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Main et langage: quel hémisphère ?

Préférence manuelle et langage : existe-t-il vraiment un hémisphère dominant ?

Le 1 juillet 2014

Gaussian mixture modeling of hemispheric lateralization for language in a large sample of healthy individuals balanced for handedness . Bernard Mazoyer, Laure Zago, Gaël Jobard, Fabrice Crivello, Marc Joliot, Guy Perchey, Emmanuel Mellet, Laurent Petit, Nathalie Tzourio-Mazoyer. PLOS One, 30 juin 2014.



Les chercheurs du Groupe d'imagerie neurofonctionnelle (CNRS/CEA/Université de Bordeaux) ont démontré, avec une approche novatrice basée sur l'exploitation d'une grande base de données psychométriques et d'imagerie cérébrale, que la localisation des aires du langage dans le cerveau est indépendante du fait d'être droitier ou gaucher, sauf pour une très faible fraction de gauchers dont l'hémisphère droit est dominant à la fois pour les activités manuelles et pour le langage. Leur étude est publiée dans Plos One le 30 juin 2014.

Présentation en anglais par  le professeur Bernard Mazoyer


L'espèce humaine est la seule chez laquelle on observe une asymétrie du comportement moteur fortement majoritaire : 90% de la population utilise préférentiellement la main droite et 10% la main gauche. Ce comportement moteur est dit « croisé » : si on utilise la main droite, c'est l'hémisphère cérébral gauche, alors considéré comme dominant, qui est activé. Le langage, avec le comportement moteur, est une des fonctions les plus latéralisées du corps humain : en fonction des personnes, les réseaux d'aires cérébrales contrôlant la parole sont situés préférentiellement dans l'hémisphère gauche ou dans l'hémisphère droit du cerveau.

De nombreuses études ont montré que l'hémisphère gauche, comme pour le comportement moteur, est dominant pour le langage dans 90% des cas. Les 10% de gauchers de la population correspondent-ils au 10% des individus dont le langage est situé dans l'hémisphère droit du cerveau ? La localisation des aires du langage dans le cerveau est-elle alors corrélée au fait d'être droitier ou gaucher ? Pour répondre à cette question, les chercheurs du Groupe d'imagerie neurofonctionnelle ont tout d'abord recruté un large échantillon de participants (297) très fortement enrichi en gauchers (153).
Alors que la plupart des autres études ne concernent que des droitiers (majoritaires dans la population) les chercheurs ont analysé, pour la première fois, la latéralisation du langage chez un grand nombre de droitiers et de gauchers. Les sujets de cet échantillon ont ensuite subi une IRM fonctionnelle alors qu'ils effectuaient des tests de langage. Trois types de latéralisation pour le langage ont ainsi été révélés à partir des images obtenues (voir figure 1) : « typique » avec un hémisphère gauche dominant (présent chez 88% des droitiers et 78% des gauchers), « ambilatéral » sans hémisphère clairement dominant (présent chez 12% des droitiers et 15% des gauchers), « très atypique » avec un hémisphère droit dominant (présent uniquement chez 7% des gauchers).

L'analyse statistique de cette distribution montre que la concordance entre l'hémisphère dominant pour les activités manuelles et celui pour le langage se fait au hasard, sauf pour une petite fraction de la population (moins de 1%) pour laquelle l'hémisphère droit est dominant à la fois pour le langage et pour la main.


Ces résultats montrent donc qu'il n'est pas possible de déterminer l'hémisphère dominant pour le langage en connaissant seulement la préférence manuelle d'un individu. Les chercheurs vont maintenant tenter de comprendre pourquoi seul un petit groupe de gauchers possède un hémisphère droit dominant pour le langage, en déterminant en particulier s'il existe des variants géniques qui expliqueraient ce phénomène. Ces résultats démontrent également qu'un échantillon enrichi en gauchers, composé à partir d'une grande base de données, permet, à la différence d'un échantillon essentiellement constitué de droitiers, de mettre en évidence des facteurs de variabilité des bases structurales et fonctionnelles du cerveau humain : la détermination de ces sources de variabilité dans la latéralisation du langage ouvre la voie vers  une meilleure compréhension des pathologies du langage.

