Pour la première fois, on a pu mesurer simultanément l’activité électrique de plusieurs régions du cerveau impliquées dans la lecture. Ainsi, il a été possible de visualiser qui travaille avec qui et à quel moment précis, donc comment s'organise le dialogue dans l’encéphale. Cette découverte pourrait déboucher sur des applications dans le domaine du déficit cognitif, comme l’épilepsie.
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Lire une phrase, tâche simple en apparence, mobilise de nombreuxneurones dans des parties du cerveau éloignées les unes des autres. Comment alors mettre en commun l’activité de ces différents neurones pour déchiffrer les mots, leur donner un sens et comprendre une phrase ? À Lyon, l’équipe Inserm dirigée par Jean-Philippe Lachaux au sein de l’Unité Inserm 1028 « Centre de recherche en Neurosciences » a mis en évidence la façon dont ces différentes parties du cerveau dialoguent à distance. Ces travaux sont publiés dans la revue The Journal of Neuroscience.
Pour lire et comprendre une phrase comme celle-ci, plusieurs régions de notre cerveau doivent intervenir pour reconnaître le sens de chaque mot, leur associer une forme sonore et construire progressivement le sens du texte. Chaque région a plus spécifiquement en charge un aspect de lalecture, mais aucune ne travaille seule dans son coin. Le travail se fait à plusieurs grâce à des interactions intenses permettant à chaque aire cérébrale d’échanger avec les autres à longue distance. Comme souvent dans le cerveau, le tout est plus que la somme des parties.
Lire dans le cerveau : sur les traces de l’activité gamma
Il restait toutefois une zone d’ombre importante dans la compréhension de ces mécanismes : la forme prise par ces interactions neuronales à longue distance. Sans cette donnée essentielle, il n’était pas possible de savoir, dans le cerveau, qui travaille avec qui et à quel moment, ni pendant la lecture ni d’ailleurs pendant aucune autre activité cognitive.
Ce schéma illustre les fluctuations de l'activité électrique haute fréquence produite par les neurones des régions temporale (bleu) et frontale (rose) de l'hémisphère gauche du cerveau lors de l'analyse de chaque phrase. @ Inserm
Des chercheurs de l’Inserm au sein centre de recherche en Neurosciencesde Lyon, du Collège de France et du CHU de Grenoble viennent d'observer pour la première fois ces interactions neuronales. Pour y parvenir, les groupes dirigés par Jean-Philippe Lachaux, Alain Berthoz et Philippe Kahane ont mesuré directement l'activité électrique produite par les neurones dans le cerveau de personnes occupées à lire. Les résultats montrent que les composantes rapides de l'activité neuronale mesurée dans les aires de la lecture varient de façon corrélée lorsque ces dernières doivent interagir, notamment lors de l'accès au sens du texte.
Ces composantes rapides, qualifiées d'activité gamma, avaient déjà été signalées par cette même équipe comme étant d'excellents biomarqueurs du traitement de l'information dans le cortex : elles n'apparaissent effectivement au sein d'une population neuronale que lorsque celle-ci participe à l'activité cognitive du moment. Cette découverte laissait présager que lorsque deux régions cérébrales communiquent pour traiter conjointement une information, l'activité gamma que l'on peut y mesurer varie de la même façon dans le temps. C'est précisément ce qu'a montré cette étude.
De la lecture à l’épilepsie
Bien que ces conclusions ne concernent que la lecture pour l'instant, la même signature devrait permettre de suivre le dialogue entre les différentes parties du cerveau lors d’états cognitifs très divers, car les communications neuronales à distance semblent jouer un rôle central dans toute la cognitionhumaine, pour former une perception cohérente et intelligible du monde qui nous entoure.
Ces recherches devraient également fournir de nouvelles clés pour comprendre, entre autres, les déficits cognitifs associés à de nombreusespathologies neurologiques, comme l'épilepsie.
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