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Prédire la dominance hémisphérique du langage


​Dans une étude menée par le Groupe d'Imagerie Neurofonctionnelle (GIN, NeuroSpin, Bordeaux), est utilisée une technique de classification par Support Vector Machine (SVM), technique d'apprentissage supervisée, qui prédit les différents patrons de dominance hémisphérique pour le langage et met en évidence l'existence de patrons très rares chez certains individus sains.

Publié le 8 novembre 2017

​Cette étude est la première à mettre en évidence l'existence de patrons rares de dominance hémisphérique au sein d'un groupe d'adultes volontaires. L'utilisation de la méthode de classification par SVM a permis de ré-appréhender la question toujours très débattue de la variabilité de l'organisation intra-hémisphérique de la spécialisation hémisphérique chez l'individu sain.

Dans une première phase, l'algorithme de classification SVM a appris à reconnaitre les patrons d'activation hémisphérique dominant et non-dominant pour le langage sur un groupe de 250 individus témoins identifiés dans nos travaux précédents comme étant « typiques » pour le langage, c'est-à-dire avec un hémisphère gauche spécialisé (ou dominant) pour la production du langage (Mazoyer et al. 2014 PlosOne).

Dans une deuxième phase, l'algorithme de classification SVM a été utilisé pour classer automatiquement les patrons d'activation de chaque hémisphère d'un groupe de 47 nouveaux individus ayant des indices de latéralisation hémisphérique très différents du groupe des témoins « typiques », et considérés comme étant « non-typiques » pour le langage. Ceci a permis de mettre en évidence quatre patrons cérébraux de dominance pour le langage chez ces individus. Pour la majorité d'entre eux (51 %), le patron prédit est de type « dominant gauche », avec un hémisphère gauche classé comme dominant et un hémisphère droit classé comme non-dominant. Dans 23% des cas, un patron « dominant droit », avec un hémisphère droit classé comme dominant et un hémisphère gauche classé comme non-dominant, est prédit. Dans ce groupe « dominant droit », les individus présentent une organisation fonctionnelle pour le langage en miroir de celle des « dominant gauche ». Pour 19% des individus, on obtient une « co-dominance », avec les deux hémisphères classés comme dominants, et, enfin, les 6% restants correspondent à une « co-non-dominance », c'est-à-dire que les deux hémisphères sont classés comme non-dominants (Figure 1).

Figure 1: Représentations 3D des patrons d'activation des quatre groupes prédits par la classification SVM : dominant-gauche, dominant-droit, co-dominant et co-non-dominant.
 
 

Dans cette étude, l'utilisation de la classification par Support Vector Machine a permis de mieux comprendre l'organisation intra- et inter-hémisphérique pour la production du langage chez des individus sains considérés comme "non-typiques". Cette approche ouvre également la voie à des investigations dans le cadre du mapping pré-chirurgical des régions cérébrales essentielles au langage avant la résection de tumeurs chez les patients.

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