Traitement cérébral des indices acoustiques de la parole
Parole et cerveau
Depuis les communications du chirurgien Broca à la Société d'anthropologie en avril 1883 et mars 1864, l'hémisphère cérébral gauche (HG) est considéré comme dominant pour les fonctions langagières. Broca déclarait en effet que "la faculté du langage articulé est localisée dans l'hémisphère gauche du cerveau, ou, du moins qu'elle dépend principalement de cet hémisphère". Cependant, si cette déclaration avait le grand mérite de souligner une asymétrie de fonctionnement des hémisphères, elle a longtemps pu laisser croire que l'hémisphère droit (HD) jouait un rôle négligeable dans les processus langagiers. Il est vrai que les pathologies consécutives à une lésion cérébrale entraînent des manifestations différentes : les lésés cérébraux droits ne semblent pas souffrir de troubles du langage alors que les lésés cérébraux gauches présentent les symptômes variés des aphasies. De nombreuses recherches effectuées dans le monde entier ont cependant pu montrer que dans la production de parole HD avait en réalité une participation beaucoup moins mineure qu'on ne le pensait. Une des preuves les plus spectaculaires est apportée par la mesure de l'augmentation du débit sanguin dans les aires corticales du cerveau lorsque celles -ci sont activées par une stimulation motrice, sensorielle ou mentale. (La technique utilisée et mise au point par Ingvar et Lassen (1961) est appelée rCBF, regional Cerebral blood flow). Au cours d'activités d'écoute, d'exposé, de conversation, des aires corticales de HD sont activées dans les aires homologues de HG. Les deux hémisphères cérébraux sont donc indéniablement impliqués dans les activités langagières, bien que de manière différente, mais il convient de rechercher quelle est la nature de leur implication respective. La connaissance de leur spécificité de traitement des stimuli verbaux serait un atout exceptionnel au service des didacticiens des langues et des rééducateurs de troubles du langage. Le cerveau vivant ne se prête malheureusement pas à une observation aisée malgré les moyens de plus en plus sophistiqués mis en oeuvre par les chercheurs en neurosciences (tomographie par émission de positons, scanner, imagerie par résonance magnétique nucléaire, combinaison de ces techniques d'investigation...), aussi avons nous réuni dans les lignes qui suivent des données d'origines diverses, anatomiques, pathologiques, fonctionnelles, recueillies par des anatomistes, neurologues, neurochirurgiens, orthophonistes, pédagogues... afin d'examiner si des corrélations entre des approches différentes permettent de mieux cerner la participation de nos hémisphères cérébraux à la perception et à la production de parole.
Quelques données anatomiques: asymétries morphologiques
Zone de Broca, zone de Wernicke dans HG
-HD se caractérise par des zones plus importantes de cortex associatif (aires qui n'ont pas de projections hors du cerveau, et dont les neurones communiquent entre eux et avec d'autres neurones du cortex), HG, par des zones motrices et sensorielles plus importantes.
-HD est plus riches en connexions interrégionales, tandis que HG est plus riche en connexions intrarégionales (Goldberg, Costa, 1981).
-Le planum temporale, situé sur la face supérieure du lobe temporal et qui fait partie intégrante de la zone corticale postérieure du langage dite "aire de Wernicke" est plus développé à gauche qu'à droite ( en moyenne 1/3 plus long) (Geshwind, Levitsky, 1968).
-L'aire dite Tpt qui occupe la partie postérieure du planum temporale, est plus volumineuse à gauche qu'à droite. Des données pathologiques suggèrent que cette région du cerveau joue un rôle important dans la fonction langagière: une lésion de l'aire Tpt entraîne en effet une agnosie auditive, amusie en cas de lésion droite, surdité verbale en cas de lésion gauche (Habib, Galaburda, 1986).
