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Apprentissage des langues

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Michèle Kail
, 
Michel Fayol
, 
Maya Hickmann

I. L’acquisition du langage

4. Marqueurs neurophysiologiques de l’acquisition précoce du langage : des syllabes aux énoncés1

Angela D. Friederici

Volltext

  • 1 Traduit avec permission à partir de : Friederici, A. (2005), Neurophysiological markers of early la (...)

1Plusieurs études récentes ont étudié les corrélats neurophysiologiques de l’acquisition du langage. Elles indiquent que le cerveau de l’enfant peut discriminer différents phonèmes dès les deux premiers mois après la naissance, que la connaissance des patrons d’accentuation et des règles phonotactiques est en place entre 5 et 12 mois, et qu’une interaction entre ces dernières et les processus lexico-sémantiques commence à se mettre en place dès 12-14 mois. Les marqueurs électrophysiologiques des processus lexico-sémantiques montrent que le traitement sémantique des mots apparaît à 14 mois dans des contextes imagés et vers 30 mois dans des contextes phrastiques. Dès 32 mois, les enfants présentent un patron de réponses électrophysiologiques aux violations syntaxiques semblable à celui des adultes. Les similitudes des réactions cérébrales observées chez les enfants et chez les adultes confortent l’hypothèse de la continuité dans le développement du langage.

Introduction

2L’acquisition du langage semble être d’une simplicité telle que n’importe quel enfant humain y parvient dans les trois premières années de sa vie. Les théories en psycholinguistique tentent d’expliquer les mécanismes cognitifs sous-tendant cette acquisition, abordant notamment la question de savoir si le développement est continu entre les stades précoces et tardifs de l’utilisation du langage ou au contraire si le traitement du langage par les enfants est fondamentalement différent de celui des adultes. Deux hypothèses sur le développement du langage ont été avancées. L’hypothèse de la « discontinuité » propose que la production et la compréhension du langage mobilisent des processus qualitativement différents durant le développement et à l’âge adulte. L’hypothèse de la « continuité » suppose que les processus langagiers sont de même nature au cours du développement et à l’âge adulte, différant uniquement sur le plan quantitatif. Les études comportementales viennent appuyer à la fois la thèse de la discontinuité (Felix, 1994) et celle de la continuité (Gleitman & Wanner, 1982 ; Pinker, 1984). En ce qui concerne cette dernière hypothèse, on observe par exemple que les enfants utilisent les mêmes principes de traitement syntaxique que les adultes lorsqu’ils doivent traiter des dépendances à longue distance dans les interrogatives (quoi, où, qui), alors que les apprenants d’une langue seconde utilisent des stratégies qualitativement différentes s’appuyant sur les informations portées par le verbe (Felser, Clahsen & Münte, 2003). Cependant, la comparaison directe des données comportementales à différents stades du développement n’est pas toujours aisée, puisque certains paradigmes utilisés avec les adultes ne sont pas appropriés pour les jeunes enfants, tandis que ceux qui sont fréquemment utilisés avec les bébés sont peu appropriés pour des enfants plus âgés ou pour des adultes. En revanche, la méthode électrophysiologique des potentiels évoqués peut être utilisée avec succès aussi bien chez les bébés que chez les enfants ou les adultes. Cette méthode, à la base de plusieurs études récentes sur le développement du langage, fournit des données pertinentes qui vont au-delà des données comportementales.

3Les potentiels évoqués (Event-Related Potentials ou ERP) reflètent l’activité du cerveau en réaction à un événement donné. Chaque onde moyennée sur une unité de temps donnée présente typiquement plusieurs pics positifs ou négatifs d’une latence spécifique après le début du stimulus et une distribution caractéristique au niveau du crâne. La polarité (négative/positive) ainsi que la latence et la distribution crânienne des différentes composantes permettent de dissocier les processus cognitifs particuliers qui leur sont associés. Les variations qui caractérisent ces dimensions des ERP sont des indices de variations intervenant dans les mécanismes cognitifs qu’elles reflètent. On peut, par exemple, les interpréter comme reflétant le ralentissement d’un processus cognitif donné (latence), la réduction des exigences de traitement ou l’efficacité (amplitude) d’une onde positive ou négative, ou encore le changement de la zone corticale associée à un traitement donné (topographie).

