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Connectivité des zones linguistiques uniques dans le cerveau humain

Newswise — Les neuroscientifiques ont acquis de nouvelles connaissances sur la façon dont notre cerveau a évolué en un cerveau prêt pour le langage. Comparé au cerveau des chimpanzés, le modèle de connexions des zones linguistiques de notre cerveau s’est développé plus qu’on ne le pensait auparavant. Les chercheurs de l’Université Radboud et de l’Université d’Oxford publient leurs découvertes dans PNAS le 4 juillet.

« À première vue, les cerveaux des humains et des chimpanzés se ressemblent beaucoup. La différence déconcertante entre eux et nous est que nous, les humains, communiquons en utilisant le langage, alors que les primates non humains ne le font pas », déclare la co-première auteur Joanna Sierpowska. Comprendre ce qui dans le cerveau aurait pu permettre cette capacité unique a inspiré les chercheurs pendant des années. Cependant, jusqu’à présent, leur attention était principalement attirée par un tractus nerveux particulier reliant les lobes frontaux et temporaux appelé faisceau arqué, qui en plus de montrer des différences significatives entre les espèces, est bien connu pour être impliqué dans la fonction du langage.

“Nous voulions nous concentrer sur la connectivité de deux zones corticales situées dans le lobe temporal, qui sont tout aussi importantes pour notre capacité à utiliser le langage”, explique Sierpowska.

Imagerie de la matière blanche

Pour étudier les différences entre le cerveau humain et celui du chimpanzé, les chercheurs ont utilisé des scans de 50 cerveaux humains et de 29 cerveaux de chimpanzés scannés de la même manière que les humains, mais sous anesthésie bien contrôlée et dans le cadre de leurs examens vétérinaires de routine. Plus précisément, ils ont utilisé une technique appelée imagerie pondérée en diffusion (DWI), qui image la matière blanche, les voies nerveuses qui relient les zones cérébrales.

À l’aide de ces images, ils ont exploré la connectivité de deux centres cérébraux liés au langage (les zones médianes antérieure et postérieure du lobe temporal), en les comparant entre les espèces. “Chez l’homme, ces deux domaines sont considérés comme cruciaux pour l’apprentissage, l’utilisation et la compréhension du langage et abritent de nombreuses voies de la substance blanche”, explique Sierpowska. « Il est également connu que les lésions de ces zones cérébrales ont des conséquences néfastes sur la fonction langagière. Cependant, jusqu’à présent, la question de savoir si leur modèle de connexions est unique aux humains est restée sans réponse.

De nouvelles connexions dans le cerveau humain

Les chercheurs ont découvert que si la connectivité des zones temporales médianes postérieures chez les chimpanzés se limite principalement au lobe temporal, chez l’homme, une nouvelle connexion vers les lobes frontaux et pariétaux a émergé en utilisant le faisceau arqué comme avenue anatomique. En fait, les modifications apportées aux deux domaines du langage humain incluent une suite d’extensions de la connectivité dans les lobes temporaux. “Les résultats de notre étude impliquent que le faisceau arqué n’est sûrement pas le seul moteur des changements évolutifs préparant le cerveau à une capacité langagière à part entière”, déclare la co-auteure Vitoria Piai.

“Nos découvertes sont purement anatomiques, il est donc difficile de dire quoi que ce soit sur la fonction cérébrale dans ce contexte”, déclare Piai. “Mais le fait que ce modèle de connexions soit si unique pour nous, les humains, suggère qu’il pourrait s’agir d’un aspect crucial de l’organisation cérébrale permettant nos capacités linguistiques distinctives.”

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