: black friday – au meilleur prix – moins cher – Pourquoi stimuler le cerveau permet de mieux comprendre son fonctionnement

Toute bonne histoire de science-fiction mêlant mythe et réalité sur le cerveau a déjà tenté de nous faire croire qu’il est possible de manipuler nos pensées, de modifier nos souvenirs ou de nous faire agir comme des marionnettes, grâce à toutes sortes de machines fantastiques.

Mais qu’en est-il dans la vraie vie : est-il possible de modifier, c’est-à-dire de stimuler l’activité de notre cerveau ? En laboratoire, les neuroscientifiques cognitifs utilisent une variété de stimulations directes et indirectes pour modifier l’activité de notre cerveau afin d’étudier son fonctionnement.

Que signifie stimuler le cerveau ?

Le cerveau est constamment « stimulé » par les informations qui arrivent de nos organes sensoriels, comme la lumière captée par nos yeux. Par exemple, lorsque vous regardez un chien dans un parc, l’image de ce chien se forme dans votre œil sur la rétine.

Les informations visuelles présentes sur la rétine sont ensuite transmises au cerveau via le nerf optique. La stimulation (visuelle ici) est donc indirecte. L’information passe par l’organe sensoriel de la vision, l’œil, qui modifie la stimulation avant qu’elle n’atteigne le cerveau. En d’autres termes, la rétine jouera un rôle dans ce que nous percevrons.

L’effet que les organes sensoriels pourraient avoir sur les stimuli peut interférer avec l’expérimentation scientifique dans certains cas précis. C’est pourquoi les neuroscientifiques cognitifs utilisent des techniques qui aident à éviter ces effets.

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS), également utilisée pour le traitement des troubles neurologiques ou psychiatriques, permet d’agir directement sur nos neurones. Il provoque une modification temporaire de leur activité (généralement quelques millisecondes) en produisant un champ magnétique localisé. Cette technique ne nécessite aucune intervention chirurgicale puisqu’elle consiste à positionner près de la tête un dispositif composé d’une bobine qui crée ce champ magnétique.

Si le TMS est appliqué à l’arrière de votre crâne, au niveau de vos neurones visuels, il va stimuler ces neurones et mimer leur activité naturelle, comme s’ils recevaient la lumière de l’œil. Ainsi, par exemple, vous pourrez percevoir un éclair lumineux, qui pourtant n’existe pas dans le monde extérieur.

Cet éclair illusoire, appelé phosphène, apparaît différemment d’une personne à l’autre. Certains le décrivent comme un changement de texture, d’autres comme une tache blanche ou comme un ensemble de points blancs et noirs qui apparaissent localement dans le champ de vision.

Le fait que la TMS ait une action directe sur nos neurones, précise dans le temps et spatialement localisée sans nécessiter aucune intervention chirurgicale, en fait une technique de choix pour étudier l’activité cérébrale.

Dans la stimulation visuelle indirecte, l’information passe d’abord par l’œil avant d’atteindre le cerveau. Sur son chemin, il peut subir des modifications, notamment au niveau de la rétine, avant d’être transféré dans la zone de vision via le nerf optique. Il existe donc une étape intermédiaire entre la stimulation visuelle et la zone du cerveau traitant les informations. Lors d’une stimulation magnétique directe, c’est la zone de vision qui sera directement stimulée.

Pourquoi stimuler le cerveau ?

Il est intéressant de stimuler le cerveau pour bien l’étudier. Continuons l’exemple de l’étude de la perception visuelle. En laboratoire, les chercheurs peuvent l’étudier indirectement. Un objet vous est présenté sur un écran, et l’activité de votre cerveau qui en résulte peut être visualisée grâce à un enregistrement IRM (image 3D du cerveau et des zones cérébrales impliquées) ou EEG (enregistrement de l’activité électrique du cerveau) par exemple.

Ce type d’étude permet de savoir quelles zones du cerveau sont activées en réponse à une stimulation donnée et quelle est la dynamique temporelle de leur activité électrique. Mais comme nous l’avons vu, cette approche a des limites, notamment en raison du rôle des organes sensoriels dans la perception. La TMS, quant à elle, permettra de stimuler directement une zone précise du cortex de quelques cm³, permettant une excellente résolution spatiale (et temporelle) et évitant ainsi l’effet de ces organes sensoriels.

Stimulation directe et indirecte du cerveau – Dugué Lab/Eddy Malrat

Si la vision d’un objet active la population de neurones A, cela ne veut pas dire que l’inverse est nécessairement vrai : quand j’active la population de neurones A, verrai-je cet objet ? La TMS permet d’étudier ce lien de causalité entre notre perception et l’activité cérébrale.

Ainsi, des études ont montré que si la TMS active des neurones qui répondent habituellement à la perception d’un objet situé en haut à droite de votre champ de vision, cela se traduira par la perception d’une activité illusoire dans cette même partie du champ. visuel (en haut à droite). La TMS permet donc de cibler spécifiquement la population de neurones à l’origine de la perception de cet objet.

En bref, activer le cerveau facilite l’étude. La TMS permet d’étudier le lien direct entre l’activation neuronale et la perception. Elle peut donc compléter d’autres techniques d’imagerie cérébrale. Par exemple, l’IRM donne une image spatiale très précise du cerveau, contrairement à l’EEG qui enregistre plus précisément son activation dans le temps.

La TMS ne permet pas d’obtenir une image du cerveau en lui-même. Il n’est là que pour modifier son activité et permet donc de confirmer les résultats observés en EEG ou IRM. C’est donc un outil de plus dans la panoplie du chercheur pour mieux comprendre les mécanismes du cerveau.

Pouvons-nous changer nos pensées en stimulant le cerveau ?

Activer les neurones ne signifie absolument pas que vous pouvez faire ce que vous voulez avec votre cerveau avec TMS ! Notre environnement quotidien est composé de milliers de stimulations par minute. Les pensées, les souvenirs, les actions impliquent des réseaux neuronaux et des schémas d’activation bien plus complexes que la réponse créée par une simple impulsion TMS sur une partie de la tête.

De plus, les chercheurs ne connaissent pas toutes les subtilités de la dynamique neuronale derrière une pensée donnée… Il est donc difficile de savoir comment modifier l’activité cérébrale pour influencer notre esprit. Le TMS est encore très loin de ressembler à un appareil de science-fiction capable de transformer n’importe qui en marionnette – mais s’avère être un formidable outil pour percer les nombreux mystères du cerveau…