4Dans le domaine du traitement du langage, certaines composantes ERP spécifiques ont été identifiées comme caractéristiques des processus phonologiques, sémantiques et syntaxiques chez l’adulte. Cinq composantes, différentes sur le plan fonctionnel, sont pertinentes ici : (1) l’onde négative de l’incongruité (Mismatch Negativity ou MMN), qui se produit à 100-250 ms, indique la discrimination de stimuli acoustiquement et phonétiquement différents ; (2) la N400, onde négative centro-pariétale à w400 ms, est caractéristique du traitement lexico-sémantique et attestée aux deux niveaux du mot et de la phrase. Deux composantes différentes sont liées à la syntaxe : (3) une onde négative antérieure gauche (E/LAN) entre 150 et 350 ms, caractéristique du traitement syntaxique et morphosyntaxique en temps réel ; et (4) une onde positive centro-pariétale de w600 ms (P600) associée aux processus de révision syntaxique du type ré-analyse et restauration. Plus récemment, (5) une autre composante des potentiels évoqués a été identifiée en relation avec le traitement des frontières intonatives entre constituants : il s’agit d’un « changement positif de clôture » (Closure Positive Shift ou CPS). Un grand nombre de recherches se sont intéressées à ces différentes composantes ERP chez les adultes. Une description exhaustive détaillée dépasserait donc largement le cadre de ce chapitre. Le MMN est décrit dans l’encadré, et le CPS fera l’objet d’une discussion ultérieure. En ce qui concerne les N400, LAN et P600, des synthèses récentes sont disponibles (Friederici, 2002, 2004 ; Kutas & Federmeier, 2000).

ou MMN) : une composante des potentiels évoqués auditifs.


5Les travaux neurophysiologiques récents portant sur les bébés et les jeunes enfants montrent que les mécanismes cérébraux sous-tendant le traitement phonologique, sémantique et syntaxique sont très semblables à ceux des adultes, même au cours des étapes précoces du développement, ce qui suggère une évolution quantitative et non qualitative des processus de traitement du langage, dont ces composantes sont le reflet. Ces données semblent globalement étayer la thèse de la continuité dans le développement langagier. À première vue, la plupart des composantes ERP présentent un début différé et parfois aussi une durée globale plus longue, mais ces deux phénomènes s’atténuent progressivement au cours du développement. Nous proposons ci-dessous un survol des résultats disponibles concernant les ERP en relation avec le traitement du langage pendant les trois premières années après la naissance, et plus particulièrement avec ceux qui vont au-delà de la discrimination des seuls phonèmes. La Figure 1 résume les stades du développement qui jalonnent la perception du langage et les composantes ERP pertinentes pour ce chapitre. On peut considérer les stades du développement comme des étapes interconnectées durant lesquelles de nouvelles informations sont extraites et traitées à partir d’un savoir acquis plus tôt. Ainsi, la capacité précoce à traiter les frontières intonatives entre constituants est à la base de l’identification des frontières syntaxiques entre constituants ; et l’identification des mots de contenu, des mots fonctionnels et de la morphologie flexionnelle fonde l’extraction des règles syntaxiques, qui permettent à leur tour la construction de structures syntaxiques locales, et au final la construction de relations inter-phrastiques.

Un aperçu schématique des stades dans le développement de la perception auditive du langage et des corrélats ERP permettant l’étude des processus phonologiques, sémantiques et syntaxiques. Ces stades peuvent être conçus comme des étapes, liées entre elles et pendant lesquelles l’information nouvelle est extraite et traitée à partir de connaissances acquises plus tôt. Une fois les processus phonologiques de base établis, les connaissances phonémiques sont utilisées pour identifier et représenter les premières formes lexicales, et pour créer une base de connaissances lexico-sémantiques plus large, qui est ensuite utilisée pour traiter la signification dans des contextes phrastiques. La représentation chronologique des différents stades au cours du développement est une approximation basée sur les études ERP disponibles dans la littérature. Ceci s’applique également à la relation entre l’âge développemental et les composantes ERP attestées dans différentes études résumées dans le texte (voir le texte pour une description des différentes composantes ERP dans les études correspondantes).

