Figure 1: Aires cérébrales plus activées par l'écoute du francais que par l'écoute de langues étrangères (chez un Francais natif). Image C. Pallier, SHFJ-CEA-Orsay.
Christophe Pallier, CNRS
(court article paru en janvier 2001 dans le numéro hors-série de Science et Avenir sur L'émergence du langage)
La plupart des objets qui nous entourent (cailloux, arbres, chiens, chaises ou réfrigérateurs...etc) ne connaitront jamais le plaisir de la conversation. Pour pouvoir converser, il semble bien qu'il faille un cerveau, et apparemment pas n'importe lequel: une majorité de scientifiques sont convaincus que le langage est une aptitude spécifique à l'homme. Les travaux sur les systèmes de communication animaux ont mis en évidence le fossé qui les sépare du langage humain. La caractéristique la plus manifeste de ce dernier, apparemment absente dans les systèmes des autres espèces, est son aspect combinatoire: en associant des sons dans différents ordres, on produit de nouveaux mots; en associant des mots dans différents ordres, on produit de nouvelles phrases, et ainsi à l'infini... Il semble donc qu'en attendant de rencontrer en contact avec des intelligences extra-terrestres, il faille considérer le langage comme une faculté proprement humaine.
Si le cerveau a une longue histoire évolutive (les premiers vertébrés apparaissent il y a un demi-milliard d'années), le langage est donc apparu "récemment", au cours de l'histoire du genre humain, dans le dernier million d'années. Les spécialistes débattent autour de dates plus précises: le langage est-il l'apanage du seul homo sapiens (apparu il y a environ 100000 ans), ou bien ses ancêtres le maitrisaient-ils déjà? Est-il apparu fortuitement, ou bien comme le produit d'autres adaptations tel que l'utilisation d'outils ?
En tous les cas, force est de constater que le cerveau ne naît pas tout équipé, avec un langage prêt à fonctionner (les bébés ne parlent pas), mais plutôt avec un système capable d'acquérir le langage parlé dans leur environnement. On peut spéculer sur pourquoi il en est ainsi. Beaucoup pensent, raisonablement, que le génome humain ne suffirait pas à contenir l'information nécessaire à coder une langue dans tous ses détails. D'autres remarquent que, d'un point vue évolutioniste, cela confére un avantage adaptatif: les langues peuvent évoluer et s'adapter à l'environnement: si le lexique humain était fixé par les gènes, il faudrait attendre des mutations génétiques pour "acquérir" de nouveaux mots tels que "ordinateur". Une autre raison pour laquelle il serait profitable que le langues soient apprises, en partie au moins, est que d'inévitables variations génétiques entre humains pourraient conduire à des langues précablées différentes..., avec, à la clé, l'impossibilité de communiquer.
Si l'on peut donc facilement admettre l'intérêt pour nos cerveaux d'apprendre le langage, il est plus difficile d'expliquer le phénomène non trivial de l'évolution des langues à l'échelle des générations. Si l'on peut comprendre pourquoi une language peut s'enrichir de nouveau mots, il est plus difficile de comprendre pourquoi les sons et les règles de grammaires évoluent également. L'explication la plus plausible est que les enfants ne sont pas des reproducteurs fidèles de la langue de leur parents. A chaque génération, la langue est "réinventée". Pour qu'elle évolue dans une certaine direction, il faut encore supposer, nous semble-t-il, que les enfants préfèrent s'imiter entre eux plutôt que d'imiter les adultes. Une autre explication fait appel aux influences entre les langues, mais elle est vraisemblablement insuffissante. En fin de compte, bien des mystères demeurent sur le langage.
Du fait que les mécanismes qui sous-tendent l'apprentissage et l'utilisation du langage sont localisés dans le cerveau humain, il peut être tentant de croire que toute question sur le langage doive en dernier recours trouver sa réponse dans une analyse directe du cerveau. Cependant, cette vision, par trop réductionniste, ne correspond pas à la réalité actuelle de la recherche. De la même façon qu'on peut assez largement faire de la biologie sans se trop se préoccuper de physique subatomique (mais la chimie est très utile!), les spécialistes du langage ont beaucoup étudié les intuitions ou le comportement, utilisant les approches de la linguistique et de la psychologie, plutôt que celle de la neurophysiologie: ainsi pour comprendre comment les enfants apprennent le langage, ils ont analysé en détails les phrases produites par les enfants plutot que d'examiner leurs activités cérébrales. C'est raisonnable: il n'est pas évident a priori que connaitre les zones du cerveau utilisées par le langage permettrait de comprendre comment le langage fonctionne. Les données sur le cerveau sont-elles pour autant inutiles? Bien sûr que non: les études plus directes du cerveau fournissent une source supplémentaire d'information qu'il serait absurde de négliger quand elles permettent de répondre à des questions intéressantes. Considérons un exemple où le comportement nous apporte des informations limitées: le cas des très jeunes enfants (entre 6 et 18 mois). Pour déterminer si ceux-ci sont capables d'identifier certains mots, les psychologues utilisent des procédures complexes et assez peu fiables, fondées par exemple, sur la mesure de temps d'attention. On pourrait imaginer, qu'un jour prochain, les enregistrements de l'activité cérébrale chez ces enfants, puisse fournir des données plus précises et plus fiables, nous permettant de déterminer quand le cerveau de l'enfant à identifié ou non le mot. C'est pourquoi les chercheurs tâchent de mettre au point des expériences qui permettront ces mesures.
