Des chercheurs découvrent une activité neuronale sous-jacente aux paroles humaines
JAKARTA - Le patron d’activité de centaines de neurones dans le cerveau peut donner des indications sur la grammaire, le sens des mots, la structure des phrases et le contexte des propos avant qu’une personne ne parle. Ces conclusions peuvent servir de base à de nouvelles technologies pour aider les personnes atteintes de troubles de la communication.
Les National Institutes of Health ou NIH, par l’intermédiaire de leur site officiel, cités mercredi 15 juillet, ont dit que la recherche utilisait un modèle d’apprentissage machine pour analyser les enregistrements d’activité des cellules individuelles dans le cerveau humain lorsque les participants parlaient.
Les données proviennent d'un ensemble de microélectrodes implantées chez huit patients pour surveiller l'épilepsie. L'appareil n'a pas été installé spécifiquement pour la recherche sur la langue.
Les microélectrodes sont des dispositifs de très petite taille utilisés pour enregistrer des signaux électriques de cellules nerveuses ou de neurones.
Les chercheurs du Massachusetts General Hospital de Boston ont ensuite enregistré des conversations naturelles en anglais avec chaque participant. Les sujets abordés étaient variés.
Les chercheurs ont synchronisé le temps de la conversation avec l'activité de centaines de neurones dans le cortex fronto-temporale. Ces régions du cerveau à l'avant et à côté ont été précédemment associées par l'équipe à la production de la parole.
Ils ont ensuite utilisé un modèle de traitement du langage naturel pour rechercher des relations entre les deux ensembles de données. Le traitement du langage naturel est une technologie utilisée par les ordinateurs pour analyser le langage humain.
Les résultats montrent que l'activité neuronale juste avant que les participants ne parlent peut être utilisée pour prédire un certain nombre d'éléments dans leur discours suivant, quelle que soit la question de la conversation.
L'étude a également révélé une division des tâches entre les neurones. Certaines cellules nerveuses reflètent des informations de base, telles que le sens et la fonction de mots spécifiques. D'autres neurones sont associés à des processus plus complexes, y compris le regroupement de phrases en phrases grammaticalement correctes.
Le modèle est également capable de distinguer les mots et les phrases similaires. Ces résultats montrent que l'activité neuronale capture un contexte particulier dans une phrase.
« Ces observations aussi détaillées sont nécessaires pour comprendre plus complètement la façon dont le cerveau produit la parole et, en fin de compte, développer des technologies pour restaurer cette capacité chez les personnes atteintes de troubles de la communication », a déclaré la directrice de l’Institut national de la surdité et d’autres troubles de la communication, Debara Tucci.
L’auteur principal de l’étude, Jing Cai, a déclaré que la recherche décrivait pour la première fois le processus de production de la parole au niveau cellulaire, et non seulement dans les régions du cerveau.
« Une fois que nous avons découvert ces éléments fondamentaux, nous avons maintenant une base pour commencer à répondre à un certain nombre de questions très intéressantes », a déclaré le chercheur et professeur au Massachusetts General Hospital.
Cette recherche a observé l'activité des neurones qui apparaissent avant que les participants produisent des paroles. L'étude a impliqué huit patients sous surveillance épileptique.
NIH a déclaré que les résultats pourraient potentiellement soutenir le développement de nouvelles technologies qui traduisent l'activité nerveuse en langage artificiel. Cette technologie pourrait aider à transformer l'activité nerveuse des personnes atteintes de troubles de la communication en langage.