Réseaux phonologiques dans la production et la compréhension de la langue. – PhoNet

Des paires minimales, c'est-à-dire des paires de mots significatifs distincts uniquement dans un son de langue (par exemple, «singe« contre «âne«), seront étudiées dans des expériences de production et de compréhension pour déterminer si les activations cérébrales mesurées avec M/EEG, fMRI , TMS et DTI indexant la discrimination entre les sons de la parole sont constants dans toutes les modalités et jouent un rôle fonctionnel similaire dans les deux types de tâches (perceptives et productives). Des expériences spécifiques aborderont d'importantes questions controversées actuellement débattues parmi les chercheurs en neurosciences du langage, y compris la sérialité par rapport au parallélisme de l'accès à l'information phonologique et sémantique-pragmatique à la fois dans la compréhension et la production et, plus précisément, la question de savoir si, bien que les zones temporelles postérieures soient pertinentes tant pour la production que pour la compréhension, les zones antérieures du langage et en particulier le système moteur ne sont critiques que pour la production mais pas pour la perception et la compréhension du langage.

Les résultats de ce projet permettront de dissocier deux classes de modèles de langage cérébral : les modèles de séparation partielle (pSM) et les modèles d'intégration (MI). Selon les modèles de séparation partielle, les réseaux phonologiques dans la perception reposent sur le cortex temporal, tandis qu'en production sur le cortex temporal et frontal. De plus, le cours temporel de l'activation est censé être inversé dans la perception (allant des sons au sens) par rapport à la production (allant du sens aux sons). En revanche, selon la MN, les réseaux phonologiques des mots reposent sur les mêmes réseaux fronto-temporels qui s'activent rapidement en parallèle à travers les modalités.
Jusqu'à présent, les données recueillies pour ce projet mettent en évidence des preuves en faveur de la messagerie instantanée avec une activation parallèle ultra-rapide des informations lexico-sémantiques et phonologiques à la fois lors de la prononciation et de l'écoute des mots.

Dans le reste, les données spatio-temporelles (MEG) et spatiales (IRMf) qui ont été collectées doivent être analysées afin d'évaluer si l'activation parallèle de ces réseaux phonologiques repose également sur les mêmes représentations neuronales (spatiales) dans la production et la perception.
Par la suite, une expérience TMS est toujours prévue pour évaluer si ces réseaux phonologiques remplissent le même rôle fonctionnel dans la production que dans la perception.

1. Fairs, A., Dmitrieva, X., Chanoine, V., Morillon, B., Michelas, A., Dufour, S., ... & Strijkers, K. (2020). Does the brain recruit the same word representations across language production and perception? A registered report MEG study. Cortex, accepted Stage 1 Report: osf.io/37hxa.
2. Amie Fairs, Amandine Michelas, Sophie Dufour, Kristof Strijkers. The Same Ultra-Rapid Parallel Brain Dynamics Underpin the Production and Perception of Speech. Cerebral Cortex Communications, Oxford University Press, 2021, 2 (3), ?10.1093/texcom/tgab040?. ?hal-03317758?
3. Amie Fairs, Kristof Strijkers. Can we use the internet to study speech production? Yes we can! Evidence contrasting online versus laboratory naming latencies and errors. PLoS ONE, Public Library of Science, 2021, 16 (10), pp.e0258908. ?10.1371/journal.pone.0258908?. ?hal-03417222?
4. Kristof Strijkers, Arturo Hernandez, Albert Costa. Special Issue on Language Production and bilingualism. In memoriam of Albert Costa.. Journal of Neurolinguistics, Elsevier, 2021, 58, pp.100966. ?10.1016/j.jneuroling.2020.100966?. ?hal-03084927?

Les théories actuelles sur les relations cerveau-langage se focalisent principalement soit sur le versant production du langage, soit sur le versant perception et compréhension du langage; les théories multimodales qui expliquent les deux sont en grande partie manquantes ou ne sont pas élaborées de manière suffisamment détaillée. Dans un effort conjoint, des scientifiques allemands et français spécialisés respectivement en production et en compréhension de la parole conduiront au sein de ce projet des expériences combinées de production et de perception, en français et en allemand, ceci afin d'améliorer notre compréhension des bases cérébrales du langage et de construire une théorie intégrative des bases cérébrales du langages applicable au travers les différentes modalités langagières. Pour ce faire, une séries de techniques neuroscientifiques à la pointe seront utilisées (MEG, EEG, IRMf, DTI, TMS) de façon à établir une cartographie des régions corticales et de leur décours temporel d'activation dans des tâches de production et de compréhension de la parole, ainsi que leurs contributions fonctionnelles aux processus requis pour parler et comprendre le langage. Ce projet se focalisera principalement sur les contributions relatives du cortex moteur et auditif dans le traitement phonologique en production et compréhension de la parole. Pour ce faire, des paires minimales spécifique à une langue et permettant de distinguer le sens de deux mots (e.g., 'monkey' vs. 'donkey') seront utilisées à la fois dans des expériences de production et de compréhension de façon à déterminer si les régions cérébrales indexant la discrimination entre des sons de parole sont constantes au travers les modalités et si elles jouent un rôle fonctionnel similaire dans les deux types de tâches. Des expériences spécifiques adresseront des questions critiques discutées parmi les écoles récentes de neurolinguistique incluant la sérialité versus le parallélisme de l'accès aux informations phonologique et sémantique/pragmatique à la fois en compréhension et en production, et plus spécifiquement la question de si contrairement aux régions temporales postérieures qui sont pertinentes à la fois pour la production et la perception, les régions antérieures du langage et plus particulièrement le cortex moteur contribue seulement à la production mais pas à la perception et compréhension du langage. Nous espérons améliorer significativement notre compréhension des relations entre langage et cerveau, d'autant que notre projet, grâce à l'utilisation systématique de deux grandes langues européennes, présentera des résultats qui ont déjà une validité croisée - parce qu'ils s'appliquent aussi bien au Français qu'à l'Allemand. La valeur ajoutée cruciale du projet planifié provient des expertises complémentaires des chercheurs principaux dans la théorie et l'expérimentation de la production et de la compréhension du langage, et de leur collaboration synergique préexistante.