Les processus phonologiques

6Les premiers pas du bébé dans le langage sont liés aux processus phonologiques. L’une des premières tâches de l’enfant est d’acquérir les propriétés phonologiques de sa langue. Celles-ci incluent les sons pertinents de la langue, les règles régissant leurs combinaisons, ainsi que les patrons d’accentuation des mots et le contour intonatif de la phrase.

La prosodie

7Des études comportementales montrent une sensibilité au contour intonatif général, c’est-à-dire à la prosodie de la langue cible, juste après la naissance (Mehler, Jusczyk, Lambertz, Halstead, Bertoncini & Amiel-Tison, 1988), alors que la sensibilité aux frontières intonatives entre constituants se développe pendant la première année de vie (Jusczyk, 1997 ; Steinhauer, Alter & Friederici, 1999 ; Pannekamp, Toepel, Alter, Hahne & Friederici, 2005). Les frontières intonatives entre constituants sont marquées par trois paramètres : une pause, un changement de hauteur vocale et l’allongement de l’avant-dernière syllabe dans laquelle celle-ci peut être identifiée.

8Une étude électrophysiologique récente indique que les bébés sont capables de traiter les frontières intonatives entre constituants à environ 8-9 mois (Friederici, non publié). Chez l’interlocuteur adulte, on a trouvé une composante particulière des potentiels évoqués (CPS) au début de la frontière intonative entre constituants (voir la Figure 2). Dans cette étude, on a présenté à des bébés de 8-9 mois des phrases contenant soit une, soit deux frontières intonatives, semblables à des structures d’énoncés utilisées avec des adultes. Comme chez les adultes, on a trouvé un CPS chez les bébés au début de chaque frontière intonative entre constituants, indiquant que les mécanismes neuronaux régissant l’information prosodique étaient établis tôt au cours de la petite enfance.

Le traitement des frontières intonatives entre constituants. L’activité cérébrale en relation avec les frontières intonatives entre constituants (IPh) chez l’adulte (a) et chez le nourrisson de 8-9 mois (b). La figure montre les ERP en relation avec des phases contenant un IPh intonatif (en gris) et deux IPh (en noir). Les exemples de phrases sont présentés dans les couleurs respectives (gris, traduction « Pierre promet à Anne de travailler et de nettoyer le bureau » ; noir, traduction : « Pierre promet d’aider Anne et de nettoyer le bureau »). L’onde devient positive (représentée vers le bas) après chaque IPh. Comme le montre la figure, ce changement est connu sous le nom de « Changement Positif de clôture » (Closure Positive Shift ou CPS). La partie (a) de la figure est une version adaptée de Steinhauser et al. (1999).

La discrimination des phonèmes

9Chaque langue utilise un ensemble limité de sons à partir duquel les syllabes et les mots sont construits. L’inventaire d’une langue donnée est constitué d’environ 30-40 éléments distincts ou phonèmes – qui participent à la signification des mots (par exemple, cat vs. hat). Les phonèmes sont des catégories de sons de parole qui sont perçus comme identiques, malgré le fait qu’ils diffèrent sur les plans acoustique et phonétique d’un locuteur à l’autre ou en fonction de phonèmes voisins dans les mots (par exemple, le c de cat versus le c de cut). Kuhl (2004) a proposé un survol complet des résultats comportementaux et neurophysiologiques disponibles concernant la première année de vie. Au vu de ce survol et de l’espace limité ici, notre discussion portera uniquement sur les processus langagiers au-delà du simple phonème.

