Matière et Révolution

Le système limbique, appelé parfois cerveau limbique ou cerveau émotionnel, est le nom donné à un groupe de structures de l'encéphale jouant un rôle très important dans le comportement et en particulier, dans diverses émotions comme l'agressivité, la douleur morale, la peur, le plaisir ainsi que la formation de la mémoire.

On considère généralement que les principales composantes du système limbique sont les structures du cortex cérébral et subcorticales suivantes :

• l'hippocampe, notamment impliqué dans la formation de la mémoire à long terme ;

• l'amygdale, notamment impliquée dans l'agressivité et la peur ;

• la circonvolution (ou gyrus) cingulaire ;

• le fornix ;

• l'hypothalamus.
•

Le cortex associatif préfrontal est le siège de la vie émotionnelle, consciente, de la possibilité de remise en activité des informations stockées en mémoire, de la mémorisation de longue séquence, de la réalisation de tâches.

« Le sentiment conscient d'une émotion n'est certainement pas indispensable au fonctionnement des systèmes émotionnels. La plupart des réactions émotionnelles sont générées inconsciemment. Freud avait parfaitement raison de comparer la conscience avec la partie émergée de l'iceberg mental. » Le neurologue Joseph LeDoux dans « Le cerveau émotionnel »

Joseph LeDoux écrit dans son article "Aborder le cerveau par la porte de derrière" de l'ouvrage collectif de Bear, Connors et Paraidso intitulé "Neurosciences, à la découverte du cerveau" qui récapitule l'ensemble des découvertes récentes de ce domaine : "L'une des choses les plus intéressantes que j'ai découverte est que l'apprentissage des émotions implique des informations sensorielles se projetant sans passer par le cortex sur l'amygdale latérale. La plupart des chercheurs pensaient que le traitement des informations au niveau cortical était indispensable pour prendre conscience de ces processus intentionnels. J'ai pu montrer que les informations sensorielles traitées au niveau sous-cortical était suffisant pour proposer que l'amygdale puisse être le siège d'une forme de mémoire émotionnelle de carractère inconscient. Ainsi, votre cerveau en sait probablement plus sur le monde qui nous entoure que vous ne l'imaginiez."

"Nous avons montré que des mémoires émotionnelles peuvent être supprimées en deux étapes par des mécanismes neuronaux : d'abord la suppression du message par le gyrus frontal inférieur droit agissant sur des régions qui sont concernées par les comportements sensoriels de la représentation de la mémoire (cortex visuel, thalamus) suivi par une deuxième étape dans laquelle le gyrus front médial droit contrôle des régions concernant le comportement émotionnel de la représentation de la mémoire (hippocampe, amygdale) (...)" Extrait de "Les régions préfrontales orchestrent la suppression de mémoires émotionnelles en deux phases" par Brendan, Depue, Curran et Banich

Antonio R. Damasio rapporte le lien entre émotion et amygdale et le lien entre conscience et émotion : « Il y a près de dix ans, une jeune femme, que je désignerai par S, attira mon attention en raison de ce que faisait apparaître la tomodensitométrie de son cerveau. De manière tout à fait inattendue, son scanner révélait que les deux amygdales étaient presque entièrement calcifiées. (…) Tout autour des deux amygdales, le cerveau de S était parfaitement normal. (…) D'un côté S n'avait aucune difficulté à apprendre les faits. (…) D'un autre côté, son comportement social démontrait une déviation constante par rapport à sa tonalité émotionnelle dominante. C'est comme si les émotions négatives telles que la peur et la colère avaient disparu de son vocabulaire affectif, laissant les émotions positives dominer sa vie. (…) Toutes ces suppositions devaient se transformer en faits lorsque Ralph Adolphs me rejoignit au laboratoire. En faisant appel à toute une série de techniques (…) fut en mesure de suggérer que la déviation affective était la plupart du temps causée par la détérioration d'une émotion : la peur. En utilisant une technique d'échelle multidimensionnelle, voici ce que montra Adolphs : S est en permanence incapable de lire l'expression de la peur sur le visage d'une autre personne (…) » Il est remarquable que la santé consiste en l'existence d'émotions positives et négatives, l'état pathologique consiste à l'inhibition de la moitié de ces émotions, de leurs contradictions, de la diminution du nombre de paramètres de l'attracteur et la trop grande régularité qui en découle.

Damasio écrit dans « L'erreur de Descartes » :
« Comme vous l'avez vu, j'ai combattu dans ce livre à la fois la conception dualiste de Descartes selon laquelle l'esprit est distinct du cerveau et du corps et ses variantes modernes : selon l'une de ces dernières, il existe bien un rapport entre l'esprit et le cerveau, mais seulement dans le sens où l'esprit est une espèce de programme informatique pouvant être mis en œuvre dans une espèce d'ordinateur appelé cerveau. (…) « Je pense, donc je suis », cette formule peut-être la plus célèbre de l'histoire de la philosophie, apparaît en français dans la quatrième partie du « Discours de la Méthode » (1637), et en latin (« Cogito, ergo sum ») dans les « Principes de philosophie » (1644). Prise à la lettre, cette formule illustre précisément le contraire de ce que je crois être la vérité concernant l'origine de l'esprit et les rapports entre esprit et corps. Elle suggère que penser, et la conscience de penser, sont les fondements réels de l'être. Et puisque nous savons que Descartes estimait que la pensée était une activité complètement séparée du corps, sa formule consacre la séparation de l'esprit, la « chose pensante » et du corps non pensant qui est caractérisé par une « étendue » et des « organes mécaniques ». (…) Descartes précise sa conception sans ambiguïté : « Je connus de là que j'étais une substance dont toute l'essence ou la nature n'est que de penser et qui, pour être, n'a besoin d'aucun lieu ni d'aucune chose matérielle, en sorte que ce moi, c'est-à-dire l'âme par laquelle je suis ce que je suis, est entièrement distincte du corps. » C'est là qu'est l'erreur de Descartes : il a instauré une séparation catégorique entre le corps, fait de matière, doté de dimensions, mû par des mécanismes, d'un côté, et l'esprit, non matériel, sans dimensions et exempt de tout mécanisme, de l'autre ; il a suggéré que la raison et le jugement moral ainsi qu'un bouleversement émotionnel et une souffrance provoquée par une douleur physique pouvaient exister indépendamment du corps. Et spécifiquement, il a posé que les opérations de l'esprit les plus délicates n'avaient rien à voir avec l'organisation et le fonctionnement d'un organisme biologique. (…) L'erreur de Descartes continue d'exercer une grande influence. (…) Il est intéressant de noter que, de façon paradoxale, de nombreux spécialistes des sciences cognitives qui estiment que l'on peut étudier les processus mentaux sans recourir à la neurobiologie, ne se considèrent sans doute pas comme des dualistes. On peut aussi voir un certain dualisme cartésien (posant une séparation entre le cerveau et le corps) dans l'attitude des spécialistes des neurosciences qui pensent que les processus mentaux peuvent être expliqués seulement en termes de phénomènes cérébraux, en laissant de côté le reste de l'organisme, ainsi que l'environnement physique et social – et en laissant aussi de côté le fait qu'une certaine partie de l'environnement est lui-même le produit des actions antérieures de l'organisme ».

Rita Carter explique dans « Le cerveau » : « Dans certaines circonstances, la psychothérapie donne de bons résultats. Mais c'est probablement moins parce qu'elle libère nos émotions que parce qu'elle nous permet de les remonter dans le cortex où elles peuvent être traitées de manière consciente. (…) Parler, réfléchir sur nos émotions nous permet de les contrôler, de nous défaire de leur emprise. » Rita Carter examine notamment les mécanismes cérébraux des peurs irrationnelles : « Selon Freud, ces peurs irrationnelles apparaissent parce que l'objet de phobie se substitue de manière symbolique à une entité réellement effrayante, mais qui est, pour une raison ou une autre, trop gênante ou trop horrible pour être reconnue. (…) Afin de mieux comprendre ce phénomène, nous allons examiner le parcours d'une information potentiellement effrayante lorsqu'elle pénètre dans le cerveau. (…) Toutes les information sensorielles parviennent d'abord au thalamus (…) Dans le cas des stimuli émotionnels, (…) l'information est conduite à l'amygdale (système d'alarme du cerveau et générateur de réponses émotionnelles). L'itinéraire numéro un conduit à l'arrière du cerveau, au cortex visuel qui analyse l'information et transmet ses conclusions. (…) Cet itinéraire numéro un est long, sinueux et implique de nombreux arrêts. (…) C'est ici qu'intervient l'itinéraire numéro deux. Le thalamus se situe près de l'amygdale, à laquelle il est relié par un épais faisceau de neurones. L'amygdale, à son tour, est étroitement reliée à l'hypothalamus qui contrôle la réponse corporelle – affrontement ou fuite. (…) L'information circule des yeux au corps en quelques millièmes de secondes. » De ces remarques de Rita Carter, nous déduisons d'abord qu'il existe des circuits cérébraux conscients qui passent pas le cortex et des circuits cérébraux non conscients qui n'y passent pas. Nous remarquons ensuite que les différents circuits fonctionnent généralement en même temps. Le conscient ne s'oppose pas au non-conscient. Enfin, nous remarquons que le circuit non-conscient est de loin le plus rapide. Enfin, une dernière remarque qui est tout aussi générale : le non-conscient lié à un mécanisme de refoulement freudien implique généralement l'amygdale. Rita Carter rapporte ainsi : « Des recherches récentes indiquent que les souvenirs inconscients seraient conservés dans l'amygdale – une aire cérébrale dont jamais, jusqu'alors, on n'avait imaginé qu'elle pouvait être un lieu de stockage de mémoire. Selon LeDoux, l'amygdale enregistrerait les souvenirs inconscients de la même manière que l'hippocampe enregistre les souvenirs conscients. (…) Si le souvenir activé par l'amygdale est suffisamment intense, il peut devenir incontrôlable et déclencher des réactions corporelles si spectaculaires que la personne revit le traumatisme réel avec toutes ses manifestations sensorielles. Cet état psychique – un désordre posttraumatique – est manifestement lié à une expérience particulièrement terrifiante. Il arrive toutefois que ces souvenirs inconscients émergent de l'amygdale sans que surgissent simultanément les souvenirs conscients qui pourraient les associer à un événement particulier. La peur irrationnelle alors ressentie peut rester vague – et générer une simple angoisse diffuse – ou exploser soudainement – et donner une crise de panique. Si le sentiment est provoqué par un stimulus conscient, il peut se révéler être une phobie. Les souvenirs inconscients se forment plus facilement lors d'événements particulièrement stressants, car les hormones et les neurotransmetteurs qui se libèrent alors excitent l'amygdale – et affectent également le traitement des souvenirs conscients. (…) LeDoux a montré – du moins, chez le rat – qu'un stimulus conditionné (générateur de peur) n'est pas nécessairement enregistré au niveau conscient. » Rita Carter cite l'ouvrage du neurologue Joseph LeDoux intitulé « Le cerveau émotionnel » : « Le sentiment conscient d'une émotion n'est certainement pas indispensable au fonctionnement des systèmes émotionnels. La plupart des réactions émotionnelles sont générées inconsciemment. Freud avait parfaitement raison de comparer la conscience avec la partie immergée de l'iceberg mental. (…) Les connexions reliant les systèmes émotionnels aux systèmes cognitifs sont plus puissants que celles allant en sens inverse. »

Paul Janet, dans « Le Cerveau et la Pensée » :

« D'après les phrénologues (et en cela les physiologistes leur donnent raison), les affections, les émotions, les passions, ont leur siège dans le cerveau : or il ne nous arrive jamais de les localiser là ; nous n'avons pas conscience d'aimer par la tête, mais par le cœur. Ce n'est cependant pas dans le cœur qu'est le siège de l'affection. »

Joseph LeDoux dans « Le cerveau des émotions » :

« Plusieurs notions liées à la nature des émotions émergeront et reviendront…

La première est qu'une fonction psychologique s'étudie au mieux lorsqu'elle peut être représentée dans le cerveau. Ce qui conduit à une conclusion qui peut paraître étrange de prime abord, à savoir que le mot « émotion » est juste une étiquette, un moyen pratique de parler de certains aspects du cerveau ou de l'esprit.

Les manuels de psychologie décomposent souvent l'esprit en parties fonctionnelles telles que la perception, la mémoire et l'émotion. Elles sont utiles pour classer l'information en grands domaines de recherche mais ne renvoient pas à des fonctions réelles. Par exemple, le cerveau n'a pas de système dévolu à la perception. Le mot « perception » décrit d'une façon générale ce qui arrive dans de nombreux systèmes neuronaux spécifiques : nous voyons, entendons et sentons le monde avec nos systèmes visuel, auditif et olfactif. Chacun d'entre eux a évolué pour résoudre un problème auquel les animaux étaient confrontés.

Dans un même ordre d'idées, les différentes classes d'émotions passent par des systèmes neuronaux différents qui ont évolué pour différentes raisons. Celui utilisé pour se défendre contre un danger est différent de celui requis pour procréer, et les sentiments résultant de l'activation de ces systèmes, la peur et le plaisir sexuel, n'ont pas une origine commune.

Il n'y a pas de faculté de type « émotion », pas plus qu'il n'y a de système cérébral unique consacré à cette fonction imaginaire.

Si nous nous intéressons à la compréhension des différents phénomènes auxquels se réfère le terme « émotion », nous devons nous concentrer sur des classes spécifiques d'émotions. Nous ne devons donc pas mélanger les résultats de l'étude d'émotions dont les origines sont différentes. C'est malheureusement ce qu'ont fait la plupart des travaux de psychologie et de neurosciences.

Une deuxième notion est que les systèmes cérébraux à l'origine des comportements émotionnels ont été très bien conservés au cours de l'évolution. Tous les animaux, homme compris, devaient satisfaire certaines conditions pour survivre et répondre à l'exigence biologique de transmettre leurs gènes à leur descendance. Il leur fallait au minimum de la nourriture, un abri, se protéger de dommages corporels, et procréer… Et parmi les animaux dotés d'une colonne vertébrale et d'un cerveau (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères, dont l'homme), l'organisation nerveuse des systèmes de comportements émotionnels – comme ceux de la peur, du sexe ou de la prise de nourriture – semble très proche d'une espèce à l'autre. Cela ne veut pas dire que toutes les espèces ont le même cerveau. Mais plutôt que notre compréhension de l'humain passe par une appréciation de la manière dont nous nous rapprochons, ou différons, des autres animaux.

Une troisième notion est que si ces systèmes fonctionnent chez un animal pourvu de conscience, des sentiments émotionnels conscients peuvent aussi se produire. C'est ce qui se passe à l'évidence chez l'homme, mais personne n'est certain que d'autres animaux aient une telle capacité… Si nous n'avons pas besoin d'invoquer des sentiments conscients pour expliquer des comportements que nous dirions émotionnels chez certains animaux, alors nous n'en avons pas besoin non plus pour les expliquer chez l'homme. Les réponses émotionnelles sont, dans une large mesure, inconscientes. Freud avait parfaitement raison quand il décrivait la conscience comme le sommet de l'iceberg mental.

La quatrième notion est une conséquence directe de la précédente. Les sentiments conscients qui nous permettent d'appréhender et d'aimer (ou de haïr) nos émotions ne peuvent que nous tromper ou nous détourner de leur étude. Ce sera sûrement difficile à admettre à première vue. Car, après tout, qu'est-ce qu'une émotion si ce n'est un sentiment conscient ? Supprimez le registre subjectif de la peur et il ne reste plus grand-chose de l'expérience d'un danger. Pourtant, je commencerai par essayer de montrer que cette idée est fausse, qu'une expérience émotionnelle est beaucoup plus que ce que l'on peut imaginer à première vue.

Les sentiments de peur, par exemple, ne représentent qu'une part de la réaction globale au danger. Ils n'en sont pas plus centraux que les réponses comportementales ou physiologiques, elles aussi présentes, telles que le tremblement, la fuite, la transpiration et les palpitations cardiaques.

Nous n'avons pas tant besoin d'élucider l'état conscient de peur ou les réponses qui l'accompagnent que le système à l'origine de la détection du danger. Les sensations de peur et de cœur qui cogne sont toutes deux causées par l'activité de ce système qui agit à notre insu, avant même que nous nous sachions réellement en danger. Le système qui détecte le danger est le mécanisme fondamental de la peur et les manifestations comportementales, physiologiques et conscientes n'en sont que les réponses de surface. Cela ne veut pas dire que les sentiments n'ont pas d'importance, mais que si nous voulons les comprendre il nous faut creuser un peu plus profond.

Cinquièmement, si sentiments et réponses émotionnelles sont vraiment dus à l'activité d'un système commun sous-jacent, alors nous pouvons utiliser les secondes, mesurées de façon objective, pour explorer leur mécanisme en coulisse et avoir un aperçu du système responsable de la génération des sentiments conscients.

Le système cérébral à l'origine des réponses émotionnelles étant similaire chez les animaux et les hommes, les études chez ceux-là seront aussi une étape cruciale dans la compréhension des mécanismes émotionnels chez ceux-ci.

L'étude des bases nerveuses de l'émotion est difficile, voire impossible chez l'homme pour des raisons à la fois éthiques et pratiques. L'expérimentation chez l'animal est donc utile et nécessaire si nous voulons comprendre ce que sont les émotions dans le cerveau humain. Cette compréhension est à l'évidence importante quand on sait que la plupart des troubles mentaux sont aussi des troubles émotionnels.

Sixièmement, les sentiments conscients tels qu'être effrayé, en colère, content, amoureux ou dégoûté, ne sont en un sens pas différents d'autres états de conscience, comme le fait de se rendre compte que l'objet arrondi et plutôt rouge devant soi est une pomme, que la phrase que l'on vient d'entendre était une langue étrangère donnée, ou que l'on vient juste de trouver la solution d'un problème de mathématiques auparavant insoluble.

La prise de conscience se produit quand le système de la conscience a connaissance de l'activité qui se déroule dans les systèmes de traitement inconscient.

Ce qui diffère entre l'état où nous sommes effrayés et celui où nous percevons la couleur rouge n'est pas le système qui représente le contenu conscient (la peur ou la couleur rouge), mais celui qui fournit les signaux au système de la prise de conscience. Ce dernier est unique et peut être occupé par des choses aussi bien anodines qu'à forte teneur émotionnelle.

Les émotions chassent rapidement les faits insignifiants, mais ne sont pas facilement remplacés par ce qui n'est pas émotionnel, comme les pensées : il ne suffit pas de souhaiter que l'anxiété ou la dépression s'en aillent pour que cela soit le cas.

Septièmement, les émotions sont des phénomènes qui nous arrivent plutôt qu'ils ne dépendent de notre volonté. Bien que les gens se donnent en permanence des occasions d'influer sur leurs émotions – aller au cinéma ou dans un parc d'attractions, faire un bon repas, consommer de l'alcool ou d'autres substances psychotropes -, les événements extérieurs sont simplement prévus pour assurer la présence des stimuli qui déclencheront automatiquement les émotions. Notre contrôle direct des réactions émotionnelles reste faible… Si le contrôle conscient de nos émotions est limité, celles-ci peuvent par contre submerger notre conscience. Car notre cerveau est à un point de son évolution où les connexions des systèmes émotionnels vers ceux de la cognition sont plus fortes que dans le sens inverse.

Finalement, une fois les émotions produites, elles deviennent de puissants motivateurs pour de futurs comportements. Elles balisent le cours de nos actions, que celles-ci soient dans l'instant ou à plus long terme. Elles peuvent aussi nous poser des problèmes. Quand la peur devient de l'anxiété, que le désir cède la place à l'avidité ou l'ennui à la colère, la colère à la haine, l'amitié à l'envie, l'amour à l'obsession, ou le plaisir à la dépendance, nos émotions se mettent à jouer contre nous. La santé mentale est maintenue par une hygiène émotionnelle et les problèmes mentaux traduisent dans une large mesure la rupture de cet équilibre émotionnel. Les émotions peuvent avoir des conséquences aussi utiles que pathologiques…

Les émotions sont pour nous des expériences conscientes. Mais quand nous commençons à les étudier dans le cerveau, nous les considérons comme une partie, pas nécessairement centrale, des systèmes qui les engendrent…

Avec l'amygdale et ses connexions d'entrée et de sortie, le cerveau est préprogrammé pour détecter les dangers – ceux éprouvés par nos ancêtres et ceux appris par chacun d'entre nous – et produire des réponses protectrices qui sont les plus efficaces pour le corps dont nous disposons et dans les anciennes conditions où elles ont été sélectionnées.

Les réponses préconditionnées ont été modelées par l'évolution et se produisent automatiquement ou, comme Darwin l'a fait remarquer, involontairement. Elles ont lieu avant que le cerveau ne commence à penser à ce qu'il faut faire. Penser prend du temps, mais répondre au danger exige souvent d'agir rapidement et de se décider sans trop d'hésitation…

Vous commencez à explorer les alentours quand vous repérez un lynx, que vous savez être un sérieux ennemi. Immédiatement, vous cessez tout mouvement. Si figer est un cadeau de l'évolution. Vous le faites sans avoir à peser votre décision. Cela se produit de soi-même. La vue ou le son du félin va directement à votre amygdale d'où sort la réponse d'immobilisation. Si vous aviez à prendre une décision délibérée sur ce quil faut faire, vous devriez considérer la probabilité de la réussite ou de l'échec de chaque choix possible et vous pourriez vous enliser dans le processus au point d'être mangé avant d'avoir décidé quoi que ce soit… »

Rita Carter dans « Atlas du cerveau » :

« Que sont exactement ces émotions ? Nous confondons souvent émotion et sentiment. En fait, ce dernier terme est trompeur car il ne décrit qu'une moitié du processus – la moitié qui est effectivement le sentiment. Par essence, les émotions sont, non pas les sentiments, mais un ensemble de mécanismes de survie enracinés dans notre corps et dont la fonction est de nous détourner du danger pour nous orienter vers ce qui peut nous être bénéfique.

