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Génétique et connectivité cérébrale dans les compétences linguistiques

Une étude révèle des facteurs génétiques influençant les régions du cerveau impliquées dans le traitement du langage.

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Les humains ont une capacité spéciale à communiquer par le langage, ce qui nous distingue des autres primates. La façon dont nos cerveaux sont câblés pour le langage est différente, avec la plupart des adultes utilisant plus le côté gauche du cerveau pour les tâches linguistiques. Environ 85 % des adultes ont une forte préférence pour le côté gauche, tandis que certains ne montrent pas de préférence claire, et un tout petit groupe dépend plus du côté droit.

La partie gauche du cerveau utilisée pour le langage a plusieurs zones clés qui travaillent ensemble, mais même le côté droit peut être impliqué quand on comprend le langage, surtout quand on essaie de comprendre plutôt que de le produire.

Génétique et Compétences Linguistiques

Des recherches ont montré que notre capacité à utiliser le langage est fortement influencée par nos gènes. Certains facteurs Génétiques rendent certaines personnes plus susceptibles d'avoir des problèmes de développement du langage, comme des problèmes de parole dans l'enfance, des troubles spécifiques du langage et la Dyslexie. Même les nouveau-nés montrent des signes de ces différences cérébrales, suggérant que la génétique joue un rôle important dès le début.

Des études portant sur de grands groupes de personnes ont commencé à identifier des gènes spécifiques liés aux compétences linguistiques et aux capacités de lecture. La préférence manuelle, ou quelle main une personne préfère utiliser, est aussi liée à la façon dont le cerveau est configuré pour le langage. Cette connexion indique qu'il existe des interactions complexes entre la génétique, la structure du cerveau et les capacités linguistiques.

Les gènes identifiés jusqu'à présent ne représentent qu'une petite partie des différences que nous voyons dans les compétences linguistiques. Pour mieux comprendre comment les gènes affectent la fonction linguistique, les chercheurs doivent étudier comment différentes zones du cerveau se connectent et travaillent ensemble, surtout dans de grands groupes de personnes. Pour l'instant, il n'y a pas assez de bases de données qui ont examiné l'activité cérébrale pendant que les gens réalisent des tâches linguistiques, mais des scans cérébraux au repos peuvent fournir des informations utiles.

Utilisation des Scans Cérébraux pour Comprendre le Langage

Les scans fMRI au repos regardent comment différentes parties du cerveau fonctionnent ensemble quand une personne ne fait pas de tâche spécifique. Cette approche aide les chercheurs à éviter les complications qui peuvent surgir lorsque des tâches spécifiques affectent la fonction cérébrale. Ces scans peuvent également fournir des aperçus sur l'organisation générale du cerveau.

Dans des études antérieures, les chercheurs ont trouvé une connexion entre les zones cérébrales impliquées dans le langage et des gènes spécifiques qui peuvent contribuer aux compétences linguistiques. Par exemple, une étude récente a identifié 20 emplacements spécifiques dans le génome qui se rapportent à la façon dont le réseau linguistique fonctionne dans le cerveau. La recherche a également défini un groupe central de régions cérébrales qui sont actives pendant des tâches linguistiques.

Aperçu de l'Étude

Dans cette étude, les chercheurs ont examiné comment différentes régions du cerveau communiquent pendant le repos et comment cela est lié à des facteurs génétiques. Ils ont utilisé des données de près de 30 000 participants d'une grande étude au Royaume-Uni. L'objectif était de découvrir s'il y a des marqueurs génétiques qui influencent la Connectivité cérébrale dans des zones liées au langage.

Les chercheurs se sont concentrés sur 36 régions cérébrales impliquées dans le langage, les répartissant entre le côté gauche et le côté droit du cerveau. Ils ont examiné les connexions entre ces régions et comment les facteurs génétiques pourraient affecter ces connexions.

Analyse des Variants Génétiques

Les chercheurs ont identifié divers variants génétiques associés à la connectivité du réseau linguistique. Ils ont effectué des tests approfondis pour voir comment ces variants pourraient affecter le traitement du langage dans le cerveau. Ils ont découvert que certains variants avaient des effets clairs sur la façon dont différentes régions cérébrales communiquaient pendant les tâches linguistiques.

En utilisant des méthodes statistiques, ils ont pu voir quels variants génétiques étaient les plus fortement liés à la connectivité cérébrale. Cela a permis d'identifier un certain nombre de gènes qui semblent jouer un rôle dans la façon dont le réseau linguistique du cerveau fonctionne.

