Dynamique cérébrale du contrôle cognitif dans la production du langage : cas des processus de sélection lexicale et de supervision

Brain dynamics of cognitive control in speech production : a focus on lexical selection and monitoring

• Auteur / Autrice : Stéphanie Riès
• Direction : François-Xavier Alario, Boris Burle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électroencéphalographie

Électrophysiologie

Cortex cérébral

Linguistique cognitive

Psycholinguistique

Neuropsychologie

Résumé

Parler est un acte volontaire et est, en tant que tel, régi par des processus de contrôle cognitif. Malgré l'existence de bases cérébrales en partie communes entre le langage et les autres actions, le langage a longtemps été considéré isolément du reste du système cognitif. L'existence de mécanismes de contrôle communs n'a guère été étudié. Notre approche a été de clarifier ce point en contribuant à la caractérisation de la dynamique cérébrale, mal connue, des processus de sélection lexicale et de supervision de la production du langage. Nous avons développé une méthodologie permettant l'étude de ces processus en électro-encéphalographie et -myographie chez le sujet sain. Nous avons notamment réussi à réduire la pollution du signal EEG par l'activité EMG des articulateurs. Après amélioration de la résolution spatiale du signal EEG, nous avons mis en évidence une séquence d'activités cérébrales, des entrées visuelles à la production de la parole. Nous avons étudié le rôle de ces activités dans deux études centrées sur les processus de contrôle d'intérêt. Une activité frontale gauche atteignant son maximum au moment du début de l'exécution de la réponse a été plus spécifiquement associée au contrôle de la sélection lexicale. Différentes activités fronto-médiales atteignant leur maximum avant et après la réponse vocale ont, elles, été associées à des processus de sélection et de supervision de la réponse communs au langage et aux autres actions. Nos résultats remettent en cause la spécificité des processus de contrôle cognitif dans la production du langage et suggèrent que ceux-ci sont au moins en partie partagés avec les processus de contrôle cognitif non-langagiers.

To speak is a deliberate action, and is therefore under cognitive control. Partly overlapping brain regions have been associated to linguistic and non-linguistic cognitive control mechanisms. However, language has generally been considered in isolation from other cognitive functions. The existence of common control mechanisms has hardly been studied. Our approach was to clarify this point by contributing to the characterization of the largely unknown brain dynamics of lexical selection and speech monitoring. We developed a methodology enabling to study these processes using electro-encephalography and -myography in healthy speakers. Importantly, we were able to successfully reduce articulation-related EMG artifacts in the EEG signal. After enhancing the spatial resolution of the EEG signal, we identified a spatio-temporal sequence of activities from visual inputs to speech output. We then investigated the role of these activities in 2 studies focused on the control mechanisms of interest. A left frontal activity reaching its maximum at the beginning of response execution was specifically associated to lexical selection. By contrast, a set of fronto-medial activities reaching their maximum before and after the response were associated to domain-general selection and monitoring mechanisms. Our results lead to reconsider the specificity of cognitive control mechanisms involved in language production. They suggest at least part of these mechanisms are common to language and non-linguistic actions.