La composante mentale – le sentiment – n'est qu'un perfectionnement de ce mécanisme de base. Pour reprendre la formule de Joseph LeDoux, spécialiste de la recherche sur les émotions à l'université de New York, cette composante est la « cerise sur le gâteau ».

Les émotions humaines semblent plutôt fonctionner comme les couleurs : il y aurait d'un côté un petit nombre d'émotions primaires, et de l'autre, une large palette d'émotions plus complexes obtenues par combinaison d'émotions primaires.

Selon certains chercheurs, ces émotions primaires seraient le dégoût, la peur, la colère et l'amour parental. Ce sont les réactions que manifestent pratiquement tous les êtres vivants dotés d'une certaine complexité. Les émotions primaires n'exigent aucune intervention de la conscience : elles peuvent amener une personne à foncer ou battre en retraite contre son propre gré. Avec, nous le verrons, un résultat parfois catastrophique.

Les émotions complexes, en revanche, sont des constructions cognitives sophistiquées qui résultent d'un travail considérable de l'esprit conscient et d'un échange complexe d'informations entre les aires corticales conscientes et le système limbique.

Considérez le plaisir mêlé de culpabilité, d'affection et d'irritation que vous pourriez ressentir en recevant une carte d'anniversaire d'un ami dont vous avez vous-même oublié de fêter l'anniversaire…

Les perceptions isolées qui déclenchent les émotions sont enregistrées au niveau conscient dans le cortex, où elles sont assemblées en un concept unique aux multiples facettes. Mais en lui-même, ce concept ne garantit pas l'apparition d'une émotion. Tant qu'il reste un assemblage purement cognitif, il constitue seulement de la connaissance. A ce stade du traitement émotionnel, une personne regardant la carte dirait : « Cela devrait produire un mélange de culpabilité, d'affection et d'irritation. » (…)

Pour que l'émotion apparaisse, il faut franchir une étape supplémentaire.

Dès que l'esprit conscient perçoit qu'une situation appelle une réaction émotionnelle, il envoie des signaux au système limbique – thalamus, amygdale, hippocampe, putamen, noyau caudé et hypothalamus pour l'essentiel - et exige une action appropriée. Ce dernier transmet alors des messages au corps (via l'hypothalamus) afin de provoquer certains changements. Des neurotransmetteurs sont libérés ou inhibés ; des hormones coulent à flot ; des processus vitaux tels que le rythme cardiaque et la pression artérielle sont altérés. Ces transformations sont ensuite enregistrées par l'hypothalamus, puis un message remonte au cortex : « Nous avons une émotion. »

Les changements produits dans le corps ne sont pas spécifiques de la combinaison culpabilité-affection-irritation élaborée dans le cortex. Selon la situation, une poussée d'adrénaline sera associée à la colère ou à la jubilation. Mais dès que le cerveau conscient enregistre les tremblements, les picotements, le trac, la respiration accélérée et la tension des muscles, il les interprète en fonction de ses propres préconceptions et se dit : « Je pense que je devrais ressentir de la colère », puis « Oui ! Il me semble que je ressens quelque chose », enfin : « Ce doit être de la colère. »

Même à ce stade, l'émotion n'est pas encore pleinement mature. Pour remplir son rôle de mécanisme de survie, elle doit être exprimée – ce qui nécessite un autre cycle de traitement cognitif. L'expression d'une émotion exige une action corporelle, par exemple un sanglot, un coup de poing, un mouvement de fuite ou simplement une infime inflexion de la voix dans une phrase au débit par ailleurs parfaitement neutre…

L'incapacité à exprimer les émotions ressenties résulte probablement d'une rupture des connexions neuronales reliant les aires corticales responsables du traitement conscient des émotions, aux aires cérébrales contrôlant l'expression faciale, la parole et les autres moyens physiques permettant d'exprimer les émotions…

Or, nos émotions se doivent précisément d'avoir un impact. Si les plus sommaires d'entre elles nous forcent à frapper, fuir ou hurler, celles que nous ressentons la plupart du temps ont toutefois comme principal objectif de susciter des changements émotionnels analogues dans notre entourage, afin de le pousser à agir dans un sens qui nous est bénéfique…

Pour exercer leur influence sur autrui, les émotions doivent être exprimées…

Sentez-vous la contraction de vos muscles faciaux ? Bien. Vous avez composé sur votre visage le sourire social, l'une des sept-mille et quelques expressions faciales du répertoire de l'espèce humaine. Leur combinaison nous fournit une formidable panoplie d'outils facilitant les relations sociales…

Si le cerveau conscient peut produire sur commande un large éventail d'expressions, celles-ci ne sont toutefois jamais tout à fait identiques à leurs équivalents automatiques : certains muscles faciaux échappent en effet au contrôle du cortex…

Dès leur naissance, pratiquement, les enfants réagissent de manière appropriée aux expressions faciales. Leurs réactions s'améliorent ensuite à mesure que s'opère la maturation des lobes frontaux – les aires corticales responsables des émotions.

Les expressions de peur sont collectées et identifiées par l'amygdale – un minuscule noyau de tissu enfoui dans l'aire limbique (inconsciente) du cerveau. La partie droite de l'amygdale réagit davantage aux expressions faciales, tandis que la partie gauche est plus sensible aux inflexions de la voix – aux tremblements révélateurs, par exemple, de colère ou de peur. Il s'ensuit qu'une amygdale hypersensible génère une personnalité plutôt irritable ou facilement meurtrie, tandis qu'une amygdale lente à réagir donne une personnalité effacée et indolente.

Le dégoût s'exprime distinctement par un froncement du nez, un plissement des yeux et une moue des lèvres. Une scanographie du cerveau montre que l'expression de dégoût active le cortex insulaire antérieur – une aire cérébrale également stimulée par les goûts désagréables. La vision d'une expression d'intense dégoût active également, dans le cerveau de l'observateur, un circuit reliant le cortex au système limbique. Cela suggère que lorsque vous voyez une personne exprimer un léger dégoût, vous enregistrez cette émotion dans votre seul cerveau conscient, tandis que si ce dégoût est une réelle répulsion, les aires émotionnelles du cerveau entrent en scène et vous font éprouver cette répulsion.

Certains gestes – hausser les épaules en signe de mépris, avancer le bassin en signe de défi, relâcher les épaules en signe de résignation – semblent déclenchés par les mêmes processus cérébraux qui gênent les expressions du visage et de la voix…

L'amygdale est le système d'alarme du cerveau – c'est elle qui génère les états mentaux qui se sont développés pour favoriser notre survie face aux menaces. Stimulez une région de l'amygdale, vous obtenez la réaction de peur typique : un sentiment de panique combiné à un désir de fuite. Stimulez une autre région, vous générez ce que certaines personnes décrivent comme un comportement chaleureux, aérien et excessivement amical – la conciliation. L'activation d'une troisième région provoque des accès de fureur.

La localisation des mécanismes déclencheurs de ces trois stratégies de survie fondamentales – la fuite, l'affrontement et la conciliation – dans un unique petit noyau tissulaire offre l'avantage de pouvoir passer rapidement de l'une à l'autre…

Contrôler les émotions et en prendre conscience sont deux processus exactement inverses. L'amygdale reçoit les premiers stimuli émotionnels par l'intermédiaire de ce que Joseph LeDoux nomme le « petit raccourci d'urgence », qui permet d'obtenir une réaction automatique presque instantanée – un sourire, un pas en arrière ou en avant. Un quart de seconde plus tard, toutefois, l'information atteint le cortex frontal qui la replace dans son contexte et conçoit un plan d'action rationnel pour en tenir compte.

Si le bon sens affirme que l'une des trois stratégies de survie est en fait appropriée, la réaction corporelle déjà amorcée continue. Mais si la décision rationnelle est de répondre verbalement plutôt que physiquement, le cortex envoie un ordre d'apaisement à l'hypothalamus, qui à son tour demande au corps de stopper ou d'inverser les réactions corporelles qu'il a amorcées. Une fois cette accalmie corporelle confirmée à l'hypothalamus, celui-ci transmet des messages inhibiteurs à l'amygdale, qui, à son tour, réduit son activité.

Ce mécanisme de contrôle des émotions par les fonctions cérébrales « supérieures » s'avère généralement efficace chez la plupart des gens. Pourquoi, alors, une minorité d'êtres humains subit-elle des explosions de colère apparemment incontrôlables ?

Le contrôle émotionnel est essentiellement exposé à deux défaillances. Soit les signaux transmis du cortex au système limbique sont trop faibles ou trop diffus pour endiguer l'activité se développant dans l'amygdale ; soit l'amygdale est activée par un stimulus externe qui n'active pas également le cortex.

La première défaillance est plus fréquente. C'est elle qui est à l'origine des spectaculaires emportements émotionnels des enfants. Cette absence de contrôle des émotions chez l'enfant s'explique pas le fait que les axones qui propagent les signaux du cortex au système limbique ne sont pas encore totalement développés. En outre, les cellules du lobe préfrontal, où s'effectue le traitement rationnel des émotions, n'atteignent leur pleine maturité qu'à l'âge adulte. L'amygdale en revanche est plus ou moins mature dès la naissance, et donc totalement opérationnelle. Avec un cortex immature et une amygdale en pleine possession de ses moyens, le jeune cerveau souffre donc d'un déséquilibre fondamental…

Une lésion de l'aire corticale responsable des émotions peut également réduire sa capacité à inhiber l'activité de l'amygdale…

Certaines peurs potentielles semblent inscrites dans nos cerveaux, comme des souvenirs très affaiblis de dangers remontant à un stade lointain de notre passé évolutif… En règle générale, les objets de phobie correspondent à ce qui, autrefois, a représenté les plus grands dangers du point de vue de l'espèce. Pour les êtres humains, cela concerne les reptiles, les araignées, les gros rapaces, les chiens et l'altitude.

L'enracinement de ces dangers dans notre passé évolutif est évident – les phobies associées aux dangers actuels (par exemple, les voitures et les armes à feu) sont bien plus rares…

Toutes les informations sensorielles parviennent d'abord au thalamus où elles subissent un tri avant d'être transmises vers les aires de traitement appropriées. Dans le cas des stimulu émotionnels – la vue d'un serpent dans l'herbe, par exemple -, l'information est dupliquée, puis emprunte deux itinéraires différents qui la conduisent à l'amygdale (système d'alarme du cerveau et générateur de réponses émotionnelles).

L'itinéraire numéro un conduit à l'arrière du cerveau, au cortex visuel qui analyse l'information et transmet ses conclusions. A ce stade, il ne s'agit que d'une information grossière – une chose longue, fine, avec des dessins sur le dos, qui se tortille, ici et maintenant. Les aires de reconnaissance du cerveau se mettent au travail afin d'identifier cette chose qui se tortille. L'information, maintenant baptisée « serpent », déclenche à sont tour le rappel de toutes les informations stockées sur les serpents – animal/ différentes espèces/danger ? – dans la mémoire à long terme. Ces informations combinées créent alors un message « Serpent ! Attention ! » immédiatement transmis à l'amygdale qui initie une réaction corporelle.

On le voit, cet itinéraire numéro un est long, sinueux, et implique de nombreux arrêts. Etant donné l'urgence du danger – il faut une réaction plus rapide. C'est ici qu'intervient l'itinéraire numéro deux. Le thalamus se situe près de l'amygdale, à laquelle il est relié par un épais faisceau de neurones. L'amygdale, à son tour, est étroitement liée à l'hypothalamus, qui contrôle la réponse corporelle – affrontement ou fuite. Ces connexions forment le « petit raccourci d'urgence » de Joseph LeDoux : l'information y circule des yeux au corps en quelques millièmes de seconde. »

Periodic Stimulation of Biological Oscillators

Robert Paris — 2019-11-09T09:24:17Z

Synchronization and Rhythmic Processes in Physiology

Multiple Oscilators Provide Metastblity in Rhythm

Phase-locking

Zones of phase locking

Respiratory System

Cardiac Phase-locked Rhythms

Cardiac Phase Resetting

Phase-locking in Parasystole Rhythms

Van der Pol Oscillator

Phase-locking of the van der Pol Oscillator

Dynamical Features od Neurons and the Brain

Periodic Stimulation of Biological Oscillators

Periodic stimulation of spontaneously oscillating physiological rhythms has powerful effects on the intrinsic rhythm. As the frequency and amplitude of the periodic stimulus are varied, a variety of different coupling patterns are set up between the stimulus and the spontaneous oscillator. In some situations the spontaneous rhythm is entrained or phase locked to the forcing stimulus so that for each N cycles of the stimulus there are M cycles of the spontaneous rhythm, and the spontaneous oscillation occurs at fixed phase (or phases) of the periodic stimulus (N:M phase locking). In addition to phase-locked rhythms, it is also possible to observe irregular or aperiodic rhythms in which fixed phase relationships and regular repeating cyclic patterns are not observed. We will discuss the main experimental observations in phase locking experiments, with particular reference to experiments on the cardiac and respiratory systems. We will develop the mathematical concepts needed to analyse phase locking in integrate and fire models and in limit cycle models. We will discuss several phenomena entailing phase locking in humans.

One experimental paradigm for studying physiological oscillators is to subject the oscillator to periodic stimuli while maintaining physiological conditions as constant as possible. We do not attempr to give a complete summary of this large body of work but discuss two illustrative systems: the mechanical ventilation of animals, and the periodic stimulation of cardiac oscillations using an intracellular microelectrode. We draw generalizations from these systems which are broadly applicable in a wide variety of experimental systems.

It has been known since the time of Hering and Breuer that periodic lung inflation by a mechanical ventilator can lead to phase locking between the ventilator and the intrinsic respiratory rhythm in mammals. The entrainment is believed to be mediated by the Hering-Breuer reflexes in which expansion of the lungs inhibits inspiration ans prolongs expiration. Afferent activity from stretch receptors in the lungs is carried by afferent fibers in the vagus nerve. Respiratory entrainment can be studied by mechanically ventilating an animal at different volume and frequencies while attempting to maintain constant levels of anesthesia, body temperature, and blood gases.

Experiments were performed on paralyzed, pentobarbital-anesthetized adult cats, and central respiratory activity was monitored by recording from a branch of the phrenic nerve. In a normal unparalyzed animal, the phrenic nerve nerve innervates the diaphragm, and phrenic nerve activity causes the diaphragm to contract, thus leading to inspiration. In the paralyzed animal, neuromuscular transmission between the phrenic nerve and the diaphragm is blocked, and lung inflation is due solely to the mechanical ventilator. However, afferent activity from stretch receptors in the lung is still carried by the vagus nerve…

As the ventilator volume and frequency are varied, a number of different rhythms are established between the ventilator and phrenic activity. These different rhythms are organized in an orderly fashion in the ventilator volume-ventilator frequency plane. Insets show representative traces of ventilator volumes and phrenic nerve activity corresponding to different stable phase-locked rhythms, as well as non-phase-locked rhythms (which occur in the shaded regions). In these experiments, low ventilation must be maintained. Likewise, very high volumes and frequencies could not be studied because of the mechanical limitations of the ventilator and the limited lung capacity of the cat.

The respiratory rhythm is generated in a complex network of neurons in the brain stem. In contrast, the cardiac rhythm is generated in a specialized region of electrically coupled cells in the SA node that act as a pacemaker for the heart. We now describe experiments in which the effects of pulsatile electrical stimuli delivered to spontaneously beating cells derived from the ventricles of embryonic chick heart were determined.

As the frequency and current intensity of the electrical stimuli are varied, a variety of different rhythms between the stimulator and the heart cells are established… The insets represent the different observed phase-locking patterns, and the solid lines represent the results of theoretical computations based on phase-resetting experiments using single pulses. In addition to the stable phase-locked rhythms, there are a number of irregular rhythms…

Although thses results have been obtained from two very different physiological systems using different types of periodic stimulation, there are certain striking features common to both. The following generalizations are applicable to a large number of experiments of periodic forcing of biological oscillators.

1. The stable zones of phase locking most commonly observed correspond to low-order ratios between the number of cycles of the forcing stimulus and the intrinsic rhythm (i.e., 2:1 , 3:2 , 1:1 , 2:3 , 1:2). Although other N:M ratios with larger values of N and M can also be observed, these occupy smaller areas in the frequency- amplitude parameter space, and they are consequently easily overlooked or obscured by noise.

2. The stable rhythms are organized in the frequency-amplitude plane in an orderly fashion. It is common to associate a rotation number p = M/N with an N:M rhythm. Then, as the stimulation frequency increases at fixed stimulus amplitude, p decreases.

3. At very low stimulation amplitudes, it is difficult to maintain stable phase locking.

4. If the regions of frequency-amplitude parameter space between stable phase-locking zones are studied, then it is generally possible to find stimulation parameters that give rise to irregular dynamics.

Despite their similarities, there are differences between the cardiac and respiratory systems. For example, the 2:2 region observed in the periodically stimulated cardiac cells was not observed in the mechanically ventilated cats. The goal of theoretical studies of phase locking is to provide a theoretical basis for understanding the similarities and differences between the different preparations. Ideally, one would like to be able to make predictions about the phase locking as stimulation parameters vary, based on the mechanisms of rhythmogenesis and the coupling of the stimulator to the intrinsic rhythm. In practice, the mechanical analysis of periodically forced nonlinear oscillators is an extremely difficult problem, and detailed quantitative understanding of dynamics has been obtained in only a few special situations.

The theoretical studies make it clear that although there are many similarities between the dynamics in different systems, there will also generally be differences if the dynamics are studied in sufficient detail. In order to establish this assertion, we describe the dynamics resulting from periodic stimulation in a number of different model systems. We also discuss entrainment of biological oscillators in a number of clinical contexts. (…)

One motivation for the analysis of periodic forcing of integrate and fire models comes from the experimental studies on the mechanical ventilation of cats. An examination of the insets, in particular the 1:2 and 3:2 rhythms, shows large lung inflations coincident with the premature termination of the inspiratory activity. This gives a striking visual suggestion for the utility of an integrate and fire model with modulated threshold for this system. As we already discussed, the Hering-Breuer reflexes can be modeled by integrate and fire models. (…)

In addition to studies of integrate and fire models in which the thresholds are sinusoidal, there have been several studies of the properties of integrate and fire models in which the thresholds are piecewise linear. Such studies allow a much more complete analysis of the dynamics than is possible using sinusoidal thresholds. For example, Lasota and Mackey proved that such models display chaotic dynamics in some parameter ranges. The significance of this finding lies in the observation of chaos even in extremely simplified models for the periods forcing of oscillations. In view of this finding, it seems likely that the appearance of chaotic dynamics at least over some range of stimulation parameters in periodically forced physiological oscillators may be very common.

Attemps to develop more realistic integrate and fire models for the entrainment of the respiratory rhythm have been made by Petrillo and Glass. They assume that two thresholds are modulated by the volume of the mechanical ventilator. The timing of inspiration and expiration is represented by activities that oscillate between the two thresholds. A brief delay occurs between the time the inspiratory onset threshold was reached and the beginning of inspiration. This model has five parameters, all of which could be determined from the data. Numerical simulations of the model show good agreement with the experimental results. However, a detailed study of the bifurcations in this model was not carried through.

Another attempt to develop integrate and fire models for the entrainment of biological rhythms was made by Daan and coworkers for the circadian rhythm. They assumed that there were two sinusoidally modulated thresholds. With this model they were able to provide a partial explanation for data on sleep duration as a function of the time of onset entrainment (corresponding to the normal circadian rhythm), or of other possible phase-locking zones as a function of the parameters.

In conclusion, the assumption that there are periodic inputs to integrate and fire models provides a conceptually simple means to model phase locking in biological systems. Even the simplest possible models lead to extremely complicated dynamics, which are only partially understood.

Many biological rhythms are best represented mathematically as limit cycle oscillations in differential equations. Because these rhythms interact with each other and because there is a periodic stimulation from the external environment, it is important to understand the effects of periodic forcing on a limit cycle oscillation. One prototypical model for periodically forced limit cycles is the sinusoidally forced van der Pol equation. J.H. Jensen and coworkers have shown that sinusoidal forcing also gives rise to chaotic dynamics in mathematical models of excitable neural and cardiac tissue, and Aihara and coworkers have demonstrated strange attractors from sinusoidally forced squid axons.

We now consider the effects of a periodic train of short pulsatile stimuli on limit cycle oscillations. In the event that the limit cycle is rapidly restablished following a single stimulus, it is straightforward to compute the effect of periodic stimuli once the effects of a single stimulus are understood.

The main idea can be developed from a consideration of the effects of a periodic stimulation of the Poincaré oscillator...”

