Plus d’un quart de toutes les victimes d’un AVC subissent une négligence unilatérale, perdant conscience de la moitié de leur perception visuelle, même si elles peuvent encore réagir émotionnellement à l’ensemble de la scène. Les chercheurs ont potentiellement identifié la région du cerveau qui conserve des images visuelles soutenues pendant la perception, une découverte qui pourrait avoir des implications futures dans la compréhension et le traitement des troubles de la conscience.
Les enregistrements montrent une activité prolongée du cortex visuel lors de la visualisation d’images, dépassant la conscience de l’image.
Plus d’un quart de toutes les victimes d’un AVC développent un trouble étrange : elles perdent conscience de la moitié de tout ce que leurs yeux perçoivent.
Par exemple, après un accident vasculaire cérébral affectant le côté droit du cerveau, une personne peut consommer uniquement des aliments du côté droit de son assiette parce qu’elle ignore l’autre moitié. De même, ils peuvent ne remarquer que la moitié droite d’une photo et ignorer quelqu’un à leur gauche.
Étonnamment, cependant, ces victimes d’accident vasculaire cérébral peuvent réagir émotionnellement à l’ensemble de la photo ou de la scène. Leur cerveau semble tout comprendre, mais ces personnes ne sont conscientes que de la moitié du monde.
Cette affliction déroutante, appelée négligence unilatérale, met en lumière une question de longue date dans les sciences du cerveau : quelle est la différence entre percevoir quelque chose et être conscient ou conscient de la percevoir ? Vous ne remarquez peut-être pas consciemment que vous êtes passé devant un magasin de chaussures en parcourant votre flux Instagram, mais vous avez pourtant commencé à rechercher des ventes de chaussures en ligne. Votre cerveau enregistre des choses dont vous ne prenez pas consciemment note.
Des neuroscientifiques de l’Université hébraïque de Jérusalem et de l’Université de Californie à Berkeley rapportent maintenant qu’ils ont peut-être découvert la région du cerveau où ces images visuelles soutenues sont retenues pendant les quelques secondes où nous les percevons. Ils ont récemment publié leurs conclusions dans la revue Rapports de cellules.
« La conscience, et en particulier l’expérience visuelle, est la chose la plus fondamentale que chacun ressent depuis le moment où il ouvre les yeux au réveil le matin jusqu’au moment où il s’endort », a déclaré Gal Vishne, étudiant diplômé de l’Université hébraïque et responsable du projet. auteur du papier. « Notre étude porte sur votre expérience quotidienne. »
Des chercheurs de l’Université hébraïque de Jérusalem et de l’Université de Berkeley ont enregistré l’activité électrique dans le cerveau de patients épileptiques tout en leur montrant diverses images pour tenter de découvrir où les images persistantes sont stockées dans le cerveau et comment nous accédons consciemment à ces images. Crédit : Hadar Vishne, Royal College of Art
Bien que les résultats n’expliquent pas encore comment nous pouvons ignorer ce que nous percevons, des études comme celles-ci pourraient avoir des applications pratiques dans le futur, permettant peut-être aux médecins de déterminer, à partir de l’activité cérébrale d’un patient dans le coma, si la personne est toujours consciente du monde extérieur et potentiellement capable de s’améliorer. Comprendre la conscience peut également aider les médecins à développer des traitements pour les troubles de la conscience.
« L’inspiration de toute ma carrière scientifique vient des patients victimes d’un AVC qui souffrent d’une négligence unilatérale, où ils ignorent tout simplement la moitié du monde », a déclaré l’auteur principal Leon Deouell, professeur de psychologie à l’Université hébraïque et membre du Centre Edmond et Lily Safra. pour la recherche sur le cerveau. « Cela a en fait déclenché tout mon intérêt pour la question de la conscience. Comment se fait-il que vous puissiez avoir l’information, mais ne pas la reconnaître comme quelque chose que vous expérimentez subjectivement, ne pas agir en conséquence, ne pas bouger les yeux vers elle, ne pas la saisir ? Que faut-il pour que quelque chose soit non seulement ressenti par le cerveau, mais aussi pour que vous ayez une expérience subjective ? Comprendre cela pourrait éventuellement nous aider à comprendre ce qui manque dans le système cognitif et dans le cerveau des patients atteints de ce type de syndrome.
« Nous ajoutons une pièce au puzzle de la conscience – comment les choses restent dans votre esprit sur lesquelles vous pouvez agir », a ajouté Robert Knight, également auteur principal et professeur de psychologie à l’UC Berkeley et membre de l’Institut de neurosciences Helen Wills.
Le cerveau a une réponse transitoire et soutenue
Deouell a noté que depuis environ six décennies, les études électriques du cerveau humain se sont presque uniquement concentrées sur la poussée initiale d’activité après la perception de quelque chose. Mais ce pic disparaît après environ 300 ou 400 millisecondes, alors que nous regardons souvent les choses et en sommes consciemment conscients pendant quelques secondes ou plus.
