Aire de Broca : le cerveau ne parle pas avec un seul bouton

Le cerveau ne cache pas un bouton « parler »

En apparence, l’aire de Broca semble facile à résumer : une région située dans la partie inférieure du lobe frontal gauche, associée à la production de la parole. Cette association historique devient insuffisante dès qu’on observe ce qui se passe pendant une phrase, un mot inventé ou la récupération après un AVC.

En réalité, l’aire de Broca participe à la transformation d’une représentation sonore en programme articulatoire. Elle aide à préparer les séquences de sons et les gestes nécessaires pour les prononcer, avec le concours d’autres régions frontales, temporales, motrices et sous-corticales.

Une lésion de cette région ne suffit donc pas toujours à expliquer la gravité ou la durée d’un trouble de la parole. Les faisceaux de substance blanche voisins et les mécanismes de réorganisation interviennent aussi.

Broca agit dans un réseau.

Broca prépare les sons avant la bouche

Chez la plupart des personnes, l’aire de Broca se trouve dans la moitié postérieure du gyrus frontal inférieur gauche. Elle regroupe notamment l’aire 44 de Brodmann, appelée pars opercularis, et l’aire 45, appelée pars triangularis. Ces repères anatomiques sont utiles, à condition de ne pas les transformer en frontières rigides.

Parler demande plusieurs opérations qui se chevauchent. Il faut sélectionner les sons, les organiser en syllabes, leur donner une structure rythmique, puis convertir cette représentation en gestes de la langue, des lèvres, du larynx et de la mâchoire. L’aire de Broca intervient surtout dans le passage entre le code phonologique et le plan phonétique.

La distinction devient concrète lorsqu’une personne sait ce qu’elle veut dire, mais produit un son à la place d’un autre. Le sens, le vocabulaire et l’intention peuvent rester accessibles alors que l’assemblage des sons ou la coordination des gestes devient laborieuse.

Pourquoi les chercheurs utilisent des mots qui n’existent pas

Une étude publiée en 2009 dans Cerebral Cortex a utilisé l’IRM fonctionnelle pour examiner cette préparation. Quinze adultes anglophones, droitiers et sans antécédent neurologique ou psychiatrique ont répété des pseudomots, c’est-à-dire des séquences prononçables dépourvues de sens. Deux participants ont été écartés en raison de mouvements excessifs pendant l’examen, ce qui a laissé treize personnes pour l’analyse.

Les pseudomots comportaient deux ou quatre syllabes, avec des séquences de sons fréquentes ou peu fréquentes dans l’anglais. Les séquences à faible fréquence sous-lexicale demandaient une construction articulatoire moins familière. Elles ont recruté un réseau comprenant le gyrus précentral dorsal, les régions frontales inférieures des deux côtés et l’aire motrice supplémentaire.

Dans ce protocole, l’activation du gyrus frontal inférieur gauche était compatible avec un rôle dans l’encodage phonétique et la génération des codes articulatoires. Elle ne permettait pas d’affirmer que cette région produisait, à elle seule, toute la parole. L’expérience portait sur des pseudomots répétés en laboratoire, pas sur une conversation spontanée.

Une image cérébrale montre qu’une région participe à une tâche dans un contexte donné. Elle ne prouve pas qu’elle en est l’unique cause, ni qu’une autre partie du réseau resterait inactive si elle cessait de fonctionner.

Après un AVC, la carte ne suffit plus

La réputation de l’aire de Broca vient en partie des observations de Paul Broca au XIX^e siècle. Des patients présentant une parole très réduite avaient une lésion dans la partie frontale gauche. Mais les lésions historiques touchaient aussi des régions voisines et la substance blanche située sous le cortex.

Une étude publiée dans Brain en 2021 a tenté de séparer ces effets. Elle a examiné 134 personnes ayant survécu à un AVC avec des lésions relativement circonscrites du lobe frontal gauche, tout en préservant des régions postérieures du langage situées dans les cortex temporal supérieur et pariétal inférieur. Les chercheurs ont comparé l’atteinte de l’aire de Broca, de régions motrices voisines et de plusieurs faisceaux de fibres.

Dans cet échantillon, les difficultés persistantes de production de la parole, au-delà de trois mois après l’AVC, étaient prédites par l’importance des dommages à la substance blanche située au-dessus de l’insula, près de la partie antérieure du faisceau arqué. Après prise en compte de ces dommages, le degré d’atteinte de l’aire de Broca n’ajoutait pas d’explication statistique à la performance observée.

