Présentation du laboratoire

L’objectif d’ensemble du laboratoire est de comprendre l’organisation neurobiologique de la perception et de la production de la parole et de la voix humaine. Nous nous intéressons à deux facteurs pouvant moduler cette organisation : le vieillissement et la plasticité induite par l’expérience. Nos travaux, fondamentalement interdisciplinaires, s’inscrivent dans deux grands domaines de recherche : les neurosciences cognitives, lesquelles s’intéressent aux mécanismes neurobiologiques qui sous-tendent la cognition (p. ex. perception, motricité, langage, mémoire, raisonnement, émotions), et les sciences de la réadaptation, lesquelles visent la compréhension des mécanismes biologiques qui génèrent des incapacités physiques ou mentales, ou qui contribuent à la récupération de ces fonctions, dans des dimensions telles que la motricité, la perception, le langage, les émotions, les comportements ou les fonctions cognitives. L’orthophonie est la discipline de la réadaptation qui s’intéresse plus spécifiquement aux troubles de la communication.

Les projets du laboratoire s’inscrivent dans trois axes inter-reliés : 

  1. Neurobiologie du langage oral 
  2. Vieillissement et plasticité cérébrale 
  3. Développement d’outils de recherche.

 

(1) Neurobiologie du langage oral

Nos travaux portent sur les mécanismes neurologiques qui sous-tendent la production et la perception de la parole et de la voix. Ils visent à mieux comprendre comment les sons du langage (les phonèmes, les syllabes et les mots) sont perçus et comment ils sont produits. Nous utilisons l’imagerie par résonance magnétique (IRM) multimodale (fonctionnelle, structurelle, diffusion) et la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) pour étudier les mécanismes neurologiques impliqués dans ces processus. Nous nous intéressons aux liens entre la structure du cerveau (p.ex. épaisseur corticale, volume de matière grise, connectivité) et les habiletés verbales, notamment le débit de parole, la qualité articulatoire et la capacité à percevoir des sons rapides ou ambigus ou présentés en contexte de bruit. Nos travaux visent également à comprendre la nature des liens entre les représentations et les mécanismes utilisés en perception de la parole et ceux utilisés en production de la parole. 

Quelques publications récentes :

  • Tremblay, P. & Dick, A. (2016) Broca and Wernicke are Dead, or Moving Past the Classic Model of Language Neurobiology. Brain & Language, 162, p. 60-71.
  • Deschamps, I., & Tremblay, P. (2014) Sequencing at the syllabic and supra-syllabic levels during speech perception: an fMRI study. Front. Hum. Neurosci. Juillet 8:492.
  • Dick, A. S., Bernal, B., & Tremblay, P. (2014). The Language Connectome: New Pathways, New Concepts. Neuroscientist. Mai 1;8, p. 356-366.
  • Dick, A. S., & Tremblay, P. (2012). Beyond the arcuate fasciculus: consensus and controversy in the connectional anatomy of language. Brain, 135(Pt 12), 3529-3550.

(2) Vieillissement et plasticité cérébrale

Un autre objectif important du Laboratoire est de comprendre comment les systèmes neurobiologiques qui sous-tendent la communication et la cognition vieillissent, et d’identifier les impacts que ces changements peuvent avoir sur la production et la perception de la parole et de la voix. Nos travaux ont mis en lumière des difficultés articulatoire et perceptuelle importantes chez les personnes âgées, et ont démontré que celles-ci sont associées à des changements de la structure du cerveau, autant sur le plan de la matière grise que de la matière blanche, ainsi qu’à des changements du fonctionnement du cerveau dans plusieurs réseaux, incluant la voie auditive dorsale, le système moteur et le réseau de la saillance.

Au-delà de la description des impacts du vieillissement, nous nous intéressons aussi à la plasticité induite par la stimulation du cerveau et par les expériences, comme le chant, la musique, le théâtre et toutes les autres formes d’activités vocales. Toutes ces activités modifient la structure et le fonctionnement cerveau et peuvent avoir des effets positifs sur la communication et la cognition, modifier les trajectoires de vieillissement et ainsi favoriser un vieillissement plus positif. Ces activités ont donc un potentiel important de prévention et de réadaptation, toutefois, on en connaît à ce jour encore trop peu sur leurs impacts sur le cerveau et sur la communication pour pouvoir les utiliser efficacement en prévention ou en intervention. Il est donc impératif d’étudier comment toutes ces activités peuvent affecter le cerveau chez l’adulte et au cours du vieillissement.


