Activité électrique neuronale et fonctionnement cérébral

Potentiel évoqué et langage

En seulement quelques centaines de msec, le cerveau se montre capable de donner un sens à un signal complexe, tel qu’un mot, en faisant « correspondre » les informations stockées dans une base de connaissances, appelée la mémoire sémantique, à celles apportées par le discours et/ou l’environnement.

Par sa haute résolution temporelle, la technique des potentiels évoqués constitue donc un outil important pour étudier la compréhension du langage en temps réel. La découverte en 1980 d’une composante négative qui présentait des variations de son amplitude lors du traitement de l’information sémantique n’a fait que renforcer cet intérêt.

Par la suite, d’autres composantes ont été associées à d’autres aspects du traitement de l’information langagière, comme par exemple l’intégration d’un mot dans un contexte de phrase (traitement syntaxique).

Pour explorer ces différents aspects du traitement, un protocole classique consiste à présenter des phrases (mot par mot) en faisant varier le mot final.

il

tartine

le

pain

chaud

de

chaussettes

Je

prends

du

lait

et

du

sucre

avec

mon

café

Julie

ouvre

la

porte

de

sa

maison

avec

une

dent

On remarque que les tracés sont similaires lors de la présentation de la première partie de la phrase, et qu’ils se différencient nettement lorsque le mot final est affiché sur l’écran.

Cette différence s’exprime par l’apparition d’une composante négative 400 msec après le début de présentation du mot final, lorsque ce mot n’est pas en accord avec le reste de la phrase.

Je prends du lait et du sucre avec mon café

Il tartine le pain chaud de chaussettes

Je prends du lait et du sucre avec mon CAFE

L’amplitude de la N400 est diminuée lorsque le mot final est parfaitement approprié à la phrase.

On remarque en effet que si le mot final (en accord avec le reste de la phrase) est cette fois-ci écrit en majuscules, la N400 n’apparaît plus mais une autre composante, positive, un peu plus tardive (560 msec) est observée.

Cette N400 est donc sensible aux aspects sémantiques du mot final. Dans les exemples présentés, ce qui permet de dire que le mot final n’est pas correct, c’est l’incongruité de sens entre le mot final et le reste de la phrase.

A un traitement spécifique correspond une composante spécifique.

Il a été montré que la N400 réagit de façon fine à des mots susceptibles de correspondre avec le reste de la phrase. Ainsi, on a observé une modulation de son amplitude en réponse à un mot ayant un sens proche du mot final attendu.

Ce mot final susceptible de convenir permet de faire une phrase qui a un sens plausible même si le dernier mot n’est pas celui que l’on s’attendait à voir apparaître.

Que se passe t-il lorsque la phrase ne se termine pas par le mot attendu mais par un mot de sens acceptable ?

Lorsque le dernier mot se différencie du reste de la phrase par un autre type d’incongruité, d’autres composantes sont modulées.

palmiers

pins

tulipes

« Ils souhaitaient que leur hôtel ressemble à une station balnéaire tropicale. Ainsi, tout le long de l’allée principale, ils plantèrent des rangées de… »

Le mot « tulipes » représentant le mot que l’on s’attendait le moins à voir terminer cette phrase, suscite donc une N400 de forte amplitude. A l’opposé, le mot « palmiers » qui est le mot final attendu avec la plus forte probabilité provoque une disparition de la N400.

Entre les 2 amplitudes, on peut voir une amplitude intermédiaire représentant l’activité suscitée par le traitement du mot « pins ».

Cette adéquation moins forte entre ce mot final et le reste de la phrase par rapport au mot final attendu module l’amplitude de la N400, avec une amplitude intermédiaire pour les mots corrects mais peu attendus.

Même si la N400 est sensible à de nombreux facteurs linguistiques, tels que le sens, la familiarité ou la répétition du mot par exemple, d’autres composantes ont été identifiées comme corrélats de certains autres aspects du traitement linguistique. Par exemple, l’intégration incorrecte d’un mot dans une phrase (incongruité syntaxique) s’accompagne d’une autre composante, positive, appelée SPS (Syntactic Positive Shift).