Zones of phase locking from Glass and Petrillo (1984)

Theoretically computed phase-locking zones from Glass, Guevara and Shrier (1987)

Regions of phase locking of the van der Pol oscillator from Hayashi (1964)

Theoretical model of phase-locking from Petrillo and Glass (1984)

Phase locking of respiration from Bramble (1983)

Phase-locking zones in a mathematical model of parasystole from Moe et al. (1977)

Phase locked rhythms set up between a mechanical ventilator and the respiratory rhythms in an anesthetized human being from Graves et al. (1986)

Glass-Mackey, « The Rythms of Life »

Retrouver le rythme du sommeil sans somnifères

Robert Paris — 2019-05-27T22:05:00Z

Les troubles des rythmes circadiens

Rythme veille-sommeil irrégulier

Chronobiologie, les 24 heures chrono de l'organisme

Les altérations du rythme du sommeil

Mille et un conseils pour dormir sans somnifères

1°) Le manque chronique de sommeil (ou l'insomnie, l'absence de sommeil) est un mal handicapant et très stressant qui est très répandu et qui n'est pas à prendre à la légère. Cependant, l'addiction aux somnifères l'est encore bien plus, avec des effets psychologiques et physiologiques, et leur utilisation doit absolument être encadrée médicalement et limitée dans le temps. Il faut prendre une résolution précise de durée et de quantité dès le début de leur prise. Quel que soit l'âge, les médicaments ne peuvent pas être un mode de gestion de la vie de tous les jours, même si les labos pharmaceutiques essaient d'en faire un des piliers de leurs profits, en minimisant les risques… Si la France est en tête pour la consommation de somnifères, ce n'est pas dû à une meilleure couverture santé mais à des labos pharmaceutiques omniprésents et très puissants !!! En réalité, les consommateurs de somnifères ont une probabilité de mourir au moins trois fois supérieure à la moyenne, et cela même lorsque la consommation est inférieure à 18 pilules par an

2°) Il faut relativiser le risque de l'insomnie passagère : le sommeil est un besoin naturel qui va sans doute revenir et il ne faut pas y rajouter un stress qui gêne la reprise d'un sommeil normal. Il faut plutôt activer les modes normaux de reprise du sommeil que de compter uniquement sur des modes complètement artificiels qui nuisent au fonctionnement normal du corps.

3°) Les victimes du manque de sommeil sont très nombreuses et il ne faut pas prendre cet épisode déplaisant de manière trop personnelle, au plan psychologique. Il ne faut pas s'affoler : « je ne pourrais plus dormir normalement ». Commencez par ne pas rajouter de la panique à la fatigue et par compenser celle-ci en vous reposant et en vous détendant un peu. Si possible, de courtes siestes d'après-midi. Un peu de détente en marchant doucement ou en allant à la piscine. Pas de sport violent. La nuit vous ne sous dites pas : « il faut que je dorme ». C'est contre-productif. Il faut au contraire se dire : « aucune importance, il faut simplement que je me repose et je me détende. Je laisse mon esprit vagabonder et je ne pense pas à mon manque de sommeil. »

4°) Il y a parfois une origine évidente à ce manque de sommeil : événement préoccupant, stressant ou inquiétant. Généralement, l'épisode passé, le sommeil revient. Mais il est aussi possible que la cause n'apparaisse pas de manière claire. Dans ce cas, il ne faut pas craindre de changer des mauvaises habitudes de vie (ou de travail) qui peuvent nuire à la reprise d'un bon sommeil. Il peut y avoir des mécanismes naturels d'entrée dans le sommeil qui sont un peu décalés et à remettre en place. Ce n'est pas forcément ni grave ni compliqué.

5°) Il faut que le travail reste cantonné dans son domaine et la vie privée dans le sien, avec des plages de temps bien délimitées et des zones d'activité bien séparées. Le mélange des deux a un effet catastrophique sur le sommeil. Rien qui rappelle le travail dans les pièces où on dort. Il faut décrocher des préoccupations du travail au moins une heure et demi avant l'heure prévue du sommeil.

6°) Le cadre du sommeil doit être soigné en premier. Les draps changés. Les occultants efficaces. La pièce de sommeil aérée convenablement puis aspirée de toute poussière. Le bruit chassé (quitte à s'habituer aux boules quies). Les acariens et moustiques aussi. Supprimer la télévision, l'ordinateur, le téléphone portable de la pièce où on dort. Le réveil-matin n'est pas le téléphone portable. On ne dort jamais avec de la musique dans les oreilles ou en regardant la télévision, ni avec un ordinateur en fonction à côté, même en veille. On déconnecte même la wifi. Même dans la pièce voisine, l'ordinateur doit être éteint. S'assurer qu'il n'y a pas un appareil électrique qui envoie des ultra-sons et bien fermer les portes avant de se coucher. Aucune lumière dans la pièce où l'on dort. Même un point lumineurx peut géner le sommeil sans que l'on s'en rende compte.

7°) Le sommeil est d'abord et avant tout un rythme de vie. Le meilleur moyen de le préserver est de rester très rythmé dans son existence : repas à heures quasiment fixes, travail et pauses à heure quasiment fixes, sommeils à heures quasiment fixes et pas trop tardifs. Pas de nuit blanche. Pas de couchage après minuit. Pas de sorties tardives tant que vous n'avez pas repris un rythme de sommeil régulier et solide.

8°) La mise en état de sommeil débute par l'envoi dans le corps de deux neurotransmetteurs (molécules biochimiques) du sommeil qui indiquent au corps qu'il doit se préparer avant d'aller se coucher. Le moyen de les mettre en route est de commencer à baisser les lumières et à interrompre toute activité devant un écran (ordinateur, télé ou téléphone), ou toute activité d'écoute musicale, une heure et demi avant l'heure probable de coucher. Toute reprise de ces activités, même brève du genre regarder une fois ses mails et ses messages juste avant de dormir, casse la mise en état de dormir. Pas de lecture de travail avant de dormir, ni de lecture stressante. Eventuellement, un petit roman sympathique. L'important, c'est de décrocher des soucis avant de se coucher. Même si ces soucis sont très sérieux et inquiétants, on peut artificiellement les mettre de côté le temps de se reposer. Par contre, on peut au contraire avoir tendance à se convaincre qu'on ne va surtout pas oublier le problème, comme si cela aidait à le régler… Et c'est particulièrement nuisible au sommeil qui nécessite la baisse de l'attention et la mobilisation du cerveau, en même temps qu'une baisse de la luminosité, et une baisse de la température du corps.

9°) On doit commencer à bailler, à sentir ses paupières lourdes, à s'étirer avant d'avoir été se coucher.Normalement, c'est la baisse de luminosité et la baisse d'activité, la mise en repos, qui enclenchent ce mode de pré-sommeil. Si ce n'est pas le cas, il convient de prendre des aliments qui permettent au corps d'augmenter sa dose de ces neurotransmetteurs d'entrée dans le sommeil qui ont pour nom : la mélatonine et la sérotonine, du complément alimentaire, le magnésium et de l'acide aminé, la tryptophane. Tous existent dans les aliments et, sinon, peuvent être pris en médicaments. Aucun ne présente aucun danger et aucun n'est équivalent à un anxiolytique ou à des amphétamines.

10°) Les aliments qui contiennent ces éléments nécessaires sont les noix, la banane, le miel, les cerises, le pain complet, les pâtes, le riz, les céréales, la pomme de terre, la salade, le lait chaud au miel…

11°) Si la prise de ces aliments n'est pas suffisante, on peut tout à fait prendre des médicaments contenant ces deux neurotransmetteurs (la mélatonine et la sérotonine). Ce n'est absolument pas dangereux. Cela n'a aucun effet addictif. Ce ne sont pas des anxiolytiques ni des amphétamines. Il n'y a aucun danger. Il suffit d'une prescription médicale que le médecin ne rechignera jamais à donner, sachant que ces neurotransmetteurs n'occasionnent aucun danger, ni psychologique ni physiologique. On peut en prendre autant que l'on veut et s'arrêter comme on veut. Il peut suffire d'une petite dose pour que le rythme de production des neurotransmetteurs le soir se remette en route naturellement.

12°) La digestion du soir est un facteur qui peut aider ou nuire au sommeil. Le repas du soir est important. Il doit être léger, ne contenir aucun aliment excitant qui gène le sommeil. Il doit être pris à distance conséquente de l'heure du sommeil, deux à trois heures avant de se coucher. A éviter le soir les repas copieux, trop de viande rouge, la friture, une nourriture trop riche, grasse ou épicée, l'alcool, les jus d'orange, de citron, de pamplemousse, etc… Sauter un repas est mauvais pour l'équilibre et le rythme. Mieux vaut un repas léger que pas de repas. A proscrire pour le repas du soir : frites, raclette, hamburger, plats en sauce, charcuterie, fritures et pâtisseries...

13°) Les boissons jouent également un grand rôle. Pas de boisson excitante dès le milieu d'après-midi : ni alcool, ni thé, ni café, et encore moins le soir. D'ailleurs, il faut bien boire de l'eau et des boissons le matin et à midi afin de boire modérément dès le milieu d'après-midi car l'envie de pisser pèse sur le bon sommeil. Pas de verre d'eau, ni de boisson, avant d'aller se coucher sauf une tisane nuit tranquille. Un exemple : mélangez à part égale aubépine, fleur d'oranger et camomille avant de verser une cuillère à dessert de ce mélange dans 25 cl d'eau bouillante. Laissez infuser 10 minutes puis filtrez avant de boire. Si vous ne pouvez pas la boire sans sucre, ajoutez un quart de cuillère à café de miel. Autres exemples : tilleul, camomille, verveine, lavande, passiflore, valériane...Eventuellement, couper une insommnie par une nouvelle tisane nuit tranquille prise dans un environnement peu éclairé. Pas de tisane si vous avez déjà tendance à vous lever la nuit pour pisser… Si nécessaire, un petit doliprane avant de se coucher. Là aussi, ce n'est pas un médicament à risque, même si on en prend un tous les soirs.

14°) Bon lit, bon oreiller, bons draps, bonne aération de la pièce sont aussi très importants. Se sentir bien suppose souvent d'avoir pris un bain chaud qui détend plus qu'une douche (mais pas trop chaud) avant d'aller se coucher, d'avoir assez chaud en dormant (mais pas trop), d'avoir les pieds bien au chaud (par exemple des chaussettes de nuit différentes des chaussettes de jour). Il faut se brosser les dents avant d'aller se coucher : des dents sales fatiguent le cœur.

15°) Dès que l'insomnie dure un peu, il faut absolument consulter un médecin ou un spécialiste. Il ne faut pas laisser la situation s'installer. Mais il ne faut pas écouter ceux qui vous disent que les amphétamines ou les anxiolytiques ne sont pas gênants, pas dangereux, et qu'ils sont efficaces. C'EST FAUX !!!! Ils sont très dangereux, ils entraînent une addiction, ils vous rendent dépendants, ils vous amènent des maladies supplémentaires sans réellement vous soigner, même s'ils permettent aux trusts pharmaceutiques de se faire des profits fabuleux !!! Ces médicaments peuvent être pris, avec ordonnance et contrôle médical absolument indispensable, mais ils doivent être limités dans le temps et contrôlés par vous sur le plan psychologique. Vous ne devez pas vous dire que vous en prendrez de manière illimitée. On ne se drogue pas impunément…

Les méfaits des anxiolytiques

A retenir si on doit prendre un médicament, uniquement ceux contenant : sérotonine, mélatonine, magnésium, doliprane et tryptophane. Tout somnifère ou amphétamine nécessite de voir un médecin et de ne pas dépasser la dose prescrite ainsi que d'en limiter d'avance l'usage en quantité et en durée…

Comment améliorer son sommeil :

Le sommeil nécessite un petit cérémonial de préparation que l'on ne doit pas négliger. Il fait partie de l'entrée dans la perte de conscience. Généralement, le manque de sommeil découle d'un mode de vie qui exagère la place de la vie éveillée, son importance, et rend le sommeil difficile. Pour notre bien-être, le temps de sommeil est au moins aussi important que l'activité de jour. On ne perd pas du temps en dormant. Le sommeil a une importance considérable pour le repos du corps et de l'esprit, pour la mémoire, pour l'équilibre du conscient et de l'inconscient… Même si on fait des cauchemars la nuit et qu'on les craint, consciemment ou inconsciemment, c'est que ceux-ci sont nécessaires à l'esprit et il ne faut pas que ceux-ci nous fassent craindre de nous endormir. Il est certes désagréable de se réveiller en sursaut et en sueur, ou en étant aussi fatigué qu'avant de dormir. Cependant, même un sommeil agité est indispensable et rester éveillé n'est pas une solution contre les mauvais rêves.

1) Prendre l'habitude de se coucher tôt systématiquement, à heure fixe, loin du dernier repas (pas trop lourd ni difficile à digérer, sans trop de viande, de gras, d'alcool). Ne pas avoir pris de café, ni trop bu (y compris de l'eau) dans l'après-midi et la soirée.

2) Se préparer au sommeil dans un contexte de repos (cesser les préoccupations, écoutes musicales et écran ordinateur, smartphone et travaux au moins une heure avant de se coucher), de lumière tamisée et descendante qui indique à notre corps qu'on va vers la nuit.

3) Se coucher dans un cadre aéré, frais, propre, agréable. Couverture ni trop chaude ni insuffisante. Pas de courant d'air. Pas de lumière agressive. Pas de bruit extérieur. Ne pas dormir devant un écran télé, ni avec des écouteurs de musique ! Il ne faut pas s'abrutir pour dormir écrasé ! Ne pas dormir avec des vêtements de jour : pyjamas et chaussettes spécifiques pour la nuit. Une petite douche avant le sommeil détend les muscles et l'esprit, et cela a un bon effet psychologique.

4) Une fois couché, on ne compte pas les moutons mais on évite de penser à tous les soucis de la journée et des jours suivants. Le mieux : on ne pense à rien, on se repose. On ne se dit pas : il faut que je dorme. C'est une catastrophe si je ne m'endors pas. On ne se dit pas non plus : il faut que j'entende mon réveil ! On ne fait pas le tour de tout ce qu'il faudra faire le lendemain.

5) Améliorer son couchage : changer matelas, coussin, draps. Eventuellement, coussins spéciaux. En tout cas, coussins suffisamment haut pour éviter les maux de cou.

6) Relever légèrement les pieds en mettant un coussin ou boudin aux pieds, afin de diminuer le poids du corps qui pèse sur le cou.

7) Si on a été obligé ponctuellement de prendre des médicaments pour dormir, on en limite l'usage, on arrête dès que possible. De préférence, prendre uniquement de la mélatonine pour se préparer au sommeil ou du magnésium pour calmer les nerfs. Prendre une tisane nuit tranquille. Devenir dépendant de médicaments lourds est rarement une nécessité. Si on y succombe, cela peut devenir une dépendance pire que le manque de sommeil.

8) Une sieste courte (trois quarts d'heure à une heure) en début d'après-midi n'est pas mauvaise pour se reposer et se retrouver le soir en meilleure forme et meilleur moral afin de trouver le sommeil.

9) Il faut aussi songer à la position dans le lit. Si on a du mal à dormir, si on se réveille trop vite, si on a mal au cou, aux bras ou ailleurs dans le corps, il faut essayer une autre position, changer de côté du sommeil, puis se tenir à cette position dès que cela marche. Ne pas dormir sur le ventre. Rappel : les pieds légèrement surélevés.

10) Dernière remarque : pour bien dormir, il ne faut pas un jour trop dormir et pas assez le lendemain. Cela ne s'équilibre pas ainsi. Huit heures de sommeil est un bon point de repère. Beaucoup plus de huit heures est aussi mauvais que beaucoup moins.

Pourquoi nous dormons

Robert Paris — 2019-03-03T23:45:00Z

Pourquoi nous dormons ?

Avertissement : Les réponses à cette question sont aussi diverses que variées et cependant nous allons en donner une nouvelle. Nous dormons parce que nous sommes vivants, le sommeil étant l'état de base de la vie !!! Bien des travaux ont étudié la manière dont nous entrons en sommeil en considérant l'éveil comme le fonctionnement de base du vivant. Des études récentes inversent ce point de vue et considèrent que le sommeil est le mode fondamental de fonctionnement du vivant ! Un renversement de point de vue impressionnant ! Le fonctionnement du cerveau est encore loin d'avoir été décrypté, sans son mode d'éveil comme dans son mode de repos. Les idées sur ces questions changent rapidement. Nous allons voir que la conception du sommeil, de son rôle, ne s'en tient plus aux diverses phases du sommeil, aux types d'ondes, au rôle du sommeil paradoxal et que la phase du repos est en train d'être considérée comme le mode de fonctionnement de base sur laquelle peut se développer le mode en phase active et consciente.

Jean-Didier Vincent, dans « Voyage extraordinaire au centre du cerveau :

« Deux conditions pour dormir : la sécurité et la peau à 27°C. Ces conditions remplies, le sujet peut s'endormir, mais il ne dort pas encore… Les yeux fermés, le sujet sur lui s'accroître la pression du besoin de dormir… Il ne s'enfonce pas progressivement dans le sommeil ; l'éveil le quitte brusquement : une véritable chute dans la nuit de la conscience… Il s'agit d'un commutateur à bascule qui lorsqu'on appuie sur un versant supprime l'inhibition venant du versant opposé. Nous verrons qu'il s'agit d'un système sécurisé, gardien aussi bien du sommeil que de la veille selon l'adage qu'il est un temps pour dormir et un temps pour être éveillé. »

Patrick Berque, « Les sortilèges du cerveau » :

« Le sommeil fait partie des rythmes circadiens déterminant l'alternance des phases de repos et d'éveil. Il rythme nos vies quotidiennement. Il nous force à dormir avec une puissance impérative. Il est indispensable à la vie. Sa privation entraîne une baisse de perspicacité, une maladresse et une impression d'être diminué.

On le retrouve chez toutes les espèces vivantes, insectes araignées, vers de terre, poissons, reptiles, oiseaux, mammifères, primates et l'homme. Nul n'y échappe.

Se mettre au repos est une des premières choses qu'apprend le cerveau. Dès la vingtième semaine de la grossesse, le sommeil apparaît chez le fœtus, avec des alternances d'immobilité et d'agitation selon une périodicité de 50 à 60 minutes, similaire à celle du sommeil observé chez le nouveau-né qui dort dix-huit heures par jour. A l'âge adulte, sa durée est d'environ 7 à 8 heures chez l'homme.

N'est-il pas étrange que nous passions un tiers de notre vie inconscients, à dormir et souvent à rêver !

Pourquoi ? A quoi cela sert-il ? Ce mystère a intrigué dès l'Antiquité…

La privation complète de sommeil chez l'animal entraîne la mort en deux à trois semaines. Chez l'homme, la plupart des gens s'effondrent après trois jours à une semaine…

La découverte du noyau cérébral du sommeil, le thalamus, a été faite par Walter Hess, prix Nobel 1949, en déclenchant un sommeil immédiat par insertion d'une électrode dans l'hippocampe d'un chat. »

Dean Burnett dans « Le cerveau, cet imbécile » :

« Nous ne connaissons toujours pas le but du sommeil ! Nous l'avons observé chez presque toutes les espèces animales, même les plus simples comme les nématodes, des vers parasites très courants. Certains animaux, comme les méduses et les éponges, ne montrent aucun signe de sommeil, mais elles n'ont pas de cerveau donc on ne peut pas vraiment se fier au fait qu'elles « font » quoique ce soit.

Néanmoins des phases de sommeil, ou disons des périodes d'inactivité régulières, sont observées chez une grande variété d'espèces radicalement différentes. Il est clair que c'est une activité importante, profondément enracinée dans l'évolution. Les mammifères aquatiques ont des méthodes de sommeil n'impliquant que la moitié du cerveau parce que s'ils dormaient complètement, ils arrêteraient de nager et risqueraient de couler et de se noyer.

Le sommeil est tellement important qu'il est plus fort que « ne pas se noyer », et pourtant nous ne savons pas pourquoi.

Il existe de nombreuses théories, comme celle de la guérison. On a découvert que les rats privés de sommeil mettaient beaucoup plus de temps à se remettre de leurs blessures et que, de façon générale, ils ne vivent pas aussi longtemps que les rats qui dorment suffisamment.

Selon une autre théorie, le sommeil réduit l'importance des liaisons neurologiques faibles afin de pouvoir les supprimer plus facilement.

Pour d'autres, le sommeil permet d'amoindrir les émotions négatives.

D'après l'une des théories les plus bizarres, le sommeil est venu de la nécessité de nous préserver des prédateurs. Beaucoup de prédateurs sont actifs la nuit et les hommes n'ont pas besoin d'être actifs vingt-quatre heures sur vingt-quatre pour subvenir à leurs besoins, donc le sommeil offre des périodes prolongées d'inertie durant lesquelles le corps ne libère pas les signaux permettant aux prédateurs de le trouver…

Le sommeil sert à se reposer, à donner au corps et au cerveau le temps de se recharger après une journée épuisante. Eh oui, quand nous avons fait quelque chose de particulièrement fatigant, une période d'inactivité prolongée aide notre organisme à se remettre et à refaire le plein.

Mais si le sommeil n'est lié qu'au repos, pourquoi dormons-nous presque toujours des durées identiques, que nous ayons passé la journée à soulever des briques ou à regarder des dessins animés en pyjama ? Les deux activités n'exigent pas la même récupération. Et l'activité métabolique du corps pendant le sommeil ne baisse que de 5 à 10%. Ce n'est pas un ralentissement très fort ; ça revient à passer de 100 à 0 kilomètres à l'heure quand vous avez de la fumée qui s'échappe du moteur de la voiture.