Quelques publications pertinentes sur le vieillissement :

  • Tremblay, P. et al. (2018) Aging of speech production, from articulatory accuracy to motor timing. Psychology and Aging, 33(7):1022-1034. doi: 10.1037/pag0000306.
  • Tremblay, P., Perron, M., Deschamps, I., Kennedy-Higgins, D. Houde, J.-C., Dick, A.S., Descoteaux, M. (2018) The role of the arcuate and middle longitudinal fasciculi in speech perception in noise in adulthood. Human Brain Mapping. doi: 10.1002/hbm.24367.
  • Lortie, C.L., Thibeault, M., Guitton, M.J., Tremblay, P. (2018) Age differences in voice evaluation:  from auditory-perceptual evaluation to social interactions. JSLHR, 61, 227-24.
  • Tremblay P, Sato M, Deschamps I. (2017). Age-related differences in speech production: an fMRI study of healthy aging. Human Brain Mapping 38:2751–2771.


Quelques publications pertinentes sur la plasticité:

  • Zumbansen, A., Tremblay, P. (In press) Music-based interventions for aphasia could act through a motor-speech mechanism: a systematic review and casecontrol analysis of published individual participant data. Aphasiology, DOI: 10.1080/02687038.2018.1506089
  • Tremblay, P., & Veilleux, J.-A. (2018). The impact of singing on human communication in aging: from protection to rehabilitation. In R. Heydon, D. Fancourt, & A. Cohen (Eds.), Routledge Companion to Interdisciplinary Studies in Singing. Volume III Well-being.: Taylor & Francis Books.
  • Lortie, C., Rivard, J., Thibeault, M., Tremblay, P. (2016) The moderating effect of frequent singing on voice aging. Journal of Voice. Janvier; 31(1), p.112.e1-112.e12.  

(3) Développement d’outils de recherche

Comme nos travaux portent sur le langage oral, nous avons créé une base de données du français québécois oral (SyllabO+) grâce à plusieurs subventions du Conseil canadien de recherche en sciences sociales et humaines (CRSH). Cette base de données, en accès libre, permet d’obtenir des statistiques précises sur l’utilisation réelle des différentes unités linguistiques du français québécois parlé : phonèmes, syllabes, mots, lemmes et bientôt morphèmes. Cette information nous permet de construire des stimuli dont nous pouvons manipuler expérimentalement (ou contrôler) la fréquence d’utilisation, les fréquences de cooccurrence ainsi que leur probabilité de transition. La base de données nous permet également d’étudier la relation entre ces caractéristiques et la difficulté de produire et percevoir différentes unités chez les adultes de tous les âges.

Liens :
http://speechneurolab.ca/fr/syllabo
http://syllabo.speechneurolab.ca

Quelques publications pertinentes :

  • Bédard, P., Audet, A-M, Drouin, P., Roy, J-P, Rivard, J., *Tremblay, P. (2016) SyllabO+: a new tool to investigate sublexical phenomena in Québec spoken French. Behavioral Research Methods, Volume 49, Issue 5, p 1852–1863.
  • Tremblay, P., Baroni, M., & Hasson, U. (2012). Processing of speech and non-speech sounds in the supratemporal plane: Auditory input preference does not predict sensitivity to statistical structure.Neuroimage, 66C, 318-332.
  • Tremblay, P., Deschamps, I., Baroni, M., Hasson, U. (2016) Neural bases of syllable frequency effects in speech perception and production. NeuroImage, 136(1),106–121.
  • Deschamps I, Hasson U, *Tremblay P. (2016). Cortical thickness in perisylvian regions correlates with individuals’ sensitivity to statistical regularities in auditory sequences. PLOS ONE, 11(2): e0149375.