Traitement cérébral des indices acoustiques de la parole: asymétries fonctionnelles
-Les études menées sur des sujets sains ont mis en évidence une supériorité de HG sur HD pour la discrimination de phénomènes acoustiques très brefs (inférieurs à 50 millisecondes) (Ravizza, Belmore, 1979). Or, ainsi que nous l'avons noté au chapitre Indices acoustiques de la parole, les indices acoustiques essentiels d'identification des consonnes, délai de voisement, transitions de formants, ont une durée inférieure à 50 ms.
-Le test d'écoute dichotique qui consiste à adresser un signal différent à chaque oreille, par l'intermédiaire d'écouteurs, créant ainsi une compétition entre les oreilles - et entre les hémisphères cérébraux- a été utilisé pour comparer la qualité d'identification de sons voyelles et de syllabes consonne-voyelle par chaque hémisphère (Shankweiler, Studdert-Kennedey, 1966). Alors que la différence n'est pas significative pour les stimuli vocaliques, l'identification des syllabes consonne-voyelle est nettement à l'avantage de l'oreille droite (HG). Ces constats suggèrent que la différence en faveur de HG tient à la présence de consonnes et, par conséquent, que c'est cette capacité de HG à traiter les indices acoustiques ultra-brefs caractéristiques de la plupart des consonnes qui confère à HG sa supériorité dans ce domaine.
Ce même test révèle au contraire un avantage de l'oreille gauche (HD) pour la discrimination de mélodies et de la prosodie (composante rythmique et intonative de la parole) (Kimura, 1967).
-Le test de Wada, qui permet d'endormir sélectivement un hémisphère par injection d'amytal de sodium dans la carotide ipsilatérale (du même côté) révèle que 90% des sujets dont HG est ainsi désactivé souffrent d'une interruption de parole, ce qui ne se produit pas lorsque c'est HD qui est anesthésié. En revanche la désactivation de HD entraîne une perte d'intonation chez le patient, dont le discours est plat et sans relief (Ross, Edmonson,Siebert, 1986). Chez les sujets pathologiques, l'application du test de Wada pour déterminer l'hémisphère dominant pour le langage d'un patient cérébro-lésé, confirme les résultats obtenus sur les sujets sains.
-L'électrochoc appliqué sélectivement à l'un ou l'autre hémisphère met en évidence leurs différences fonctionnelles: à la désactivation de HG correspond une perte du langage articulé, à la désactivation de HD correspond une perte de la qualité prosodique du discours ainsi que l'incapacité de chanter (Deglin, 1976).
-Les sujets droitiers présentant une lésion de HG souffrent généralement d'aphasie (de la mutité totale à diverses perturbations de la compréhension ou de la production de parole, en fonction de l'emplacement et de l'importance de la lésion). La perception des consonnes est en général plus altérée que la perception des voyelles.
Les cérébrolésés droits ne présentent pas de troubles comparables du langage mais leur parole est affectée d'une perte de l'intonation et du rythme. En fonction de l'emplacement de la lésion cette perte se manifeste soit au niveau de l'expression, soit au niveau de la compréhension du contenu prosodique de l'énoncé (Ross, 1981).
-L'observation de sujets commissurotomisés (dont les connexions entre les deux hémisphères ont été supprimées ), callosotomisés (dont le corps calleux a été sectionné), hémisphérectomisés (dont un hémisphère a été enlevé chirurgicalement), a permis d'étudier chaque hémisphère fonctionnant en isolation. ( Ces opérations rares ne sont effectuées que lorsque les traitements classiques sont inefficaces, dans le cas d'épilepsies incurables par exemple). Alors que HG isolé conserve des capacités langagières quasiment intactes, HD isolé révèle certaines aptitudes à la compréhension (il peut apparier un mot perçu auditivement à sa représentation imagée) mais une incapacité à s'exprimer par la parole. Plus précisément, HD semble conserver la capacité de décoder le sens de mots concrets, et même d'énoncés simples, mais échoue quand on lui demande d'effectuer une analyse phonétique consistant à identifier des syllabes de type consonne occlusive+voyelle. Il est en outre incapable de faire rimer deux mots.