Ainsi, lorsque nous détectons une faute de grammaire dans une phrase, ceci est visible au niveau de notre activité cérébrale, plus particulièrement au niveau de cette composante positive apparaissant tardivement après la détection de la faute.

« pins » partage beaucoup de caractéristiques sémantiques communes avec « palmiers » et peut donc convenir à la terminaison de la phrase de façon plus probable que « tulipes ». « palmiers » demeure néanmoins le mot le plus probable.

terreL’enfant gâté jette

jettent

ses jouets par

Potentiel évoqué et mémoire

Physiologiquement, on a remarqué que des composantes étaient sensibles au fait qu’une information ait déjà été vue au préalable…

Pour tester ces phénomènes de mémorisation, la tâche généralement employée consiste à présenter une liste de mots, puis ultérieurement, à demander au sujet de reconnaître un ensemble de mots de cette liste parmi des mots nouveaux.

Mémoire et langage sont 2 systèmes cognitifs fortement interconnectés. Afin de pouvoir communiquer de façon compréhensible avec les autres, il faut pouvoir disposer d’un stock important d’informations pour construire un discours cohérent.

Ces informations stockées en mémoire sont « récupérées » plus ou moins facilement de façon consciente. Lorsque qu’un stimulus (image ou mot par exemple) se présente à vous une nouvelle fois, vous êtes en mesure de le reconnaître et de l’identifier en lui donnant une signification.

Vous avez 10 secondes pour mémoriser la liste de mots suivante.

Chat

Linge

Voiture

Hamac

Guidon

Tulipe

Ouragan

Assiette

Berceau

Carotte

Savon

Oreiller

Canoë

Chaussettes

linge

voiture

jupe

bouteille

hamac

berceau

coton

carotte

vase

savon

canoë

tornade

chaussettes

garage

carte

chat

chemise

serrure

guidon

maison

girafe

assiette

cage

tulipe

ouragan

écharpe

oreiller

gazon

On observe sur les tracés correspondant aux mots anciens qui ont été correctement reconnus (old), une augmentation de positivité recouvrant la N400 et une composante positive ultérieure (P600), en comparaison avec les tracés suscités par les mots correctement identifiés comme nouveaux (new).

Cette différence physiologique entre les mots déjà vus et les nouveaux peut être utile pour étudier les troubles de la mémoire, par exemple chez des patients incapables de reconnaître des stimuli (mots, images, visages…) qui lui ont été présentés au préalable. On parle alors d’amnésie.

P600

On observe, chez ces patients amnésiques, une disparition de la positivité associée aux mots correctement reconnus comme anciens chez les sujets normaux.

La personne amnésique n’arrive donc pas à reconnaître les stimuli déjà rencontrés. La question reste de savoir si le problème se situe au niveau de la récupération consciente de l’information ou directement lors du stockage des informations en mémoire ?

Concernant la mémoire, on s’est aussi beaucoup intéressé à l’identification des visages de personnes familières et non familières.

Le visage est l’élément majeur participant à la communication entre les individus. Il permet de transmettre une grande quantité d’informations, comme nos sentiments, par l’existence de patterns d’activation combinée des muscles du visage.

tristesse peur joie colère

De plus, même lorsque le visage est dégradé, retourné, nous sommes capable de reconnaître la personne.

Il y a donc des traits caractéristiques propres aux visages qui doivent être encodés en mémoire.

On présente une série de photographies de visages non familiers et de maisons. On demande à la personne de détecter lors d’une seconde série si des visages et des maisons ont été déjà présentés dans la première.

N170

Certes, on obtiendra pour ces 2 types de stimuli un effet old/new, mais ce qui nous intéresse plus particulièrement c’est l’apparition d’une composante spécifique à l’identification des visages, la N170.

De façon plus précise, cette N170 reflèterait les processus d’encodage structural des visages qui ont lieu avant l’identification de ceux-ci.

Il existe un trouble de la reconnaissance des visages = la prosopagnosie.

Les personnes atteintes de prosopagnosie ont une incapacité à identifier les visages même de personnes familières comme des personnes de leur entourage.

N170

Elle peut aussi dans certains types de prosopagnosie s’accompagner d’une incapacité à identifier certaines catégories d’objets.