10Les études électrophysiologiques ont testé la discrimination phonologique et syllabique au moyen d’une procédure connue sous le nom de « Paradigme de l’incongruité » (Mismatch Paradigm) (voir Encadré pp. 82-83). Grâce à ce paradigme, qui ne sollicite pas l’attention du bébé, des recherches ont examiné la capacité des nouveau-nés et des nourrissons à discriminer différents phonèmes en fonction de la place d’articulation consonantique (Dehaene-Lambertz & Dehaene, 1994), de la durée des consonnes (Kushnerenko, Ceponiene, Balan, Fellman, Hiotilainen & Näätänen, 2002 ; Leppänen, Richardson, Pihko, Eklund, Guttorm, Aro et al., 2002), des différences entre voyelles (Cheour, Ceponiene, Lehtokoski, Luuk, Allik, Alho et al., 1998) et de la durée des voyelles (Pihko, Leppänen, Eklund, Cheour, Guttorm & Lyytinen, 1999 ; Friederici, Friedrich & Weber, 2002). Bien que la discrimination s’accompagne d’une onde MMN chez l’adulte, la polarité de la réponse à l’incongruité chez le jeune bébé n’est pas toujours négative (Encadré). Nous avons démontré que la réponse à l’incongruité dans la durée des voyelles pour des syllabes consonne-voyelle peut dépendre de l’état d’éveil des bébés de deux mois, qui font preuve d’un MMN comme l’adulte en plus d’une onde positive lorsqu’ils sont éveillés, mais d’une seule onde positive en état de sommeil calme (Friedrich, Weber & Friederici, 2004) (voir la Figure 3).

11Les résultats de ces recherches montrent l’existence d’une capacité très précoce à discriminer différents phonèmes. Mais cette capacité ne permet pas au bébé de comprendre les mots ou même de les segmenter dans le flux auditif d’un constituant ou d’une phrase. De quoi d’autre le bébé a-t-il besoin ? Au moins deux autres capacités sont cruciales pour une segmentation réussie des mots : une connaissance du patron d’accentuation des mots et des connaissances phonotactiques.

La discrimination des syllabes à 2 mois. (a) Les paramètres acoustiques des stimuli utilisés pour tester la discrimination de la durée des syllabes par les bébés, en particulier des syllabes longues/ba:/et courtes/ba/, sont indiqués au-dessus d’un graphique qui montre les résultats d’un paradigme de l’incongruité (Mismatch Paradigm, voir Encadré pp. 82-83). Les deux types de syllabes ont été utilisés à l’intérieur d’un bloc comme stimulus standard (avec un taux de 5/6) et comme stimulus déviant (avec un taux de 1/6). Ceci permet de comparer directement (carrés en pointillé) un même stimulus, une fois déviant et une fois standard, en dissociant la longueur (voir l’encadré du milieu). (b) Les ondes de soustraction pour les syllabes longues chez le bébé de 2 mois en état d’éveil (ligne pleine noire), en état de sommeil tranquille (ligne noire en pointillé) et chez l’adulte (ligne grise). L’onde MMN est représentée par une flèche. Une MMN apparaît aussi pour les adultes et les bébés éveillés, mais pas pour les bébés en état de sommeil tranquille. Les deux groupes de bébés font également preuve d’une large onde positive (p) (Friedrich et al., 2004). Ces ondes positives semblent également refléter la discrimination des phonèmes (e.g. Leppänen et al., 2002). Version adaptée à partir de Friedrich et al. (2004).

Discrimination des patrons d’accentuation

12Les langues présentent différentes règles régissant la position de l’accent dans les mots multisyllabiques. Par exemple, la première syllabe des mots bisyllabiques est toujours accentuée en anglais, alors que c’est l’inverse en français. Une fois que le bébé peut reconnaître le patron d’accentuation de sa langue maternelle, il peut utiliser cette information pour identifier le début ou la fin des mots dans un flux de parole. Sur le plan comportemental, on a pu montrer que les enfants apprenant l’anglais pouvaient discriminer les patrons d’accentuation des mots bisyllabiques à 9 mois, mais pas à 6 mois (Jusczyk, Cutler & Redanz, 1993).

13Quelques études utilisant les potentiels évoqués ont abordé cette question à partir du paradigme MMN. En allemand, où l’accent est placé sur la première syllabe comme en anglais, les bébés de 5 mois sont capables de discriminer des pseudo-mots bisyllabiques dont la première ou la deuxième syllabe est accentuée (Weber, Hahne, Friedrich & Friederici, 2004). On a pu démontrer que le cerveau des bébés issus de familles à risques pour les dysfonctionnements langagiers ne produisait pas de réponse à l’incongruité. Il est intéressant de noter que cette particularité est confirmée par une étude rétrospective dans laquelle les enfants ont été classés à l’âge de deux ans comme présentant ou non un dysfonctionnement développemental à partir de leur performance en production. Seuls les enfants dont le développement avait progressé normalement avaient montré une réponse à l’incongruité indiquant leur capacité à discriminer l’accent à l’âge de 5 mois (Weber, Hahne, Friedrich & Friederici, 2005). Ces résultats indiquent que la capacité précoce à discriminer différents patrons d’accentuation est cruciale pour le développement normal du langage.

