Potentiels cognitifs et Langage

Potentiels cognitifs et Langage Option Psychologie cognitive et Neuropsychologie UE 4 - Licence 3 de Psychologie F. Faïta-Aïnseba

Identification des mots Recherche des indicateurs électrophysiologiques de la différenciation des «formes-mots» d un ensemble d autres patterns visuels Décours temporel de la classification de mots (1), de non-mots (2), de séries de pseudo-lettres (3), de séries d icônes non familiers (4). d images d objets réels (5), ou de pseudo-objets (6) Schendan et al., 1998

Identification des mots Dès 95 ms: négativité occipitale (N100) distinguant objets et pseudo-objets de toutes les autres formes. ~10 ms plus tard: apparition d une différence entre mots+non-mots et séries d icônes et de pseudo-lettres. A partir de 200 ms, tous les stimuli évoquent des tracés clairement différenciables les uns des autres. Rq: en modalité auditive, résultats similaires avec dissociation entre les sons porteurs de sens et les autres dès 150 ms. Schendan et al., 1998

Fréquence des mots Une fois les mots identifiés par notre système perceptif, d autres facteurs jouant un rôle dans le traitement langagier affectent les variations du potentiel cortical associées. = Fréquence lexicale, répétition, concrétude, sens Entre 200 et 400 ms, les PE pour les mots écrits montrent une sensibilité, en termes de latence, à la fréquence d occurrence du mot dans la langue (King et Kutas, 1998). Négativité antérieure gauche N280 = Négativité de traitement lexical (LPN)

Fréquence des mots Il faut attendre 400ms pour voir une modulation d amplitude d une composante par la fréquence des mots: la N400 (max. électrodes postérieures droites). Amplitude inversement proportionnelle à la fréquence du mot. D après Kutas et Federmeier, 2000 Remarque: seuls les mots et pseudo-mots (séries de lettres orthographiquement légales et prononçables, ex: lapan) produisent une N400, pas les non-mots.

Répétition des mots Cette N400 est également sensible à la répétition des mots. Des mots répétés dans une liste provoquent une diminution de l amplitude de la N400 lors de leur seconde présentation. L effet de répétition est fonction de l intervalle séparant les 2 présentations : + la répétition est proche, + la réduction d amplitude de la N4 est marquée D après Kutas et Federmeier, 2000

N400 et traitement sémantique Les potentiels suscités par des mots sémantiquement liés à un contexte voient leur N400 réduite en comparaison de mots qui ne le sont pas. Dans le cas de présentations de phrases, la N400 suscitée par le mot final est réduite ou absente si ce mot est congruent dans le contexte de la phrase. Inversement, un mot final incongru suscitera une large N400: Ex: je prends mon café avec de la crème et du chien (vs sucre) Effet N400 D après Kutas et Federmeier, 2000

N400 et traitement sémantique Maximum centro-pariétal de l effet. La source de la N400 serait localisée au niveau du lobe temporal médian. Effet croisant

N400 et traitement sémantique Constat comportemental: l identification d un mot peut être facilitée par un mot qui le précède si ces 2 mots possèdent une relation sémantique. Ex: chat chien pomme - chien Traitement plus rapide = amorçage sémantique Cette facilitation de traitement est mise en évidence dans différentes tâches: Décider si une série de lettres est un mot ou non (décision lexicale), Lire à haute voix le mot («naming»), Dire si le mot est un membre d une catégorie spécifique (catégorisation) Cet amorçage au sein de paires de mots est comparable à l amorçage sémantique généré par le contexte d une phrase.

N400 : rôle fonctionnel 1ère interprétation : Elle serait le reflet de processus «d attente» (expectancy). Elle apparaîtrait lorsque le mot ne peut pas être prédit d après le contexte précédent. Argument en faveur de l effet de «prédictibilité»: la N400 est sensible à la proximité sémantique entre le mot attendu et le mot effectivement présenté. Exemple: La pizza est trop chaude pour être mangée Mot attendu bue pleurée Mot incongru proche attendu du mot Mot incongru éloigné du mot attendu

N400 : rôle fonctionnel pleurée bue mangée D après Kutas et Van Petten, 1988 Constat «limitant» : une telle gradation peut également être obtenue avec des paires de mots plus ou moins proches sémantiquement, ce qui invalide partiellement l idée d une prédiction faite sur la base du contexte

N400 et latéralisation du traitement sémantique Cette sensibilité à la nuance sémantique varie selon l hémisphère sollicité. Ex: Pour se préparer tous les matins un verre de jus de fruits frais, Pierre a dans son réfrigérateur des.. oranges poires carottes

