ou aphasie de Broca.

En 1867, Carl Wernicke a observé un phénomène inverse. Un patient était capable de parler mais pas de comprendre le langage. Ce phénomène est connu sous le nom d’aphasie réceptive, ou aphasie de Wernicke. La région endommagée, comme vous pouvez le deviner correctement, est l’aire de Wernicke mentionnée plus haut.

Les scientifiques ont également observé des patients blessés présentant d’autres problèmes sélectifs, comme une incapacité à comprendre la plupart des mots, à l’exception des noms ; ou des mots à l’orthographe inhabituelle, comme ceux comportant des consonnes muettes, comme le règne.

On pense que ces difficultés proviennent de dommages causés à des zones sélectives ou à des connexions entre les régions du réseau linguistique du cerveau. Cependant, une localisation précise peut souvent être difficile étant donné la complexité des symptômes des individus et la nature incontrôlée de leur lésion cérébrale.

Nous savons également que les régions du langage du cerveau fonctionnent ensemble comme un réseau coordonné, avec certaines parties impliquées dans de multiples fonctions et un niveau de redondance dans certaines voies de traitement. Il ne s’agit donc pas simplement d’une région du cerveau qui fait une chose isolément.

Comment savons-nous tout cela?

Avant l’imagerie médicale avancée, la plupart de nos connaissances provenaient de l’observation de malheureux patients présentant des lésions de certaines parties du cerveau. On pouvait relier la région approximative des lésions à leurs symptômes spécifiques. Les observations de Broca et de Wernicke sont des exemples bien connus.

D’autres connaissances étaient déduites d’études de stimulation cérébrale. Une faible stimulation électrique du cerveau alors que le patient est éveillé est parfois réalisée chez des patients subissant une intervention chirurgicale pour enlever une lésion telle qu’une tumeur. La stimulation provoque l’arrêt du fonctionnement de cette partie du cerveau pendant quelques secondes, ce qui peut permettre au chirurgien d’identifier les zones de fonction d’importance critique à ne pas endommager pendant l’opération.

Au milieu du 20e siècle, cela a aidé les neurochirurgiens à en découvrir davantage sur la localisation de la fonction du langage dans le cerveau. Il a été clairement démontré que si la plupart des gens ont un langage provenant du côté gauche de leur cerveau, certains pouvaient avoir un langage provenant du côté droit.

Vers la fin du 20e siècle, si un chirurgien avait besoin de savoir quel côté de votre cerveau était responsable du langage – pour ne pas faire de dégâts – il endormait un côté de votre cerveau avec un anesthésiant. Le médecin vous poserait alors une série de questions, déterminant votre côté du langage d’après votre capacité ou votre incapacité à y répondre. Ce test invasif (qui est moins souvent utilisé aujourd’hui en raison de la disponibilité de l’imagerie cérébrale fonctionnelle) est connu sous le nom de test de Wada, du nom de Juhn Wada, qui l’a décrit pour la première fois juste après la Seconde Guerre mondiale.

Imagerie cérébrale

Aujourd’hui, nous pouvons avoir une bien meilleure vue des fonctions cérébrales en utilisant des techniques d’imagerie, en particulier l’imagerie par résonance magnétique (IRM), une procédure sûre qui utilise des champs magnétiques pour prendre des images de votre cerveau.

L’utilisation de l’IRM pour mesurer les fonctions cérébrales est appelée IRM fonctionnelle (IRMf), qui détecte les signaux provenant des propriétés magnétiques du sang dans les vaisseaux fournissant de l’oxygène aux cellules du cerveau. Le signal IRMf change selon que le sang transporte de l’oxygène, ce qui signifie qu’il réduit légèrement le champ magnétique, ou qu’il a livré son oxygène, ce qui augmente légèrement le champ magnétique.

Quelques secondes après que les neurones du cerveau s’activent dans une région du cerveau, il y a une augmentation du flux sanguin fraîchement oxygéné vers cette partie du cerveau, bien plus que nécessaire pour satisfaire la demande en oxygène des neurones. C’est ce que nous voyons lorsque nous disons qu’une région cérébrale est activée pendant certaines fonctions.

Les méthodes d’imagerie cérébrale ont révélé que beaucoup plus de notre cerveau est impliqué dans le traitement du langage qu’on ne le pensait auparavant. Nous savons maintenant que de nombreuses régions dans chaque lobe majeur (lobes frontal, pariétal, occipital et temporal ; et le cervelet, une zone située au bas du cerveau) sont impliquées dans notre capacité à produire et à comprendre le langage.

L’IRM fonctionnelle devient également un outil clinique utile. Dans certains centres, elle a remplacé le test de Wada pour déterminer où se trouve le langage dans le cerveau.

Les scientifiques utilisent également l’IRMf pour se faire une idée plus fine de la façon dont le cerveau traite le langage en concevant des expériences qui comparent les zones actives au cours de diverses tâches. Par exemple, les chercheurs ont observé des différences dans les régions cérébrales du langage chez les enfants dyslexiques par rapport aux enfants non dyslexiques.

Les chercheurs ont comparé les images IRMf de groupes d’enfants avec et sans dyslexie pendant qu’ils effectuaient des tâches liées au langage. Ils ont constaté que les enfants dyslexiques avaient, en moyenne, une activité moindre dans l’aire de Broca principalement à gauche pendant cette tâche. Ils avaient également moins d’activité dans ou près de l’aire de Wernicke à gauche et à droite, et une partie de l’avant du lobe temporal à droite.

Ce type d’imagerie cérébrale pourrait-il fournir une signature diagnostique de la dyslexie ? C’est un travail en cours, mais nous espérons que des études plus poussées permettront un jour de mettre au point un test d’imagerie cérébrale robuste, objectif et précoce pour la dyslexie et d’autres troubles.

Vous voulez savoir comment le cerveau contrôle votre humeur ? Lisez l’article d’accompagnement d’aujourd’hui ici.