Le cerveau des nourrissons visualisé par l’imagerie cerebrale
©CEA/Inserm/S. Dehaene
Le cerveau humain adulte possède une grande spécialisation anatomique et fonctionnelle pour le traitement du langage. On sait qu'une part considérable des mécanismes d'apprentissage du langage se met en place pendant la première année de la vie et permet, dès le plus jeune âge, de reconnaître les phonèmes, la mélodie de la langue ou encore de segmenter en mots le signal continu qu'est la parole. Pour comprendre comment ces capacités apparaissent et s'organisent au niveau cérébral, une équipe de chercheurs français du CNRS, de l'INSERM, du CEA et de l'Assistance Publique vient de publier la première étude détaillée d'imagerie fonctionnelle par résonance magnétique (IRMf) des réponses du cerveau du nourrisson de trois mois à des sons de parole.
La résonance magnétique est une technique tout à fait inoffensive, utilisée depuis plus de vingt ans en neuropédiatrie. L'imagerie fonctionnelle par résonance magnétique (IRMf), plus récente, permet de visualiser les zones cérébrales actives en réponse à un stimulus.
Les images des activations cérébrales des nourrissons ont été collectées tandis qu'était diffusé, alternativement toutes les 20 secondes, l'enregistrement sonore d'une histoire lue par une voix de femme suivi de silence pendant la même durée. La particularité de l'expérience tenait à ce que la bande sonore était passée dans le sens de lecture normal ou dans le sens inverse. Cette lecture inversée va à l'encontre des propriétés universelles du langage humain si bien que les enfants ne peuvent plus en reconnaître les sons caractéristiques. En comparant les zones cérébrales activées lorsque l'histoire est lue dans un sens ou dans l'autre, il devient alors possible de déceler si certaines régions cérébrales sont déjà spécialisées dans la reconnaissance des propriétés de la langue maternelle.
Les résultats obtenus révèlent :
comme chez l'adulte, une forte asymétrie des activations en faveur de l'hémisphère gauche. Le fait que cette latéralisation à gauche soit déjà présente à trois mois de vie suggère fortement l'existence d'un biais génétique dans l'organisation des aires cérébrales du langage.
une organisation du cerveau en régions fonctionnelles comparables à celles observées chez les adultes dans des tâches similaires. Cependant, l'observation d'une activation frontale droite, présente chez l'adulte mais dans des tâches plus complexes que la simple écoute de phrases, suggère que des mécanismes actifs d'attention et d'effort sont à l'œuvre dans l'apprentissage de la langue.
la présence, dès l'âge de trois mois, d'une mémoire de la langue. En effet, les profils d'activation entre des nourrissons profondément endormis et éveillés ont été comparés et ont permis de mettre en évidence qu'une région particulière du cortex préfrontal droit était spécifiquement et plus fortement activée chez les enfants éveillés lorsque la lecture se faisait dans le sens normal plutôt qu'inversé. Chez les adultes, cette aire cérébrale s'active lors de la récupération d'information verbales en mémoire. Les très jeunes enfants auraient déjà la capacité de mémoriser la mélodie de leur langue maternelle, bien avant la production de langage et alors même que la capacité de se souvenir des mots n'apparaît qu'à l'âge de 7 mois.
L'acquisition du langage résulte donc d'une spécialisation progressive d'un réseau pré-déterminé génétiquement, sous l'influence de mécanismes actifs d'attention et de mémoire dirigés vers la langue de l'environnement de l'enfant.
A l'avenir, la méthode d'IRM fonctionnelle du nourrisson devrait également permettre de visualiser le développement d'autres fonctions cérébrales (vision, audition, motricité) et de leurs pathologies.
1- La résonance magnétique est une technique tout à fait inoffensive, utilisée depuis plus de vingt ans en neurologie pédiatrique. L'imagerie fonctionnelle par résonance magnétique (IRMf), plus récente, permet de visualiser les zones cérébrales actives en réponse à un stimulus.
2- Service de Radiologie Pédiatrique, Pr Brunelle
3- Le Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ) du CEA est aujourd'hui la seule unité de recherche en Europe à regrouper les différentes méthodes d'exploration fonctionnelle et atraumatique chez l'homme