Science- Comment le cerveau construit sa réalité

Science- Comment le cerveau construit sa réalité

Contrairement à ce qu’on a longtemps supposé, notre représentation du monde n’est pas le fruit de l’empreinte que laisseraient les stimuli extérieurs sur l’activité de nos neurones. Ceux-ci sont en fait le siège d’activités spontanées, construisant une représentation interne du monde, sans cesse comparée à nos actions et perceptions.

Lorsque j’étais professeur, j’enseignais à mes étudiants comment notre cerveau perçoit le monde et contrôle le corps. Le message en substance était que lorsque nous regardons quelque chose ou que nous entendons un son, les stimuli visuels et auditifs sont convertis en signaux électriques, puis transmis au cortex sensoriel qui traite ces entrées et donne lieu à des perceptions. Pour déclencher un mouvement, les neurones du cortex moteur envoient des instructions à des neurones intermédiaires, situés dans la moelle épinière, ce qui se traduit par une contraction musculaire.

J’ai commencé mes recherches sans véritablement me demander si cette manière très simple de considérer les liens entre le cerveau et le monde extérieur était fondée. Cependant, malgré la succession des grandes découvertes qui ont donné naissance, à partir des années 1960, au domaine des « neurosciences », j’ai régulièrement dû faire face à la difficulté d’expliquer des mécanismes qu’au fond je ne comprenais pas – comme répondre à la question « où, exactement, dans le cerveau, a lieu l’acte de percevoir ? ». C’est pour répondre à ce genre d’interrogations que j’ai peu à peu développé une autre vision de la façon dont le cerveau interagit avec le monde extérieur.

Le plus grand défi des neurosciences consiste essentiellement à répondre à une question vertigineuse : qu’est-ce que l’esprit ? Du temps d’Aristote, les penseurs supposaient que l’esprit naissait vierge et se formait à partir des seules expériences de la vie. Un peu à l’image d’un tableau noir dépourvu d’inscriptions (que l’on appela tabula rasa, ou « table rase »), sur lequel nos expériences se graveraient peu à peu.

Ce cadre théorique, qualifié de modèle outside-in (les informations de l’extérieur modèlent le cerveau), a non seulement imprégné les philosophies chrétienne et perse, l’empirisme britannique et la doctrine marxiste mais également la psychologie et les sciences cognitives. Il est réputé aujourd’hui encore d’expliquer comment notre cerveau nous donne accès à la réalité.

Mais il existe un autre point de vue – celui qui a guidé mes recherches – qui affirme que les réseaux cérébraux entretiennent leur propre dynamique interne et produisent continuellement une myriade de motifs d’activité neuronale a priori dépourvus de sens. L’accès à la réalité est alors tout à fait différent : c’est parce qu’un comportement – a priori aléatoire – se révèle présenter un avantage pour la survie de l’organisme que le schéma neuronal ayant conduit à cette action prend alors du sens. Par exemple, lorsqu’un nourrisson prononce le mot « te-te » et que ses parents lui tendent un ours en peluche, le son « te-te » acquiert la signification « ours en peluche » [teddy bear, ndlr]. Ce cadre théorique inversé, « inside-out », qui part du principe que le cerveau n’est pas une table rase, est désormais étayé par de nombreux résultats de recherche.

Cela n’empêche pas le cadre « outside-in » d’avoir inspiré des expériences remarquables, comme les découvertes des scientifiques David Hubel et Torsten Wiesel. Ceux-ci sont parvenus, dans les années 1960, à enregistrer l’activité de neurones individuels impliqués dans le système visuel, ce qui leur a valu le prix Nobel de physiologie en 1981. Dans leurs plus célèbres expériences, ils ont enregistré l’activité neuronale d’animaux auxquels ils montraient des images. Les lignes, les bords, les zones claires ou sombres provoquaient des décharges dans différents groupes de neurones. Cela a conduit les chercheurs à penser que les signaux extérieurs amènent les neurones à produire des schémas d’activité simples, dont la combinaison, formant des modèles plus complexes, aboutit à la représentation d’un objet. Aucune participation active n’est nécessaire. Le cerveau effectue automatiquement cet exercice.

Le cadre théorique « outside-in » suppose ici que la fonction fondamentale du cerveau est de percevoir les « signaux » du monde extérieur et de les interpréter correctement. Sauf que si cette hypothèse est vraie, une opération supplémentaire est nécessaire pour que le cerveau réponde aux signaux en questions. En effet, entre les entrées perceptuelles et ce qu’en fait le sujet, il faut supposer l’existence d’une sorte de processeur central, qui reçoit les représentations sensorielles de l’environnement et en extrait les décisions orientant les actions appropriées.

Mais quelle est la nature de ce processeur central ? On le désigne sous de multiples termes : libre arbitre, homoncule, décideur, fonction exécutive, variables intervenantes ou tout simplement « boîte noire ». Cependant, la terminologie utilisée dépend à la fois de l’inclination philosophique de l’expérimentateur et de ce qui abrite ce « processeur ».

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