En utilisant des tactics avancées d#39enregistrement cérébral, une nouvelle étude menée par des chercheurs du Massachusetts Standard Clinic (MGH) démontre remark les neurones du cerveau humain travaillent ensemble pour permettre aux gens de réfléchir aux mots qu#39ils veulent dire, puis de les produire à haute voix par la parole.
- Des neurones du cerveau humain peuvent prédire ce que nous allons dire avant de le dire
- Les chercheurs ont identifié des cellules impliquées dans la production du langage
- La technologie utilisée pourrait être exploitée pour créer des prothèses ou interfaces cerveau-device pour produire une parole synthétique
- Ces découvertes pourraient conduire à de nouveaux traitements pour certains troubles neurologiques liés à la parole et au langage
Ensemble, ces résultats fournissent une carte détaillée de la manière dont les sons de la parole, tels que les consonnes et les voyelles, sont représentés dans le cerveau bien avant qu#39ils ne soient prononcés et de la manière dont ils sont enchaînés pendant la production du langage.
Les travaux, publiés dans Mother nature, révèlent des informations sur les neurones du cerveau qui permettent la creation du langage et pourraient conduire à des améliorations dans la compréhension et le traitement des problems de la parole et du langage.
« Bien que parler semble généralement facile, notre cerveau effectue de nombreuses étapes cognitives complexes dans la production de la parole naturelle, notamment trouver les mots que nous voulons prononcer, planifier les mouvements articulatoires et produire les vocalisations souhaitées », explique l#39auteur principal Ziv Williams. MD, professeur agrégé de neurochirurgie au MGH et à la Harvard Medical College.
« Notre cerveau accomplit ces exploits étonnamment rapidement – environ trois mots par seconde dans le langage naturel – avec remarquablement peu d#39erreurs. Pourtant, la manière précise dont nous parvenons à réaliser cet exploit reste un mystère. »
Lorsqu#39ils ont utilisé une technologie de pointe appelée sondes Neuropixels pour enregistrer les activités de neurones uniques dans le cortex préfrontal, une région frontale du cerveau humain, Williams et ses collègues ont identifié des cellules impliquées dans la output du langage et qui pourraient être à l#39origine de la capacité de parler. Ils ont également découvert qu’il existe des groupes distincts de neurones dans le cerveau dédiés à la parole et à l’écoute.
« L#39utilisation de sondes Neuropixels chez l#39homme a été lancée pour la première fois au MGH. Ces sondes sont remarquables : elles sont as well as petites que la largeur d#39un cheveu humain, mais elles possèdent également des centaines de canaux capables d#39enregistrer simultanément l#39activité de dizaines, voire de des centaines de neurones individuels », explique Williams qui a travaillé au développement de ces procedures d#39enregistrement avec Sydney Money, MD, PhD, professeur de neurologie au MGH et à la Harvard Clinical Faculty, qui a également contribué à diriger l#39étude. « L#39utilisation de ces sondes peut donc offrir de nouvelles informations sans précédent sur la façon dont les neurones humains agissent collectivement et comment ils travaillent ensemble pour produire des comportements humains complexes tels que le langage. »
L#39étude a montré comment les neurones du cerveau représentent certains des éléments les as well as fondamentaux impliqués dans la building des mots parlés – depuis les simples sons de la parole appelés phonèmes jusqu#39à leur assemblage en chaînes plus complexes telles que les syllabes.
Par exemple, la consonne « da », produite en touchant la langue avec le palais dur derrière les dents, est nécessaire pour produire le mot chien.
En enregistrant des neurones individuels, les chercheurs ont découvert que certains neurones deviennent actifs avant que ce phonème ne soit prononcé à haute voix. D#39autres neurones reflétaient des areas moreover complexes de la design des mots, tels que l#39assemblage spécifique des phonèmes en syllabes.
Grâce à leur technologie, les enquêteurs ont montré qu#39il est achievable de déterminer de manière fiable les sons de la parole que les individus prononcent avant de les articuler.
En d’autres termes, les scientifiques peuvent prédire quelle combinaison de consonnes et de voyelles sera produite avant que les mots ne soient réellement prononcés. Cette capacité pourrait être exploitée pour construire des prothèses artificielles ou des interfaces cerveau-device capables de produire une parole synthétique, ce qui pourrait bénéficier à un significant éventail de people.
« Des perturbations dans les réseaux de la parole et du langage sont observées dans une grande variété de troubles neurologiques, notamment les accidents vasculaires cérébraux, les traumatismes crâniens, les tumeurs, les problems neurodégénératifs, les difficulties du développement neurologique, etc. », explique Arjun Khanna, co-auteur de l#39étude.. « Notre espoir est qu#39une meilleure compréhension des circuits neuronaux de foundation qui permettent la parole et le langage ouvrira la voie au développement de traitements pour ces troubles. »
Les chercheurs espèrent approfondir leurs travaux en étudiant des processus linguistiques as well as complexes qui leur permettront d#39étudier des questions liées à la façon dont les gens choisissent les mots qu#39ils ont l#39intention de dire et à la manière dont le cerveau assemble les mots en phrases qui transmettent les pensées et les sentiments d#39un individu aux autres..
Les autres auteurs incluent William Muñoz, Younger Joon Kim, Yoav Kfir, Angelique C. Paulk, Mohsen Jamali, Jing Cai, Martina L Mustroph, Irene Caprara, Richard Hardstone, Mackenna Mejdell, Domokos Meszena, Abigail Zuckerman et Jeffrey Schweitzer.
Ce travail a été soutenu par les National Institutes of Wellness.