La fatigue ne dicte pas directement notre sommeil, c'est pourquoi les gens ne s'endorment jamais pendant qu'ils courent un marathon.

En réalité, le déclenchement et la durée du sommeil sont déterminés par notre rythme cardiaque, lui-même calé sur des mécanismes internes précis. Il y a la glande pinéale qui régule notre sommeil en sécrétant de la mélatonine, une hormone qui nous détend et nous rend paisibles. La glande pinéale réagit aux niveaux de lumière. Les rétines de nos yeux détectent la lumière et envoient des signaux à la glande pinéale, et plus celle-ci reçoit de signaux, moins elle libère de mélatonine (mais sans jamais s'arrêter complètement d'en relâcher).

Les niveaux de mélatonine dans notre corps augmentent progressivement au cours de la journée et ils s'accroissent plus rapidement lorsque la nuit tombe, d'où le fait que notre rythme cardiaque s'adapte aux heures de la journée et que nous soyons plus alertes le matin et fatigués le soir.

C'est ce mécanisme qui sous-tend le « jet-lag », la fatigue due au décalage horaire. Voyager, passer d'un créneau horaire à un autre, c'est s'exposer à des niveaux de lumière complètement différents, et vous avez une lumière de 11 heures du matin alors que votre cerveau pense qu'il est 20 heures.

Nos cycles de sommeil sont précisément réglés et ce bousculement des niveaux de mélatonine les détraque. Et il est beaucoup plus dur de « rattraper le sommeil » qu'on ne peut le penser ; notre cerveau et notre corps sont liés au rythme cardiaque, de sorte qu'il est difficile de forcer le sommeil à un moment où il n'est pas attendu (même si ce n'est pas impossible). Quelques jours d'exposition au nouveau cycle de lumière et notre rythme s'ajuste miraculeusement…
Notre température corporelle change elle aussi en fonction de ces rythmes, variant entre 36 et 37 degrés (ce qui est une grosse variation pour un mammifère)…

L'hypothèse selon laquelle le sommeil n'est lié qu'au repos et à la conservation d'énergie est encore plus mise à mal par le fait qu'on a observé le sommeil chez des animaux en hibernation… L'hibernation n'est pas la même chose que le sommeil ; le métabolisme et la température corporelle diminuent beaucoup plus ; la durée est beaucoup plus longue ; en réalité, cela ressemble plus au coma qu'au sommeil. Mais les animaux en hibernation entrent régulièrement en état de sommeil, de sorte qu'il leur faut dépenser davantage d'énergie pour dormir. L'idée que le sommeil n'est lié qu'au repos est à l'évidence trop limitée…

Une autre théorie affirme que le sommeil est essentiel pour que le cerveau évacue les déchets qu'il produit. Les processus cellulaires complexes du cerveau créent une grande quantité de rebuts dont il faut se débarrasser, et des études ont montré que cela a lieu beaucoup plus souvent quand nous dormons ; pour le cerveau, le sommeil serait l'équivalent des heures de fermeture l'après-midi d'un restaurant, où le personnel met de l'ordre entre deux services ; il y a autant d'activité mais elle est différente.

Quelle qu'en soit la vraie raison, le sommeil est essentiel pour le fonctionnement normal du cerveau. Les gens privés de sommeil, en particulier de la phase REM, éprouvent rapidement un déclin de leur attention et de leurs facultés à résoudre des problèmes, une augmentation du stress et une chute générale de leurs performances…

Si vous passez trop de temps sans dormir, votre cerveau commence à initier des « micro-siestes », où il attrape des bribes de sommeil de quelques minutes, voire secondes d'affilée.

Notre évolution a rendu nécessaires de longues périodes d'inconscience et nous ne savons pas vraiment faire avec quelques miettes ici et là.

Même si nous réussissons à fonctionner avec les problèmes cognitifs posés par le manque de sommeil, il réduit l'efficacité du système immunitaire et est associé à l'obésité, au stress et aux problèmes cardiaques… »

Stanislas Dehaene et Marcus Raichle, « Pas de repos pour le cerveau », dans « C3RV34U » :

« Nos neurones sont en ébullition permanente. Même lorsque nous nous reposons, nos aires cérébrales communiquent et discutent entre elles. De nombreuses études récentes de neuro-imagerie l'ont démontré : notre cerveau a une vie intérieure… Bien que nous commencions seulement à comprendre pourquoi notre cerveau dépense une telle énergie à vagabonder, l'étude de l'activité intrinsèque pourrait fournir une des clés pour l'explication des troubles neurologiques, et même pour la connaissance de ce phénomène appelé « conscience »…

L'activité cérébrale d'une personne qui « ne fait rien » est loin d'être négligeable.

On sait maintenant que lorsque l'esprit est au repos – lorsqu'on rêvasse tranquillement dans une chaise, qu'on est endormi dans un lit ou anesthésié lors d'une opération chirurgicale – diverses aires cérébrales bavardent entre elles. Et l'énergie consommée par cette discussion permanente, connue sous l'expression « mode par défaut » du cerveau, est environ vingt fois celle utilisée consciemment pour chasser une mouche avec un journal ou à tout autre stimulus extérieur. En effet, la plupart des choses que l'on fait consciemment, que ce soit de s'asseoir pour dîner ou préparer un discours, constituent une petite déviation de l'actitivré de base du mode par défaut.

Une découverte clé pour la compréhension du mode par défaut du cerveau a été celle d'un système cérébral jusqu'ici inconnu, baptisé le « réseau du mode par défaut ». Son rôle exact dans l'organisation de l'activité cérébrale fait toujours l'objet de recherches, mais on pense qu'il orchestre la façon dont le cerveau organise les souvenirs et gère les différents systèmes qui ont besoin de se préparer aux événements futurs : le système moteur doit être prêt à réagir au quart de tour lorsque vous sentez le chatouillement de la mouche sur votre bras…

L'idée que le cerveau est en constante ébullition n'est pas nouvelle. Hans Berger, l'inventeur de l'électroencéphalogramme fut un pionnier de cette notion. Dans un des articles fondateur sur ses découvertes en 1929, Berger déduisait des oscillations électriques incessantes détectées par sa machine :

« Nous devons faire l'hypothèse que le système nerveux central est en permanence, et pas seulement durant les phases d'éveil, dans un état d'activité considérable. »

Cependant ses idées sur le fonctionnement cérébral furent largement ignorées…

Certaines aires du cerveau sont très actives, à la fois au repos et dans les conditions d'activité…

Des analyses poussées ont montré que réaliser une tâche spécifique augmente d'au moins 5% la consommation énergétique du cerveau par rapport à sa consommation de base.

Une large proportion de l'activité totale du cerveau – de 60 à 80% de l'énergie totale qu'il utilise – provient de circuits qui ne sont pas liés au traitement des événements extérieurs…

Les indices de l'existence d'une vie intérieure du cerveau étant bien établis, il était nécessaire de comprendre la physiologie de cette activité intrinsèque du cerveau – et comment elle pouvait influencer la perception et le comportement…

Au milieu des années 1990, nous avons remarqué de manière presque accidentelle que certaines régions du cerveau, à notre grande surprise, subissent une diminution de leur niveau d'activité par rapport à l'état de repos lorsque les sujets réalisent une tâche. Ces aires – en particulier une zone du cortex pariétal médian (région proche du milieu du cerveau impliquée, entre autres, dans la capacité à se souvenir des événements propre de sa vie) – montrent cette baisse d'activité lorsque d'autres régions sont engagées dans la réalisation d'une tâche particulière, telle la lecture à voix haute. Déconcertés, nous avons surnommé « aire pariétale mystérieuse » la zone montrant la diminution d'activité la plus forte…

En fait, notre « aire mystérieuse » reste constamment active, même lorsqu'elle n'est pas engagée dans une tâche précise…

Ces résultats ont été confirmés, tant pour le cortex pariétal médian que pour le cortex préfrontal médian. Ces deux aires qui permettent d'évoquer des souvenirs et des images mentales personnelles, mais également de nous représenter ce que les autres pensent et ressentent, sont aujourd'hui considérées comme des nœuds centraux du réseau du mode par défaut…

L'organisation frappante de cette activité cérébrale observée sous anesthésie générale ou durant le sommeil suggère qu'elle représente une composante fondamentale du fonctionnement cérébral et non pas seulement « du bruit »… »

Michel Jouvet, dans « Les mystères du sommeil » :

« Le sommeil paradoxal serait une sorte de reprogrammeur effaçant (oubli) ou renforçant (mémoire) les acquisitions du jour en accord avec l'individuation génétique. En bref, nous ne rêverions pas mais « nous serions rêvés ». Pendant cette reprogrammation interne, le cerveau serait coupé de l'extérieur. Des entrées stochastiques seraient assurées par des activations générées au niveau du pont, sélectionnant les nouveaux récepteurs synaptiques synthétisés pendant le sommeil lent… Une énorme quantité d'énergie est nécessaire pour que les cent minutes de sommeil paradoxal soient capables de remanier la circuiterie synaptique initiée pendant les 600 minutes d'éveil. Le sommeil lent serait alors indispensable au sommeil paradoxal en assurant une réserve d'énergie sous forme de glycogène dans la glie. »

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Musique et fonctionnement du cerveau

Robert Paris — 2019-02-12T23:57:00Z

« La musique n'agit pas seulement sur la perception, la mémoire et le corps, elle a aussi un impact sur le réseau émotionnel et hédonique. »

Hervé Platel, neuropsychologique

Musique et fonctionnement du cerveau

On peut lire sur le net diverses études dont nous citons des extraits ici.

Notre sens musical est une des capacités remarquables de notre cerveau. Il est probable que l'éveil musical de l'homme soit devenu conscient bien avant ses capacités de langage. La première flûte a été produite par un homme de Neandertal il y a 43.000 ans alors les études sur l'origine des langues ne remontent que vers 35.000 ans. L'étude de la musique est l'une des manières de l'homme de percevoir et d'échanger des sentiments. Elle peut donner du plaisir et soigner des maladies mais aussi nous permettre de comprendre le fonctionnement cérébral. « Elle se révèle aussi un matériel de choix pour étudier et stimuler le cerveau » explique Hervé Platel, professeur de neuropsychologie, chercheur à l'Université de Caen et organiste.

De la musique on dit bien souvent qu'elle est universelle ou qu'elle adoucit les mœurs. Musicien ou non, nous avouons presque tous l'apprécier. Certaines mélodies peuvent susciter de vives émotions ou les influencer. La musique s'avère parfois indispensable au bien-être de l'homme et on l'intègre dans certaines thérapies. Présente au sein des sociétés humaines depuis des millénaires, savons-nous pour autant comment nous percevons la musique ? Comment cette information non verbale est-elle traitée par notre cerveau ? Avons-nous tous les mêmes possibilités pour la musique ? A l'occasion de la Semaine du Son, nous avons procédé à la sélection de quelques documents qui vous permettront de mieux connaître les liens de la musique et du cerveau ainsi que les nombreuses études dont ils font l'objet.

Le fonctionnement du cerveau

L'anatomie du cerveau est connue parfois au neurone près mais nous sommes loin encore d'identifier tous les composants des circuits neuronaux. Le traitement d'une information et son cheminement dans la jungle des neurones font l'objet de recherches toujours plus pointues. Essentiel au bon fonctionnement du corps et à sa communication avec l'extérieur, l'ensemble du système nerveux perçoit les stimulations, qu'elles viennent de l'extérieur ou de l'intérieur du corps. Ces stimulations sont conduites en un signal nerveux le long des nerfs jusqu'à un centre de traitement : le cerveau. Ce dernier est séparé en grandes zones et organisé en aires fonctionnelles dont chacune est dédiée au traitement d'un certain type d'informations.

La perception auditive

Au milieu d'une masse d'informations acoustiques entremêlées, le cerveau est capable de distinguer la musique des bruits ambiants ou des cris d'animaux. La musique qui nous entoure dès notre plus jeune âge façonne notre perception. Notre réseau neuronal s'organise en fonction de cette structure musicale. Les études d'imagerie cérébrale ont permis d'inventorier les différentes structures du cerveau impliquées dans la perception de la tonalité. Elles montrent aussi que les circuits cérébraux perçoivent les aspects émotionnels de la musique indépendamment des aspects plus rationnels.
Dans de rares cas, des personnes présentent une incapacité à reconnaître des airs entendus comme la dysmusie. Chez les musiciens possédant une oreille absolue, les circuits d'identification des sons diffèrent des autres musiciens.

Le traitement de l'information musicale

La musique est présente dans toutes les cultures, quelle que soit sa forme. Partout on retrouve la même attirance de l'homme pour les sons organisés. Celui-ci donne du sens à des vibrations sonores. L'objectif de la psychologie cognitive de la musique consiste à comprendre comment ce matériau complexe est codé, traité et interprété par l'esprit humain, qui perçoit et ressent des émotions.

Le cerveau musicien

Qu'en est-il du fonctionnement cérébral qui chapeaute l'ensemble de cette perception musicale ? L'observation de troubles sélectifs de la compréhension de la musique à la suite de lésions, lors d'études cliniques, montre qu'il existe une atteinte dissociée des fonctions langagières et musicales du cerveau. On tente de comprendre si des régions du cortex sont spécialement dédiées à l'une ou l'autre de ces fonctions.

Au cours des années 1960, on a soutenu une distinction de la localisation musique/langage dans les hémisphères cérébraux. Chacun peut y être latéralisé différemment. Depuis une vingtaine d'années, on module davantage la perception musicale et ses processus. En l'état actuel des connaissances, il semble évident que la musique et les paroles sont traitées en grande partie de façon indépendante.

Enfin, malgré des disparités anatomiques et fonctionnelles à l'écoute de sons ou en raison de l'apprentissage de la musique, l'architecture cognitive présente de fortes similarités entre musiciens et non musiciens. Tous ont un intérêt prononcé à écouter de la musique qui provient certainement du fait qu'elle peut susciter des émotions.

L'émotion musicale

Les réponses émotionnelles provoquées par la musique sont aussi intenses que certaines stimulations biologiques, et extrêmement rapides. Ce phénomène est d'autant plus vrai qu'il est identique pour les individus musicalement experts et novices.

Les recherches en neurosciences attestent que la musique peut stimuler des fonctions vitales car elle active les circuits neuronaux de la gratification, elle réduit les activations des régions cérébrales en jeu dans les émotions négatives et augmente la résistance au stress. Elle peut permettre d'affronter la mort avec courage ou de calmer les angoisses des bébés. De fait, elle est aussi utilisée, ces dernières années, à des fins thérapeutiques.

La musique et la perception de la douleur

De nouvelles études scientifiques sont menées en France depuis 2003 auprès de patients douloureux. C'est une relaxation musicale personnalisée par le choix des styles et des instruments qui permet d'obtenir une détente optimale. La diminution de la douleur ressentie par les patients peut aller de 40 à 60%. Les usages à domicile pour des affections au long cours permettent de diminuer l'usage d'antalgiques, d'anxiolytiques voire d'antidépresseurs.

Musique et cerveau, des liens étroits

Les processus de traitement de la musique par le cerveau ont fait l'objet d'un vaste champ d'exploration, dans de nombreuses disciplines. Pourtant, l'information musicale n'a pas encore dévoilé l'ensemble des cheminements qu'elle emprunte pour atteindre la conscience humaine. On constate ses effets sur le fonctionnement cortical - grâce à l'imagerie cérébrale - et sur nos comportements - grâce à l'évaluation des émotions qu'elle induit. En cela la musique présente une caractéristique notable : objet culturel, elle n'en a pas moins des incidences biologiques. Cette capacité fait d'elle un langage - non verbal et donc universel - primordial pour le développement de l'individu. Les chercheurs n'ont pas fini d'étudier ce rôle.

Un moyen thérapeutique connu de longue date

Dès l'Antiquité, la musique est utilisée à des fins thérapeutiques. Ainsi, Platon conseillait la musique et la danse pour ses effets calmants sur les angoisses. La musicothérapie s'est constituée en discipline lors de la deuxième guerre mondiale, après qu'on ait constaté ses vertus bénéfiques auprès des soldats pour soulager les traumatismes de la guerre. Outil thérapeutique permettant d'entrer en communication avec les patients en souffrance psychique, elle sert à améliorer leur santé mentale, physique et émotionnelle. Le Dr Rolando Benenzon, psychiatre, psychanalyste, musicien et compositeur, a fondé la première faculté de musicothérapie à Buenos Aires, en 1966. Il est le découvreur d'une nouvelle voie en psychothérapie, basée sur la communication non verbale, à destination notamment des personnes atteintes de la maladie Alzheimer.

La musique de Jean-Sébastien Bach et de Claude Debussy aurait-elle des effets hypnotiques ? C'est la thèse de Stéphane Ottin Pecchio, rhumatologue et musicothérapeute : « Le rythme accorde la respiration, induit une distorsion temporelle et fait entrer dans le temps musical. »

Le praticien expérimente depuis une quinzaine d'années une thérapie « Toucher et piano » associant thérapie manuelle et improvisation chantée et jouée au clavier. L'utilisation simultanée de plusieurs langages (verbal, tactile, musical) permettrait d'atteindre plus facilement un état d'hypnose susceptible de libérer les émotions et de calmer les souffrances psychosomatiques.

La voix pourrait être notre instrument thérapeutique le plus efficace. Selon des études neurobiologiques et physiologiques, chanter entraîne la production d'endomorphines, les hormones du bien-être. Thomas Blank et Karl Adamek, de l'Université de Münster en Allemagne, ont trouvé que les jeunes enfants de maternelle pratiquant le chant, notamment de façon joyeuse, amélioraient leurs acquisitions langagières et leur comportement social. Chanter en groupe permettrait également de solliciter les neurones miroirs, qui s'activent lorsque l'on voit une action se réaliser, et ainsi d'aider les personnes aphasiques suite à un accident cérébro-vasculaire à récupérer le langage.

Selon le psychologue américain Howard Gardner, la créativité musicale est l'une des fonctions fondamentales du cerveau, au même titre que le langage et la logique mathématique. Au Centre de neurobiologie de l'apprentissage et de la mémoire de Californie, le physicien Gordon Shaw et la psychologue Frances Rauscher ont mené une expérience auprès d'une cinquantaine d'enfants de 3 et 4 ans, répartis en trois groupes : pendant huit mois, le premier groupe a reçu des cours individuels de piano et de chant ; le deuxième, des cours d'informatique ; le troisième n'a reçu aucune formation spécifique. Les enfants ont ensuite subi des tests de reconnaissance spatiale (arrangement de puzzles, assemblages de volumes, mise en couleurs d'éléments en perspective, etc.). Le groupe des pianistes en herbe a obtenu un résultat supérieur de 31 % à celui des autres enfants ! L'apprentissage précoce de la musique favoriserait donc le développement des circuits neuronaux dans les zones de représentation spatiale du cerveau.

Par ailleurs, une équipe de chercheurs chinois vient de démontrer qu'en stimulant la mémoire, l'apprentissage de la musique favorisait celui du langage. Ces études montrent surtout que, au cours des premières années de la vie, le cerveau – donc la façon de penser, de réagir, de se comporter – ne se construit pas seulement à partir des stimuli visuels et de l'ambiance familiale, mais aussi en fonction de l'environnement sonore. La manière dont il est structuré peut ainsi correspondre au style de certaines musiques. Par exemple, un cerveau « logique » et analytique se sent dans son élément avec une musique dite « intellectuelle ». C'est pourquoi beaucoup de mathématiciens adorent Bach ! Un cerveau « intuitif » ou « émotionnel » est plutôt touché par des musiques romantiques…

Initier les enfants à la musique classique ne peut donc que leur être profitable. S'il n'y a pas d'âge pour apprendre à écouter, il ne faut pas commencer par des œuvres trop « chargées ». Choisir des œuvres « simples » (Prokofiev ou Schumann ont aussi écrit pour les enfants) et varier les styles pour voir celles qu'ils préfèrent. Il en va de même pour l'apprentissage d'un instrument : la limite d'âge n'est fixée que par le développement des capacités motrices. Dès qu'un enfant sait s'asseoir sur une chaise et se servir de ses mains, il peut, par exemple, apprendre le piano. Mais il faut lui laisser le temps de découvrir l'instrument par lui-même avant de l'envoyer chez un professeur…

Des effets psychologiques

Outre notre fonctionnement mental, notre structure psychique est elle aussi influencée par la musique. Depuis des années, des musicothérapeutes tentent d'établir une relation entre les types psychologiques et les formes musicales… en vain : les études statistiques révèlent que deux personnes au tempérament « identique » peuvent avoir des goûts musicaux très différents. En effet, comme pour la nourriture, c'est notre milieu familial et culturel qui façonne nos goûts. En outre, la musique est porteuse de sens : un rythme spécifique, une phrase mélodique, une œuvre, une ambiance musicale particulière ou un son peuvent être associés à une expérience ou à une période précise de notre enfance. Une personne qui, petite, a été bercée par les chansons de Brel éprouve certainement de grandes émotions en l'écoutant, adulte. Un enfant qui, un jour, a été effrayé par le bruit des tambours au passage d'une fanfare risque d'éprouver toute sa vie une aversion irraisonnée pour ce genre de musique…

Parole et musique

Là où s'arrête le pouvoir des mots commence celui de la musique, disait Richard Wagner… Les effets d'une mélodie sur notre cerveau sont souvent étudiés à la lumière de ceux d'un matériel sonore complexe mieux connu : le langage. Ces systèmes perceptifs sont liés, mais distincts. D'ailleurs, près de 5 % de la population est « amusicale » congénitale : ces personnes n'ont aucun problème cognitif ou de langage mais ont des problèmes de perception musicale. Par exemple, elles ne détectent pas une fausse note. Depuis plusieurs années, les chercheurs de l'Institut de neurosciences cognitives de la Méditerranée (INCM)2 à Marseille effectuent des études comparatives entre langage et musique grâce aux techniques d'imagerie, par électroencéphalogramme (EEG) et par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), celle-ci mesurant l'activité cérébrale selon la consommation d'oxygène des zones du cerveau. Ainsi, selon Mireille Besson, directrice de recherche à l'INCM, « le rythme et les règles de l'harmonie ou du contrepoint sollicitent des zones de l'hémisphère gauche souvent attribuées au langage, en particulier à la syntaxe. Mais le timbre de l'instrument stimulerait plutôt l'hémisphère droit. » Bref, la perception du langage comme de la musique s'effectue par étapes, explique Daniele Schön, chercheuse à l'INCM. « Par exemple, dans l'apprentissage d'une langue étrangère, le cerveau segmente d'abord les informations sonores. Puis, du sens est attribué aux chaînes des sons. » Résultat étonnant : la vitesse d'émergence d'un mot est multipliée par trois si l'information est chantée plutôt que parlée ! « D'où l'intérêt des comptines destinées aux jeunes enfants », note Daniele Schön. La quantité d'informations extraite est énorme durant la première minute, puis elle augmente lentement.