N400 et latéralisation du traitement sémantique Champ visuel gauche Champ visuel droit HD HG Mot d une autre catégorie que le mot attendu (carottes) Mot de la même catégorie que le mot attendu (poires) Mot attendu (oranges) D après Kutas et Federmeier, 2000

N400 et latéralisation du traitement sémantique L hémisphère gauche montre la même gradation de la N400 que lorsque les mots sont présentés au centre de l écran. = une N400 plus ample pour le mot le plus incongru et une diminution graduelle de cette amplitude avec l augmentation de la congruence du mot dans la phrase. En revanche, l hémisphère droit ne se montre pas sensible à «gradation sémantique». cette Si le mot n est pas celui qui est attendu, il n y aura pas d activité physiologique différente selon le degré d incongruité. L hémisphère gauche semble pouvoir moduler les contraintes du discours si le mot ne répond pas parfaitement au contexte. L hémisphère droit, au contraire, va rejeter tout ce qui n est pas contextuellement approprié.

N400 : rôle fonctionnel (suite) La condition pour qu une N400 apparaisse semble donc être l incongruence sémantique entre 2 mots ou d un mot dans une phrase. Cependant, une N400 peut aussi apparaître lorsqu une phrase est correcte. Ex: un chat est un oiseau un chat n est pas un oiseau = fausse affirmation = vraie négation N400 La N400 ne peut donc être strictement liée à la détection d une incongruité sémantique puisqu elle apparaît parfois dans des phrases sémantiquement correcte. L anomalie sémantique n est donc pas absolument nécessaire pour susciter une N400.

N400 : rôle fonctionnel 2ème interprétation : La N400 serait alors le reflet d une difficulté d intégrer toutes les informations dans un même contexte. Si effet N400 = corrélat de processus d intégration (défendu par Kutas et col.), il devrait se manifester dans des conditions de traitement contrôlé et conscient. Or des données expérimentales en amorçage masqué sont en contradiction avec cette interprétation. Amorçage masqué en paires de mots = présentation tachistoscopique du motamorce + introduction d un masque ( ) avant et entre les 2 mots. Conditions devant empêcher l intégration des 2 mots car le premier mot n a pas été perçu consciemment.

N400 : rôle fonctionnel Or un effet N400 apparaît en condition masquée (Deacon et al., 2000; Kiefer, 2002) Présentation du second mot

Traitement syntaxique Les incongruités syntaxiques suscitent également des variations des potentiels qu elles évoquent, au niveau d une composante positive: P600 (Osterhout et Holcomb, 1992) ou SPS (Syntactic Positive Shift) (Hagoort et al., 1993) Cette positivité est plus ample pour les mots syntaxiquement incongrus dans le reste de la phrase comparativement aux mots syntaxiquement corrects. Cette positivité est souvent précédée par une négativité de même latence que la N400, mais de distribution topographique différente, antérieure gauche = LAN (Left Anterior Negativity) La LAN est plus négative pour les mots syntaxiquement incongrus que pour des mots congruents.

Traitement syntaxique Quelques exemples d erreurs syntaxiques : Les violations de structure de phrase (un mot mal placé, un mauvaise accord du mot,...) LAN SPS D après Neville et al., 1991

Traitement syntaxique L effet obtenu au niveau de la P600/SPS ne semble pas être spécifique aux violations syntaxiques. La sorcière utilise son rêve pour voler dans la forêt. La sorcière utilise balai son pour voler dans la forêt. La sorcière utilise son balé pour voler dans la forêt. D après Münte et al., 1998

Illusion sémantique Au cours d un discours, une incohérence sémantique peut ne pas être détectée dans le timing habituel de la N400, mais plus tardivement, au niveau de la P600/SPS. Les sujets entendent une histoire commençant par une introduction de 4 phrases (communes aux conditions congruente et incongrue) puis se prolongeant par une série de 3 phrases. Le mot «test», congruent ou incongru, est placé dans la première phrase de la série de 3. Les potentiels enregistrés sont synchronisés sur le mot test.

Illusion sémantique

Illusion sémantique Effet N400 Effet P600/SPS

Illusion sémantique Pourtant, si on supprime l introduction et que l on présente les 3 phrases avec le mot test de la même façon, on voit réapparaître un effet N400 signant la détection de l incongruité sémantique. Effet N400 Effet P600/SPS

N400 et spécificité linguistique Des effets similaires sont obtenus avec d autres «patterns visuels», sous réserve qu ils soient porteurs de sens, comme les images. Effet «type N400» D après Holcomb et McPherson, 1994

N400 et spécificité linguistique «Sur le pont d Avignon» incongrue congruente congruente incongrue N400-5µV 100 ms Besson et Macar, 1987