 

 

Description des projets

(1) Étude des effets de la pratique du chant et d’un instrument de musique sur le cerveau et la communication dans le vieillissement

Description : Ce projet vise à comparer l’impact de la pratique du chant à l’impact de la pratique d’un instrument de musique sur le vieillissement de la structure et du fonctionnement du cerveau ainsi que sur les trois piliers de la communication : le langage, la cognition et les processus émotionnels. Nous prévoyons recruter 50 musiciens, 50 chanteurs et 50 personnes ne pratiquant aucune activité musicale.
Statut : En cours d’élaboration
Axe : 2, 1
Numéro d’approbation éthique : À venir
Équipe : Élisabeth Maillard, Pascale Tremblay, Philip Jackson, Josée Vaillancourt, Johanna-Pascale Roy, Maxime Descoteaux, Virginia Penhune, Catherine Fontaine-Lavallée
Financement principal: FRQNT
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay), bourse doctorale du Fonds Theodor et Gabriela Kummer (E. Maillard), MITACS (bourse de stage)


(2) Étude des effets de la pratique du chant sur le cerveau et la communication dans le vieillissement

Description : Ce projet vise à comprendre comment la pratique du chant choral peut influencer de manière positive le vieillissement du cerveau ainsi que les trois piliers de la communication : le langage, la cognition et les processus émotionnels. 155 personnes âgées de 20 à 98 ans, incluant 76 chanteurs et 79 non-chanteurs, ont participé au projet. Le recrutement pour le projet est maintenant terminé et les données sont en cours d’analyse.
Statut : En cours d’analyse
Axe : 2, 1
Numéro d’approbation éthique : 192-2017
Équipe : Pascale Tremblay, Philip Jackson, Josée Vaillancourt, Johanna-Pascale Roy, Maxime Perron, Anne-Christine Bricaud, Émilie Belley, Julie Poulin, Lisa-Marie Deschênes, Valérie Brisson, Catherine Denis, Éloi Gagnon.
Financement principal: Fondation Drummond
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay), MITACS (bourses de stage E. Vaccaro et AC Bricaud), CRSNG, CRSH


(3) Étude de l’effet du chant sur la perception de la parole dans le vieillissement.

Description : Ce projet, qui fait suite à l'étude 192-2017, vise à comprendre comment la pratique du chant choral peut influencer de manière positive le vieillissement de la structure du cerveau et la capacité à percevoir le langage dans le bruit chez des personnes âgées. Les 85 personnes ayant complété l’étude IRM du projet 192-2017 seront invitées à revenir au labo pour cette étude.
Statut : En cours d’élaboration.
Axe : 2, 1
Numéro d’approbation éthique : 1495-2018
Équipe : Maxime Perron, Valérie Brisson, Catherine Fontaine-Lavallée, Pascale Tremblay
Financement principal: Fondation Drummond
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay), CRSNG, CRSH


(4) Améliorer la perception de la parole dans le vieillissement au moyen de la stimulation du cerveau.

Description : Ce projet vise à comprendre comment la stimulation du cerveau peut améliorer la capacité à percevoir le langage dans le bruit chez des personnes âgées.
Statut : En cours d’élaboration.
Axe : 2, 1
Numéro d’approbation éthique : 1495-2018
Équipe : Valérie Brisson, Maxime Perron, Pascale Tremblay, Catherine Fontaine-Lavallée
Financement principal: CRSNG
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay et bourse de recherche M. Perron), Faculté de médecine de l’université Laval (Bourse), Centre de recherche CERVO (Bourse)


(5) Comprendre les effets du vieillissement sur l’articulation.

Description : Ce projet vise à comprendre comment le vieillissement affecte la production de la parole. 85 personnes âgées de 20 à 93 ans ont effectué plusieurs tâches
Statut : En cours d’analyse.
Axe : 2
Numéro d’approbation éthique : 294-2012
Équipe : Pascale Tremblay, Julie Poulin, Catherine Denis, Vincent Martel-Sauvageau.
Financement principal: FRQSC
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay), CRSH


(6) Étude des bases neurobiologiques de la production du langage au moyen de la stimulation du cerveau

Description : Ce projet vise à mieux comprendre comment le cerveau planifie et produit le langage parlé chez l’adulte en bonne santé. 25 adules de 18 à 55 ans ont effectué des tâches mesurant l’articulation avant et après la stimulation de leur cerveau au moyen de la stimulation magnétique transcrânienne. Les régions stimulées étaient le cortex prémoteur latéral et médial. Nous avons passé plusieurs mois à transcrire et à analyser leurs réponses en termes d’erreurs et de durée des réponses. Les analyses statistiques sont presque complétées.
Statut : En cours d’analyse
Axe : 1
Numéro d’approbation éthique : 165-2016
Équipe : Pascale Tremblay, Julie Poulin, Catherine Denis
Financement principal: CRSNG
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay)


