Dynamique de la formation des syntagmes

Le profil d’activation de ces régions en IRM fonctionnelle fournit plusieurs indices importants sur la nature du code neural des phrases dans ces régions. L’activation varie de façon logarithmique avec la taille des syntagmes, aussi bien dans son intensité que dans sa phase. On observe également, à mesure que croît la complexité des syntagmes, un délai croissant de l’activation cérébrale, notamment dans la région frontale inférieure gauche. Ce résultat suggère que le réseau d’aires cérébrales effectue des calculs pendant une durée croissante et qui s’étend probablement après la fin de la présentation de la phrase. Cette organisation systématique des délais d’activation est déjà présente chez le bébé de quelques mois. Elle suggère qu’une succession hiérarchique d’aires cérébrales, avec des constantes d’intégration de plus en plus lentes, intègre en cascade les signaux linguistiques issus de l’aire auditive primaire. Différentes régions semblent être « accordées » à des structures linguistiques de plus en plus grandes. L’accès au sens des phrases et des textes se produit au plus haut niveau de cette hiérarchie, dans les régions frontales latérales et pariétales inférieures bilatérales ainsi que dans le précuneus.

Pour préciser la vitesse de traitement des phrases, nous avons étudié en IRM fonctionnelle l’activité cérébrale évoquée par l’écoute ou la lecture de phrases présentées à un rythme accéléré. Les résultats suggèrent que seules les aires les plus périphériques de ce réseau peuvent accélérer leur traitement. Au contraire, les aires impliquées dans le traitement des syntagmes semblent former un goulot d’étranglement dont la lenteur expliquerait la perte soudaine d’intelligibilité des phrases au-delà d’un seuil de l’ordre de 100 millisecondes par mot.

La magnéto-encéphalographie permet de suivre l’évolution de l’activité cérébrale au fil de chacun des mots d’une phrase. On observe une augmentation progressive de la puissance dans les fréquences thêta (4-7 Hz) et bêta (13-18 Hz). Ces phénomènes, encore mal compris, suggèrent que le cerveau pourrait utiliser des boucles opérant dans ces bandes de fréquences pour accumuler les informations sur les mots. Par ailleurs, Ding et collaborateurs ont observé que la structure en syntagmes se reflète directement dans le domaine spectral : lorsqu’un sujet écoute une phrase formée de deux syntagmes de deux mots (par exemple [[the sky] [is blue]]), le spectre de puissance des signaux magnéto-encéphalographiques montre des pics à la moitié et au quart de la fréquence de présentation des mots individuels, qui reflètent respectivement les syntagmes de deux et de quatre mots. À l’avenir, cette technique spectrale pourrait jouer un rôle essentiel dans l’identification des syntagmes et de leurs bases cérébrales.