Résultats sur les Associations Génétique

Les chercheurs ont rapporté 14 emplacements génétiques clés liés à la façon dont le réseau linguistique se connecte dans le cerveau. Ils ont également trouvé des relations entre certains de ces facteurs génétiques et des différences hémisphériques, c'est-à-dire si un côté du cerveau était plus connecté que l'autre.

Plusieurs gènes ont été mis en avant dans cette recherche. EPHA3, par exemple, s'est distingué comme un gène impliqué dans le développement du cerveau et semble influencer comment le cerveau s'organise pour gérer les tâches linguistiques. Un autre gène, TBC1D5, était associé à la connectivité linguistique et à la préférence manuelle, suggérant qu'il pourrait affecter la façon dont le cerveau développe ses capacités linguistiques.

L'étude a également exploré comment les prédispositions génétiques influencent les capacités liées au langage, la dyslexie et la préférence manuelle. Ils ont constaté que ceux ayant une tendance génétique pour des compétences linguistiques plus élevées avaient des connexions plus fortes dans le côté gauche de leur cerveau. En revanche, ceux ayant une tendance à la dyslexie ou à être gauchers montraient des motifs différents de connectivité cérébrale.

Le Rôle des Variants Génétiques Rares

En plus des variations génétiques courantes, les chercheurs ont aussi regardé les changements génétiques rares qui pourraient impacter les compétences linguistiques. Ils ont trouvé plusieurs gènes liés à la connectivité du réseau linguistique, y compris NIBAN1 et DDX25, suggérant que ces variants rares pourraient avoir des effets significatifs chez les individus qui les portent.

Ces résultats sont importants car ils fournissent des indices sur comment les processus du langage pourraient être affectés par la génétique à un niveau individuel, ce qui pourrait nous aider à comprendre des conditions comme la dyslexie ou d'autres défis liés au langage.

Implications pour les Futures Recherches

Comprendre comment différents facteurs génétiques influencent la connectivité cérébrale est essentiel pour démêler les complexités du traitement du langage. Les résultats de cette étude ouvrent la voie à des enquêtes plus approfondies sur comment les gènes contribuent aux compétences linguistiques et aux troubles.

Les futures études pourraient se concentrer sur des populations spécifiques ou des individus plus jeunes pour voir comment ces influences génétiques évoluent avec le temps. Cela pourrait aider à clarifier les aspects développementaux des compétences linguistiques et fournir de meilleures informations sur les interventions pour ceux ayant des défis linguistiques.

Conclusion

Cette recherche met en lumière les liens entre la génétique, la fonction cérébrale et les capacités linguistiques. En identifiant des gènes spécifiques qui affectent comment différentes parties du cerveau communiquent pendant les tâches linguistiques, les chercheurs peuvent découvrir de nouvelles informations qui pourraient mener à un meilleur soutien pour les individus confrontés à des difficultés liées au langage. La complexité du traitement du langage dans le cerveau est façonnée non seulement par nos expériences mais aussi par les facteurs génétiques qui influencent le développement cérébral dès un très jeune âge. Comprendre ces connexions sera crucial pour les avancées futures dans le domaine de la linguistique et des neurosciences cognitives.

Source originale

Titre: Imaging genetics of language network functional connectivity reveals links with language-related abilities, dyslexia and handedness

Résumé: Language is supported by a distributed network of brain regions with a particular contribution from the left hemisphere. A multi-level understanding of this network requires studying its genetic architecture. We used resting-state imaging data from 29,681 participants (UK Biobank) to measure connectivity between 18 left-hemisphere regions involved in multimodal sentence-level processing, as well as their right-hemisphere homotopes, and interhemispheric connections. Multivariate genome-wide association analysis of this total network, based on genetic variants with population frequencies > 1%, identified 14 genomic loci, of which three were also associated with asymmetry of intrahemispheric connectivity. Polygenic dispositions to lower language-related abilities, dyslexia and left-handedness were associated with generally reduced leftward asymmetry of functional connectivity. Exome-wide association analysis based on rare, protein-altering variants (frequencies[≤] 1%) suggested 7 additional genes. These findings shed new light on genetic contributions to language network organization and related behavioural traits.

Auteurs: Clyde E. Francks, J. S. Amelink, M. C. Postema, X.-Z. Kong, D. Schijven, A. Carrion-Castillo, S. Soheili-Nezhad, Z. Sha, B. Molz, M. Joliot, S. E. Fisher

Dernière mise à jour: 2024-03-11 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.22.568256

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.22.568256.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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