Une part de mémoire à court terme spécifiquement auditive influe également. Laurent Demany, chercheur au laboratoire bordelais « Mouvement adaptation cognition »5, a observé un phénomène paradoxal dû à cette mémoire. Il a constaté qu'il est possible d'entendre consciemment un mouvement mélodique (un changement de hauteur tonale) entre deux sons successifs… alors que pourtant le premier de ces sons a été masqué par un ensemble d'autres sons simultanés et n'a pas été perçu consciemment ! « Cela peut se produire même si les deux sons successifs sont séparés par plusieurs secondes de silence, et s'ils ne sont pas présentés à la même oreille. Le cerveau relie automatiquement des sons dans le temps et détecte des changements indépendamment de l'attention et de la conscience », explique-t-il. « Cette mémoire auditive est hypersensible aux changements de fréquence, et donc de hauteur tonale », précise le chercheur : dans un délai d'une demi-seconde à deux secondes, la mémoire à court terme oublie plus vite l'intensité d'un son que sa hauteur.

Après quinze secondes d'écoute d'un morceau musical, un autre processus de mémoire entre en jeu, comme l'a montré Barbara Tillmann : il nous devient plus facile de discriminer avec précision les autres caractéristiques de cet extrait (mélodie, harmonie, etc.). Notre mémoire musicale aurait donc tendance à se bonifier avec le temps d'écoute. Pour détecter les capacités d'apprentissage de notre cerveau, Barbara Tillmann a utilisé avec Bénédicte Poulin-Charronnat, chercheuse au LEAD à Dijon, une nouvelle grammaire musicale établissant des règles d'écriture de suites de notes. Elles ont créé des séquences de cinq et six notes, fréquentes ou impossibles d'après cette grammaire. Elles ont alors testé la sensibilité de quarante personnes à ces règles musicales. « Dans 60 % des cas, les transgressions aux règles suivies sont détectées en moins d'un quart d'heure d'écoute. Les auditeurs ne s'en rendent pas compte, mais ils ont saisi certaines des caractéristiques de la nouvelle structure musicale », commente Bénédicte Poulin-Charronnat. Cet apprentissage implicite existe au sein de chaque culture, où une musique environnante est omniprésente.

La mémoire entre en jeu

Si plusieurs réseaux neuronaux sont impliqués dans la perception de la musique, comment le cerveau parvient-il à traiter la complexité de l'information musicale ? Les scientifiques savent aujourd'hui qu'il élabore une stratégie basée sur la familiarité, l'apprentissage implicite et la mémoire. Démonstration : Barbara Tillmann, chargée de recherche dans l'unité « Neurosciences sensorielles, comportement, cognition »3 de Lyon, s'est intéressée à la reconnaissance de mélodies familières. « Après 500 millisecondes d'écoute, les jugements de familiarité des auditeurs se différencient pour des morceaux musicaux connus ou non. » Les réseaux neuronaux impliqués lors de cette perception de la familiarité musicale sont similaires à ceux activés par les odeurs familières, selon ses résultats publiés en février dans la revue Cerebral Cortex.

Le cerveau musical

Musique et inconscient

Comment fonctionne le cerveau humain pour nous permettre de connaître le monde ?

Robert Paris — 2018-10-15T22:59:00Z

Voir fonctionner le cerveau

Le cerveau vu par Jean-Pierre Changeux, en film

Cerveau et chaos déterministe, le film

L'IRM du cerveau ou voir le cerveau penser, le film

Le cerveau dynamique

Le pilotage du chaos cérébral, un apprentissage

Mémoire des neurones ?

Du chaos dans les neurones

Comment fonctionne le cerveau humain pour nous permettre de connaître le monde ?

Ses quelque cent milliards de neurones et connexions neuronales (et sans doute plus) font du cerveau l'organe le plus complexe du corps humain. Il régit notre comportement, nos actions et nos pensées, nos désirs et nos instincts. Grâce à lui, nous pouvons voir, sentir ou entendre, parler et marcher, analyser et comprendre le monde qui nous entoure.

Notre cerveau se modifie en permanence. Ces changements sont dus aux interactions avec l'environnement extérieur ou à des activités internes à l'organisme. Toute action, toute perception a un impact sur l'organisation de notre cerveau. Tout changement, même local, a des répercussions locales mais aussi à longue distance dans notre cerveau et notre corps tout entier.

En perpétuelle réorganisation, le cerveau est un système dynamique non linéaire. La non linéarité provient de l'existence de seuils. Un neurone n'est excité que si un certain niveau d'excitation provenant d'autres neurones est dépassé, et ce neurone à son tour enverra une impulsion aux neurones auxquels il est connecté. De cette non linéarité résulte une caractéristique essentielle, la non prédictibilité. Les effets d'un changement ne peuvent pas être anticipés. Il n'y a pas une relation de cause à effet unique et calculable.

Il fonctionne par analogie, par comparaison, non pas à l'identique mais au plus proche. Il ne cherche pas correspondre exactement au réel, seulement à l'approcher.

Il transforme des informations discontinues et partielles en une image continue du monde. C'est sa dynamique qui lui permet de créer l'illusion du continu comme le film transforme les photos en apparent mouvement continu. Il ne se contente pas de l'information fournie par le monde extérieur, il l'interprète. Il répond aux questions auxquelles nos informations ne permettent pas de répondre. Il ne se contente pas des connaissances objectives : il brode. Il va au plus probable, fonctionne à l'à eu près. Il n'accepte pas d'ignorer.

Il fonctionne par transformation d'échelle du message électrique des neurones. Ce message passe du neurone au groupe et au groupe de groupe, du local au groupe, à la zone et à l'interaction entre zones. Il peut ainsi passer très rapidement d'une image à une autre et faire passer en même temps de multiples sortes de messages. Les messages sont en permanence détruits et reconstruits. Il n'est pas une simple image du monde qu'il observe mais un monde nouveau. Selon Marvin Minsky lui-même, l'activité principale du cerveau consiste en fait à opérer en permanence des modifications sur lui-même. Ce que nous vivons aujourd'hui influencera le rappel d'un souvenir qui, loin d'être toujours le même, sera une reconstruction à partir de l'état actuel du cerveau. Et ce souvenir reconstruit affectera inévitablement le fonctionnement subséquent du cerveau.

Par conséquent, contrairement à une machine qui fabrique un objet qui n'a aucun effet sur le fonctionnement de la machine, le cerveau est une machine dont les processus modifient en permanence le fonctionnement subséquent de ladite machine.

Bref avec le cerveau, les résultats des processus deviennent les processus eux-mêmes. Au lieu de représenter un monde indépendant, on peut voir nos processus cognitifs comme faisant plutôt émerger un monde, comme quelque chose d'inséparable des structures dans lequel s'incarne le système cognitif. Voilà ce qui a amené certains chercheurs à mettre en doute sérieusement l'existence d'un monde prédonné, duquel le système cognitif devrait extraire de l'information.

Les neuroscientifiques suspectaient depuis longtemps que le réseau de neurones de nos cerveaux pouvait être connecté de telle manière à ce qu'il existe un moyen de réaliser un état de "criticalité auto-organisée" (CAO), dans lequel ils sont ni ordonnés ni aléatoires, mais quelque-part entre les deux. Dans un tel état, même un changement mineur peut provoquer une réaction importante : par exemple, un feu de forêt, un tremblement de terre et une avalanche tendent à se propager sous une CAO.

En 2003, des neuroscientifiques ont montré que la propagation de signaux électriques, dans la partie des tissus du cerveau d'un rat, suivait les modèles attendus dans un état de CAO [1]. Pour voir si cela était aussi vrai chez les êtres humains, Ed Bullmore de l'Université de Cambridge et ses collègues ont cartographié l'activité électrique du cerveau de 19 volontaires.

Une des marques de la criticalité auto-organisée est que les signaux devraient donner des modèles identiques à toutes les fréquences, une propriété connue sous le nom d'invariance d'échelle. Lorsque l'équipe de Bullmore a mesuré la période de temps de deux signaux électriques, de régions prises au hasard du cerveau, pour être "en phase", celle-ci était identique à toutes les fréquences de signaux.

Des modèles informatiques ont montré que quand les réseaux neuraux sont dans l'état de criticalité auto-organisée, ils maximisent le processus et le stockage de l'information. "Il se pourrait que cela soit en fait un avantage pour le cerveau" conclut Bullmore.

Le cerveau, rationnel ou irrationnel par James E. Alcock

Parce que nos cerveaux et nos systèmes nerveux constituent une machine à générer des croyances, un engin qui produit des convictions sans égard particulier pour ce qui est réel et ce qui ne l'est pas. Cette machine à croyances sélectionne les données dans son environnement, les façonne, les combine avec des informations puisées dans les souvenirs et crée des certitudes généralement conformes à celles existant déjà.

Ce système est tout aussi capable de générer des convictions erronées que réelles. Elles guident les actions futures et, correctes ou absurdes, elles peuvent se révéler précieuses pour l'individu qui les partage. Que le paradis pour les âmes méritantes existe réellement ou non n'entame en rien l'utilité d'une telle certitude pour les gens qui cherchent un sens à leur vie.

Les croyances que l'on pourra considérer comme « irrationnelles » ne diffèrent fondamentalement en rien des autres, elles sont engendrées de la même façon. Nous ne disposons peut-être pas de preuves suffisantes pour croire en des concepts irrationnels, mais nous n'en avons pas davantage pour la plupart de nos convictions.

Prenons un exemple. Vous pensez certainement qu'il est bon pour vous de vous brosser les dents, mais il est peu probable que vous ayez des preuves à l'appui de cette certitude, à moins d'être dentiste. On vous l'a enseigné, c'est assez logique, et vous n'avez jamais été amené à vous poser des questions à ce sujet. (…) L'unité d'apprentissage est la clé pour comprendre la machine à croyances. Elle est liée à l'architecture physique du cerveau et du système nerveux ; et sa nature même nous condamne à un processus virtuellement automatique de pensée magique. « La pensée magique » est l'interprétation de deux événements survenant de façon rapprochée, comme si l'un était provoqué par l'autre, sans aucune considération pour le lien causal. Par exemple, si vous pensez que le fait d'avoir croisé les doigts vous a porté chance, vous avez associé l'acte de croiser les doigts avec l'heureux événement qui s'est ensuivi et leur avez attribué un lien causal.

Notre cerveau et notre système nerveux ont évolué pendant des millions d'années. Il est important de reconnaître que la sélection naturelle n'opère pas des choix directement en rapport avec la raison ou la vérité ; elle choisit dans le but de reproduire la réussite. Rien ne permet à notre appareil cérébral d'attribuer un statut particulier à la vérité.

Imaginez un lapin dans l'herbe haute et, pour un instant, prêtez-lui un minimum d'intelligence et d'esprit logique. Détectant un bruissement dans l'herbe, et ayant appris par le passé que cela pouvait occasionnellement signaler la présence d'un renard affamé, le lapin se demande s'il y a vraiment un renard cette fois ou si le bruissement a été provoqué par une rafale de vent. Il attend une preuve plus concluante. Bien que motivé par la recherche de la vérité, ce lapin ne vivra pas longtemps. Comparez ce lapin à celui qui, par une réaction puissante et autonome de soit système nerveux, déguerpit aussi vite qu'il le peut en percevant le bruissement. Il a plus de chances de vivre et de se reproduire.

La recherche de la vérité n'est pas toujours bénéfique à la survie, et la fuite, même motivée par des certitudes erronées, n'est pas toujours un si mauvais choix. (...)

L'unité d'apprentissage est constituée de façon que nous tirions très rapidement les enseignements de l'association de deux événements marquants, comme toucher un four chaud et ressentir de la douleur. Elle est ainsi faite que des appariements significatifs produisent un effet durable alors que les non-appariements de deux événements semblables sont loin d'avoir autant d'influence. Si un enfant touchait une fois un four chaud et se brûlait, puis s'il le touchait de nouveau sans se brûler, l'association entre la douleur et le four ne serait pas automatiquement effacée. Cette asymétrie essentielle — l'appariement de deux stimuli a un impact important alors que la présentation individuelle des stimuli a un effet bien moindre — est importante pour la survie.

Cette dissymétrie de l'apprentissage est également en grande partie responsable de l'erreur qui fausse notre jugement lorsque certains événements coïncident de temps à autre. Par exemple, si nous pensons à l'oncle Harry et qu'il nous téléphone quelques minutes plus tard, on pourrait croire que cela exige une explication relevant de la télépathie ou de la précognition.

Cependant, nous ne pouvons estimer correctement la relation entre ces deux faits que si nous considérons aussi le nombre de fois où nous avons pensé à Harry sans qu'il appelle, ou celles où nous n'avons pas pensé à lui mais qu'il a appelé quand même. Ces dernières circonstances — non appariées —n'ont que peu d'impact sur notre système d'apprentissage. Comme nous sommes excessivement influencés par l'appariement d'événements marquants, nous voyons un lien — parfois même causal — entre deux faits, même s'il n'existe pas. Ainsi, les rêves ne peuvent correspondre à des événements ultérieurs que de temps en temps, par hasard. Et pourtant cet appariement peut avoir des conséquences dramatiques sur la croyance. Le monde qui nous entoure est rempli de coïncidences, certaines ont un sens mais la grande majorité n'en a pas. (...)
Si je vous disais qu'en rentrant chez moi hier soir, j'ai trouvé une vache dans mon salon, vous seriez plus vraisemblablement enclins à rire qu'à me croire, même s'il n'y a objectivement rien d'impossible à cela. Si, au contraire, je vous disais que je suis entré dans mon salon, que j'ai été effrayé par une étrange lueur au-dessus du fauteuil de mon défunt grand-père et qu'il a soudain fait froid dans la pièce, vous serez probablement moins sceptiques et ouvrirez grand vos oreilles afin de ne pas perdre un détail, renonçant peut-être au jugement critique que vous auriez porté sur l'histoire de la vache.

Parfois, une émotion intense peut brouiller l'application de la réflexion critique. D'autres fois, nous sommes astucieusement dupés. La rationalité est souvent désavantagée au profit de la pensée intuitive. Le défunt psy- chologue Graham Reed donnait l'exemple du faux raisonnement du joueur. Supposez que vous observez un jeu de roulette. Le noir est sorti dix fois de suite, et une forte intuition vous envahit : le rouge va sortir incessamment. Le noir ne peut pas sortir indéfiniment. Pourtant votre esprit rationnel vous dit que la roue n'a pas de mémoire, que chaque tirage est indépendant de ceux qui l'ont précédé. Dans ce cas, la bataille entre l'intuition et la rationalité n'est pas toujours remportée par la rationalité. (...)

Les expériences assorties d'une forte émotion impriment une inébranlable croyance en l'explication, quelle qu'elle soit, à laquelle l'individu a dû recourir. Si quelqu'un est impressionné par un cas apparent de télépathie ou d'ovni, la réflexion ultérieure sera certainement dominée par la conscience d'une intense réaction émotionnelle, menant à la conclusion que quelque chose d'inhabituel s'est vraiment produit. Et, à son tour, l'émotion influencera directement la perception et l'apprentissage.

Les réactions émotionnelles déclenchées par un événement peuvent nous amener à l'interpréter comme étant bizarre ou inhabituel. (...)
Notre cerveau est aussi capable de générer des expériences perceptives merveilleuses et invraisemblables aux- quelles nous sommes rarement préparés. Les expériences hors du corps, les hallucinations, les expériences proches de la mort, les expériences extrêmes, toutes sont susceptibles de provenir non pas d'une réalité transcendantale extérieure, mais plutôt du cerveau lui-même. Nous ne sommes pas toujours en mesure de distinguer le matériau émanant du cerveau de celui émanant du monde extérieur, c'est pourquoi nous pouvons attribuer à tort au monde extérieur des perceptions et des expériences créées à l'intérieur même de notre cerveau. (...)

Ainsi que je l'ai déjà mentionné plus haut, il arrive que les certitudes erronées soient encore plus utiles que celles qui reposent sur la vérité. Shelley Taylor, dans son livre « Illusions positives », explique que les personnes légèrement déprimées sont souvent plus réalistes que les gens heureux. Les individus émotionnellement bien portants vivent, en quelque sorte, en créant. de fausses croyances — les illusions — qui diminuent l'angoisse et renforcent le bien-être, tandis que les individus déprimés perçoivent le monde de façon plus exacte.
Les gens heureux sous-estiment la probabilité d'être atteints d'un cancer ou d'être tués, et évitent peut-être même de penser à l'ultime réalité qu'est la mort. Les êtres déprimés, au contraire, sont plus sensibles à ces inquiétudes. (...)

Nous voyons parfois les erreurs et la bêtise dans les convictions des autres. Il est très difficile de les voir dans les nôtres. (...) La réflexion critique, la logique, la raison, la science, tous ces termes s'appliquent d'une façon ou d'une autre à la tentative délibérée de débusquer la vérité dans l'embrouillamini de l'intuition, de la fausse perception et de la mémoire faillible.

La mémoire par Rita Carter

La mémoire est plurielle : elle est l'image qui nous vient à l'esprit lorsque nous pensons à la maison de notre enfance ; elle est la faculté de sauter sur la selle d'un vélo et de pédaler sans même penser à la façon dont nous y parvenons ; le sentiment de malaise associé à un endroit où nous avons jadis eu peur ; nos repères sur un itinéraire familier ; le fait de savoir que la tour Eiffel se trouve à Paris.
Rien d'étonnant, donc, qu'une fonction mentale aussi complexe et multiforme soit difficile à identifier. Chaque type de souvenir est conservé et récupéré de manière distincte, et des dizaines d'aires cérébrales sont impliquées, créant un réseau complexe d'interactions. (…) Un groupe de neurones s'activant ensemble dans le cortex auditif, par exemple, permettra d'entendre une certaine note de musique. Un autre circuit, dans une aire différente, produira un sentiment de peur ; ailleurs ce sera l'expérience visuelle du bleu ; ailleurs encore l'astringence du tanin dans une gorgée de vin. Il en va de même pour les souvenirs, à cette différence près qu'ils restent gravés dans le cerveau une fois la stimulation originale disparue. Les souvenirs se constituent lorsque le même modèle d'activité se répète souvent, ou dans des circonstances qui en favorisent l'enregistrement. En effet, les neurones d'un groupe développent leur propension à s'activer ensemble chaque fois que ce phénomène se produit. Leur excitation synchronisée ressemble à l'embrasement d'une traînée de poudre. Mais la particularité des neurones est qu'ils peuvent s'embraser à l'infini – lentement ou très rapidement. Plus l'activation est rapide, plus la charge électrique impulsée est importante, ce qui favorise d'autant l'excitation du neurone voisin. Dès que ce dernier est activé, une modification chimique intervient à sa surface pour le rendre sensible à la stimulation du premier neurone. On nomme ce mécanisme potentialisation à long terme. Si le deuxième neurone n'est pas stimulé à nouveau, il restera réceptif pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours. Si le premier neurone s'active à nouveau pendant cette période, son voisin réagira, même si le niveau d'excitation du premier est relativement faible. Une deuxième excitation le rendra plus réceptif, et ainsi de suite. La répétition d'excitations synchrones renforce le lien entre les neurones, à tel point que la moindre activité de l'un d'eux stimule les neurones associés. C'est ainsi qu'un souvenir se crée.

