Décoder le langage imaginaire pour soigner les personnes aphasiques

Et s’il était possible de décoder le langage interne d’individus privés de la capacité de s’exprimer ? C’est l’objectif d’une équipe de neuroscientifiques de l’Université de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG). Après plus de quatre ans de recherche, cette équipe a réussi à identifier des signaux neuronaux prometteurs pour capturer nos monologues internes. Il a également pu identifier les zones cérébrales à observer en priorité pour tenter de les déchiffrer dans le futur. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement d’interfaces pour les personnes souffrant d’aphasie. Ils peuvent être trouvés dans le journal Communication Nature.

Lorsque les êtres humains parlent, différentes zones de leur cerveau doivent être activées. Cependant, la fonction de ces régions peut être gravement altérée après une atteinte du système nerveux. Par exemple, la sclérose latérale amyotrophique (ou maladie de Charcot) peut paralyser complètement les muscles utilisés pour parler. Dans d’autres cas, suite à un accident vasculaire cérébral par exemple, des zones du cerveau responsables du langage peuvent être atteintes : c’est ce qu’on appelle l’aphasie. Cependant, dans bon nombre de ces cas, la capacité des patients à imaginer des mots et des phrases reste en partie fonctionnelle.

Le décodage de notre parole interne est donc d’un grand intérêt pour les chercheurs en neurosciences. Mais la tâche est loin d’être facile, comme l’explique Timothée Proix, chercheur au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l’UNIGE : « Plusieurs études ont été menées sur le décodage du langage parlé, mais beaucoup moins sur le décodage de la parole imaginée. En effet, dans ce dernier cas, les signaux neuronaux associés sont faibles et variables par rapport à la parole explicite. Ils sont donc difficiles à décoder par des algorithmes d’apprentissage.” C’est-à-dire à travers des programmes informatiques.

Un discours bien caché

Lorsqu’une personne parle à voix haute, elle produit des sons qui sont émis à certains moments précis. Les chercheurs peuvent ainsi relier ces éléments tangibles aux régions cérébrales concernées. Dans le cas du discours imaginaire, le processus est beaucoup moins facile. Les scientifiques n’ont aucune information évidente sur l’enchaînement et le tempo des mots ou des phrases formulés en interne par l’individu. Les zones recrutées dans le cerveau sont également moins nombreuses et moins actives.

Afin de percevoir les signaux neuronaux de ce type de parole très particulier, l’équipe de l’UNIGE a utilisé un panel de treize patients hospitalisés, en collaboration avec deux hôpitaux américains. Ils ont collecté des données grâce à des électrodes implantées directement dans le cerveau des patients afin d’évaluer leurs troubles épileptiques.

Nous avons demandé à ces personnes de dire des mots puis de les imaginer. À chaque fois, nous avons passé en revue plusieurs bandes de fréquences de l’activité cérébrale connues pour être impliquées dans le langage.”

Anne-Lise Giraud, Professeur, Département de Neurosciences Fondamentales, Faculté de Médecine de l’UNIGE, et nouvellement nommée directrice de l’Institut de l’Audition à Paris

Exploiter la bonne fréquence

Les chercheurs ont observé plusieurs types de fréquences produites par différentes zones du cerveau lorsque ces patients parlaient, oralement ou en interne. “Tout d’abord, les oscillations appelées thêta (4-8 Hz), qui correspondent au rythme moyen d’élocution des syllabes. Ensuite, les fréquences gamma (25-35 Hz), observées dans les zones du cerveau où se forment les sons de la parole. Troisièmement, les ondes bêta (12-18 Hz) liées aux régions cognitivement les plus performantes sollicitées, par exemple pour anticiper et prédire l’évolution d’une conversation. Enfin, les hautes fréquences (80-150 Hz) que l’on observe lorsqu’une personne s’exprime” explique Pierre Mégevand , maître de conférences au Département de neurosciences cliniques de la Faculté de médecine de l’UNIGE et médecin associé aux HUG.

Grâce à ces observations, les scientifiques ont pu montrer que les basses fréquences et le couplage entre certaines fréquences (bêta et gamma notamment) contiennent des informations essentielles pour le décodage de la parole imaginaire. Leurs recherches révèlent également que le cortex temporal est une zone importante pour le décodage éventuel de la parole interne. Située dans la partie latérale gauche du cerveau, cette région cérébrale spécifique est impliquée dans le traitement des informations liées à l’audition et à la mémoire, mais elle abrite également une partie de l’aire de Wernicke, responsable de la perception des mots et des symboles du langage.

Ces résultats constituent une avancée majeure dans la reconstruction de la parole à partir de l’activité neuronale. “Mais nous sommes encore loin de pouvoir décoder le langage imaginé”, conclut l’équipe de recherche.

La source:

Référence de la revue :

Proix, T., et al. (2022) La parole imaginaire peut être décodée à partir de caractéristiques EEG intracrâniennes à basse et à fréquence croisée. Communications naturelles. doi.org/10.1038/s41467-021-27725-3.

.

Previous

Les cinq erreurs de Joe Judge avec les Giants qui lui ont coûté son travail

mardi 11 janvier 2022 « Carbon Pulse

Next

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.