De nouvelles recherches ont identifié les régions cérébrales spécifiques qui orchestrent la synchronisation de la respiration avec la parole pendant les conversations naturelles. Des études d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont révélé que les inspirations maximales surviennent environ 200 millisecondes avant le début de la parole, suggérant un contrôle conscient de la respiration pour anticiper l'acte de parler.
L'étude a mis en évidence une activation significative dans le sillon postcentral, le tronc cérébral et le cervelet lors de la comparaison des pics respiratoires précédant la parole avec ceux qui n'étaient pas liés à la parole. Ces régions sont essentielles à la régulation de la respiration et à la coordination des mouvements. Le sillon postcentral, partie du cortex somatosensoriel primaire, traite les informations sensorielles des muscles respiratoires lors de la respiration intentionnelle. Le tronc cérébral, notamment le complexe pré-Bötzinger, régule les rythmes respiratoires automatiques et intègre les signaux nécessaires aux échanges gazeux. Le cervelet, en reliant le tronc cérébral et les aires corticales, participe à la coordination du contrôle moteur, assurant la fluidité et le timing de la production vocale.
Ces découvertes soulignent l'interaction complexe au sein d'un réseau cérébral qui gère la respiration en vue de la parole, permettant de surpasser les schémas respiratoires automatiques pour autoriser le contrôle volontaire requis pour parler. La recherche s'appuie sur des études antérieures qui avaient déjà établi un lien entre le cortex moteur, l'aire motrice supplémentaire et l'aire prémotrice dans le contrôle volontaire de la respiration. L'insula est également impliquée dans le traitement des signaux respiratoires, établissant une connexion avec les régions motrices de la parole.
La compréhension de la manière dont le cerveau coordonne la respiration et la parole est fondamentale pour l'élaboration de modèles sur l'interaction entre nos sens et nos mouvements. Ces connaissances pourraient également être précieuses pour le développement de traitements destinés aux troubles de la parole et de la respiration. Une étude publiée dans Nature Neuroscience en 2019 avait déjà éclairé ces mécanismes.