(7) Étude de la perception de la parole au cours du vieillissement

Description : L’objectif de ce projet est de comprendre comment le vieillissement du cerveau affecte la capacité à comprendre le langage en présence de bruit. 88 participants âgés de 19 à 87 ans ont complété une évaluation de l’audition, de l’attention auditive et de la capacité à percevoir la parole dans le bruit. 30 participants de ce groupe ont également effectué des tests d’imagerie du cerveau afin de comprendre comment le vieillissement du cerveau affecte la perception du langage dans le bruit. Une partie des données (l’analyse du déclin de la matière blanche) a été publié récemment alors que d’autres analyses sont présentement en cours pour évaluer l’impact de la cognition sur la perception, ainsi que pour examiner l’impact du déclin de la matière grise sur la perception de la parole.
Statut : En cours d’analyse
Axe : 2, 1
Numéro d’approbation éthique : Projet 360-2014
Équipe : Pascale Tremblay, Isabelle Deschamps, Maxime Perron, Valérie Brisson.
Financement principal: RBIQCRSNG
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay), Faculté de médecine de l'Université Laval (bourse de stage M. Perron)
Publication associée : Tremblay et al. 2018 HBM


(8) SyllabO+

Description : SyllabO+ est un projet en constante évolution, qui a débuté en 2012. Au coeur de ce projet, un corpus de 225 locuteurs du français québécois que nous avons enregistrés en situations de communication naturelles formelles (p.ex. un cours) et informelles (une conversation à bâtons rompus). À partir de ces enregistrements, nous avons extrait tous les sons produits (phones), toutes les syllabes et tous les mots et nous avons créé des bases de données qui permettent de connaître la fréquence d’utilisation de chacune des unités (p. ex. chaque syllabe). Ces bases de données sont disponibles sur notre site web http://speechneurolab.ca/fr/syllabo. Nous avons récemment reçu une nouvelle subvention du CRSH pour ajouter une nouvelle base de données, celle des morphèmes.
Statut : En cours d’élaboration
Axe : 3
Numéro d’approbation éthique :N/A
Équipe : Pascale Tremblay, Pascale Bédard, Noémie Auclair, Alexandra Lavoie
Financement principal: CRSH (Subvention Savoir Développement, Subvention Savoir, et Subvention Connexion)
Autres sources de financement : FRQS (bourse salariale P. Tremblay)

Financement

Nos travaux sont financés par les gouvernements du Québec et du Canada, plus précisément par:

crsng

Le Conseil canadien de la recherche en sciences naturelles et génie (CRSNG, subvention à la découverte : « Neural bases of speech production: contribution of common action control mechanisms »; 2013-2018)

http://www.nserc-crsng.gc.ca/

  frqs

Le Fonds de recherche du Québec – santé (FRQS, Fonds de soutien aux nouveaux chercheurs : « Mécanismes neurologiques de vieillissement et leurs impacts sur la communication verbale » ; 2013-2016)

http://www.frqs.gouv.qc.ca/fr/index.shtml

fqrsc

Le Fonds de recherche sur la société et la culture (FRQSC, Établissement de nouveaux professeurs-chercheurs : « De la production de la parole au cours du vieillissement normal : une étude des liens entre l’articulation, les mouvements du visage et des mains 2012-2015)

http://www.frqsc.gouv.qc.ca/fr/accueil.php 

  fci

La Fondation canadienne pour l’innovation (FCI Fonds des leaders #31408 : « The Neurobiology of Verbal Communication in Adulthood : From Behaviour to Brain Mechanisms » 2012-2015)

http://www.innovation.ca/ 

CRSH

Le Conseil de la recherche en sciences humaines du Canada (CRSH, Subventionnement de développement savoir : « Statistical information processing mechanisms across auditory domains: behavioral and electrophysiological evidence »; 2013-2015)

http://www.sshrc-crsh.gc.ca 

 

RBIQ standard

Fonds de la Recherche du Québec en Santé (FRQ-S) – Réseaux de recherche thématiques. Dossier 5886: "Functional and structural brain aging and its effect on speech production".

https://www.rbiq-qbin.qc.ca