Rôle des oscillations corticales dans l'asymétrie fonctionnelle du traitement de la parole

Abstract

Speech processing is divided between the two hemispheres with left dominance for verbal comprehension and right lateralization for the treatment of intonation and speaker recognition. Asymmetric sampling theory (AST) states that a difference in the sensitivity of left and right auditory cortex neurons would be sufficient to explain the lateralisation of language. Sampling windows constraining the processing of information to a left phonemic and right syllabic rhythm would be supported by oscillatory activity at a gamma (~ 40 Hz) and theta (~ 5 Hz) rhythm, respectively. The purpose of this thesis was to confirm and extend the predictions made by the AST through two studies.Intracranial EEG recording in the bilateral auditory cortex has established that: (i) the acoustic signal is sampled according to the phonemic and syllabic rhythms in the left and right secondary auditory cortex, respectively; (ii) their integration would lead to the formation of an internal syllabic rhythm in the left associative auditory cortex; (iii) these oscillatory patterns are found in the spontaneous activity measured during the resting state, with frequency and spatial specificity.The combined EEG / fMRI record of the entire cortex revealed that: (i) the primary auditory cortices, but also the articulatory, somatosensory and lower parietal motor have asymmetrical oscillatory activity at rest; (ii) the Wernicke and Broca areas inherit their asymmetrical profiles during linguistic processing; (iii) sensory and motor areas influence the language network mainly at the gamma and delta / theta rates, respectively. Thus during the evolution the motor and sensory areas would have mutually reinforced during the verbal production, organizing their oscillatory activity around the theta and gamma rhythms.Le traitement de la parole est réparti entre les deux hémisphères avec une dominance gauche pour la compréhension verbale et une latéralisation droite relative aux traitements de l’intonation et de la reconnaissance du locuteur. La théorie de l’échantillonnage asymétrique (AST) stipule qu’une différence de sensibilité des neurones des cortex auditifs gauche et droit suffirait à expliquer la latéralisation du langage. Des fenêtres d’échantillonnages contraignant le traitement de l’information selon un rythme phonémique à gauche et syllabique à droite seraient soutenus par une activité oscillatoire à un rythme gamma (~40 Hz) et thêta (~5 Hz), respectivement. Le but de cette thèse était de confirmer et d’étendre les prédictions faites par l’AST à travers deux études.L’enregistrement intracrânien EEG dans les cortex auditif bilatéraux a permis d’établir que : (i) le signal acoustique est échantillonné selon les rythmes phonémique et syllabique dans les cortex auditif primaire gauche et secondaire droit, respectivement ; (ii) leur intégration aboutirait à la formation d’un rythme syllabique interne dans le cortex auditif associatif gauche ; (iii) ces patterns oscillatoires sont retrouvés dans l’activité spontanée mesurée pendant l’état de repos, avec une spécificité fréquentielle et spatiale.L’enregistrement EEG/IRMf combiné de l’ensemble du cortex a révélé que : (i) les cortex auditif primaire, mais aussi moteur articulatoire, somatosensoriel et inférieur pariétal présentent une activité oscillatoire asymétrique au repos ; (ii) les aires de Wernicke et de Broca héritent leurs profils asymétriques lors d’un traitement linguistique ; (iii) les aires sensorielles et motrices influencent le réseau du langage principalement aux rythmes gamma et delta/thêta, respectivement. Ainsi au cours de l’évolution les aires motrices et sensorielles se seraient renforcées mutuellement lors de la production verbale, organisant leur activité oscillatoire autour des rythmes thêta et gamma