Essentials: The Neuroscience of Speech, Language & Music | Dr. Erich Jarvis

Voici un résumé de la discussion sur le langage et la parole, basé uniquement sur le transcript fourni : La distinction entre le langage et la parole n'est pas aussi nette qu'on pourrait le penser. Plutôt qu'un module linguistique cérébral distinct, il existe des voies spécialisées pour la production et la perception de la parole. La voie de production de la parole contrôle les muscles du larynx et de la mâchoire, intégrant des algorithmes complexes pour le langage parlé. La voie auditive, quant à elle, est responsable de la perception et de l'interprétation des sons, y compris la parole. Ces voies sont spécialisées chez l'homme et certains oiseaux, tandis que la voie auditive est plus universelle dans le règne animal, expliquant pourquoi les chiens peuvent comprendre des centaines de mots. À côté des régions cérébrales contrôlant la parole se trouvent celles qui régissent la gestuelle des mains. Ces voies gestuelles possèdent également des algorithmes complexes, et leur développement varie selon les espèces. L'homme est le plus avancé en matière de langage parlé, mais la différence avec d'autres espèces est moins marquée pour le langage gestuel. Il existe une relation évolutive entre les voies cérébrales contrôlant la parole et la gestuelle, ces dernières étant adjacentes. On pense que les voies de la parole ont évolué à partir des voies du mouvement corporel. Des exemples comme Koko le gorille, qui maîtrisait la langue des signes mais ne pouvait pas produire de sons vocaux, illustrent que certaines espèces possèdent des voies motrices pour la gestuelle mais pas pour la vocalisation. L'idée que les émotions primitives et les sons qui en découlent constituent le substrat initial du langage n'est pas farfelue. La recherche sur l'apprentissage vocal distingue la vocalisation innée (comme les pleurs de bébé) de la communication vocale apprise par imitation, cette dernière étant une caractéristique rare et essentielle à la parole. Les sons réflexes ou émotionnels sont gérés par des circuits du tronc cérébral, tandis que l'apprentissage vocal, comme l'apprentissage de la parole ou du piano, fait appel aux circuits du cerveau antérieur. Chez l'homme, les oiseaux chanteurs et certains autres espèces, des circuits du cerveau antérieur ont pris le contrôle des circuits du tronc cérébral pour produire des comportements vocaux appris. L'évolution du langage sophistiqué chez les primates est principalement associée à l'homme. L'étude des données génomiques suggère que les Néandertaliens possédaient un langage parlé, bien que son niveau de sophistication soit inconnu. Des gènes impliqués dans la communication vocale apprise sont similaires chez l'homme et les hominidés éteints, suggérant une présence du langage parlé il y a au moins 500 000 à un million d'années. Il existe des similitudes remarquables entre les circuits cérébraux contrôlant le langage et la parole chez l'homme et chez les oiseaux chanteurs. Des chercheurs ont identifié des aires cérébrales et des voies de connectivité parallèles, ainsi que des gènes exprimés de manière similaire dans ces régions chez les deux espèces. Ces similitudes, observées malgré une séparation évolutive de 300 millions d'années, incluent des gènes impliqués dans la neuroconnectivité (guidage axonal), la protection neuronale (tamponnage calcique, protéines de choc thermique) et la neuroplasticité. Ces gènes jouent un rôle crucial dans la formation des connexions neuronales, la gestion de l'activité neuronale rapide nécessaire à la production vocale et la flexibilité du cerveau pour l'apprentissage. Des mutations dans ces gènes ont également des effets similaires sur les déficits de la parole chez l'homme et sur les vocalisations chez les oiseaux. Les oiseaux chanteurs et les perroquets peuvent imiter les sons, une capacité qui présente des parallèles comportementaux avec l'apprentissage du langage humain, notamment l'existence de périodes critiques pour l'apprentissage et la détérioration de la parole en cas de surdité. Les circuits cérébraux impliqués (comme l'aire X chez les oiseaux) ont des fonctions parallèles à ceux de l'homme (aires de Broca et de Wernicke). Il existe une prédisposition innée à apprendre, un peu comme la "grammaire universelle" en linguistique, qui équilibre le contrôle