Abstract PubMed
Hemispheric lateralization for language production and its relationships with manual preference and manual preference strength were studied in a sample of 297 subjects, including 153 left-handers (LH). A hemispheric functional lateralization index (HFLI) for language was derived from fMRI acquired during a covert sentence generation task as compared with a covert word list recitation. The multimodal HFLI distribution was optimally modeled using a mixture of 3 and 4 Gaussian functions in right-handers (RH) and LH, respectively. Gaussian function parameters helped to define 3 types of language hemispheric lateralization, namely "Typical" (left hemisphere dominance with clear positive HFLI values, 88% of RH, 78% of LH), "Ambilateral" (no dominant hemisphere with HFLI values close to 0, 12% of RH, 15% of LH) and "Strongly-atypical" (right-hemisphere dominance with clear negative HFLI values, 7% of LH). Concordance between dominant hemispheres for hand and for language did not exceed chance level, and most of the association between handedness and language lateralization was explained by the fact that all Strongly-atypical individuals were left-handed. Similarly, most of the relationship between language lateralization and manual preference strength was explained by the fact that Strongly-atypical individuals exhibited a strong preference for their left hand. These results indicate that concordance of hemispheric dominance for hand and for language occurs barely above the chance level, except in a group of rare individuals (less than 1% in the general population) who exhibit strong right hemisphere dominance for both language and their preferred hand. They call for a revisit of models hypothesizing common determinants for handedness and for language dominance.

Contact: Bernard Mazoyer (mazoyerb @ gmail.com)
Dernière mise à jour le 02.07.2014

Short bio

Bernard Mazoyer
PU-PH

1986: Parmi les premiers au monde à combiner des données de neuro-imagerie cognitive de pointe en TEP et en IRM anatomique. CEA Orsay

1989: fonde le Groupe d’Imagerie Neurofonctionnelle (GIN), une unité de recherche dédiée à la neuro-imagerie cognitive

1995: organise et préside la 1ère Conférence Internationale Human Brain Mapping à Paris.

2003: directeur du Centre d’Imagerie "Cyceron" à Caen

2012: professeur de radiologie et d’imagerie médicale à la Faculté de Médecine de l’Université de Bordeaux, en charge de la neuro-imagerie fonctionnelle dans l’unité de neuroradiologie diagnostique et interventionnelle. plus..

 

le GIN

GROUPE D’IMAGERIE NEUROFONCTIONNELLE
Le Groupe d’Imagerie Neurofonctionnelle (GIN) a été fondé en 1989 par un groupe de chercheurs du Commissariat à l’Énergie Atomique (CEA) du service de l’Hôpital Frédéric-Joliot à Orsay.
Conduite par trois scientifiques, à savoir Nathalie Tzourio-Mazoyer , Bernard Mazoyer, son Directeur, et Marc Joliot , cette unité est devenue pionnière en France dans le développement de la Tomographie par Émission de Positons (TEP) et son utilisation pour étudier les bases neurales de la cognition.
Le GIN a en effet apporté une contribution majeure à l’émergence de la neuroimagerie cognitive comme un domaine de recherche indépendant, à la fois au niveau national et international.

En 2011 , en raison de la restructuration de l’organisation de la recherche en France, le GIN se déplace de nouveau, cette fois ci à l’Université de Bordeaux, rejoignant un des meilleurs campus neurosciences de France. Ici, le GIN contribue en tant qu’Unité Mixte de Recherche (UMR 5296) à la création du Laboratoire d’Excellence Trail (Translational and Advanced Imaging LabEx) avec un programme de 5 ans financé par le CNRS, le CEA et l’Université de Bordeaux.