La production du langage et ses troubles AC Bachoud-Lévi Service de neurologie, Hôpital Henri Mondor, Créteil Equipe Avenir, U421 INSERM, Paris XII/IM3.

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1 La production du langage et ses troubles AC Bachoud-Lévi Service de neurologie, Hôpital Henri Mondor, Créteil Equipe Avenir, U421 INSERM, Paris XII/IM3 Département Etudes Cognitives, Ecole normale supérieure (Ulm, Paris)

2 Neuropsychologie lésionnelle Kumral et al.1999 Greffe intracérébrale Bachoud-Lévi et al. 2000 Imagerie fonctionnelle Dolan et al., 2001

3 Lichtheim, 1889 Le schéma de la maison Production Perception SC Aphasies corticales Aphasies transcorticales Aphasie de Broca Aphasie globale Aphasie de conduction Aphasie Transcorticale mixte Aphasie transcorticale motrice Aphasie transcorticale sensorielle Aphasie de Wernicke Aphasie caudée Aphasie thalamique Surdité verbale HG+HD Articulation? Fluence? Choix des mots? Syntaxe? Dénomination? Compréhension? Répétition?

4 Dronkers & Larsen, 20001

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6 Levelt, 2001

7 Méthodes en psycholinguistique Après coup Mots sur le bout de la langue (Brown & Mc Neill, 1966) Erreurs de production spontanées (Fromkin, 1971) heft lemisphere --> left hemisphere Gutch Publishers --> Dutch Publishers recoflect --> recognize et reflect tremenly --> tremendously Erreurs provoquées (Fay & Cutler 1977) - tongue twisters pruneaux cuits, pruneaux crus - jeux et manipulation de mots dans C1VC2 remplacement par VC2 : ul ou C1V : lu ton pick par pon tick ou tock pin

8 Niveaux linguistiques

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10 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

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16 Cas clinique DPI, 68 ans, droitier, médecin retraité Ischémie temporo-occipitale gauche > Hémiparésie droite régressive > Aphasie de Wernicke Une scie possible pour entrenir un besoin de certains blancs de reblaiser quelque chose pour nécesseur devant quelquun (définition du cendrier)

17 Dénomination dimages

18 Distribution des réponses en dénomination

19 Appariement mot-image

20 Rôle du nombre de phonèmes % Réponses correctes Nombre de phonèmes

21 Rôle de la fréquence lexicale (pour des mots de longueurs différentes) % Réponses correctes Nombre de phonèmes

22 Significant Frequency effect (nb of phonemes controlled) Significant Length effect (frequency controlled) Role of phonological factors in Picture Naming (N=604)

23 Lecture et répétition

24 Input phonology /ta I g r/ Speech decoding Output phonology /ta I g r/ Input to output phonological route Conceptual representation Phonological Input Lexicon Object identification Phonological Output Lexicon Articulation

25 Catégories sémantiques

26 Catégories syntaxiques

27 La petite fille était si fatiguée, quelle ne pouvait plus marcher et voulait que ses parents la ___________ Il était tellement furieux, quil partit en claquant la _______ Bachoud-Lévi & Dupoux, (2003)

28 Abstraction/ Concrétude

29 Une explication unique? Réanalyse des performances en définitions

30 Abstraction / Concrétude et Catégories sémantiques

31 Adapted from Caramazza (1997) Lexical -semantic network Adapted from Levelt, Roelofs & Meyer (1999) Syntactic network Lexeme network [+ animate, + quadrupede, + predator, etc] Lemma [+noun, + masc, + count, + etc.] Phonological word [/taIg r/] Lexical concept Morphological encoding Morpheme/Lexeme Phonological encoding syllabification Word form retrieval animate quadrupede predator Lexical selection Segmental network t a I g r Syntactic retrieval noun masc count Lexical selection Word form retrieval

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33 n Efficacy? n Specificity? n Generalisation to not trained items? n Training course? n Maintain duration? What about rehabilitation?

34 Criteria for what might be considered a theory of rehabilitation (Hillis, 1998) A model of the cognitive processes to be treated Specific hypotheses about the nature of damage to such processes in the patients to be treated Motivated hypotheses about how specific intervention may modify the functioning of the identified damaged processes

35 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation Patient 1 Bachoud-Lévi et Dupoux, 2003 Patient 2 Bartolomeo et al., 20002

36 Rehabilitation flow-chart Conceptual Phonological in perception Phonological in production From concept to phonology TEST 15 days 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 PRETEST 1 2 3

37 Material selection = Specific for each patient

38 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

39 Intruder detection task Functional matching task Anomalous picture detection task Picture completion task Object-color matching task Is it eatable? Does it live in France? Does it fit in a shoe box? Knowledge questionnaire

40 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

41 Picture list Artichaut Banc Cerise ….. Tiharcho Pinban rize... non-words « rimes» ceuticho Arbanc Rise... non-words «syllables» Rime judgement Sound detection Syllable number determination Minimal pairs discrimination Auditory- written syllable matching Auditory- written rime matching.. Chautihar Ambe Rizeceu... non-words « phonemes »