Les connaissances phonotactiques

14Peu d’études en potentiels évoqués ont examiné les connaissances phonotactiques des bébés. Celles-ci concernent les combinaisons de phonèmes qui sont possibles dans une langue donnée (par exemple, la combinaison des phonèmes [k] et [n] est légale en allemand, mais pas en anglais), ainsi que les phonèmes ou combinaisons de phonèmes qui peuvent se situer au début ou à la fin des mots (par exemple, str peut se situer au début des mots en anglais [street], mais pas à la fin). Des études comportementales ont pu montrer que l’enfant maîtrise les premières connaissances phonotactiques à 9 mois (Friedrich, Weber & Friederici, 2004 ; Friederici & Wessells, 1993 ; voir une synthèse dans Jusczyk, 1997). La composante électrophysiologique N400 offre un autre moyen de tester les connaissances phonotactiques et ainsi le statut lexical d’un stimulus donné. Chez l’adulte, l’effet N400 est attesté par une amplitude plus large avec mots incongrus sur le plan sémantique dans un contexte donné, par comparaison aux mots congruents. De plus, l’amplitude N400 est plus importante avec les pseudo-mots qu’avec les mots, qu’ils soient légaux ou non sur le plan phonotactique (voir des revues de questions dans Kutas & Federmeier, 2000 ; Kutas & Van Petten, 1994). Un paradigme approprié pour les adultes et les enfants est celui qui consiste à leur présenter simultanément l’image d’un objet et un stimulus auditif, ce dernier pouvant correspondre ou non au nom de l’objet, ou être un pseudo-mot présentant ou non des propriétés légales phonotactiques. À partir de ce paradigme, nous avons observé un changement au cours du développement entre les âges de 12 et de 19 mois (Friedrich & Friederici, 2005a ; Friedrich & Friederici, 2005b). Les potentiels évoqués à 19 mois sont semblables à ceux qui sont observés chez l’adulte, faisant apparaître un effet N400 pour les mots incongrus et pour les pseudo-mots phonotactiquement légaux, mais pas pour les pseudo-mots phonotactiquement illégaux. Aucun effet N400 n’est observé à 12 mois. Si la N400 reflète les mécanismes d’intégration sémantique, ces résultats indiquent que l’enfant de 19 mois considère que les vrais mots et les pseudo-mots légaux sont des candidats lexicaux possibles, mais exclut déjà les pseudo-mots phonotactiquement illégaux du lexique de sa langue maternelle (Friedrich & Friederici, 2005a). Ces données comportementales et électrophysiologiques indiquent de premières connaissances phonotactiques à 9 mois, mais une utilisation plus tardive de ces connaissances pour le traitement lexical.

La familiarité phonologique

15Un autre effet dans les potentiels évoqués indique que l’enfant tente de mettre en correspondance les sons et les objets (ou les images d’objets) dès l’âge de 11 mois. Une onde négative à environ 200 ms, attestée à 11 mois lorsque l’enfant entend des mots familiers ou non (Thierry, Vihman & Roberts, 2003), semble refléter ces tentatives. Néanmoins, dans cette étude, une ANOVA a été effectuée pour chaque milliseconde sans correction pour les comparaisons multiples, ce qui pourrait partiellement remettre en question l’interprétation des données. À partir d’un paradigme d’amorçage image-mot, une onde négative fronto-centrale précoce à environ 100-400 ms est attestée chez des enfants de 14 mois pour des mots cibles, présentés dans la modalité auditive, qui étaient congruents avec une image, par comparaison avec des mots incongrus. Cet effet précoce semble montrer un effet de familiarité reflétant la résolution d’une attente phonologique (lexicale) suivant la perception de l’image d’un objet (Friedrich & Friederici, 2005a). À cet âge, les bébés semblent faire preuve de connaissances lexicales, même si la forme spécifique d’un mot renvoyant à un objet donné n’est pas encore définie de façon précise, si bien que des mots semblables sur le plan phonologique constituent encore des candidats lexicaux possibles. Cette interprétation est confortée par la différence que l’on peut observer dans les potentiels évoqués des enfants de 14 mois en relation avec des mots qui diffèrent phonétiquement, mais pas avec des mots connus et semblables phonétiquement (Friedrich & Friederici, 2005a). Les données disponibles indiquent donc que les connaissances phonologiques et sémantiques interagissent après l’âge de 12 mois.