-Des études anatomiques utilisant les données obtenues par scanner ont établi une corrélation entre l'incapacité, pour un patient, de reconnaître les voix familières et une lésion de HD.
-Les observations, par leurs neurologues, de patients cérébrolésés, telles que celles consignées par Oliver Sacks dans sa nouvelle "Le discours du président" (1988), fournissent des éclaircissements précieux sur les implications spécifiques des hémisphères cérébraux dans les activités langagières. Dans l'auditoire de ses patients, réunis pour entendre le discours électoral du président, certains, les lésés de HG, fonctionnant essentiellement avec les ressources de leur HD, hyper-sensible lorsqu'il s'agit de percevoir "les nuances vocales, le rythme, la musique", se tordent de rire en entendant " les cadences et les tons artificiels de la voix de l'orateur" qui sonnent faux à leurs oreilles,"bien qu'ils soient privés de mots". Emily D., en revanche, atteinte d'un gliome temporal droit, fonctionnant essentiellement avec les ressources de son HG, hyper-sensible à "l'usage du langage formel" présente un visage de marbre à l'audition de ce discours vide de sens, tout en affectivité, dont elle ne discerne pas la composante expressive.
Il serait imprudent de tirer des
conclusions définitives des données compilées ci-dessus. Néanmoins, nul ne
peut nier qu'elles apportent des informations concordantes sur les modes
d'interventions respectifs de chaque hémisphère cérébral dans l'activité
langagière, même si ces informations sont très certainement superficielles et
partielles : Chez un droitier HG semble contribuer à l'activité langagière
par sa capacité de synthèse des traits phonétiques (tout particulièrement
des consonnes), HD par sa capacité de traitement des structures prosodiques des
énoncés. Or, la synthèse des traits phonétiques repose sur le décodage
d'indices acoustiques très brefs (de l'ordre de quelques millisecondes), tandis
que les structures prosodiques sont transmises par des indices acoustiques
relativement lents. "Information
in spoken language is conveyed largely by two types of frequency changes. One is
the rapid, non - periodic change that accompanies a movement in articulatory
structures during speech. A sequence of these rapid resonant frequency changes
constitutes the acoustic pattern recognized as a word. Changes in the vocal cord
vibration rate produce the second type of frequency change in the speech wave
and are slower than the first type, spanning he length of the utterance" (Sidtis,
1984).
Ces différences d'investissement et cette complémentarité dans la participation à l'élaboration et au décodage de la parole (HG plus performant pour le traitement des phénomènes acoustiques ultra-rapides, HD plus performant pour celui des fréquences lentes) pourraient constituer les éléments les plus spécifiques, les plus caractéristiques du genre humain par rapport aux autres vertébrés.
En résumé : Cerveau total et parole
Hémisphère gauche
Plus efficace que HD pour le traitement des phénomènes transitoires des sons de parole, pour la discrimination de la durée pour les intervalles inférieurs à 50 millisecondes. Supérieur à HD pour la discrimination des consonnes qui ont des fréquences plus élevées et des niveaux plus bas que les voyelles.
Hémisphère droit
Aussi efficace que HG pour le traitement des sons stables (voyelles, dont la durée est supérieure à 200 milisecondes).
Plus efficace que HG pour le traitement des facteurs prosodiques de la parole transmis par les fréquences lentes.
Les deux hémisphères cérébraux coopèrent aux activités de parole en traitant les données acoustiques des stimuli verbaux de façon spécifique et complémentaire.
HG s'est longtemps vu accorder un rôle dominant sans doute parce qu'une lésion gauche entrave la production de parole alors qu'une lésion droite n'abolit pas la parole. Mais cette parole sans participation de HD lésé, réduite à la seule dimension sémantique, perd son humanité en perdant sa dimension prosodique porteuse d'émotion et d'affectivité. Le rôle de HD n'est pas moindre que celui de son (faux) jumeau puisque c'est lui qui module la qualité des échanges humains....ce qu'aucun ordinateur ne saura jamais réaliser quelle que soit sa puissance de calcul.
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