La conception du cerveau créateur par Jérome Graux

Nous admettons que les choses sont telles que nous les percevons. Pourtant, l'étude scientifique des illusions visuelles ou auditives nous montre que cette intuition est fausse. La représentation que nous avons du monde ne concorde pas de façon absolue avec la réalité. Cette représentation est avant tout une construction dynamique de notre cerveau qui « émule » un monde dans lequel nous pouvons agir efficacement. L'hallucination est radicalement différente de l'illusion. Définie comme « une perception sans objet à percevoir » par Henri Ey, l'hallucination peut toucher chacun de nos sens et s'accompagne souvent d'une profonde altération de la conscience de soi et du monde extérieur. Symptôme de nombreuses pathologies neurologiques ou psychiatriques comme la schizophrénie, les hallucinations ont été l'objet de récentes études qui permettent désormais de comprendre une partie de leurs mécanismes cérébraux.
Quand le cerveau reconnaît, il diffuse du bien être et du malaise quand il ne reconnaît pas.

Il raisonne mais son raisonnement se base sur des propositions tout à fait irrationnelles qui lui sont fournies de manière ultra-rapides et non réfléchies, seulement ensuite triées en fonction de ce qui semble compatible avec la manière dont nous pensons le monde.
D'où l'importance de la mémoire qui nous permet de comparer. Et la première mémoire est celle liée à la perception de nos sens (la vision, l'audition, la gustation, l'olfaction et le toucher).

Pour se mouvoir et survivre, l'homme, comme tous les animaux, doit être informé sur le monde extérieur dans lequel il organisme son comportement. C'est pourquoi il possède des systèmes responsables de la perception qui lui permettent d'agir sur le monde.

La mémoire est omniprésente dans la vie quotidienne. Elle nous permet de retenir toute sorte d'informations (souvenirs personnels, connaissances culturelles, procédures automatiques…) pendant une durée plus ou moins longue (de quelques secondes à toute une vie). La mémoire verbale permet de mémoriser par exemple une série de mots et de la rappeler après quelques minutes. Certaines personnes mémorisent plus facilement du matériel visuel que du matériel verbal. Une façon d'optimiser l'enregistrement et le rappel d'informations verbales est d'associer à chaque mot à mémoriser une phrase ou une image créée mentalement. La mémoire visuelle est fortement tributaire de nos capacités attentionnelles, car elle nécessite une analyse constante des éléments visuels qui nous entourent. Elle permet de retrouver sans problème l'emplacement d'objets divers, de se souvenir précisément des détails d'un tableau qui vient d'être vu ou de la tenue d'une personne qui vient d'être croisée.

L'attention est une fonction cognitive complexe qui est primordiale dans le comportement humain. La plupart des activités cérébrales requièrent une forte concentration, aussi bien pour la mémorisation d'une information, la compréhension d'un texte, que la recherche d'une chose donnée. En effet, à chaque instant, un nombre plus ou moins important d'informations de notre environnement se présente à nos sens. Or, il est impossible de traiter en détail toutes ces informations simultanément. C'est l'attention sélective qui va permettre de sélectionner parmi toutes ces informations, celles à traiter prioritairement, en fonction de leur pertinence pour l'action ou par rapport à nos attentes. Elle permet de se focaliser sur un élément en particulier en se coupant mentalement des autres éléments non pertinents, sans qu'il soit nécessaire pour autant de s'isoler physiquement. Elle est donc indispensable à l'action et au fonctionnement cognitif en général.

Les fonctions langagières assurent une compréhension et une expression orale et écrite, essentielles à l'humain, notamment pour sa communication avec autrui. Par exemple, dans la compréhension d'un texte écrit, nos capacités de raisonnement déductif et inductif sont impliquées pour nous permettre d'extraire du sens sur ce qui n'est pas expressément écrit. Ainsi, après lecture des phrases suivantes « J'ai rentré le linge ce matin. Il était trempé », on en déduit que le linge était étendu dehors et qu'il a beaucoup plu durant la nuit. On crée ce qu'on appelle des inférences, c'est-à-dire que grâce au raisonnement, on part d'une idée pour arriver à une autre idée qui lui est liée.
Les fonctions exécutives correspondent à des fonctions élaborées de logique, de stratégie, de planification, de résolution de problèmes et de raisonnement hypothético-déductif. La planification permet par exemple de définir un programme d'actions et à respecter des priorités sans se disperser. Cette capacité permet de hiérarchiser ses priorités en tenant compte des liens entre celles-ci et de la diversité des données concernées.

Lorsqu'on doit résoudre un problème, on passe habituellement par différentes étapes logiques :

– analyse du but que l'on cherche à atteindre

– analyse des éléments à prendre en compte tels que moyens disponibles, contraintes ou procédures à respecter

– évaluation des obstacles ou incidents pouvant survenir

– recherche des méthodes auxquelles recourir pour traiter les différents facteurs à intégrer

– évaluation comparée des effets probables des diverses solutions auxquelles on pense.

L'imagerie mentale est très importante dans la stratégie, puisqu'elle permet de se transposer dans la situation virtuelle du futur afin d'imaginer ou d'anticiper les scénarios possibles.

Les fonctions visuo-spatiales permettent de s'orienter dans l'espace, de percevoir les objets de notre environnement et de les organiser en une scène visuelle cohérente, d'imaginer mentalement un objet physiquement absent. L'imagerie mentale, par exemple, intervient activement dans les processus de pensée, dans le rêve, dans la résolution de problèmes (comme le calcul mental), dans l'anticipation des évènements (comme dans le jeu d'échecs), dans la mémorisation (des itinéraires par exemple), dans la compréhension d'une description verbale, dans le raisonnement, dans la reconnaissance d'objets présentés dans des orientations inhabituelles…

La mémoire est la fonction cognitive la plus largement sollicitée dans la plupart de nos actes. Elle intervient pour enregistrer ou rappeler des informations aussi diverses qu'un numéro de téléphone, ce que l'on a fait le dernier week-end, un rendez-vous, l'endroit où l'on a laissé ses clés, le nom de tel ustensile ou de telle personne présentée il y a peu, une date de l'histoire de France...

Elle participe également de façon essentielle à d'autres activités cognitives telles que la lecture, le raisonnement, le calcul mental, la création d'images mentales... Elle se trouve, en conséquence, continuellement mise à contribution de façon volontaire ou non, et permet de constituer en chacun de nous un stock de connaissances culturelles, de souvenirs personnels, de procédures motrices...

La mémoire constitue le passé de chacun, ou plutôt la connaissance de celui-ci, et permet ainsi à quiconque de posséder une identité.

La vision exposée par Gilles Marchand

Parmi les différentes activités mentales, la perception visuelle est au centre de notre quotidien : comment le cerveau transforme-t-il les signaux sensoriels en une perception cohérente du monde ? Comment pouvons-nous reconnaître des personnes et des objets familiers ? Les données apportées par la neuroanatomie sur la perception visuelle exposent de manière précise comment une image traitée par la rétine est transmise par les nerfs optiques jusqu'au cortex visuel primaire, dans le lobe occipital (à l'arrière du cerveau). Une fois la description des aires visuelles effectuée, les physiologistes doivent décrire le rôle de ces différentes aires. Certaines aires ou neurones sont-ils spécialisés dans le traitement d'un type spécifique d'information, ou le traitement est-il global ? Il apparaît effectivement que certains neurones sont plus sensibles à la couleur, d'autres à l'orientation des lignes. Le versant neurologique permet ainsi d'apporter des informations précieuses sur les différentes localisations, dans le cerveau, des traitements nécessaires à la vision. Les techniques d'imagerie cérébrale, comme l'IRM (imagerie par résonance magnétique), permettent de visualiser en temps réel l'activité du cerveau dans des tâches visuelles simples ou complexes. Mais le fait de comprendre les bases biologiques de cette activité ne suffit pas à comprendre comment on peut aboutir à la reconnaissance d'un objet, comment on arrive à distinguer un fauteuil Voltaire recouvert de velours d'une voiture de sport italienne.

Les chercheurs en psychologie cognitive peuvent, par l'élaboration de théories et d'expériences, apporter des réponses. Le psychologue anglais David Marr a développé dans les années 80 un modèle de la reconnaissance visuelle des objets : d'un traitement des composantes des traits (obliques, courbes...), on aboutit à une reconnaissance unifiée de l'objet, en deux puis en trois dimensions, dépendante puis indépendante du point de vue de l'observateur, et enfin à la recherche en mémoire du concept auquel cette image va être associée.
Il existe différents types d'altération de la reconnaissance visuelle. L'un d'entre eux est caractérisé par l'impossibilité de reconnaître les visages.

Après quarante ans de mariage, un patient ne reconnaît plus le visage de sa femme, le confond avec celui d'une autre personne et doit se baser sur sa voix, ou d'autres détails perceptifs, comme l'odeur de son parfum pour l'identifier. C'est l'observation clinique qui permet dans ce cas d'apporter de nombreuses informations sur le fonctionnement cognitif et cérébral. De nombreux outils de recherche, comme les tâches expérimentales ou les tests neuropsychologiques, complètent alors les techniques médicales. Face à certains patients, les neuropsychologues vont analyser quels mécanismes sont atteints, en utilisant entre autres les théories de chercheurs comme D. Marr. Le patient ne reconnaît-il pas les traits perceptifs du visage de sa femme, ou bien le problème vient-il de l'association d'un visage avec les connaissances sur l'épouse ?

En plus des cas cliniques isolés, la compréhension du fonctionnement mental provient aussi des études de groupe : de patients, mis en liaison par rapport à leur atteinte cérébrale ou leur comportement anormal. Mais il existe de nombreuses variations entre les individus : les répercussions comportementales peuvent être différentes pour une même lésion, tout comme un même dysfonctionnement cognitif peut découler de lésions localisées dans deux zones cérébrales. De plus, deux lésions ne sont jamais strictement identiques. Toutes ces contraintes obligent les chercheurs à s'intéresser également aux opérations mentales des personnes saines, aussi dans le cadre d'études de groupes, sélectionnés selon différents critères (âge, sexe, catégorie socioprofessionnelle, etc.). La conjonction des données issues de la neuroanatomie, la neurophysiologie, la psychologie cognitive et la neuropsychologie, permet d'augmenter notre connaissance sur le fonctionnement mental.

Le cerveau n'est pas figé par Cyrille Vaillend

Pour qu'un souvenir perdure, il faut réactiver ces connexions entre les différentes composantes d'un souvenir ; il est possible aussi qu'une partie seulement s'efface, sans doute l'averse plus que la piqûre dans notre exemple ! Le nombre de ramifications et de synapses d'un neurone n'est pas figé, bien au contraire : chaque neurone participant à un apprentissage voit son nombre de ramifications se modifier ; le cerveau est « plastique ». On pense que certaines connexions sont renforcées, d'autres diminuées, ce qui pourrait expliquer que certains éléments d'un souvenir vont être mémorisés de manière durable, tandis que d'autres vont être oubliés, ou difficiles à rappeler. Chez l'enfant de moins de 3 ans, cette explosion des connexions est spectaculaire ! Mais c'est en fait tout au long de la vie, et notamment au cours des processus d'apprentissage chez l'adulte, que des liens nouveaux se créent, disparaissent ou se transforment entre les neurones du cerveau.

Les modifications des contacts entre neurones ne sont pas les seuls éléments « plastiques » du cerveau. On a longtemps cru que le nombre de neurones d'un individu ne pouvait que décroître, les neurones morts n'étant pas remplacés. Ceci n'est pas vrai : chez l'adulte, il naît environ 10.000 neurones par jour dans une zone du cerveau appelée l'hippocampe, et cette neurogenèse semble pouvoir être favorisée par l'activité physique et cérébrale. Pour paraphraser un slogan bien connu : « le cerveau ne s'use que si l'on ne s'en sert pas » ! Pour maintenir son cerveau en forme, il faut le stimuler et favoriser ainsi le remodelage perpétuel des connexions synaptiques et la naissance de nouveaux neurones…

Si ces processus d'apprentissage et de mémoire sont liés à la capacité du cerveau à être plastique - à modifier constamment le nombre et l'efficacité des connexions entre neurones –le support biologique du retard mental repose-t-il sur une incapacité à assurer cette plasticité ? Pour répondre à cette question, il est important de préciser le lien entre l'activité électrique des neurones, les modifications de la forme et du nombre des synapses en fonction de cette activité, et les capacités d'apprentissage et de mémoire.

Cyrille Vaillend et ses collègues travaillent sur des maladies génétiques responsables d'un mauvais fonctionnement des synapses, qui empêche le cerveau de fonctionner correctement. Ils utilisent, comme on l'a dit, des souris génétiquement modifiées présentant tel ou tel comportement anormal, et tentent de déterminer la nature des mécanismes défectueux à l'origine de ces perturbations. Les anomalies cérébrales peuvent être étudiées à différentes échelles d'observation. A l'échelle globale, par IRM on peut déterminer quelle zone du cerveau est malformée chez une souris malade ou encore grâce à l'IRM fonctionnelle, qui commence à pouvoir s'appliquer sur de petits animaux comme la souris, on peut évaluer quelle zone est moins bien activée lors d'une tâche donnée ou suite à une activité électrique localisée.

Au niveau de la cellule, il est possible d'enregistrer l'activité électrique des neurones et des synapses, et d'évaluer les capacités du cerveau à augmenter ou diminuer de manière plastique cette activité. Enfin, à l'échelle microscopique, on peut étudier comment des variations de l'activité électrique des neurones ou une situation d'apprentissage peuvent conduire à la multiplication ou à des changements de forme des synapses. L'étude des souris présentant des anomalies comportementales liées à des gènes du retard mental nous a beaucoup appris sur ces phénomènes et il est clair aujourd'hui que dans de nombreux modèles de ces pathologies, ce nombre de contacts synaptique est souvent diminué, ou les contacts présentent des malformations ou des dysfonctions. Dans de nombreux cas, le retard mental pourrait donc s'apparenter à une « maladie de la synapse ».

Comment fonctionne le cerveau par Francisco Varela et Humberto Maturana

Les êtres vivants sont caractérisés par le fait qu'ils sont continuellement en train de s'auto-produire.

Ce système d'organisation est autopoïétique. Ce qui caractérise les êtres vivants, c'est que leur organisation est telle que leur seul produit est eux-même, et l'absence de séparation entre le producteur et le produit. L'être et le faire d'une unité autopoïétique sont inséparables, et c'est là leur mode particulier d'organisation.
L'évolution est une dérive naturelle, un produit de la conservation de l'autopoïèse et de l'adaptation.

L'évolution est en quelque sorte comme un bricoleur vagabond : il parcourt le monde collectant un fil ici, un morceau d'étain là, un morceau de bois là-bas, et il les combine en fonction de leur structure et des circonstances, sans aucune autre raison que la possibilité de leur combinaison. Et ainsi, au cours de son voyage, il produit des formes compliquées. Elles sont composées de parties harmonieusement interconnectées, produites non pas sous la contrainte du design mais à l'occasion d'une dérive naturelle. Ainsi, nous aussi, sans autre loi que la conservation d'une identité et de la capacité de reproduction, nous avons tous pris vie.

Le système nerveux est un système en changement structural continuel. Les changements ont lieu dans les ramifications finales et dans les synapses. Là, des changements moléculaires aboutissent à des changements d'efficacité des interactions synaptiques pouvant modifier radicalement l'ensemble du réseau neuronal.

Tout comportement est la contrepartie externe de la danse des relations interne à l'organisme.

Sur le plan de l'opération du système nerveux, il n'existe qu'une dérive structurale continue qui suive la voie dans laquelle se maintient, à chaque instant, le couplage structural de l'organisme à son milieu d'interactions.

Vivre constitue l'acte de connaître dans le domaine de l'existence. Vivre c'est connaître.

En tant qu'observateurs nous disons que des comportements sont "communicatifs" lorsqu'ils se produisent en couplage social, et nous désignons par communication la coordination comportementale observable qui en résulte.

Parler ne veut pas dire que l'on sera entendu.

La communication a lieu chaque fois qu'il y a une coordination comportementale dans un domaine de couplage structural.
C'est notre histoire d'interactions récurrentes qui rend possible notre dérive structurale ontogénique dans un couplage structural qui permet la coordination interpersonnelle d'actions. Cela prend place dans un monde que nous partageons, parce que nous l'avons spécifié collectivement au travers de nos actions.

L'esprit n'est pas quelque chose qui se trouve à l'intérieur de mon cerveau. La conscience et l'esprit appartiennent au domaine du couplage social. C'est le lieu même de leur dynamique. Et comme parties de la dynamique sociale humaine, l'esprit et la conscience opèrent comme des sélecteurs du chemin suivi par notre dérive structurale ontogénétique. De plus, comme nous existons dans le langage, les domaines de discours que nous générons deviennent une partie de notre domaine d'existence et constituent une partie de l'environnement dans lequel nous conservons notre identité et notre adaptation.

Si nous présupposons l'existence d'un monde objectif, indépendant des observateurs que nous sommes et accessible à notre connaissance grâce à notre cerveau, nous ne pouvons comprendre comment notre système nerveux fonctionne dans sa structure dynamique et peut produire une représentation de ce monde indépendant. Mais si nous ne présupposons pas un monde indépendant de nous en tant qu'observateur, il semble alors que nous acceptons que tout est relatif et tout est possible quand on nie l'existence de toute structure causale. Nous sommes par là confrontés au problème de comprendre comment notre expérience la praxis de notre vie est couplée à un monde environnant apparemment rempli de régularités qui résultent, à chaque instant, de nos histoires sociales et biologiques.

La connaissance de la connaissance nous oblige à adopter une attitude de vigilance permanente à l'égard de la tentation de la certitude. Elle nous oblige à reconnaître que la certitude n'est pas une preuve de vérité, que le monde que chacun peut voir n'est pas le monde mais un monde que nous faisons émerger avec les autres. Elle nous oblige à nous rendre compte que le monde serait différent si nous vivions différemment.

Tout ce que nous avons dit dans ce livre, par notre connaissance de notre connaissance, implique une éthique que nous ne pouvons éluder, une éthique dont le point de référence est dans la conscience de la structure biologique et sociale des êtres humains, une éthique qui découle de la réflexion humaine et qui met la réflexion humaine au centre de la constitution de tout phénomène social. Si nous savons que notre monde est nécessairement le monde que nous faisons émerger avec d'autres, à chaque fois que nous sommes en conflit avec un autre être humain avec qui nous souhaitons continuer de coexister, nous ne pouvons affirmer ce qui est pour nous certain (une vérité absolue) parce que cela reviendrait à nier l'autre personne. Si nous voulons coexister avec l'autre personne, nous devons voir que sa certitude aussi indésirable qu'elle puisse nous paraître est aussi légitime et valable que la nôtre parce que, comme la nôtre, elle exprime sa conservation du couplage structural dans un domaine de l'existence aussi indésirable qu'il puisse nous paraître.

Ainsi, la seule possibilité de coexister est d'embrasser une perspective plus large, un domaine de l'existence dans lequel les deux parties s'accordent dans l'émergence d'un monde commun. Un conflit est toujours une négation mutuelle. Il ne peut jamais se résoudre dans le domaine où il se développe si les protagonistes restent cramponnés à leurs certitudes. Il ne pourra être dépassé qu'en élaborant un autre domaine où la coexistence est possible. La connaissance de cette connaissance représente l'impératif social d'une éthique centrée sur l'humain.

Tout acte dans le langage fait émerger un monde créé avec les autres dans l'acte de la coexistence qui donne naissance à ce qui est humain. Tout ce qui sape l'acceptation des autres, depuis la compétition jusqu'à la possession de la vérité et d'une certitude idéologique, sape le processus social parce qu'il sape le processus biologique qui l'engendre.

Tout ce que nous faisons est une danse structurale dans la chorégraphie de la coexistence.

Nous affirmons qu'au coeur des problèmes que nous rencontrons aujourd'hui se trouve notre ignorance de l'acte de connaître. Ce n'est pas la connaissance, mais la connaissance de la connaissance qui nous y oblige. Ce n'est pas la connaissance qu'une bombe tue mais ce que nous voulons faire avec la bombe, qui détermine si nous allons l'utiliser ou non. Habituellement nous l'ignorons ou la rejetons, éludant la responsabilité de nos actions quotidiennes, alors que nos actions toutes sans exception participent au processus qui consiste à faire émerger le monde où nous devenons ce que nous devenons avec d'autres. Aveugles à la transparence de nos actions, nous confondons l'image que nous voulons projeter avec l'être que nous voulons devenir.

L'image holographique du fonctionnement cérébral

D'autres articles sur le cerveau

BIBLIOGRAPHIE

Imaginer, une fonction cérébrale spontanée et permanente

Robert Paris — 2018-07-02T22:40:00Z

Imaginer, une fonction cérébrale spontanée et permanente

Notre cerveau est sans cesse en train d'inventer, de broder, de proposer, de créer, d'imaginer. Il suffit que nous soyons en train de taper un texte mot à mot pour qu'il suggère des propositions de mots qui n'y sont pas pour compléter une phrase que nous n'avons pas fini de lire ou que nous avons lue sans attention suffisante. Il suffit que nous regardions des gens d'un peu loin pour qu'il nous suggère que ce sont des personnes de notre connaissance. Il suffit que nous soyons dans une situation inattendue pour qu'il suggère des interprétations diverses pouvant l'expliquer. Il suffit que nous évoquions la journée qui va venir pour qu'il brode des scénarios possibles. Il suffit que nous recevions une lettre pour qu'il tente de décrypter les envoyeurs possibles. Nous ne cessons jamais de broder, d'inventer, de donner des réponses aux questions alors que nous ne disposons pas réellement de la réponse, que nous complétions ce qui manque dans nos données alors que nous ne pouvons pas réellement le faire.

