Making (brain) waves

Les mystères du cerveau

Un nouveau laboratoire de l'Université Carleton explorera les mystères du cerveau
14 juillet 2010

(Avec la permission de l’Université Carleton)

Imaginez votre cerveau comme une ville très animée. Votre matière grise est un dense réseau de bâtiments à usages multiples serpenté de réseaux de fils électriques et de trottoirs interconnectés. Des tuyaux de vapeur raccordés à la centrale diffusent de la chaleur. Des lumières clignotent et l’information fuse à toute vitesse. Des manivelles s’activent pour faire tourner le système.

Cette image reflète assez bien le processus à l'oeuvre quand notre cerveau traite les renseignements, les stimuli et les signaux qui lui sont transmis. Certains de ces signaux peuvent être très discrets : le ton montant en fin de phrase (pour marquer une question, par exemple) lance un signal dans une certaine partie du cerveau. Mais c’est une autre zone qui s’active lorsque nous entendons une phrase prononcée d’un ton monocorde, par exemple par un professeur fatigué lisant son cours.

Le cerveau est donc influencé par les subtilités de la langue parlée, ainsi que par l’âge. En effet, les fonctions cérébrales de l’enfant sont considérablement différentes de celles de l’adulte. Ainsi, lors de tests effectués auprès d’enfants, on s’est rendu compte que, quand on leur lisait des phrases à la voix passive (« François a été appelé par Jean plutôt que la phrase à la voix active « Jean a appelé François »), ils avaient du mal à comprendre qui de Jean ou de François était celui qui appelait l’autre.

Ces différences ont permis aux chercheurs de mieux comprendre les méthodes d’assimilation du langage par le cerveau. Les linguistes ont déterminé que l’être humain possède un système inné qui lui permet d’acquérir le langage et d’apprendre à parler dans les premières années de sa vie. Il s’agit en quelque sorte d’un logiciel d’apprentissage fonctionnant grâce au matériel qu’est le cerveau. Une telle complexité est le propre de notre espèce. Les abeilles exécutent une sorte de chorégraphie pour indiquer le chemin le plus court vers la ruche. Les chiens établissent une hiérarchie par leurs mouvements de queue et leur posture. Quant à nous, c’est en blablatant que nous communiquons.

Le cerveau continue néanmoins à receler de nombreux secrets. C’est pour les découvrir que les personnes qui ont mis sur pied le nouveau laboratoire de l’Université Carleton prévoient explorer plus en profondeur ce qu’on appelle la neurolinguistique, soit la science qui étudie les rapports entre le langage et les structures du cerveau. Le Centre for Cognitive Neuroscience: Language and Brain devrait ouvrir ses portes cet automne.

Ce laboratoire, situé au rez-de-chaussée du pavillon Paterson, dispose d’une salle d’attente équipée d’un meuble-lavabo où les participants des projets de recherche peuvent se laver les cheveux après avoir enlevé les calottes qu’ils doivent porter dans le cadre des expériences. Ces calottes sont munies d’électrodes recouvertes de gel pour assurer une bonne connexion. Les électrodes ainsi posées sur le cuir chevelu des sujets sont reliées à une machine qui mesure les ondes cérébrales. Les chercheurs observent les réactions électrophysiologiques à des stimuli tels que des phrases lues sur divers tons et par différentes voix.

Lors d’une conversation, différentes régions du cerveau entrent en fonction selon que l’on parle ou que l’on écoute, comme dans un match de ping-pong neural. Les chercheurs tentent de repérer les zones exactes du cerveau qui sont activées quand nous parlons, quand nous traitons ce que nous entendons et quand nous le comprenons.

Dans une autre pièce du laboratoire, une chambre acoustique permet aux chercheurs d’enregistrer des conversations entre participants. La conversation est en effet la forme la plus naturelle de la langue parlée (contrairement à la forme plus rigide d’une entrevue enregistrée). Il s’agit donc d’un véritable trésor analytique pour les linguistes.

Dans une troisième pièce, une machine au nom futuriste – EyeLink 1000 – suit le mouvement des yeux à la milliseconde près, ce qui permet de recueillir des données supplémentaires sur la façon dont nous recevons et traitons l’information.

Les chercheurs sont convaincus qu’en regroupant les données concernant les sons de la voix et les mouvements oculaires, ils obtiendront de précieux renseignements sur la relation entre le langage et les fonctions cérébrales.

Ces recherches ont de nombreuses ramifications et touchent divers domaines tels que la psychologie, la pédagogie, la pathologie, la philosophie, les sciences informatiques et la médecine. Si nous arrivions par exemple à déterminer la zone du cerveau qui est responsable des fonctions du langage et celle où se situe la compréhension, nous serions en mesure de mieux comprendre certains troubles associés aux lésions cérébrales tels que l’aphasie, qui entrave la capacité à s’exprimer et à comprendre ce que disent les autres.

Le nouveau laboratoire de Carleton est le fruit de la vision de Masako Hirotani, psycholinguiste diplômée de l’Université de Tokyo et titulaire d’un doctorat de l’Université du Massachusetts à Amherst. À son arrivée à Carleton il y a trois ans, la professeure Hirotani a entamé la création du laboratoire. Puis, en novembre 2008, elle a obtenu 140 000 $ de la Fondation canadienne pour l'innovation, organisme indépendant créé par le gouvernement du Canada pour financer l’infrastructure de recherche. Masako Hirotani est également associée de recherche au Département de neuropsychologie de l’institut Max Planck de neurologie et des sciences cognitives de Leipzig, en Allemagne, un poste extrêmement prestigieux.

Ses recherches portent sur l’intonation et autres indicateurs de la langue parlée, donc sur la courbe mélodique de la phrase.