La méthode la plus ancienne est l'étude des patients ayant subi des lésions cérébrales à la suite d'accidents vasculaires ou bien de tumeurs. Souvent ces lésions entraînent des déficits, et quelquefois, ceux-ci peuvent être remarquablement spécifiques, c'est à dire limités à un domaine, comme par exemple la reconnaissance des visages, ou bien la capacité à manipuler des nombres... Dans le cas des déficits qui atteignent le langage, une première distinction grossière apparaît entre ceux qui affectent la compréhension et ceux qui affectent la production de la parole (bien que certains chercheurs affirment que les deux sont toujours associés). Mais des déficits nettement plus spécifiques peuvent se produire: par exemple, certains patients semblent avoir "perdu" les noms d'animaux, d'autres ont des difficultés avec les verbes mais pas avec les noms... Les neuropsychologues sont satisfaits quand ils ont trouvé des "paires" de patients dont l'un a perdu une capacité A et préservé la capacité B, alors que l'autre a perdu B et préservé A; cela leur permet alors d'affirmer que ces deux capacités dépendent des systèmes fonctionnels distincts (et probablement de systèmes neuronaux distincts). Ainsi, le fait qu'il existe des patients qui ont des difficultés à comprendre certains mots et en prononcer d'autres suggèrent fortement l'existence de deux "lexiques" mentaux, l'un pour la réception de la parole, l'autre pour la production. Ce fait va à l'encontre d'un postulat qui était implicite en linguistique, et permet ainsi d'ouvrir de nouvelles perspectives.
Certaines questions sur les relations entre cerveau et langage sont intéressantes en soit: le cerveau d'un locuteur de l'anglais diffère-t-il de celui d'un locuteur du français? Les bilingues utilisent-ils les mêmes aires corticales ou bien des aires différentes quand ils emploient l'une ou l'autre de leur langue? Est-ce la localisation des zones du cerveau qui traitent le language sont fixées à la naissance, ou bien peuvent-elles changer avec l'apprentissage? Y-a-t-il des différences anatomiques ou fonctionnelles entre les personnes qui apprennent facilement une seconde langue et celle qui ont des difficultés? Une réponse à cette dernière question permettrait en partie de répondre à la question pratique: "chacun a-t-il le potentiel d'apprendre parfaitement une seconde langue?"
Si l'étude des lésions n'a pas permis d'apporter de réponses définitives à ce genre de questions, les méthodes plus modernes d'imagerie cérébrale améliorent la situation. Ces méthodes permettent de visualiser certains aspects du cerveau en fonctionnement (un intérêt est qu'il peut s'agir du cerveau de personnes "normales" c'est à dire n'ayant pas souffert de lésion). Ainsi, la TEP (tomographie à émission de positons) permet de suivre la consommation locale en glucose ou bien la concentration d'un neurotransmetteur, ou bien encore le débit sanguin. Ces mesures fournissent une indication de l'activité neuronale et donc d'identifier les aires cérébrales qui travaillent plus que les autres dans des conditions données. Les images acquisent par la TEP sont toutefois limitées par la une durée de "pose" assez longue, de l'ordre de la minute. l'IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) permet également d'évaluer l'évolution du débit sanguin local, mais sur une échelle temporelle beaucoup plus fine que de l'ordre de la seconde. Par exemple, la figure 2 montre le signal IRM mesuré dans un petit cube de 0.06 mm3 (identifié par la croix sur la figure 1), dans les secondes qui suivent l'écoute de phrases dans la langue maternelle (courbe rouge) et de phrases dans des langues étrangères.
Figure 1: Aires cérébrales plus activées par l'écoute du francais que par
l'écoute de langues étrangères (chez un Francais natif). Image
C. Pallier, SHFJ-CEA-Orsay.
Figure 2: Evolution temporelle du signal IRM, en un point cortex temporal
antérieur, à la suite de la présentation de phrases francaises (rouge)
et de phrases étrangères.
Les études d'imagerie cérébrale du langage sont encore assez peu nombreuses. Elles ont toutefois déjà permis de révéler, par exemple, que chez des bilingues très bons, les mêmes zones étaient utilisées par les deux langues, alors que chez des bilingues qui maitrisaient moins bien leur seconde langue, des zones différentes et très variables d'un invidu à l'autre étaient activées. On ne sait pas encore ce qui se passe au début de l'apprentissage d'une seconde langue: toute le monde utilise-t-il des zones différentes de celle de leur langue maternelle ou non?
Un autre aspect des neurosciences qui apporte une contribution aux recherches sur le langage concerne la modélisation: certains chercheurs se fondent sur les connaissances acquises sur le fonctionnement des neurones pour construire des modèles neuromimétiques. Ces modèlisations tentent de simuler l'apprentissage ou le traitement du langage, à partir d'architectures inspirées de la neurobiologie. Bien que ces modèles soient très loins d'atteindre les performances des humains, ils donnent parfois des résultats intéressants quand on les applique à des problèmes tels que la reconnaissance de mots.