génétique et culturel de la communication vocale. L'évolution culturelle, comme la formation de langues pidgins ou créoles, suit de près l'évolution génétique. Lorsque des personnes de cultures et de langues différentes convergent, les enfants peuvent développer de nouvelles langues hybrides en fusionnant les éléments qu'ils entendent pendant leur période critique d'apprentissage. Ces langues tendent à utiliser les phonèmes et les structures les plus partagés. Les gènes contrôlant la neuroconnectivité dans les circuits de la parole humaine et aviaire sont spécialisés. Certains gènes qui répriment la formation de connexions sont "éteints", permettant ainsi la formation de connexions spécifiques nécessaires à la parole. D'autres gènes impliqués dans le tamponnage calcique et la protection contre le stress sont sur-régulés, probablement en raison de la vitesse élevée des muscles du larynx lors de la production vocale. Enfin, les gènes liés à la neuroplasticité sont également spécialisés, facilitant l'apprentissage complexe de la parole. La période critique pour l'apprentissage, qui rend l'acquisition de nouvelles compétences (langage, musique, mouvement) plus facile chez les jeunes enfants, est une période de développement général du cerveau. Le cerveau sélectionne et consolide les informations essentielles pour la survie. L'apprentissage de plusieurs langues pendant l'enfance ne maintient pas nécessairement une plasticité accrue, mais plutôt une capacité conservée à produire et à discriminer une plus grande variété de sons (phonèmes), facilitant ainsi l'acquisition de langues supplémentaires. Il existe une distinction entre la communication sémantique (avec sens) et la communication affective (avec contenu émotionnel). Les mêmes circuits cérébraux sont utilisés pour les deux, mais la latéralisation du cerveau joue un rôle : l'hémisphère gauche est plus dominant pour la parole chez l'homme, tandis que l'hémisphère droit est plus impliqué dans le chant et la musique. Les espèces apprenant à vocaliser utilisent leurs sons pour la communication affective, mais seules quelques-unes, comme l'homme, les perroquets et les dauphins, les utilisent pour la communication sémantique. Une hypothèse suggère que l'évolution de la parole aurait d'abord servi à des fonctions de chant ou de parade nuptiale avant de devenir un outil de communication abstraite. Les expressions faciales, souvent subconscientes, communiquent des informations émotionnelles et peuvent clarifier ou contredire le message verbal. Les primates non humains possèdent une diversité d'expressions faciales, contrôlées par des régions corticales connectées aux neurones moteurs des muscles faciaux. Chez l'homme, la voix s'ajoute à ces expressions pour une communication plus riche. L'écriture implique un processus complexe partant de la pensée. Lors de la lecture, le signal visuel est traité par les régions visuelles, puis transmis à la voie de la parole dans le cortex moteur (aire de Broca), où l'on "parle silencieusement" ce que l'on lit. Ce signal est ensuite envoyé à la voie auditive pour être "entendu" mentalement. L'écriture mobilise ensuite les aires motrices de la main, qui traduisent le signal auditif ou moteur en un signal visuel sur le papier, utilisant ainsi au moins quatre circuits cérébraux majeurs. Le bégaiement a été étudié chez les oiseaux chanteurs, où des lésions dans le striatum (partie des ganglions de la base) ont entraîné des épisodes de bégaiement. Chez l'homme, des perturbations des ganglions de la base, en particulier chez les jeunes enfants, peuvent également causer le bégaiement. Les adultes souffrant de bégaiement depuis l'enfance peuvent le surmonter grâce à des thérapies comportementales axées sur l'intégration sensori-motrice. La communication par textos et autres formes abrégées n'est pas nécessairement une diminution de la compétence linguistique, mais plutôt une conversion et une utilisation différente des circuits cérébraux. L'exercice fréquent de ces circuits peut les renforcer, comme un muscle. L'apprentissage de nouvelles langues et la pratique régulière de la parole, du chant ou de la danse sont bénéfiques pour maintenir l'intégrité cognitive et la santé cérébrale tout au long de la vie. Ces activités impliquent des circuits moteurs et cognitifs complexes, contribuant à la plasticité et à la vitalité du cerveau.