Hauk, O., & all. (2004). La représentation somatotopique de notre corps à travers les mots d'action dans le cortex moteur et prémoteur

Une nouvelle étude phare de la neurobiologie, qui s'intéresse cette fois-ci à la représentation des mots dans notre cerveau. La question de départ est simple: où est stocké le sens (sémantique) des mots dans le cerveau?

Des études précédentes ont essayé de trouver une zone du cerveau où le sens sémantique serait stockée. La plupart des études jusque là tendent à dire que le sens sémantique serait stocké aux alentours de l'aire de Wernicke, donc dans le lobe temporal gauche, aux zones antérieure, postérieure et inférieure à l'aire de Wernicke. (Rappelons que l'aire de Wernicke, et l'aire de Broca sont les deux aires les plus connues qui permettent le langage).

Cette étude apporte la preuve que les informations des mots qui réfèrent à une action font intervenir également le lobe frontal, dans sa zone médiane, ainsi que les aires motrices et prémotrices associées à l'action que le mot décrit!

Méthode

La méthode utilisée est plutôt simple. Ils ont testé 14 sujets parlant la même langue (et seulement cette langue), tous droitiers et d'âge moyen 25 ans, gardés naïfs quant aux buts de l'expérience. Les chercheurs ont effectué un prétest avec 150 mots, décrivant des action. Ils ont demandé à des sujets de dire si les mots présentés étaient reliés pour eux à une partie du corps (3 parties: jambes, bras, tête). Ils ont gardé les mots associés à une partie en les classant selon la partie du corps à laquelle ils faisaient référence. Une fois cette correspondance effectuée, ils les ont randomisés, mélangés avec 150 autres mots qui n'ont pas de rapport avec une action en rapport avec une des parties du corps sus-mentionnée, et présentés à des sujets dans une tâche de lecture passive.
Pendant la tâche de lecture, les sujets étaient passés dans un IRMf. Avant de passer, il leur était demander d'effectuer des mouvements avec les parties du corps afin d'enregistrer leur "homonculus" personnel, c'est à dire l'endroit du cortex moteur associé a chaque partie du corps. Pour leurs résultats, ils ont ainsi pu standardiser les coupes de cerveau obtenues par l'IRM afin de pouvoir les comparer.

Hypothèse
L'hypothèse était que l'activation du mot associé à une action d'une partie du corps activerai non seulement les zones spécialisées du langage et le cortex frontal, mais également le cortex moteur et prémoteur à l'endroit même où les neurones s'activent pour effectuer réellement l'action. C'est à dire que les neurones qui codent le sens sémantique d'un mot qui décrit une action est stocké au même endroit que l'action elle même. (hypothèse confirmée)

Résultats

Zones du cerveau activées par les mots-action.

 Les résultats montrent des activations significatives de différentes zones du cerveau:

• Le gyrus fusiforme gauche, une zone proche de ce qu'on a appelé "la zone de la forme visuelle des mots"
• Le cortex temporal gauche, bien connu pour contenir le sens sémantique des mots (et la mémoire)
• Le cortex frontal inférieur gauche, comme prévu par la revue de la littérature, où pourrait être contenu le sens des mots également
• Le gyrus précentral (cortex moteur!) et le gyrus postérieur médian (cortex prémoteur!)

Ces résultats montrent que les zones motrices sont activées, même sans qu'il y ait eu de tache verbale (c'était de la lecture passive), ni de reproduction de l'action. Cela semble donc bien indiquer la relation entre le sens des mots et la représentation du mouvement auquel ils réfèrent. 

Plus particulièrement, les auteurs ont vu que certaines zones étaient activées quelque soit la zone du corps à laquelle les mots étaient associés (c'est le cas du gyrus inférieur temporal et frontal gauche), et d'autres sont activées spécifiquement selon la partie du corps associée (les aires prémotrices frontales inférieures bilatéralement pour le visage ; le gyrus frontal médian (cortex prémoteur) et le gyrus précentral gauche (cortex moteur) pour le bras ; Le gyrus pré et post central de l'hémisphère gauche et dans le cortex prémoteur dorso-médian pour les jambes). Ceci correspond à l'organisation somatotopique du cortex moteur et prémoteur pour les actions comme pour les mots action (i.e. l'homonculus) obtenue par les vrais mouvements, ce qui a été en plus prouvé par d'autres analyses post-hoc.

Source: Hauk, O., Johnsrude, I., and Pulvermüller, F. (2004). Somatotopic Representation of Action Words in Human Motor and Premotor Cortex, in Neuron, 41, 301-307