« En anglais, note-t-elle, il existe différents types d’intonation. De plus, lorsque nous parlons, nous émettons des signaux qui agissent un peu comme des pauses en musique. Ces signaux indiquent que le locuteur n’a pas fini de parler. »

En collaboration avec une collègue, Hirotani donne un cours de niveau 101, intitulé Les mystères du langage, qui est une porte d’entrée vers des études plus poussées en linguistique. Sa collègue, Ida Toivonen, s’intéresse à la théorie syntaxique et au sami d’Inari, une langue parlée au nord de la Finlande par moins de 300 personnes. Toivonen est arrivée à l’Université Carleton après avoir obtenu un doctorat en linguistique à l’Université Stanford et un baccalauréat à l’Université Brandeis, avec deux majeures, en langue et littérature françaises, et en linguistique et sciences cognitives.

Hirotani et Toivonen ont eu l’idée de ce cours introductif alors qu’elles préparaient des tournées de recrutement auprès d’élèves du secondaire. En compilant des faits sur la recherche linguistique qui seraient accessibles à leur jeune public, elles ont compris que de nombreux aspects intrigants du langage pouvaient faire l’objet d’un cours de base en linguistique.

Elles ont trouvé un titre accrocheur et les étudiants ont afflué. Le cours, qui peut accueillir 236 étudiants, remplit l’amphithéâtre Azrieli. La séquence « Language and Society » (Langue et société) explore notamment l’anglais parlé par les Noirs. Certains pensent qu’il s’agit simplement d’un usage impropre de l’anglais courant, mais il s’agit en fait d’une langue qui obéit à ses propres règles et qui dispose d’un système complexe établissant des distinctions qui n’existent pas en anglais standard.

Comment différencie-t-on un dialecte et une langue? La différence est souvent d’ordre géographique, politique et sociologique, plutôt que linguistique. Si l’on compare l’accent du Cap-Breton au vernaculaire des quartiers sud de Londres, on voit en quoi les locuteurs de deux dialectes de l’anglais peuvent avoir du mal à se comprendre.

Dans une autre séquence du cours, Ida Toivonen raconte l’expérience d’une linguiste qui a observé pendant un an les structures langagières d’un groupe d’élèves du secondaire à Detroit. Elle a établi une classification par groupe social – champions, exclus, intermédiaires – et a observé des tendances marquées au niveau de la langue parlée de chacun de ces groupes. La mesure des voyelles, par exemple, lui a permis de repérer des différences très nettes.

« Bien entendu, explique Ida Toivonen, ils ne disent pas : “Je suis un champion, et je prononce donc mes 'e' différemment des exclus.” Ces découvertes n’en demeurent pas moins passionnantes. »

Histoire d’égayer sa classe, la professeure Toivonen aime bien donner un exemple où le fameux mot anglais commençant par « f » permet d’apporter une nuance grammaticale. « Un locuteur natif de l’anglais possède une intuition très solide de ce qui est correct grammaticalement dans sa langue et de ce qui ne l’est pas, remarque-t-elle. Ces règles et structures sont assimilées de manière inconsciente. » 
 
Quantité de régions du cerveau restent inexplorées, ce qui assure aux universitaires la possibilité de nombreuses découvertes.
Masako Hirotani note qu’à l’Université Carleton, le corps professoral compte un nombre croissant de jeunes chercheurs importants, dont plusieurs viennent de terminer leur doctorat. Un nouveau programme de maîtrise en sciences cognitives sera inauguré cet automne, ce qui attirera de nouveaux étudiants vers le nouveau laboratoire.

Les travaux de ce laboratoire vont s’ajouter aux nombreuses études linguistiques et paralinguistiques en cours dans d’autres universités. À l’Institut neurologique de Montréal, lié à l’Université McGill, des chercheurs étudient la trace moléculaire, c’est-à-dire le changement physique qui se produit dans le cerveau lorsqu’un souvenir se forme. À l’Université McMaster, on met sur pied un laboratoire multidisciplinaire axé sur les sciences humaines et la linguistique neurocognitive, afin d’étudier les communications interpersonnelles.

« Nous ignorons tant de choses du cerveau, conclut Masako Hirotani, avec un mélange de frustration et d’enthousiasme. Il nous reste encore un long chemin à parcourir. »

Le saviez-vous?

Quelques faits tirés du cours LALS-1100A (Les mystères du langage) :

On dit que la langue « eskimo » compte 100 termes pour désigner la neige, mais il s’agit là d’une bêtise intellectuelle. — Geoffrey K. PULLUM, « The great Eskimo vocabulary hoax »

Un locuteur d’origine de l’anglais possède une mémoire d’environ 60 000 mots. Le cortex temporel gauche joue un rôle essentiel dans le stockage et la récupération du langage. — Peter HAGOORT, « On Broca, brain and binding, a new framework », TRENDS in Cognitive Sciences

En anglais, le parler « Valley Girl », essaimé de termes comme « so » et « like », est en train de s’intégrer à la structure de la langue. En effet, l’utilisation d’intensificateurs de phrases tels que « like » est en hausse. Quant à « very », il perd sa place en anglais canadien au profit de « really » et « so ». — Sali A.TAGLIAMONTE, « So cool, right: Canadian English Entering the 21st Century », Canadian Journal of Linguistics

Si « eh » est devenu emblématique de l’anglais parlé au Canada, il existe en fait des dizaines d’autres termes employés par les Canadiens pour conclure leurs phrases : « right », « whatever », « stuff like that », « you know », « or something », « or anything » et « so » sont des exemples répandus.  — Sali A.TAGLIAMONTE, « So cool, right: Canadian English Entering the 21st Century », Canadian Journal of Linguistics