Les humains ne sont pas les seuls à comprendre les voix: les singes en sont également capables
La voix fait partie des signaux sociaux les plus riches, car elle véhicule non seulement la parole, mais aussi une multitude d’indices non verbaux essentielle aux interactions sociales. «Lorsque nous entendons une voix, nous n’entendons pas seulement un son, nous entendons une personne, souvent dès la première parole, et il s’avère que d’autres primates partagent cette capacité», explique Pascal Belin, coordinateur du projet COVOPRIM, financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Selon Pascal Belin, la plupart des recherches sur la voix se sont concentrées sur la parole(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), laissant ainsi un vide dans les connaissances concernant les indices non verbaux, malgré leur histoire évolutive plus ancienne. Ainsi, le projet COVOPRIM a comparé les aspects comportementaux et cérébraux de la perception de la voix chez l’humain et chez les primates, «afin de déterminer quels mécanismes sont conservés au cours de l’évolution et lesquels sont spécifiques à chaque espèce», explique Pascal Belin, de l’Université d’Aix-Marseille(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui héberge le projet. Les résultats suggèrent que lorsque nos ancêtres ont commencé à utiliser leur voix pour parler, leur cerveau était déjà équipé des mécanismes de traitement neuronal nécessaires.
Tests comportementaux et cérébraux du traitement de la voix
COVOPRIM a utilisé des procédures expérimentales similaires chez l’être humain et le singe. Les macaques et les ouistitis ont été choisis en raison de leur large utilisation dans les modèles neuroscientifiques et parce qu’ils présentent un répertoire vocal varié. Les vocalisations des macaques sont plus proches de l’humain que celles de leurs cousins ouistitis, plus aiguës, ce qui permet d’établir deux comparaisons évolutives avec l’être humain. Dans une série d’expériences, des systèmes de test automatisés ont présenté des tâches de perception vocale de difficulté croissante. Par exemple, les singes devaient appuyer sur un écran correspondant aux stimuli vocaux, en ignorant les distractions sonores délibérées. Sans formation ni conseils, les singes ont dû développer leurs propres stratégies et ont été récompensés par des friandises, ce qui les a incités à jouer des millions de fois. Les humains ont ensuite été testés exactement dans les mêmes conditions, sans instructions verbales. «Nous avons constaté de grandes différences dans la capacité de perception de la voix entre les humains et les singes, ce qui nous a permis de quantifier leur sensibilité à certains indices vocaux, tels que la hauteur du son», note Pascal Belin. Dans une autre expérience, l’équipe a utilisé l’IRM fonctionnelle comparative pour scanner des cerveaux humains, de macaques et de marmousets. À l’aide du même scanner et des mêmes stimuli auditifs (des voix humaines et de singes, ainsi que des sons de contrôle non vocaux), l’équipe a démontré que des «zones vocales» humaines existent également chez ces singes. «Si l’on savait que la divergence entre les singes du Nouveau Monde et ceux de l’Ancien Monde s’était produite il y a environ 40 millions d’années, on ignorait si leur ancêtre commun possédait des structures cérébrales spécialisées permettant d’analyser les vocalisations d’individus de la même espèce. Nos résultats suggèrent que c’est effectivement le cas», ajoute Pascal Belin. Une autre série d’expériences a permis d’étudier les propriétés des neurones individuels dans les aires vocales des macaques. Des réseaux d’électrodes à haute densité ont été implantés dans les zones vocales de trois macaques. L’équipe a ensuite enregistré l’activité de centaines de neurones en réponse à des stimuli vocaux. «Nous avons confirmé l’existence de “cellules vocales” dans le cerveau du macaque – des neurones qui réagissent de manière sélective aux vocalisations du macaque –, un domaine de recherche qui avait jusqu’alors été peu exploré. Nous avons également découvert de manière inattendue des neurones de macaques qui semblent sélectifs pour la voix humaine, en émettant au moins deux fois plus de signaux que pour les sons non vocaux! C’est intriguant, car l’être humain et le macaque n’ont pas évolué ensemble. Cela s’explique peut-être par le fait que les macaques de laboratoire ont entendu des voix humaines tous les jours depuis leur naissance», fait remarquer Pascal Belin.
Implications pour les traitements pathologiques
Selon Pascal Belin, les résultats de COVOPRIM pourraient contribuer à améliorer le diagnostic et le traitement des maladies qui affectent le traitement de la voix, telles que l’autisme ou la schizophrénie. Ils pourraient par exemple servir de base aux implants corticaux de nouvelle génération destinés à restaurer ou à améliorer la perception de la voix. «Maintenant que nous savons où les voix sont traitées, nous avons l’intention d’étudier comment cela se passe: comment les cellules vocales sont-elles organisées? Quels sont leurs mécanismes computationnels? Dans quelle mesure sont-elles plastiques? Ces neurones sont-ils nécessaires à la perception?», déclare Pascal Belin.