Ce résultat ne signifie pas que l’aire de Broca ne joue aucun rôle dans la parole. Il signifie que son atteinte ne peut pas être interprétée isolément dans ce type de lésion frontale. Le faisceau arqué antérieur se trouve près d’autres fibres, et les auteurs signalent une forte corrélation entre plusieurs segments de ces voies. L’étude ne permet donc pas de désigner une fibre unique comme responsable.

Le relais droit n’est pas un plan B automatique

Le cerveau peut modifier son fonctionnement après une perturbation, mais cette plasticité ne ressemble pas à un interrupteur que l’on allume dans l’hémisphère opposé. Une étude publiée en 2013 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences l’a examiné avec une méthode appelée stimulation thêta en salves continues.

Les chercheurs ont appliqué cette stimulation à la partie postérieure du gyrus frontal inférieur gauche chez des adultes en bonne santé. La procédure créait une perturbation temporaire, parfois décrite comme une lésion virtuelle. Les participants répétaient ensuite des mots et des pseudomots présentés visuellement ou auditivement.

Quand la région postérieure gauche était perturbée, son homologue droit devenait davantage actif pendant la répétition des pseudomots. Les analyses de connectivité indiquaient aussi une influence facilitatrice plus forte du gyrus frontal inférieur droit vers la région gauche. Les réponses étaient plus rapides lorsque cette influence augmentait.

Le protocole suggère que la région droite peut contribuer activement à une tâche de production de la parole lorsque la région gauche est temporairement perturbée. Il ne montre pas que cette compensation se déroule de la même manière après un AVC. Une perturbation de quelques minutes chez une personne saine ne reproduit ni la destruction des tissus, ni l’inflammation, ni les mois de rééducation qui suivent une lésion cérébrale.

Après la lésion, le réseau travaille autrement

Une autre étude, publiée en 2021 dans Brain Communicationsa observé sept personnes ayant subi une lésion de la pars opercularis gauche, la partie postérieure de l’aire de Broca. Les chercheurs les ont comparées à 55 adultes sans trouble neurologique et à 28 personnes ayant une lésion de l’hémisphère gauche qui épargnait l’aire de Broca. L’IRM fonctionnelle reposait sur treize tâches avec des demandes variables en production de la parole.

Lors des réponses correctes, les patients mobilisaient une grande partie du réseau normalement distribué dans les deux hémisphères. Deux régions se distinguaient : la pars opercularis droite et une zone du cervelet droit appelée Crus I. L’activation de cette partie du cervelet était plus élevée chez les patients concernés que chez les deux groupes de comparaison. L’activation de la région frontale droite était supérieure à celle des adultes sans lésion, mais cette différence disparaissait par rapport au groupe de patients contrôles après ajustement sur la taille de la lésion.

Les auteurs proposent que ces deux régions ne remplissent pas exactement la même fonction. La pars opercularis droite et le Crus I droit pourraient participer à un contrôle cognitif général mobilisé pour maintenir la précision de la réponse, sélectionner une séquence et surveiller l’action. Cette interprétation repose sur les profils d’activation. Elle ne prouve pas que le cervelet ou le cortex droit suffisent à restaurer la parole.

Cette étude rappelle aussi que l’activation du côté droit ne correspond pas forcément à une simple libération de l’inhibition exercée par le côté gauche. Chez les adultes sans lésion, l’activité des deux pars opercularis évoluait plutôt dans le même sens. La compensation ressemble donc davantage à une coordination entre régions qu’à un remplacement mécanique.

Ce que cela change pour comprendre un trouble de la parole

Le nom de la zone lésée ne permet pas, à lui seul, de prédire ce qu’une personne pourra dire, répéter ou produire. Deux lésions qui touchent la même partie de l’aire de Broca peuvent épargner des fibres différentes, atteindre des régions motrices distinctes ou laisser au cerveau des possibilités de réorganisation différentes.

Un bilan peut donc croiser la description d’une image, la répétition de mots et de pseudomots, ainsi que des tâches de production qui imposent des demandes différentes. Les treize tâches utilisées dans l’étude de 2021 servaient précisément à observer la production de la parole dans plusieurs conditions.

Les pseudomots ont un intérêt particulier : ils empêchent de s’appuyer sur le sens ou sur la mémorisation d’un mot connu. Ils mettent davantage à l’épreuve l’assemblage phonologique et la préparation articulatoire.

Cette distinction aide à ne pas confondre une difficulté d’accès au mot avec un problème de programmation des gestes de la parole. Le vocabulaire, la compréhension, l’organisation des sons, la motricité et les connexions entre régions peuvent être atteints séparément ou ensemble.

Pour les proches, il est plus précis de décrire les mots produits, les erreurs, la compréhension des consignes et les situations où la parole s’améliore que de résumer la situation par « son aire de Broca est touchée ».

La parole ne tient pas dans une seule case.