Les processus lexicaux-sémantiques

Le niveau du mot

16Des études antérieures utilisant les potentiels évoqués ont montré deux composantes négatives précoces bilatérales en relation avec les aspects sémantiques du traitement du langage : les N200 et N350 (Mills, Coffey-Corina & Neville, 1993, 1994). Dans ces études, l’activité cérébrale a été enregistrée à 20 mois pendant l’écoute de mots qui étaient familiers ou non. Dans une étude ultérieure, des effets différentiels semblables ont été trouvés à 14 mois pour des mots connus ou non (Mills, Prat, Zangl, Stager, Neville & Werker, 2004). Une autre étude concernant le traitement de mots dont les enfants connaissaient ou non la signification montre une onde négative bilatérale pour les mots inconnus à 13-17 mois, mais une onde négative hémisphérique gauche à 20 mois (Mills, Coffey-Corina & Neville, 1997). Ce résultat semble montrer un changement au cours du développement vers une spécialisation hémisphérique pour le traitement du langage. Une étude plus récente (Mills, Plunkett, Prat & Schafer, 2005) a testé les effets liés à l’expérience avec les mots (par entraînement) et à la taille du vocabulaire (production des mots). Dans ce paradigme d’apprentissage de mots, des enfants de 20 mois ont appris des mots nouveaux qui étaient ou non couplés avec un objet nouveau. Après l’entraînement, les potentiels évoqués des enfants ont montré un effet de répétition, notamment une amplitude réduite N200-500 avec les mots non couplés familiers et nouveaux, mais une augmentation de la N200-500 bilatérale pour les mots nouveaux couplés. Ce résultat semble indiquer que la N200-500 est liée à la signification des mots. Cependant, on ne sait toujours pas si la N200-500 reflète les seuls processus sémantiques ou si la familiarité phonologique intervient également. Le fait que cet effet soit précoce pour la sémantique est surprenant, étant donné que les effets sémantiques sont plus tardifs chez l’adulte, notamment dans la fenêtre temporelle de la N400. Vraisemblablement, le fait que l’effet soit plus précoce chez l’enfant que chez l’adulte est lié à un vocabulaire réduit, et par conséquent à un nombre réduit d’alternatives phonologiques des mots, ce qui permet au cerveau de réagir à partir des premiers phonèmes du mot (voir ci-dessus la section sur la familiarité phonologique).

Le traitement sémantique des mots congruents et incongrus. L’activité cérébrale (a) à 14 mois, (b) à 19 mois et (c) chez l’adulte dans un paradigme d’amorçage image-mot. Une image est présentée pendant 4 s sur l’écran et 900 ms après le début de l’image un article indéfini est présenté acoustiquement, suivi 1 s plus tard par un mot qui est soit congruent avec l’image (par exemple, l’image d’un canard suivie du mot « canard »), soit incongruent (l’image d’un canard suivie du mot « chat »). La ligne pleine représente les ERP dans la condition du mot congruent et la ligne en pointillé ceux recueillis dans la condition du mot incongruent. Les ERP correspondent à un site d’électrode particulier (PZ). On peut observer une onde négative à environ 400 ms (N400) dans tous les groupes d’âge. (a) Version adaptée à partir de Friederich & Friederici (2005b) avec permission. (b,c) Version adaptée à partir de Friedrich & Friederici, 2005a).

