Décider, compter, parler, écrire, ... sont des activités mentales qui reposent préférentiellement sur l'un ou l'autre des hémisphères cérébraux. Si l'asymétrie des fonctions cérébrales est connue depuis le XIXe siècle, son origine biologique reste un mystère. Concernant le langage, moins de 1% des individus, quasi exclusivement des gauchers, ont une dominance de l'hémisphère droit. Les cas de dominance droite pour le langage, très rares, constituent une population de choix pour étudier d'éventuelles origines génétiques de la spécialisation hémisphérique cérébrale. Des chercheurs de NeuroSpin(CEA-Joliot), du Max Planck Institute de Nimègue et de l'Université de Gand ont conçu une approche innovante combinant imagerie cérébrale et séquençage complet du génome chez ces personnes.
Les chercheurs ont d'abord mis au point une méthode statistique permettant d'établir la dominance pour le langage à partir de l'enregistrement par IRM fonctionnelle (IRMf) de l'activité cérébrale de chaque hémisphère durant des tâches de production, d'écoute et de lecture de mots ou de phrases, et ce de façon individuelle. Ensuite, un échantillon de 700 individus, dont près de 50% de gauchers, a été étudié permettant de constituer un sous-groupe de 33 personnes à dominance droite pour le langage (DLAtyp). Enfin, le séquençage complet du génome des personnes DLAtyp, ainsi que celui d'un groupe contrôle, a été réalisé, et des associations entre la dominance droite pour le langage et des variants rares du génome ont été recherchées.
Les scientifiques ont d'abord étudié la présence de mutations au niveau d'un seul gène dans le groupe DLAtyp, mais aucun lien n'a été trouvé entre une mutation monogénique et la dominance droite pour le langage.
Les chercheurs se sont alors intéressés aux taux de mutations observées dans des ensembles de gènes potentiellement impliqués dans les processus de latéralisation (ex : asymétrie des viscères, établissement de l'axe gauche-droit pendant le développement embryonnaire). Parmi ces ensembles, seuls les gènes en relation avec le cytosquelette d'actine présentent un nombre de mutations significativement plus élevé dans le groupe ADLtyp, comparé au groupe témoin à dominance gauche.
Ces résultats, issus d'une alliance inédite entre imagerie cérébrale et séquençage complet du génome, nécessitent d'être reproduits dans des échantillons plus larges. Ils laissent néanmoins entrevoir l'existence de mécanismes particuliers à la latéralisation cérébrale. Si cette hypothèse venait à être confirmée, il resterait à comprendre comment le « squelette » d'actine, en structurant la forme des cellules, influence le développement embryonnaire du cerveau.
| Haut : Illustration de la dominance typique de l'hémisphérique gauche (G) pour le langage, observée par IRMf chez un individu témoin lors d'une tâche de production silencieuse de phrases. Bas : Idem pour un individu présentant une dominance atypique de l'hémisphérique droit (D) lors de l'exécution de la même tâche. Les zones colorées correspondent aux aires cérébrales impliquées dans la tâche. © base de données BIL&GIN, Groupe d'Imagerie Neurofonctionnelle, Institut des Maladies Neurodégénératives, CEA, CNRS, Université de Bordeaux
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