La capacité d’évoquer des images dans l’esprit nous permet de nous souvenir du passé et d’imaginer l’avenir. Cela nous permet également de planifier, de naviguer et de créer des œuvres d’art. Dans une étude publiée le 9 avril dans Scienceles chercheurs rapportent qu'imaginer un objet réactive certains des neurones impliqués dans sa visualisation, fournissant ainsi de nouvelles informations sur la manière dont l'imagerie mentale est produite dans le cerveau.
Des recherches antérieures avaient laissé entendre que les neurones impliqués dans la perception et l’imagination des images se chevauchaient. Ces études ont utilisé diverses méthodes, comme demander aux participants de visualiser puis d'imaginer des images alors qu'ils étaient allongés dans un scanner IRM fonctionnel, pour montrer que les mêmes régions du cerveau étaient impliquées dans ces processus. Mais la question de savoir si les mêmes neurones individuels étaient impliqués restait ouverte, explique Ueli Rutishauser, neuroscientifique au centre médical Cedars-Sinai de Los Angeles.
Parce que la mesure de l'activité neuronale nécessite des électrodes dans le cerveau, Rutishauser et ses collègues ont étudié 16 adultes épileptiques qui avaient déjà eu des électrodes temporairement implantées dans leur cerveau pour identifier l'origine de leurs crises. Les participants ont visionné des centaines d'images appartenant à cinq catégories : visages, textes, plantes, animaux et objets du quotidien, tandis que les chercheurs ont enregistré l'activité de plus de 700 neurones du cortex temporal ventral, une région impliquée dans la représentation des objets visuels. Parmi eux, environ 450 ont répondu de manière sélective à des catégories individuelles. L’apprentissage automatique a ensuite révélé que 80 % de ces neurones sensibles aux catégories étaient sélectifs sur des caractéristiques visuelles spécifiques des images.
Les chercheurs ont ensuite examiné ce qui s'est passé lorsque six des participants ont évoqué des images mentales de certains des objets qu'ils avaient précédemment vus. Environ 40 pour cent des neurones actifs lors de la perception réagissaient de la même manière lorsque les objets étaient visualisés dans l'œil de l'esprit. Pour confirmer leurs découvertes, les chercheurs ont utilisé les données des enregistrements neuronaux pour reconstruire les images dont les participants devaient se souvenir.
Ces observations soutiennent l'idée que le cerveau humain met en œuvre ce que certains appellent un modèle génératif, dans lequel la réactivation du code neuronal utilisé pour percevoir les objets nous permet de créer des images mentales, explique Varun Wadia, co-auteur de l'étude et neuroscientifique à Cedars-Sinai. En outre, étant donné que les perturbations de l’imagerie mentale peuvent contribuer à certains troubles psychiatriques, tels que la schizophrénie et le SSPT, une meilleure compréhension des fondements neuronaux de l’imagerie mentale pourrait ouvrir la voie à de nouvelles thérapies, ajoute Wadia.
Les scientifiques avaient construit des hypothèses sur l'imagerie mentale et d'autres processus cognitifs en partant du principe que les mêmes neurones sont actifs lors de la perception et de l'imagination, mais cela n'a pas été prouvé jusqu'à présent, explique Nadine Dijkstra, neuroscientifique à l'University College de Londres, qui n'a pas participé à ces travaux. « C'était une étude que le domaine attendait. »
Il reste à voir si des mécanismes similaires sont en jeu dans des formes plus complexes d’imagerie mentale, telles que la capacité d’imaginer une nouvelle œuvre d’art visuel, dit Rutishauser. « Mais cela présente une hypothèse claire sur la façon dont des choses comme celle-ci pourraient fonctionner. »