17Une étude (Friedrich & Friederici, 2004, 2005a) a montré un net effet N 400 lié au contexte sémantique du mot à 19 mois, et plus récemment à 14 mois. Les potentiels évoqués par les mots dans le contexte d’images étaient plus négatifs entre 400 et 1 400 ms pour les mots qui ne correspondaient pas aux images que pour ceux qui étaient congruents (voir la Figure 4). En comparaison avec les adultes, cet effet N400 devient significatif et dure plus longtemps pendant les étapes plus tardives. On observe également de petites différences topographiques des effets liées au fait que l’activité des électrodes sur les sites frontaux était plus élevée chez les enfants que chez les adultes. Ces différences de latence montrent que les processus lexicaux-sémantiques sont plus lents chez les enfants que chez les adultes. La répartition plus frontale pourrait indiquer soit que les processus sémantiques sont encore fortement liés à l’image, puisque les adultes font preuve d’une répartition frontale lors du traitement des images plutôt que des mots (West & Holcomb, 2002), soit que les enfants font appel à des régions frontales du cerveau, associées avec l’attention chez les adultes (Courchesne, 1990), en plus des régions dédiées au traitement sémantique.

Le niveau de la phrase

18Des études récentes (Silva-Pereyra, Rivera-Gaxiola & Kuhl, 2005) ont examiné le traitement des mots congruents ou incongrus dans leur contexte phrastique chez des enfants avant l’âge de 4 ans. Des études antérieures concernaient des enfants de 5 à 15 ans (Holcomb, Coffey & Neville, 1992) et de 6 à 13 ans (Hahne, Eckstein & Friederici, 2004). Ces deux études font état d’ondes négatives semblables à la N400 avec des phrases mal formées dans tous les groupes d’âge. L’étude concernant les enfants de 3-4 ans montre des ondes négatives dans des phrases mal formées sur le plan sémantique dans les deux groupes. Les enfants écoutaient passivement des stimuli phrastiques qui étaient soit corrects, soit incorrects sémantiquement (Mon oncle va gonfler le film), pendant qu’ils regardaient un spectacle de marionnettes (Silva-Pereyra, Rivera-Gaxiola & Kuhl, 2005). Chez les enfants de 3 ans, on observe une première onde négative entre 300 et 500 ms, puis une deuxième onde négative entre 500 et 800 ms et une troisième entre 800 et 1 000 ms. En revanche, chez les enfants de 4 ans, on observe un premier pic d’onde négative à environ 400 ms et une seconde onde négative entre 500 et 800 ms. Ces ondes négatives étaient toutes distribuées sur la partie antérieure du cerveau. Ces différents effets semblent refléter des mécanismes sémantiques différents. Les ondes négatives tardives pourraient refléter la « clôture phrastique » (sentence closure). L’onde négative dans la fenêtre pertinente à la N400 chez l’adulte est difficile à interpréter, mais semble refléter des processus sémantiques. À partir du même paradigme, une étude (Silva-Pereyra, Klarman, Lin & Kuhl, 2005) montre une onde négative distribuée dans la partie frontale du cerveau entre 300 et 800 ms avec des phrases mal formées sémantiquement, par comparaison avec des phrases bien formées. Cependant, une analyse des potentiels évoqués à 30 mois indique une différence importante inattendue entre les deux conditions juste au début du mot critique à deux sites d’électrodes sur trois (FZ, CZ). Cet effet précoce n’ayant été ni analysé, ni interprété, ces données sont encore exploratoires. Néanmoins, les études disponibles semblent indiquer l’existence – entre 30 et 36 mois – de processus sémantiques phrastiques, semblables à ceux qui sont observés chez l’adulte avec la N400.

Les processus syntaxiques

19Depuis plusieurs décennies, l’acquisition de la syntaxe est un objet d’étude central en linguistique et en psycholinguistique. Une des questions fondamentales concernant l’acquisition précoce de la syntaxe est de savoir si les bébés se fondent sur des indices statistiques de l’input ou sur des systèmes de règles innés (voir des synthèses récentes dans Gómez & Gerken, 2000 ; Saffran, Aslin & Newport, 1996). L’utilisation des potentiels évoqués pour l’étude du traitement syntaxique chez l’adulte a montré que les violations syntaxiques sont associées à deux composantes des potentiels évoqués : une onde positive centro-pariétale tardive (P600) et une onde négative antérieure plus précoce (E/LAN). Alors que l’ELAN est une réponse aux violations des règles syntaxiques locales et que le LAN est une réponse aux erreurs morphosyntaxiques, la P600 semble refléter des processus de révision syntaxique plus contrôlés et plus tardifs (Friederici, 2002).

