La prosodie du discours sert à la prédiction temporelle du langage via l'entraînement contextuel

Le prédiction temporelle joue un rôle crucial dans le processus de compréhension linguistique, rendant le traitement du langage plus rapide et plus efficace. En particulier, dans les processus auditifs et linguistiques complexes, la prédiction des informations du segment linguistique suivant peut améliorer l’efficacité de la compréhension et réduire la charge cognitive. Les recherches existantes montrent que les auditeurs peuvent utiliser les variations rythmiques de la prosodie vocale pour estimer la durée des phrases à venir, accélérant ainsi le processus de compréhension.

Dans le processus de compréhension linguistique, non seulement la prédiction du contenu est importante, mais la prédiction de l’unité de temps l’est tout autant. Les rythmes lents et réguliers de la prosodie vocale peuvent aider les auditeurs à estimer la durée des segments de phrases à venir. Les indices prosodiques ne dépendent pas seulement de leurs caractéristiques acoustiques propres, mais surtout de leur contexte relatif par rapport aux prosodies précédentes et suivantes. Des expériences antérieures ont confirmé que même lors de la lecture, bien qu’aucun son ne soit entendu, une prosodie implicite est construite dans l’esprit, ce qui aide à comprendre le contenu lu.

Source de l’étude

Cet article a été rédigé par Yulia Lamekina, Lorenzo Titone, Burkhard Maess et Lars Meyer, affiliés au Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences et à l’University Clinic Münster. L’article a été accepté le 8 avril 2024 et publié en ligne dans l’édition anticipée du « The Journal of Neuroscience ». La recherche a été financée par la Max Planck Society, sans aucun intérêt financier compétitif dénoncé.

Processus de recherche

Conception de l’expérience et analyse statistique

Participants

L’expérience a inclus 40 participants (tous de langue maternelle allemande, droitiers, âgés de 18 à 35 ans, avec une moyenne d’âge de 28 ans), dont 19 femmes. En raison du bruit excessif des données MEG de 5 participants, l’échantillon final comportait 35 participants. Tous les participants avaient une vision normale ou corrigée à la normale, sans antécédents de troubles neurologiques ou auditifs, et n’étaient pas au courant des objectifs de l’expérience.

Stimulus et paradigme

L’expérience combinait la prosodie vocale initiale et les phrases cibles visuelles successives. Le taux de prosodie a été divisé en deux conditions : rapide et lent, répétées trois fois. Après l’exposition à la prosodie, des phrases cibles sont apparues mot par mot, leur vitesse étant assortie à la durée de la prosodie. Par exemple, une phrase longue durait 1.884 secondes (314 ms par mot, 6 mots), tandis qu’une phrase courte durait 1.57 secondes (314 ms par mot, 5 mots).

Enregistrement et prétraitement des données

Analyse de l’espace des capteurs

L’analyse de l’espace des capteurs a d’abord évalué le suivi neural aux fréquences de 0.6 Hz et 0.9 Hz en comparant les valeurs de cohérence et de puissance des conditions rapides et lentes. Grâce au test de permutation par cluster, l’analyse statistique a testé les différences significatives sous différentes conditions, les résultats indiquant que l’activité neurale dans la bande delta du MEG pouvait se synchroniser avec le rythme externe de la prosodie.

Principaux résultats de l’étude

Résultats de l’espace des capteurs

Dans l’analyse de la cohérence prosodique, les valeurs de cohérence dans la condition lente ont atteint un pic significatif à 0.6 Hz, tandis que la condition rapide a atteint un pic à 0.9 Hz. Les résultats montrent que l’activité du cortex auditif est synchronisée avec la vitesse de la prosodie. De plus, dans la phase de traitement des phrases cibles, l’analyse de l’espace des capteurs a montré que l’activité de la bande delta persistait pendant la stimulation visuelle et se déplaçait vers le cortex frontal gauche, ce qui est en accord avec le rôle de la prédiction fonctionnelle.

Résultats de l’espace des sources

L’analyse de l’espace des sources a révélé que le cortex auditif précoce droit et le gyrus temporal supérieur montraient un pic de cohérence significatif à 0.6 Hz dans la condition lente, tandis que la condition rapide montrait un pic de cohérence significatif à 0.9 Hz. Cela indique que l’activité cérébrale s’harmonise distinctement avec les différentes fréquences de la prosodie vocale.

Analyse des expressions et effets

Dans la condition de phrases courtes, lorsqu’une longueur de son prévisible n’apparaissait pas, l’ERF montrait un effet de réponse manquante significatif. L’analyse de l’espace des capteurs a détecté des clusters significatifs positifs et négatifs dans la région centro-pariétale droite. Cela indique que les participants, après un entraînement en rythme lent, prédisaient des phrases plus longues, et lorsque la longueur des phrases cibles n’était pas conforme à leurs attentes, un effet ERF manquant se produisait.

Conclusion et valeur applicative

Cette étude a démontré que la rythmicité de la prosodie vocale fournit une fonction de prédiction temporelle pour la compréhension linguistique en héritant électrophysiologiquement du rythme contextuel. Cette découverte appuie les preuves récentes concernant des mécanismes de prédiction temporelle auditive plus larges. Ces résultats soulignent l’importance d’inclure les mécanismes de prédiction temporelle dans les modèles de psycholinguistique et de neurosciences cognitives. L’étude révèle que la prédiction temporelle dans les interactions auditivo-motrices facilite le traitement perceptuel ascendant par la réinitialisation de la phase électrophysiologique descendante. Ce mécanisme peut être appliqué dans les communications interpersonnelles, par exemple, la synchronisation prosodique dans les conversations peut améliorer la compréhension mutuelle. Ce mécanisme peut également aider à mieux comprendre les processus de prédiction latente dans les dialogues.

Une autre application des résultats de cette recherche pourrait être l’amélioration des stratégies de diagnostic et de traitement des patients ayant des troubles du langage, en renforçant leur sensibilité au rythme linguistique, améliorant ainsi leur capacité de compréhension linguistique.

Points forts de l’étude

1. Découvertes importantes : L’activité cérébrale montre des synchronisations significatives entre différentes fréquences de la prosodie vocale, et cette synchronisation a un impact sur le traitement des phrases visuelles suivantes.
2. Méthodologie novatrice : En utilisant la technologie MEG et une conception expérimentale cross-modale, l’étude démontre comment la synchronisation prosodique influence les mécanismes neuronaux de la prédiction temporelle dans la compréhension linguistique.
3. Valeur appliquée : Les résultats de l’étude présentent des perspectives potentielles pour la réhabilitation, pouvant être utilisées dans le traitement des patients ayant des troubles du langage pour améliorer leur capacité de compréhension linguistique.

Cette recherche a une valeur scientifique et applicative significative en révélant la fonction de prédiction temporelle de la prosodie dans le processus de compréhension linguistique et ses mécanismes neuronaux.