« Cela laisse beaucoup de temps qui n’est pas expliqué en termes neuronaux », a-t-il déclaré.
À la recherche d’une activité plus durable, les neuroscientifiques ont obtenu le consentement pour effectuer des tests sur 10 personnes dont le crâne était ouvert afin que des électrodes puissent être placées sur la surface du cerveau pour suivre l’activité neuronale associée aux crises d’épilepsie. Les chercheurs ont enregistré l’activité cérébrale des électrodes pendant qu’ils montraient différentes images aux patients sur un écran d’ordinateur pendant différentes durées, jusqu’à 1,5 seconde. Il a été demandé aux patients d’appuyer sur un bouton lorsqu’ils voyaient un vêtement occasionnel pour s’assurer qu’ils y prêtaient vraiment attention.
La plupart des méthodes utilisées pour enregistrer l’activité neuronale chez l’homme, comme l’IRM fonctionnelle (IRMf) ou l’électroencéphalographie (EEG), permettent uniquement aux chercheurs de tirer des conclusions détaillées sur le lieu ou le moment de l’activité cérébrale, mais pas les deux. En employant des électrodes implantées à l’intérieur du crâne, les chercheurs de l’Université hébraïque/UC Berkeley ont pu combler cette lacune.
Après avoir analysé les données à l’aide apprentissage automatique, l’équipe a découvert que, contrairement aux études antérieures qui n’avaient constaté qu’une brève explosion d’activité dans le cerveau lorsque quelque chose de nouveau était perçu, les zones visuelles du cerveau retenaient en réalité les informations sur la perception à un faible niveau d’activité pendant beaucoup plus longtemps. Le schéma soutenu de l’activité neuronale était similaire au schéma de l’activité initiale et changeait lorsqu’une personne regardait une image différente.
« Cette représentation stable suggère une base neuronale pour une perception stable au fil du temps, malgré l’évolution du niveau d’activité », a déclaré Deouell.
Contrairement à certaines études antérieures, ils ont constaté que les cortex préfrontal et pariétal à l’avant du cerveau ne deviennent actifs que lorsque quelque chose de nouveau est perçu, l’information disparaissant entièrement en une demi-seconde (500 millisecondes), même pour un stimulus beaucoup plus long.
La zone occipitotemporale du cortex visuel à l’arrière du cerveau devient également très active brièvement – pendant environ 300 millisecondes – puis chute à un niveau soutenu mais faible, environ 10 à 20 % du pic initial. Mais le modèle d’activité ne disparaît pas ; en fait, elle dure inchangée aussi longtemps qu’une personne regarde une image.
« Le cortex frontal est impliqué dans la détection de quelque chose de nouveau », a expliqué Deouell. « Mais vous constatez également une représentation continue dans les régions sensorielles de niveau supérieur. »
La séquence des événements dans le cerveau pourrait être interprétée de différentes manières. Knight et Vishne penchent pour l’idée selon laquelle la conscience survient lorsque le cortex préfrontal accède à l’activité soutenue du cortex visuel. Deouell soupçonne que la conscience naît de connexions entre de nombreuses zones du cerveau, le cortex préfrontal n’étant que l’une d’entre elles.
Les conclusions de l’équipe ont été confirmées par un groupe qui s’appelle lui-même le Consortium Cogitate. Bien que les résultats du consortium soient toujours en attente d’examen par les pairs, ils ont été décrits lors d’un événement organisé en juin à New York, présenté comme une confrontation entre deux théories « principales » de la conscience. Les deux Cellule Rapports Les résultats et les résultats non publiés pourraient correspondre à l’une ou l’autre des théories de la conscience.
« Cette collaboration contradictoire implique deux théories sur quelque chose comme 22 théories actuelles de la conscience », a prévenu Deouell. « De nombreuses théories signifient généralement que nous ne comprenons pas. »
Néanmoins, les deux études et autres études en cours qui font partie de la collaboration contradictoire initiée par la Fondation Templeton pourraient conduire à une véritable théorie testable de la conscience.
« Concernant les prédictions des deux théories que nous avons pu tester, toutes deux sont correctes. Mais si l’on considère la situation dans son ensemble, aucune des théories dans leur forme actuelle ne fonctionne, même si nous constatons que chacune d’elles contient une part de vérité, pour le moment », a déclaré Vishne. « Avec tant de choses encore inconnues sur les bases neuronales de la conscience, nous pensons que davantage de données devraient être collectées avant qu’un nouveau phénix puisse renaître des cendres des théories précédentes. »
Les futures études prévues par Deouell et Knight exploreront l’activité électrique associée à la conscience dans d’autres régions du cerveau, telles que les zones liées à la mémoire et aux émotions.
Edden Gerber est également co-auteur de l’article. L’étude a été financée par la Fondation binationale scientifique américano-israélienne (2013070) et l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux du Instituts nationaux de la santé (R01NS021135).