20À ce jour, seules deux études utilisant les potentiels évoqués sont disponibles en relation avec le traitement syntaxique pendant les étapes précoces de l’acquisition du langage, à partir de deux paradigmes, l’un concernant les violations morphosyntaxiques en anglais, l’autre concernant les violations dans la structure des constituants en allemand. Le paradigme morphosyntaxique utilise des phrases contenant des violations morphosyntaxiques (My uncle will watching the movie) et montre une onde positive du type P600 chez les enfants de 3 et 4 ans (Silva-Pereyra, Rivera-Gaxiola & Kuhl, 2005). Chez les enfants de 30 mois, on observe une onde positive non significative entre 600 et 1 000 ms (Silva-Pereyra, Klarman, Lin & Kuhl, 2005). Aucun effet LAN n’est observé aux deux âges. Cependant, une étude récente utilisant les potentiels évoqués et concernant le traitement des violations dans la structure des constituants à 32 mois démontre un patron de potentiels évoqués biphasique constitué d’une onde négative hémisphérique vers 500 ms et d’une P600 tardive (Oberecker, Friedrich & Friederici, 2005) (voir la Figure 5). La latéralisation de l’onde négative chez les enfants suggère que cette composante serait un précurseur de l’ELAN observé chez les adultes pour les violations dans la structure des constituants. Les deux composantes, ELAN et P600, démarrent plus tardivement et durent plus longtemps que celles qui sont observées chez l’adulte. L’émergence de ces composantes liées à la syntaxe indique que les mécanismes neuronaux de l’analyse syntaxique sont présents en principe pendant les périodes précoces de l’acquisition, bien que ces processus soient nettement plus lents chez l’enfant que chez l’adulte. Globalement, ces données suggèrent que les mécanismes neuronaux sous-jacents aux processus de construction de la structure des constituants (reflétés par l’ELAN) seraient plus précoces au cours du développement que ceux qui sont sous-jacents aux processus morphosyntaxiques (LAN).

Les processus syntaxiques à 2 ans. (a) Activité cérébrale des enfants à 2 ans et des adultes en relation avec des violations de structure des constituants dans des phrases actives simples. Les ERP correspondent au dernier mot critique dans la condition syntaxiquement correcte (ligne pleine) et dans la condition syntaxiquement incorrecte (ligne en pointillé), à partir du début du mot pour deux électrodes particulières (F7, PZ). Une onde négative précoce antérieure gauche (ELAN) et une onde positive tardive (P600), typiquement recueillies toutes deux en réponse à des erreurs dans la structure des constituants, sont également attestées chez les enfants de 2 ans. (b) Cartes topographiques montrant une activité cérébrale différente lorsque la condition correcte est soustraite de la condition incorrecte, indiquant la distribution topographique des effets à 2 ans (à gauche) et des adultes (à droite). Version adaptée de Obrecker et al. (2005).

Conclusions

21Ce survol démontre que nous sommes au début de l’étude du traitement du langage dans une perspective électrophysiologique en neurosciences développementales. Les recherches disponibles jusqu’à présent indiquent que les composantes des potentiels évoqués que l’on peut observer tôt dans le développement et qui ne sont pas spécifiques aux processus langagiers, notamment le MMN, semblent subir des changements de latence et éventuellement de polarité. En revanche, les composantes des potentiels évoqués qui sont spécifiques au langage, reflétant les processus lexicaux-sémantiques (N400), syntaxiques (ELAN, P600) et prosodiques (CPS), semblent ne montrer de changements de latence et de durée qu’entre l’enfance et l’âge adulte. Ces résultats pourraient appuyer l’hypothèse de la continuité dans le développement du langage, selon laquelle les principes sous-jacents au traitement du langage évoluent de façon continue, les changements observés étant de nature quantitative.

Literaturverzeichnis

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Anmerkungen

1 Traduit avec permission à partir de : Friederici, A. (2005), Neurophysiological markers of early language acquisition : from syllables to sentences. Trends in Cognitive Sciences, 9, 481-488.

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