Ce n'est pas un défaut de caractère. Cela ne signifie pas que vous soyez particulièrement imaginatif, même si cela existe. Ce sont tous les êtres possédant un cerveau qui détiennent cette particularité imaginative, même si son degré peut varier.

Et d'abord, ce degré varie au cours de la journée, car l'imagination est particulièrement débridée durant les rêves, ce qui montre bien que ce n'est pas une volonté de la conscience qui provoque cette imagination, mais qu'elle agit au contraire automatiquement et spontanément.

Le fait que l'imagination soit actionnée spontanément et même automatiquement est démontré aussi quand elle ne l'est pas. Ainsi, dès que nous voyons un visage humain ou son image, est actionné le mode de reconnaissance des visages qui imagine qui cela pourrait être si c'était quelqu'un de connu. Si ce visage est vu à l'envers, ce mode de reconnaissance par la comparaison et l'imagination n'est pas actionné

Tous nos sens ne se contentent pas de ce qu'ils voient. Ils sont pilotés par un cerveau qui interprète, qui complète les informations insuffisantes, qui rajoute des éléments manquants à l'information, qui décide la transformation des images, qui crée de la continuité et du sens là où il n'y en a pas ou là il en manque.

Certains auteurs affirment que nos sens nous placent au niveau des faits mais aucun de nos sens ne fonctionne bien sûr indépendamment du cerveau et ce dernier ne fonctionne jamais sur la seule base des faits. Un simple regard, un simple toucher, une simple odeur, une simple sensation de température, une sensation de courant d'air, un simple son, etc., ne peut être perçu sans que le cerveau propose immédiatement d'y rajouter des remarques, des options, des explications, de broder sur ce qu'il sait de la réalité.

L'imagination n'est pas un attribut secondaire mais une fonction essentielle du cerveau. En effet, c'est elle qui nous permet de « voir » ce que nous ne voyons pas vraiment, de penser sur l'inconnu, de mettre un nom sur un objet, de penser sur l'inconnu, d'élaborer des hypothèses, de nous préparer à des situations à venir, de rêver, de construire des scénarios, etc.

Sans l'imagination, nous ne pouvons pas penser à un objet ou à une situation qui n'est pas directement devant nous, que nous ne pouvons pas immédiatement voir, toucher, sentir, entendre… Sans l'imagination, nous ne pouvons pas, en restant immobiles et les yeux fermés, repenser à tout ce qui nous entoure. Sans l'imagination, nous ne pouvons pas penser le monde qui nous entoure, nous ne pouvons pas bâtir des concepts, des raisonnements. Dès que nous racontons à quelqu'un ce qui nous est arrivé, notre imagination nous conduit autant que les faits réels. Sans notre imagination, cela n'aurait aucun sens de discuter de faits qui ne sont pas devant nous, tout ce qui n'est pas dans notre champ direct cessant complètement d'exister.

On peut imaginer toutes sortes de choses : des formes, des couleurs, des mouvements, des gestes, des situations, des sentiments, des pensées, des sons, des mots, des scénarios, des hypothèses, etc. On a beaucoup discuté sur la place de l'imagination dans les théories et expériences des savants (on doit imaginer les expériences autant que les concepts, les paramètres, les particules, les lois, etc.) et on sait sa place pour tous les artistes. Mais elle est nécessaire pour tous les humains. Elle leur est nécessaire pour vivre !

Les êtres humains ont développé de multiples moyens pour stimuler leur imagination, comme ils peuvent aussi stimuler leurs sens ou d'autres fonctions. Ainsi, le manque de sommeil, l'excès de café ou les drogues peuvent favoriser cette fonction cérébrale.

La fonction que nous appelons « imagination » n'agit pas librement sur nos images cérébrales car cette fonction est combattue par une autre qui lui est couplée et que l'on pourrait appeler « raison ». Cette dernière nous dit que telle ou telle proposition de l'imagination est à rejeter car non conforme à ce que nous pensons savoir du monde, à ce que nous estimons possible, à ce qui nous semble raisonnablement vraisemblable.

Le couple contradictoire imagination/raison fonctionne sans cesse de manière dialectique, chacun combattant l'autre, au cours de la journée consciente des êtres humains. La nuit, l'imagination semble seule au pouvoir dans les rêves. En réalité, c'est la fonction dominante du couple qui s'échange. Dans les rêves, l'imagination domine et dans la journée consciente, c'est la raison qui domine.

Ce qui nous a permis d'en savoir plus sur la fonction « imagination », ce sont tous les cas de dysfonctionnements du cerveau qu'ils soient de naissance ou dus à des accidents.

Que se passe-t-il dans un cerveau sans imagination ou à faible imagination ?

Imaginons… que nous en restions à ce que nous savons vraiment. Il ne resterait pas grand-chose. Pour penser à tel ou tel état de nos fonctions cérébrales il faut d'ailleurs une sacrée dose d'imagination ! Ce que nous sommes, nous humains, nous le devons grandement à l'imagination.

Sans l'imagination, nous ne pouvons pas, par exemple, mettre un nom sur les choses. La chosification du monde est déjà un produit de l'imagination humaine. « La chaise », « la table », « le repas » ou encore « le sommeil » et même « le soleil » e n sont des produits. Le soleil que l'on observe n'est pas le concept de soleil. D'ailleurs nous ne pouvons voir en continu le soleil et il n'existerait plus pour nous dès que nous clignons des yeux. Il y a discontinuité même quand on croit sentir et vivre dans la continuité. C'est notre cerveau qui invente cette continuité apparente, qu'elle soit logique, spatiale ou temporelle, en fait partout où il y a discontinuité réelle.

Quel mécanisme cérébral est à l'œuvre dans cette fonction « imagination » ? Y a-t-il une zone cérébrale ou un réseau neuronal que l'on pourrait appeler « fabula » ?

La première zone qui ait été découverte en ce sens est le « cingula » ou aire cingulaire du cortex cérébral.

Il y a débat permanent à l'intérieur de chaque crâne humain. C'est même le fondement de l'intelligence humaine. C'est de manière automatique que notre cerveau répond à toute information par une interprétation fournie par le cingula. Mais cette interprétation n'a rien d'intelligente. Elle est généralement absurde. C'est la réponse contradictoire du cerveau qui permet que cette interprétation, après une série de contradictions et de confrontations avec tout ce que le cerveau croit savoir sur les circonstances.
La partie du cerveau appelée cingula proposerait sans cesse des interprétations hurluberlus de tout ce que nous voyons et de tout ce qui nous arrive, les proposerait au cerveau qui les comparerait à tout ce qu'il sait et à tout ce dont il se souvient d'avoir vécu ou croit avoir compris. L'hypothèse serait rejetée si elle ne correspond pas à plusieurs pré-établis.

La partie du cerveau appelée cingula proposerait sans cesse des interprétations hurluberlus de tout ce que nous voyons et de tout ce qui nous arrive, les proposerait au cerveau qui les comparerait à tout ce qu'il sait et à tout ce dont il se souvient d'avoir vécu ou croit avoir compris. L'hypothèse serait rejetée si elle ne correspond pas à plusieurs pré-établis.

Dans « Science et vie » de juin 2008, on peut lire que les fabulations sont une forme de faux souvenirs qui n'apparaissent que dans des situations pathologiques. Elles sont fréquemment observées chez des patients amnésiques mais peuvent l'être également chez les schizophrènes ou les malades d'Alzheimer par exemple. S'ils fabulent, c'est que ces patients ont perdu un des processus fondamentaux qui accompagne normalement la récupération des souvenirs. Selon Martin Conway, quand nous reconstruisons un souvenir, nous suivons deux impératifs : la cohérence de soi, mais aussi le principe de réalité. Ces deux principes agissent de manière contradictoire mais aussi combinée. Ils produisent une mémoire qui n'est pas une simple conservation mais une construction permanente et dynamique. Sous son action, le passé perçu par notre mémoire change sans cesse, est reconstruit en fonction du présent et du futur. Il permet de concevoir un futur. Ce dernier nous est indispensable car nous sommes un être qui a besoin de se projeter dans l'avenir. La « cohérence de soi », c'est celle des multiples récits possibles inventés par notre imaginaire. Dès qu'un fait nouveau se produit, l'automatisme de notre cerveau, en particulier le cingula, produit immédiatement un « pourquoi ». Ces divers « pourquoi » peuvent être cohérents sans correspondre à la réalité vécue. C'est là que se niche le « principe de réalité » qui écarte les versions trop étranges. La contradiction entre logique interne et informations externes produit donc une dialectique dynamique. Ce n'est pas un simple dialogue mais une contradiction permanente dans laquelle l'essentiel des thèses produites par notre cerveau sont détruites et rejetées, ou au moins sont inhibées ou encore cachées et abandonnées momentanément. Lorsque nous ne sommes plus capables de mener ce combat permanent, nous sommes livrés aux versions internes et à leur logique fermée. Pascale Piolino explique que « les patients fabulateurs n'ont plus ce principe de réalité et acceptent tout ce qui leur vient de leur esprit. » De là vient, aussi, le caractère obsessionnel de la maladie des paranoïaques. Ces malades sont parfaitement logiques de leur point de vue. Tous les événements de leur vie ont une logique : on leur en veut. La réalité ne peut plus mener son combat dialectique. En effet, la contradiction n'est pas destructrice mais dialectique. Elle sélectionne parmi les multiples produits approximatifs et imaginaires du cingula ceux qui se conforment à l'observation. En somme, la contradiction entre « principe de réalité » et « cohérence de soi » n'est pas pathologique. C'est son absence qui l'est. La fabulation provient du fait que l'influence externe est inhibée par la crainte. Les fabulations sont des versions inventées en interne sur des soi disant faits externes. Par contre, dans le fonctionnement normal, la cohérence interne, la conservation interne, n'est pas un objectif sensé fonctionner seul mais de manière contradictoire avec les informations liées à l'environnement.

D'autre part, ces études nous apprennent que l'imaginaire, le mensonger éventuellement, n'est pas remise en cause de l'individu mais, au contraire, il vient rassurer, conforter l'individu. Il est aussi nécessaire que la réalité. Son absence serait tout aussi pathologique. L'imaginaire, la construction et même l'invention du passé, est indispensable à la construction de l'identité individuelle qui est très loin de ne se fonder que sur des faits réels. Nos souvenirs sont systématiquement (par automatisme cérébral) infectés par des interprétations et des introductions de faux souvenirs ou de fausses explications qui ont un rôle, celui de donner une cohérence d'ensemble. La continuité n'a rien de réelle. Elle est un produit imaginaire. Elle rempli les trous. Non seulement ceux de la mémoire des faits réels mais aussi les trous de la compréhension des événements. Nous bâtissons une logique continue du passé, là où nous ne percevons que des bribes dont les liens ne nous apparaissent pas. « Notre mémoire autobiographique – nos souvenirs, infidèles au réel, imprégnés de fiction – est tout aussi essentielle à notre « moi de demain ». C'est ce qu'a démontré l'utilisation de l'imagerie cérébrale complétant la psychologie cognitive. L'imagerie cérébrale le montre sans appel : la mémoire est le laboratoire où s'invente notre futur. Cela va à l'encontre de l'image de réservoir figé que nous en avions. C'est le même système neuro-cognitif qui sous-tendrait le voyage dans le temps, vers le passé et vers le futur, comme l'a montré l'équipe de Lilianne Manning. L'imagerie cérébrale montre que ce sont les mêmes zones qui sont activées par des exercices d'évocation du passé et par des exercices d'imagination portée vers des actions futures. Ces expériences montrent que « sans notre répertoire de souvenirs construits et reconstruits nous ne pouvons pas nous projeter dans l'avenir.

Pour nous le passé n'est pas seulement du passé, quelque chose sur lequel on ne peut plus revenir, qu'on ne peut plus modifier, qui est figé et condamné à se perdre progressivement. C'est une construction tournée vers l'avenir. Il n'y pas de succession linéaire du passé vers le futur en passant par le présent mais une interpénétration contradictoire du passé et de l'avenir sans laquelle le présent n'aurait plus de sens. Le souvenir permet de réactualiser un événement du passé que nous faisons semblant de revivre pour nous en approprier les apports. Mais il ne s'agit pas d'une simple évocation gratuite. C'est un besoin nécessité par les questions présentes et à venir que pose notre cerveau. Le caractère dynamique du fonctionnement cérébral, fondé sur le virtuel, sans cesse en construction, sans cesse en contradiction est donc général. Le passé n'agit pas comme un substrat inerte, inchangé et inchangeable. Nous pouvons agir sur notre passé afin de donner un sens au présent et de préparer l'avenir, et nous ne cessons pas de le faire. Nos pertes de mémoire liées à l'âge peuvent parfaitement n'avoir rien de purement physiologique. Elles peuvent découler du fait que l'individu ne se projette plus dans l'avenir, n'a plus de projets. Du coup, il cesse partiellement de faire appel à ses souvenirs en vue d'actions futures. La mémoire qui n'est plus reconstruite perd de plus d'éléments. On conçoit ainsi qu'elle ne ressemble en rien à une simple conservation.

En cas d'amnésie sévère, ce n'est pas seulement le passé qui est affecté : c'est le présent et le futur. L'individu malade ne dispose plus des références indispensables Non seulement il peut ne plus reconnaître des individus, des situations mais il peut ne plus reconnaître des comportements simples et devenir indifférent à son entourage. Ce n'est pas seulement une connaissance du passé qui lui fait défaut. C'est la possibilité d'actionner le mécanisme par lequel la mémoire construit des fictions à partir d'évocations du passé afin de réaliser des projets. Et sans cette possibilité de modifier le passé pas de possibilité de construire un avenir. Les anciens ne perdent pas le passé, ils le conservent et, en le conservant, ils se ferment la possibilité de se projeter vers le futur. C'est ce qu'a démontré notamment l'équipe de Lilianne Manning de neuropsychologie de Strasbourg, la psychologue canadienne Endel Tulving, le professeur Martin Conway de Leeds (Angleterre), Eleanore Maguire de Londres, Aikaterini Potopoulou de Londres, Pascale Piolino de Paris, le professeur Daniel Schacter de Harvard, les neuropsychologues américains Randy Buckner et Daniel Caroll, le professeur Martial Van Der Linden de Genève et le professeur Arnaud D'Argembeau de Liège.

Citons les :

« La possibilité d'utiliser des événements du passé pour se projeter dans l'avenir est un fonction cruciale du cerveau. » dit Lilianne Manning.
« Tout le monde ne fabrique pas des faux souvenirs. Cela dépend notamment des capacités d'imagerie mentale de chacun. Les individus chez qui elles sont importantes ont plus de mal à faire la part des choses entre ce qu'ils ont imaginé et ce qu'ils ont vécu. » affirme Martial Van Der Linden.
« Nous extrayons des éléments d'expériences vécues et les recombinons pour simuler, imaginer notre futur. » explique Arnaud d'Argembeau.

On sait dorénavant que le réaménagement à chaque moment de notre passé, de l'ensemble de nos connaissances et de nos expériences mémorisées (c'est-à-dire qui ont été réévoquées dans un passé pas trop ancien) est un élément déterminant de notre personnalité. Une personne qui déprécie sa propre valeur du fait d'une dépression va se souvenir de tous les faits du passé qui confirment sa mauvaise appréciation d'elle-même. Pascale Piolino explique que « Nous complétons nos souvenirs vagues en nous appuyant sur des choses que nous savons de nous-mêmes, le but étant que le tout soit cohérent. »

Des spécialistes ont pu utiliser l'imagerie cérébrale dans les expériences de psychologie cognitive pour mettre en évidence des circuits concernés dans ce type de fonctionnement. Ils ont montré que le même type de circuit est concerné par l'évocation du passé que par celle du futur : un circuit passant par le cortex préfrontal antéro-médian et l'hippocampe.

Le cingula est-il dans une zone « faite pour » imaginer ? Pas du tout ! Il semblerait même que la fonction de base de sa zone soit dans la perception subjective de la douleur.

Mais le cortex cingulaire n'est pas le seul impliqué dans l'imagination.

C'est le cortex préfrontal qui est relié d'une manière générale à l'imagination. Cette fois, il s'agit de la fonction dialectiquement contraire. Le cortex préfrontal modère, inhibe ou bloque notre imagination ! Le cortex préfrontal rostral (CPFR ou aire de Brodmann 10) gère particulièrement l'imagination.

Des scientifiques de l'université de Dartmouth ont réalisé des IRM sur des cerveaux de volontaires durant un exercice mental. Ils ont ainsi réussi à créer une carte cérébrale des régions impliquées lorsque ces sujets étaient en plein processus imaginatif visuel.

Au cours de ces travaux publiés dans la revue PNAS, les chercheurs ont mené des examens IRM sur les cerveaux de 16 patients. Pendant ce temps, ils ont demandé aux volontaires d'effectuer des exercices mentaux, consistants à analyser des images et à les recomposer mentalement, soit en les déstructurant, soit pour en assembler de nouvelles. L'IRM a ainsi permis de cartographier quelles zones du cerveau étaient activées par cet exercice.

"Nos résultats nous rapprochent de la compréhension de l'organisation de notre cerveau, et comment il nous sépare des autres espèces, et nous fournit un terrain intellectuel aussi riche pour pouvoir penser librement et de façon créative" explique dans un communiqué Alex Shlegel, auteur de l'étude. "Comprendre ces différences nous donnera des indices sur l'origine de la créativité humaine et peut-être nous permettra de récréer ces schémas chez les machines".

La théorie de "l'espace de travail mental" n'est pas nouvelle en neurosciences, mais elle est très difficile à prouver. L'équipe s'est donc intéressée au penchant visuel de l'imagination, qui requiert la création d'une image totalement nouvelle, et donc une activité cérébrale puissante. Leurs résultats ont permis de mettre en évidence de 11 régions impliquées dans ce processus. Parmi ces régions, figurent notamment le lobe occipital et le précuneus.

Le lobe occipital héberge la plus grande partie du cortex visuel et permet le traitement de l'information qui arrive par nos yeux. Mais en plus de cette fonction, celui-ci joue également un rôle dans la création d'images mentales, expliquent les chercheurs. Le précuneus est lui, une région qui sert entre autres à la représentation spatiale de l'environnement, et par exemple à "calculer" à l'avance nos mouvements. C'est une des régions les plus connectées de notre cerveau.

Des études ont d'ailleurs démontré que le précuneus était plus gros chez l'humain que chez n'importe quel autre animal. Or, les IRM ont démontré que cette zone était également très impliquée lors des exercices mentaux. Cette découverte constitue ainsi une nouvelle avancée vers la compréhension du processus complexe et unique qu'est l'imagination. Mais il faudra encore poursuivre les recherches avant de pouvoir préciser le rôle joué par chacune de ces structures.

L'imaginaire, nouvelle réalité scientifique ?

Lire ici sur le cortex préfrontal

Lire ici sur le cortex cingulaire antérieur responsable des la perception subjective de la douleur

Lire ici sur le gyrus cingulaire

Lire ici sur la cartographie cérébrale des états de conscience

Lire ici sur le cortex insulaire ou insula

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Comment allons-nous comprendre le fonctionnement du cerveau ?

Robert Paris — 2018-06-30T22:35:00Z

Comment allons-nous comprendre le fonctionnement du cerveau ?

Le cerveau reste un grand inconnu dans la physiologie et la psychologie humaines et même l'un des plus grands de toutes les questions scientifiques non résolues.

Cet organe principal de l'être humain a été examiné sous toutes les coutures depuis des décennies et pourtant on peut dire que ses secrets essentiels de fonctionnement restent bien gardés. On ne sait même pas d'où viendront les révélations nouvelles, de quelles disciplines, de quelles observations, de quelles méthodes, de quel type de recherche. On est tout à fait dans le noir de ce côté-là.

Est-ce que cela proviendra de la compréhension des transmissions électriques ou chimiques inter-neuronales, de l'étude de la structure des neurones, la visualisation des zones activées du cerveau, de la compréhension du tissus qui couvre l'ensemble du cerveau, de la génétique ou l'épigénétique du développement du cerveau, de la modélisation informatique des liaisons du cerveau, de l'étude des comportements des singes, de la comparaison des cerveaux de l'homo sapiens et des autres hominidés ?

Essayons de rappeler ce que nous savons de fondamental ainsi que ce qui nous semble manquer dans notre compréhension du fonctionnement cérébral…

Nous savons que le cerveau d'un être humain est un outil indispensable et que l'être humain meurt s'il est séparé du cerveau. Nous savons donc qu'il y a une unité corps-cerveau qui est produite au cours du développement de l'embryon. Pas d'explication du cerveau qui soit séparée de celle de la construction du corps. Les deux se sont constitués simultanément en liaison l'un avec l'autre. Aucune partie du corps n'est séparée du cerveau. Toutes les parties du corps sont nées en même temps que des parties du cerveau et réciproquement.

Nous savons non seulement que l'ensemble corps/cerveau est un tout mais également que le cerveau lui-même est un tout, ce qui signifie qu'il y a des zones spécifiques, des hémisphères, des particularités de chacune des couches en oignon, des particularités des trois parties successives emboitées du cerveau qui semblent représenter des étapes de l'évolution, mais que toutes ces subdivisions ne signifient nullement des parties avec des séparations étanches, indépendantes les unes des autres. Quand une zone d'un hémisphère est vouée à une activité, elle utilise d'autres zones du cerveau pour être activée, pour fonctionner. Quand un hémisphère cérébral est particulièrement dédié à une fonction ou à une capacité, cela ne veut pas dire que l'autre hémisphère n'est pas concerné par cette fonction ou cette capacité. Tout est connecté. Le cerveau est un ensemble interconnecté, interdépendant, un tout inséparable.

