Les électrodes placées sur plusieurs régions du cerveau révèlent l'activité cérébrale en temps réel. Les points colorés indiquent l'emplacement de toutes les électrodes chez tous les patients, codés par couleur par région cérébrale. Les points rouges dans les images inférieures indiquent l'emplacement des électrodes dans le DMN. Crédit : Eleonora Bartoli, Ethan Devara, Huy Q Dang, Rikki Rabinovich, Raissa K Mathura, Adrish Anand, Bailey R Pascuzzi, Joshua Adkinson, Yoed N Kenett, Kelly R Bijanki, Sameer A Sheth, Ben Shofty, Default mode network electrophysiological dynamics and causal role in creative thinking, Brain, 2024 ;, awae199, https://doi.org/10.1093/brain/awae199
Une étude collaborative menée par des chercheurs de l'Université de l'Utah Health et du Baylor College of Medicine a découvert la fonction cruciale du réseau en mode par défaut dans la créativité en utilisant une imagerie cérébrale sophistiquée, mettant en évidence les possibilités d'interventions thérapeutiques futures.
Avez-vous déjà eu la solution d'un problème difficile alors que vous réfléchissiez à quelque chose de complètement différent ? La pensée créatrice est une caractéristique de l'humanité, mais c'est une capacité éphémère, presque paradoxale, qui frappe de manière inattendue lorsqu'on ne la recherche pas.
La source neurologique de la créativité (ce qui se passe dans notre cerveau lorsque nous pensons en dehors des sentiers battus) est tout aussi insaisissable.
Mais aujourd'hui, une équipe de recherche dirigée par un chercheur de l'Université de l'Utah et basée au Baylor College of Medicine a utilisé une méthode précise d'imagerie cérébrale pour dévoiler comment différentes parties du cerveau fonctionnent ensemble afin de produire une pensée créative.
Leurs résultats ont été récemment publiés dans la revue Cerveau.
Les nouveaux résultats pourraient finalement contribuer à des interventions qui stimulent la pensée créative ou aident les personnes atteintes de maladies mentales qui perturbent ces régions du cerveau.
Hors du cadre
Les processus cognitifs supérieurs comme la créativité sont particulièrement difficiles à étudier. « Contrairement aux fonctions motrices ou à la vision, ils ne dépendent pas d’un endroit précis du cerveau », explique Ben Shofty, docteur en médecine, professeur adjoint de neurochirurgie à la Spencer Fox Eccles School of Medicine et auteur principal de l’étude. « Il n’existe pas de cortex de la créativité. »
Ben Shofty, docteur en médecine et titulaire d'un doctorat. Crédit : University of Utah Health
Il existe cependant des preuves montrant que la créativité est une fonction cérébrale distincte. Une lésion cérébrale localisée causée par un accident vasculaire cérébral peut entraîner des changements dans la capacité créative, à la fois positifs et négatifs. Cette découverte suggère qu'il est possible de réduire les bases neurologiques de la créativité.
Shofty soupçonnait que la pensée créative pouvait dépendre fortement de parties du cerveau qui sont également activées pendant la méditation, la rêverie et d’autres types de pensée centrés sur l’intérieur. Ce réseau de cellules cérébrales est le réseau en mode par défaut (DMN), ainsi appelé parce qu’il est associé aux schémas de pensée « par défaut » qui se produisent en l’absence de tâches mentales spécifiques. « Contrairement à la plupart des fonctions que nous avons dans le cerveau, il n’est pas orienté vers un objectif », explique Shofty. « C’est un réseau qui fonctionne essentiellement en permanence et maintient notre flux de conscience spontané. »
Le DMN est réparti sur de nombreuses régions dispersées du cerveau, ce qui rend plus difficile le suivi de son activité en temps réel. Les chercheurs ont dû utiliser une méthode avancée d’imagerie de l’activité cérébrale pour comprendre ce que le réseau faisait à chaque instant pendant la pensée créative. Dans le cadre d’une stratégie couramment utilisée pour localiser l’emplacement des crises chez les patients souffrant d’épilepsie sévère, de minuscules électrodes sont implantées dans le cerveau pour suivre avec précision l’activité électrique de plusieurs régions cérébrales.
Les participants à l’étude étaient déjà soumis à ce type de surveillance des crises, ce qui signifie que l’équipe de recherche a également pu utiliser les électrodes pour mesurer l’activité cérébrale pendant la pensée créative. Cela a permis d’obtenir une image beaucoup plus détaillée des bases neuronales de la créativité que ce que les chercheurs avaient pu obtenir jusqu’à présent. « Nous avons pu voir ce qui se passe dans les premières millisecondes de la tentative de pensée créative », explique Shofty.
Deux pas vers l'originalité
Les chercheurs ont observé que lors d’une tâche de pensée créative dans laquelle les participants devaient énumérer de nouvelles utilisations pour un objet du quotidien, comme une chaise ou une tasse, le DMN s’activait en premier. Ensuite, son activité se synchronisait avec d’autres régions du cerveau, notamment celles impliquées dans la résolution de problèmes complexes et la prise de décision. Shofty pense que cela signifie que les idées créatives naissent dans le DMN avant d’être évaluées par d’autres régions.
De plus, les chercheurs ont pu montrer que certaines parties du réseau sont nécessaires spécifiquement à la pensée créative. Lorsque les chercheurs ont utilisé les électrodes pour atténuer temporairement l'activité de certaines régions du DMN, les participants ont réfléchi à des utilisations moins créatives des éléments qu'ils voyaient. Leurs autres fonctions cérébrales, comme la vagabondage de l'esprit, sont restées parfaitement normales.
Eleonora Bartoli, professeure adjointe de neurochirurgie au Baylor College of Medicine et co-auteure principale de l’étude, explique que ce résultat montre que la créativité n’est pas seulement associée au réseau mais en dépend fondamentalement. « Nous sommes allés au-delà des preuves corrélationnelles en utilisant la stimulation cérébrale directe », explique-t-elle. « Nos résultats mettent en évidence le rôle causal du DMN dans la pensée créative. »
L'activité du réseau est altérée dans plusieurs troubles, comme la dépression ruminative, dans laquelle le DMN est plus actif que la normale, ce qui peut être lié à une augmentation de la concentration sur des pensées négatives dirigées vers l'intérieur. Selon Shofty, une meilleure compréhension du fonctionnement normal du réseau pourrait conduire à de meilleurs traitements pour les personnes atteintes de ces troubles.
En caractérisant les régions cérébrales impliquées dans la pensée créative, Shofty espère finalement inspirer des interventions qui peuvent aider à stimuler la créativité. « À terme, l’objectif serait de comprendre ce qui arrive au réseau de manière à ce que nous puissions potentiellement le pousser à être plus créatif. »
Cette recherche a été financée par la Fondation McNair et le National Institute of Mental Health (numéro de subvention R01-MH127006).
Ce travail est le fruit d’une collaboration entre des chercheurs de l’Université de l’Utah Health, du Baylor College of Medicine et du Technion – Institut israélien de technologie.
