Comment fonctionne la conscience individuelle

Au fil de notre vie, notre cerveau utilise différents modes de traitement de l’information. Certains, comme l’attention et les systèmes sensoriels, aboutissent à des expériences du monde très similaires : la couleur du ciel, la température ressentie.

Mais le cerveau possède une autre dimension, plus profonde, qui tisse ensemble vos souvenirs, vos objectifs, vos croyances et vos émotions pour former un sentiment d’identité cohérent. Cela vous permet de percevoir le monde non pas tel qu’il est, mais tel qu’il a du sens pour vous personnellement.

Ce monde intérieur unique est soutenu par le réseau du mode par défaut (RMP) du cerveau. Ce dernier relie plusieurs zones, notamment le cortex préfrontal (à l’avant du cerveau) et le lobe pariétal (à l’arrière).

Ces régions du réseau du mode par défaut (RMP) sont, d’un point de vue évolutif, relativement récentes. L’expansion spectaculaire du cerveau humain, il y a environ 800 000 à 200 000 ans, a entraîné une croissance en taille et en complexité de ces régions par rapport à nos plus proches cousins ​​primates. Elles sont donc plus susceptibles d’exprimer des gènes spécifiquement humains , liés au développement et au fonctionnement du cerveau.

Nos dernières recherches explorent dans quelle mesure le réseau du mode par défaut (RMP) explique ce qui fait de chacun de nous un être unique. Autrement dit, nous cherchons à comprendre ce qui fait de vous « vous ».

Qu’est-ce qui nous rend humains ?

Alors que les régions profondes et anciennes du cerveau , partagées par tous les vertébrés, prennent en charge des expériences fondamentales telles que la peur et la soif, le réseau du mode par défaut (RMP), plus récent et complexe, est important pour ce qui nous rend humains.

Pour mieux comprendre les différences, nous avons demandé à 16 volontaires adultes d’écouter un extrait du film hollywoodien Taken (2009) pendant que nous enregistrions leur activité cérébrale. L’analyse du seul enregistrement audio nous a permis de comparer l’activité de chaque participant, à la fois conscient et inconscient. Nos volontaires ont été soumis à une imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), à l’état de veille et sous anesthésie générale, pendant la diffusion du même extrait.

À chaque fois, nous avons suivi l’évolution des schémas de communication entre les régions cérébrales. Plus précisément, nous avons surveillé les changements dans les réseaux attentionnels, sensoriels et du mode par défaut de chaque participant, et nous les avons comparés aux changements d’expérience subjective rapportés par les participants.

Lorsque les participants étaient conscients, nous avons constaté que leurs schémas d’activité du réseau du mode par défaut (RMP) devenaient à la fois plus complexes et plus dissemblables les uns des autres pendant l’écoute du récit. En revanche, lorsqu’ils étaient inconscients, leurs signatures individuelles s’atténuaient, devenant plus simples et plus similaires à celles des autres volontaires.

Mais leurs réseaux attentionnels et sensoriels présentaient un schéma inverse. Ils étaient plus similaires à l’état d’éveil, reflétant des mécanismes communs de collecte d’informations sensorielles et d’interprétation du monde extérieur par la vue et l’ouïe.

Nos résultats confirment que le réseau du mode par défaut (RMP) véhicule la dimension la plus personnelle de la conscience, évoluant d’instant en instant pour refléter les pensées, les souvenirs et les expériences intérieures de chaque individu.

Cependant, différentes parties du réseau du mode par défaut (RMP) contribuent de différentes manières. Certaines sous-régions, situées aussi bien à l’arrière du cortex qu’à l’avant du cerveau, nous aident à réfléchir sur nous-mêmes , à imaginer des possibilités et à intégrer nos expériences dans un récit personnel. D’autres, notamment celles liées à la mémoire dans les régions profondes du lobe temporal, nous aident à reconstruire des scènes, à nous remémorer des événements passés et à donner du sens aux idées et à leurs interconnexions.

Comprendre notre singularité

Pourquoi le réseau du mode par défaut (RMP) varie-t-il autant d’une personne à l’autre ? Parce qu’il sous-tend des caractéristiques profondément personnelles qui nous définissent, comme la personnalité et les valeurs.

Cela fait écho à des idées comme celles du psychologue pionnier William James , qui écrivait : « Chaque état cérébral est en partie déterminé par la nature de toute cette succession passée… Il est donc hors de question qu’un état cérébral total se reproduise à l’identique. »

Le réseau du mode par défaut (RMP) interagit avec le reste du cerveau pour nous permettre de passer aisément du monde tel qu’il est au monde tel que nous le concevons. Certaines études suggèrent que perturber l’activité du RMP peut nuire à l’originalité dans les tâches créatives .

Des altérations de la connectivité du réseau du mode par défaut (RMP) ont été associées à de nombreux troubles de santé mentale , notamment ceux liés au récit de soi, à la mémoire et à la cognition sociale. Cartographier la dynamique du RMP d’une personne pourrait nous permettre de mieux comprendre ses difficultés spécifiques – par exemple, de mémoire ou de socialisation – et ainsi, à terme, de développer des thérapies plus personnalisées.

Mais l’obtention de cartes cérébrales de haute qualité exige des examens longs et des analyses complexes. C’est là qu’interviennent la cartographie fonctionnelle de précision (combinant diverses méthodes, dont l’IRMf) et l’intelligence artificielle.

La cartographie de précision permet de traiter de grandes quantités de données par personne afin de cartographier les réseaux individuels. Les modèles d’apprentissage automatique peuvent ensuite combiner ces cartes avec des données génétiques et des symptômes pour orienter le diagnostic et le traitement.

Mais des questions plus profondes restent sans réponse. L’être humain est un animal social par excellence, vivant au sein de sociétés complexes. Si le monde intérieur de chaque personne est unique, quelles conséquences cela a-t-il sur les décisions éthiques, comme la gestion de la criminalité ou la priorisation des traitements ?

Le réseau du mode par défaut (RMP) est essentiel à notre capacité d’imaginer différents futurs. Cela inclut le rôle précis que les neurosciences peuvent et doivent y jouer.

Peter Coppola

Chercheur invité, neurosciences de Cambridge, Université de Cambridge

Emmanuel A Stamatakis

Responsable du groupe d’imagerie de la cognition et de la conscience, division d’anesthésie, université de Cambridge