42 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

43 cop Production of single syllable Production of syllabic sequences Production of various rythms

44 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

45 ASPIRATEUR

46 Efficacy? Patient 2 N=148 Patient 1 ** * * p<.01 N= 158

47 Specificity and generalisation? Patient 2 * ** ** p<.01 * p<.05 N = 73/75N = 23/25 Patient 1 ** ** p<.001 * p<.05 * N = 26/27N = 80/81

48 Conclusion Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysisPerceptionProduction articulation Patient 1 lexical selection Semantic route Lexical retrieval Word form selection Phonological decoding phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysisPerceptionProduction articulation Patient 2 Jacquemot, Dupoux, Bachoud-Lévi, in prep

49 Perte de neurones striataux au cours du temps dans la maladie de Huntington Bird et Coyle, 1986

50 Fonctions cognitives du striatum Intégration multimodale? Attention Fonctions exécutives Mémoire de travail Stratégie dalternance Planification Intégration visuo-perceptive et visuo-spatiale Langage? Articulation? Fluence? Lexique? Syntaxe?

51 Histoire naturelle de patients Huntington à un stade précoce (N=22) Bachoud-Lévi et al., 2001

52 Greffe « active » Greffe « inactive » Fonctions intellectuelles Globales Fonctions Exécutives Langage Aptitudes visuo- perceptives Suivi neuropsychologique des greffés dans la maladie de Huntington Bachoud-Lévi et al., 2000, 2002

53 Model of speech processing Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation Conceptual knowledge

54 Verbal fluency, Picture naming Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

55 Articulation rate*;Stroop word*, months recitation* Semantic route Lexical retrieval Word form selection lexical selection Phonological decoding Phonological lexical output Phonological input lexicon phonological planning Word form retrieval Conceptual knowledge Sub-lexical route Lexical route Acoustic analysis PerceptionProduction articulation

56 Levelt, 2001 Huntington

57 Dichotomie Règle/lexique NIVEAU SYNTAXIQUE NIVEAU MORPHO- SEMANTIQUE NIVEAU PHONOLOGIQUE LEXIQUE MENTAL Représentations grammaticales Représentations morpho- sémantiques Représentations phonologiques CORTEX TEMPORAL REGLES LINGUISTIQUES Règles syntaxiques Règles morphologiques GANGLIONS DE LA BASE Règles phonologiques Ullman et al., 1997

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60 « Rule/lexicon» dichotomy: the exemple of morphology Jump jumped Ring Rang Sprag

61 Longworth et al., Brain 2005

62 Longworth et al. 2005

63 « Rule/lexicon» dichotomy Morphology

64 La fille est arrosée par la fleur Stratégies de réponse Teichmann et al., Brain, 2005

65 « Rule/lexicon» dichotomy Syntax

66 Rule vs lexicon in the non linguistic domain: calculation Teichmann et al, in 2005

67 « Rule/lexicon» dichotomy in a non-linguistic domain Calculation

68 Situation dune nation ou dun état qui nest pas en guerre Meuble sur lequel on se couche pour dormir ou se reposer * Catégories sémantiques

69 La petite fille était si fatiguée, quelle ne pouvait plus marcher et voulait que ses parents la ___________ Il était tellement furieux, quil partit en claquant la _______ * Catégories syntaxiques

70 Striatum and Langage? Teichmann et al., Brain, 2005; Teichmann et al., JCN submitted; Teichmann et al., in prep Lien avec les fonctions exécutives? Apprentissage vs application Quels types de règles?

71 Lien entre structure et fonction? Douaud et al. soumis Duffau et al. Brain 2002 Bachoud-Lévi et al, Lancet 2000 Gaura et al, Brain 2004 Imagerie StimulationGreffes

72 60 patients Nantes/Rennes Bruxelles Angers Toulouse Lille Créteil M0M12 Randomisation N=30 Groupe greffé N=30 Groupe « contrôle » Greffes à M13 et M14 M32 Greffe + Suivi groupe « contrôle » Suivi groupe greffé Greffes à M33 et M34 Etude multicentrique de greffes intracérébrales dans la MH 2001-2010 MIG-HD et eMIG-HD M52 Tests cognition fondamentale

73 Concrets Noms Exemplaire Abstraits Verbes Superord. Règles Concrets Noms Exemplaire Abstraits Verbes Superord. Règles Perspective : La construction d un modèle?

74 Méthodes en psycholinguistique En temps réel Dénomination dimages et lecture (Klapp et coll. 1973...) Dénomination sur symboles (Levelt et Wheeldon, 1994) ** chapeau !! maison... Détection phonémique sur traduction ou dénomination (Wheeldon et Levelt, 1995) Amorçage (paires de mots apprises, masquage) : balance, balcon précédé par ba ou bal Interférences auditives cible: cat, interférences: cat, dog, fog, roof Induction, répétition de séquences chronométrées

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76 Dénomination catégories vs exemplaires *** Bachoud-Lévi et al. en préparation