Nous savons bien sûr que l'unité de base des messages qui circulent dans le cerveau est le neurone et cependant nous savons aussi que le réductionnisme du neurone ne fonctionne pas, et pas davantage le réductionnisme du réseau neuronal, ni celui de la carte de relations inter-neuronales, ni encore le message électrique seul (puisqu'existe également le message chimique échangé par les synapses).

Nous ne savons pas lire les messages électriques des neurones et pas davantage les messages chimiques. Nous avons certes distingués divers rythmes de ces messages mais nous ne savons pas comment le cerveau les décrypte et aucune étude du cerveau n'est parvenue à nous répondre sur ce point.

L'image du cerveau découpé en zones n'a pas davantage résolu le problème que celle du cerveau-ordinateur, ou que celle du cerveau émetteur-récepteur de messages électriques, ou encore celle des cartes de relations inter-réseaux neuronales, et on en passe des hypothèses de fonctionnement cérébral qui ont été successivement abandonnées…

On est contraints de reconnaitre que le cerveau existe avec des niveaux d'organisation de structures multiples, intégrés, interactifs, interdépendants et pas avec un seul niveau fondamental. Le cerveau n'est ni tout neurone, ni tout réseau de neurones, ni tout carte neuronale, ni tout synapse, ni tout zone cérébrale, ni tout couche cérébrale, ni tout hémisphère cérébral. Ces niveaux sont tous fondamentaux en un sens et le sont en même temps. Et ces niveaux de structure sont également reliés au niveau global. Le cerveau est lui-même une unité, un niveau. Mais ce n'est pas non plus un niveau qui commande tout. Personne ne commande l'ensemble. Un hémisphère est le plus souvent dominant mais pas toujours. Un hémisphère a un rôle fondamental dans telle ou telle fonction, dans telle ou telle capacité, mais pas tout le temps ni tout seul.

Toutes les actions, toutes les voies de celles-ci, toutes les méthodes d'action sont doublées, triplées, etc., le cerveau passant par plusieurs chemins pour faire la même chose ou à peu près. Le mécanisme n'agit pas du tout à l'économie de moyens. Tout ce qui peut fonctionner, en étant nourri, en recevant de l'énergie, vivra et fonctionnera : voilà le seul principe de construction et de fonctionnement.

L'électricité qui parcourt les circuits neuronaux les nourrit, envoie aux neurones, ces cellules vivantes, de l'énergie, des moyens de subsistance et des messages de survie qui permettent à la cellule nerveuse de ne pas s'auto-détruire par apoptose (ou suicide cellulaire).

La capacité du corps humain de se bâtir un cerveau, tout en bâtissant un corps a été explicitée justement par l'apoptose. En effet, ce qu'Ameisen appelle « la sculpture du corps par suicide cellulaire » est le mode de construction fondamental du cerveau. En effet, la formation des liaisons neuronales n'est nullement programmée génétiquement. Elle se constitue progressivement dans l'embryon au cours du développement de l'individu.

Les cellules nerveuses et leurs liaisons naissent et se développent dans un grand désordre et la plupart d'entre elles vont très rapidement disparaître dans l'embryon parce qu'elles ne contribuent pas à relier le cerveau au corps. C'est cette liaison qui va construire le plan du cerveau. Ce plan n'est pas inscrit dans les gènes, dans l'ADN, ni dans aucun niveau de structure préexistante au processus de fabrication de l'individu. Le cerveau est reconstruit pour chaque individu !

La formation du cerveau humain est un processus auto-organisé et le fonctionnement de celui-ci est un pilotage des lois du chaos déterministe !!!

Qu'est-ce que le cerveau humain

Qu'est-ce que le cerveau dynamique ?

Le cerveau, ou le pilotage du chaos des interactions neuronales

Comment se construit un cerveau humain ?

Le dialogue des deux hémisphères du cerveau

Le cerveau, cet inconnu

Ce que nous savons et ne savons pas sur le cerveau humain et son fonctionnement

D'où vient l'intelligence humaine ?

Cerveau et dialectique

Pourquoi les hommes n'ont pas envie de reconnaître que leur cerveau est un produit aléatoire de l'évolution…

Pas d'évolution linéaire de la taille du cerveau humain

Comment fonctionne le cerveau humain pour nous permettre de connaître le monde ?

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Le chaos du coeur : la régularité, c'est la maladie et le chaos, c'est la santé !

Robert Paris — 2017-03-07T00:51:00Z

La régularité, c'est la maladie et le chaos, c'est la santé !

Mais le chaos n'est pas synonyme du désordre, c'est une dialectique très fine de l'ordre et du désordre imbriqués et un ordre très difficile à percevoir et à distinguer du désordre.

Il est aussi difficile à distinguer de l'ordre. Au premier abord, on pourrait croire que c'est même une répétition périodique du même message... Mais ce n'est nullement le cas.

C'est l'ordre le plus solide car c'est l'ordre intégrant des désordres...

Le rythme cardiaque

Inspirées par la théorie du chaos, de nombreuses études se sont penchées sur les éventuelles caractéristiques chaotiques du rythme cardiaque, tel qu'on l'observe par électrocardiogramme. On a comparé les résultats obtenus chez des sujets sains avec ceux de sujets atteints de pathologies cardiaques. La conclusion (il y faudrait bien sûr plus de nuances) est que le rythme cardiaque sain présente une composante chaotique alors que les rythmes très réguliers sont associés à des pathologies. L'explication vient de ce qu'un rythme cardiaque exactement périodique serait peu robuste : la moindre perturbation entraînerait une désynchronisation entre le rythme cardiaque et le rythme respiratoire. Qu'en est-il pour un régime chaotique ? La sensibilité aux conditions initiales des systèmes chaotiques, responsable de leur imprédictibilité à long terme, peut aussi apparaître comme un avantage exploitable au sens où une très faible influence extérieure peut suffire à modifier qualitativement le comportement. Cette constatation a mené à l'idée du contrôle d'une dynamique chaotique à l'aide de perturbations extérieures soigneusement choisies. Dans les systèmes vivants, les mécanismes de régulation réalisant ce contrôle ont pu se mettre en place au cours de l'évolution, par sélection naturelle. Il semble donc que le rythme cardiaque illustre cette possibilité de stabiliser un régime chaotique sur une trajectoire approximativement périodique, tout en gardant « en réserve » toute la sensibilité et la richesse de la dynamique chaotique pour mieux réagir aux perturbations et s'adapter plus rapidement aux changements extérieurs. La diminution du caractère chaotique du rythme cardiaque est ainsi un signe clinique inquiétant, indiquant un risque de moindre adaptabilité et de moindre robustesse. Cependant, on voit là un exemple des nuances à apporter quand on parle de chaos en biologie : ce seront souvent des versions plus sophistiquées ou hybrides de dynamiques chaotiques qui seront rencontrées.

Qu'est-ce que que le chaos déterministe

Le chaos déterministe du rythme du coeur

« Comment le chaos peut-il envahir un organe comme le coeur ? Pourquoi un rythme qui a été régulier pendant une vie entière, soit plus de 2 milliards de cycles ininterrompus, se détraque-t-il soudain pour s'engager dans une frénésie incontrôlée, puis fatale ?
Au MIT, le physicien et cardiologue Richard COHEN a réalisé sur ordinateur une simulation des rythmes cardiaques et découvert que le doublement de période est la clé de l'apparition d'une crise cardiaque.
Dans un coeur normal, des impulsions électriques se répandent de manière régulière dans les fibres musculaires qui forcent le ventricule du coeur à se contracter et à pomper le sang. Une fois contractées, les fibres musculaires sont insensibles aux signaux électriques. Les médecins qualifient cette période de réfractaire. Selon la théorie, ce sont les variations de la période réfractaire d'une zone du ventricule du coeur à une autre qui sont la cause de la fibrillation, de la contraction spasmodique d'une crise cardiaque.

Afin d'éprouver cette théorie, Cohen et son équipe ont fait varier les périodes réfractaires de leur modèle et découvert que les troubles commençaient lorsqu'un groupe de fibres musculaires du coeur avait une période réfractaire plus longue que l'intervalle entre les battements. A cause de leur période réfractaire, ces fibres cardiaques asynchrones pouvaient être stimulées de manière à ne se contracter qu'un battement sur deux. De ce fait, des impulsions électriques provenant du coeur contracté se brisaient de part et d'autre de ces fibres déphasées telle l'eau contournant une pierre et générant de la turbulence. En augmentant légèrement les périodes réfractaires de quelques fibres, il était possible d'amener le coeur à avoir un comportement de doublement de période jusqu'à ce que, au-delà d'une valeur critique de période réfractaire, le muscle cardiaque entre dans le chaos le plus total.

A l'université McGill de Montréal, le physiologiste Léon GLASS, a utilisé un groupe de cellules de coeur de poulet battant spontanément qu'il a stimulé de manière périodique en leur appliquant un choc électrique régulier. Le résultat obtenu a été un doublement continu de la période entre battements réguliers jusqu'à atteindre le chaos.

Ces expériences suggèrent que la fibrillation dans un corps humain peut être provoquée par l'apparition de foyers anormaux secondaires à l'intérieur du corps, lesquels donnent des impulsions qui entrent en conflit avec le rythme propre au muscle cardiaque. L'interaction entre ces impulsions secondaires et le rythme principal met le coeur dans un état chaotique qui entraîne la fibrillation. Celle-ci est donc une maladie "dynamique". Elle survient parce que le coeur est un système qui à partir d'un battement normal, peut cesser de battre ou battre de manière nouvelle et imprévue. La fibrillation est une forme de chaos stable, qui ne disparaît pas de lui-même. Seule une décharge électrique produite par un appareil de défribrillation à travers le thorax du patient peut ramener le coeur à son état normal.

Certains physiologues pensent qu'une certaine dose de chaos est nécessaire au bon fonctionnement du corps. Ainsi des chercheurs tentent de mettre au point une application "chaotique" qui pourrait soulager les épileptiques. Chez ces derniers, les crises sont apparemment liées à de grands "pics" électriques dans le cerveau, comme si un grand nombre de neurones se déchargeaient en même temps. En évitant ces "pics", c'est à dire en imprimant aux neurones un comportement plus chaotique et aléatoire, on pourrait peut-être supprimer ces crises. L'idée est de "chatouiller" le cerveau en lui appliquant de petites impulsions électriques de façon à déclencher un comportement plus chaotique des neurones. Le chaos remplirait alors paradoxalement une fonction de régulation et de « contrôle ! »

D'après l'ouvrage de James Gleick "La Théorie du Chaos"

En 1914, chercheur à l'université Mac Gill de Montréal, Georges Mines conçoit un appareil capable d'envoyer dans le cœur de petites impulsions électriques bien réglées. On le retrouvera atteint par une crise cardiaque due au fait qu'il a essayé sur lui-même son appareil. Mais ce qui en résulte de manière certaine, c'est qu'une petite impulsion peut entraîner un grand effet puisque le cœur s'arrête. Dans le cas de Mines, un petit choc a entraîné une fibrillation. C'est une maladie cardiaque grave puisqu'elle entraîne la mort et les cardiologues peinent à la combattre. Bien sûr, Mines ne jouait pas à s'électrocuter. Sa grande idée et qu'il a développé théoriquement était que si une petite impulsion peut détraquer le mécanisme cardiaque, une autre peut le rétablir. Sur les pas de Mines, soixante ans plus tard, des centaines de chercheurs vont étudier le petit choc électrique permettant d'entraîner une défibrillation, c'est-à-dire de ramener le cœur par un choc brutal à l'équilibre. L'étape suivante, c'est un modèle mathématique du battement cardiaque. Ce sont les chercheurs Van der Pol et Van der Mark qui le trouvent en 1920. Il y a un petit point auquel personne ne prêtera attention à l'époque : leur modèle entraîne le chaos à certains moments. Dans les années 70, Bernardo Huberman travaille à l'université Santa Cruz qui était le plus récent campus du complexe de l'université de Californie et un véritable laboratoire d'idées pour physiciens anticonformistes et brillants qui ont fait le succès technique des grandes sociétés comme Bell Telephone et IBM. Dans ses travaux sur le mouvement oculaire des schizophrènes, Huberman développe la première étude importante sur le chaos en physiologie. C'est à lui que l'on doit l'idée que « le chaos c'est la santé. » Ses travaux sont repris par Arnold Mandell psychiatre et dynamicien de San Diego, qui non seulement prit la défense d'Huberman mais montra en 1977 que certaines enzymes du cerveau avaient un comportement explicable seulement par le chaos et il en déduisit qu'il ne fallait pas rejeter les mathématiques non linéaires. Le principal théoricien du chaos cardiaque sera Léon Glass, encore un chercheur de l'université Mac Gill de Montréal. Glass va s'intéresser aux nombres et à leurs irrégularités puis il travaille à la Harvard Medical School. En 1981, il résume dans la revue américaine « Science » ses travaux sur les agrégats de cellules cardiaques prélevés sur des embryons de poulets âgés d'une semaine. Placés dans une coupelle puis agités, ces agrégats trouvent spontanément une pulsation commune sans intervention d'une vibration extérieure. Puis il introduit une micro électrode dans l'une des cellules et fait ainsi apparaître de nombreuses fréquences dans les agrégats. Il met ainsi en évidence un dédoublement de période, phénomène caractéristique de la formation du chaos. Léon Glass a montré que lorsque l'on perturbe même de manière périodique des oscillateurs biologiques, on obtient du chaos. Cela signifie que le message qui commande ces phénomènes est en fait chaotique et peut se traduire dans un grand nombre d'oscillations périodiques avec des périodes variées. Un autre grand nom du chaos cardiaque est Arthur Winfree, biologiste théoricien qui commença par étudier les horloges biologiques avant de se tourner vers les rythmes cardiaques. En 1983, Winfree étudie la fibrillation à l'aide de la théorie du chaos et publie un article dans la revue « Scientific American ». C'est Raymond Ideker, du Duke University Medical Center, qui devait tenter expérimentalement d'appliquer les idées de Winfree deux ans plus tard. Il a mis au point des dispositifs électriques pour bloquer la fibrillation. En même temps, Richard Cohen, cardiologue et physicien, dans une étude de sciences médicales conjointe au MIT et à Harvard, va montrer dans le mécanisme cardiaque un spectre de dédoublement de période lors d'expériences sur des chiens, or on sait que c'est ce dédoublement de période qui reproduit plusieurs fois est un chemin de la périodicité vers le chaos. Ary Goldberger, codirecteur du laboratoire des arythmies cardiaques de l'hôpital Beth Israël de Boston, a étudié les bifurcations brutales dans le comportement cardiaque et ainsi mis en évidence que les modèles de type classique c'est-à-dire linéaires ne pouvaient en rendre compte. C'est lui qui a mis en relations physiologistes et mathématiciens pour les amener à agir dans l'interdisciplinarité, ce que les uns et les autres étaient réticents à faire. Les mathématiciens du Courant Institute University de New York étudient le cœur artificiel dans les années 80 et s'attaquent au problème des valvules artificielles. Celles-ci posent notamment de gros problèmes de turbulences pouvant entraîner la formation de caillots du sang, causant des attaques. C'est en observant la manière dont le sang déformait les parois du cœur de manière dynamique et non-linéaire qu'il ont pu comprendre ce qui empêchait cette formation de caillots dans le mécanisme naturel. On a ainsi constaté que, dans les appareils artificiels qui aident le cœur à assurer son rythme, la non-linéarité est indispensable pour imiter les pacemakers naturels.

Quelques caractéristiques chaotiques du fonctionnement du coeur : 1°) l'autosimilarité est, rappelons le, la ressemblance d'allure de la courbe aux différentes échelles. On remarque que la courbe des battements cardiaques est du même type aux différentes échelles. On indique l'intervalle entre des battements cardiaques sur diverses périodes. On s'aperçoit alors, contrairement à l'électrocardiogramme qui pouvait faire croire à la périodicité, que nous avons du désordre mais que ce désordre est autosimilaire et fractal. Un tel graphique a été reproduit par Ary Goldberger dans la revue « Pour la science » et montre qu'au delà de l'irrégularité il y a similarité des courbes effectuées en changeant la distance de temps entre les relevés. 2°) le processus de feed-back dans le cycle de l'onde cardiaque qui passe du premier sinus au deuxième, au faisceau de His, au réseau puis revient au premier sinus. Il y a un feed-back car il y a réintroduction des données puisque c'est la fin du cycle qui indique au pace maker le moment pour relancer. Et il y a une fonction de contrôle et de régulation comme dans le chaos déterministe. Au contraire, un processus linéaire de feed-back, soumis à un petit choc, tend à modifier légèrement son évolution alors qu'un processus non-linéaire tend à revenir à son point de départ. 3°) la souplesse et l'interactivité du mécanisme cardiaque qui change de rythme en cours de journée, à toute vitesse si nécessaire comme aucun mécanisme périodique n'est capable de le faire, le chaos en est capable. 4°) l'effet de pointe puisqu'un petit choc entraîne une fibrillation (petite cause, grand effet) 5°) la superposition de plusieurs modes ordonnés dont aucun ne prédomine ordinairement. 6°) L'action conjointe d'au moins trois acteurs qui est nécessaire à la production du chaos. En effet, il n'y a pas une émission mais trois. Les deux sinus et le faisceau de His sont à la fois récepteurs et émetteurs de battements. On le sait car on peut interrompre l'émission du premier sinus, le deuxième fonctionne à un rythme différent. Et si on interrompt encore le deuxième sinus, le faisceau de His émet lui aussi avec un rythme encore différent. On a donc trois oscillateurs ce qui est la situation normale pour obtenir le chaos. Le premier sinus pulse à 120 par minute mais il transmet de manière beaucoup plus réduite soit une onde de contraction de 60 à 80 par minute chez l'adulte au repos, le deuxième sinus a un rythme naturel de 50 contractions par minute, le troisième point rythmique, le faisceau de His, émet de 30 à 40 contractions par minute. En fait il y a donc trois horloges qui ont non seulement des rythmes internes différents mais en plus sont des émetteurs récepteurs qui propagent les signaux à des vitesses différentes : le premier sinus diffuse à la vitesse de un mètre par seconde, le deuxième à 5 centimètre par seconde, le faisceau de His a une vitesse qui va de 2 à 4 mètres par seconde et il propage ses contractions à un réseau qui diffuse aux ventricules à la vitesse de 0,4 mètre par seconde. Comment fait le cœur pour faire de tout cela une contraction régulière de l'ensemble du cœur suivie d'une décontraction ? Comment le cœur peut-il fabriquer de l'ordre à l'aide d'un tel total d'informations apparemment désordonné ? Comment cela peut-il donner cette apparence périodique que nous connaissons ? Cette capacité de faire du signal de trois horloges échangeant sans cesse des énergies un signal unique périodique, c'est ce que l'on appelle l'autorégulation des horloges. En effet, des horloges battant à des rythmes différents mais qui échangent des vibrations donc de l'énergie peuvent se coordonner sans intervention extérieure. Elles constituent ainsi spontanément ce fameux rythme complexe dont on parlait. Elles trouvent des accrochages de fréquence qui leur permettent d'avoir un battement d'ensemble. Ce phénomène a lieu spontanément car la synchronisation des horloges permet de minimiser les échanges d'énergie et c'est donc l'état vers lequel va tendre spontanément le système. C'est ce qui explique aussi que c'est un phénomène stable bien que dynamique et même agité.

Mais comment le cœur peut-il avoir une telle variété de fréquences de battement et pourquoi cette variété se réduit elle tout à coup dans le cas de la fibrillation ? L'explication vient du faisceau de His. En effet, il a une capacité de vibrer sur de nombreux modes et de passer de l'un à l'autre grâce à sa forme fractale. Il a en effet une forme complexe, avec conservation des formes aux différentes échelles, forme qui lui permet de vibrer sur plusieurs modes. Comparons le à un arbre. Chacun a déjà remarqué comment lors d'un courant d'air, on constate parfois qu'une branche s'agite extraordinairement alors que le reste de l'arbre est quasi immobile. La vibration de l'air entre alors en résonance avec cette branche car elle a la forme convenable. La constitution fractale permet non seulement au faisceau de His de vibrer sur un très grand nombre de fréquences mais permet aussi qu'en cas de lésion, le faisceau continue à fonctionner, à recevoir et transmettre les impulsions. La thèse défendue ici souligne donc la capacité du cœur de réagir de manière dynamique à tous les incidents de l'existence et cette réaction consiste dans la capacité de changer son rythme. C'est cette dynamique adaptative que l'homme peut perdre avec l'âge. Il se met alors sur un rythme périodique mais qui est beaucoup plus instable car il est incapable de réagir à un changement. Les rythmes pathologiques sont plus réguliers que les rythmes d'un individu sain. Si on compare les diagrammes du rythme d'un individu proche de l'arrêt cardiaque et le rythme cardiaque pathologique de type périodique et en bas le rythme d'un individu sain, on remarque que c'est ce dernier qui, paradoxalement apparaît le plus agité.

La suite

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