Afin d’identifier les aires cérébrales impliquées dans la formation des syntagmes, avec Christophe Pallier, nous avons étudié comment l’activité cérébrale varie avec la complexité des structures syntaxiques. Nous avons créé un jeu de stimuli dont le nombre de mots est fixe, mais dont la taille des syntagmes varie. En mesurant l’activité cérébrale en IRM fonctionnelle alors que les participants lisaient ces séries de mots, nous avons identifié un réseau cérébral dont l’activité croit avec la taille des syntagmes. Ce réseau comprend quatre régions situées le long du sillon temporal supérieur gauche, deux régions dans le gyrus frontal inférieur gauche (aire de Broca) ainsi que le putamen gauche. Une fraction de ce réseau continue de s’activer lorsque les mots à contenu sont remplacés par des pseudo-mots équivalents, formant une version expérimentale du célèbre poème Jabberwocky de Lewis Carroll. Il s’agit, à nouveau, des aires pSTS et IFGtri, ce qui suggère que ces aires implémentent un calcul syntaxique qui continue de fonctionner même en l’absence d’informations lexico-sémantiques.
Ces résultats ont été répliqués et étendus dans de nombreuses expériences récentes, en langage oral ou écrit, et même en langue des signes. Ils conduisent à distinguer deux réseaux impliqués dans la combinatoire des mots du langage. Les combinaisons syntaxiques de deux mots (par exemple un pronom et un verbe conjugué, « he plays ») suffisent à activer le noyau de régions syntaxiques (pSTS+IFGtri). Les combinaisons sémantiques, du type adjectif + nom (« red boat ») ou nom + nom (« plaid jacket »), activent plutôt le pôle temporal ou le gyrus angulaire.
