Cerveau et sens des mots : de l’émergence à la flexibilité des représentations sémantiques dans le cerveau

Tracking word-meaning in the brain

• Auteur / Autrice : Raphaël Fargier
• Direction : Tatjana Nazir, Yves Paulignan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 25/03/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Langage Cerveau Cognition (Bron)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Fourneret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yann Coello
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Victor Frak, Jean-François Démonet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acquisition du langage

Cinématique

Électroencéphalographie

Énaction

Mots clés libres

Langage

Action

Sens

Cognition incarnée

Apprentissage

EEG

Cinématique

Language

Action

Meaning

Cognition

Acquisition

EEG

Kinematics

Résumé

Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à la contribution des régions sensori- motrices dans la représentation de nouveaux mots.
Dans un premier temps et au travers d’une analyse des oscillations cérébrales, nous avons observé que l’écoute seule de mots d’action (mais pas de mots de « vision ») récemment acquis, conduisait après apprentissage à une activation des régions motrices. Si l’écoute des mots d’action déclenchait une activité motrice similaire à l’observation d’actions, elle était néanmoins associée à une activité supplémentaire semblant refléter le recrutement d’une « zone de convergence » entre les structures motrices et celles du langage, permettant la récupération d’informations motrices plus abstraites. Par la suite, nous avons pu montrer que les divergences entre nouveaux mots d’action et de vision émergeaient rapidement puisqu’associés à des activités spécifiques sur les électrodes fronto-centrales et occipito-pariétales respectivement. Une autre étude EEG nous a permis d’observer que les items lexicaux (pseudo-mots) semblaient fournir un substrat unique pour associer les attributs sensori-moteurs liés au référent. Enfin, au travers d’une analyse fine des paramètres cinématiques d’un mouvement de préhension, nous avons observé que la verbalisation d’un mot d'action (i.e. « attraper ») entraînait une facilitation de l’exécution de l’action. Nos résultats indiquent que la représentation du sens des mots dans le cerveau associe à la fois les régions à modalité spécifique et des « zones de convergence » notamment entre les structures motrices et langagières, permettant la récupération d’informations plus abstraites ; tandis que la spécificité vis-à-vis du stimulus verbal tend à indiquer un pré-câblage de ces réseaux neuronaux pour le langage. Si les représentations sémantiques reflètent en partie les expériences perceptuo- motrices associées à l’apprentissage, nos travaux soulignent un phénomène toujours présumé : un certain degré d’abstraction du sens des mots

The aim of this work was to determine the role of these sensori-motor regions in the development of meaning representation of novel words. In a first learning study that involved EEG recordings, analysis of brain oscillations revealed that listening to novel action words, but not novel visual words, after training led to the activation of motor regions. This activity which was similar to what was seen during action observation was however associated with an additional activity that seemed to reflect the recruitment of a convergence zone between language and motor brain regions mediating more underspecified motor information, rather than the motor events experienced during training. Furthermore, analysis of the ERPs revealed that category-specific effects could be observed rapidly: action words and visual words were associated with specific electro-cortical activities on fronto-central electrodes and occipito-parietal electrodes respectively. In a third EEG study, we observed that only verbal stimuli but not tones, that were associated with action execution during training, triggered activity in motor regions. Lexical items seem thus to provide a unique substrate to associate with the sensory-motor attributes of the referent. Finally, fine-grained analyses of kinematics revealed that the verbalization of an action word semantically congruent to the action (i.e. “grasp”) led to a facilitation of an object-directed grasping movement. The results obtained during this work indicate that word-meaning is represented in modality- specific brain regions and in convergence zones between language and motor brain regions that mediate underspecified information. The specificity for verbal stimuli tends to indicate a pre- wired neural system for the representation of word meaning. Finally, although semantic representations partly reflect perceptual and motor experiences associated with the acquisition of words, the present work points to a phenomenon that has always been assumed: a certain degree of abstraction in word-meaning representation