Où réside la conscience ? Identification de réseaux cérébraux fortement connectés

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Le chemin vers la compréhension de ce qu’est la conscience est constitué de nombreuses étapes et l’une d’entre elles consiste à comprendre dans quelle zone du cerveau elle prend naissance. Un pas important dans cette direction a peut-être été franchi dans une nouvelle étude publiée dans la revue Cerebral Cortex et réalisée par une équipe de chercheurs de l’université de Tokyo.

Une des plus grandes questions de toute la science

Comme l’explique Masafumi Oizumi, l’un des responsables de l’étude, comprendre où réside la conscience dans le cerveau est l’une des plus grandes questions de toute la science. Pour l’heure, les scientifiques accumulent les preuves empiriques, grâce notamment à des techniques d’imagerie cérébrale de plus en plus superflues et à une puissance de calcul toujours plus grande qui leur permet de créer des algorithmes toujours plus efficaces. Les chercheurs expliquent dans la nouvelle étude qu’ils ont identifié les sous-réseaux cérébraux qui soutiennent l’expérience consciente.

Voies cérébrales bidirectionnelles

Les chercheurs se sont concentrés sur les voies bidirectionnelles en tant que caractéristiques de la conscience dans les réseaux neuronaux. Lorsque nous recevons des informations, par exemple lorsque nous regardons quelque chose, notre cerveau reçoit un signal de feed-forward. La réception du signal ne suffit pas à la conscience, il faut aussi que le cerveau renvoie l’information dans une sorte de « retour ». Comme toutes les zones du cerveau ne peuvent pas recevoir et renvoyer des informations, les scientifiques ont donc supposé que dans les zones où il existe des connexions bidirectionnelles, il peut y avoir des signes distinctifs qui peuvent ensuite être liés à la conscience.

Une communication bidirectionnelle est nécessaire

Jun Kitazono, auteur correspondant de l’étude, explique qu’en ne traitant que le signal de feed-forward, une personne ne peut pas percevoir consciemment un stimulus. Un retour d’information et donc une communication bidirectionnelle sont également nécessaires. Le signal de retour, c’est-à-dire la rétroaction, disparaît pendant la perte de conscience ou à tous les moments où l’expérience consciente est perdue, par exemple pendant le sommeil ou l’anesthésie générale. La bidirectionnalité reste fondamentale pour comprendre ce qu’est la conscience.

Expériences sur les souris

À cette fin, les chercheurs ont réalisé des expériences sur des souris en utilisant de nouvelles techniques de calcul. Ils ont réalisé un connectome, c’est-à-dire une carte détaillée des connexions cérébrales de l’animal. Ils ont ensuite isolé les zones présentant les connexions bidirectionnelles les plus fortes et, en appliquant un algorithme spécial, ont découvert que ces zones n’étaient pas réparties uniformément dans le cerveau. Les zones présentant les niveaux les plus élevés de bidirectionnalité étaient concentrées dans les zones corticales et thalamiques. La zone du cervelet, par exemple, présentait des niveaux de bidirectionnalité beaucoup plus faibles.

La boucle thalamus-cortical : est-ce là que réside la conscience ?

Ces résultats vont dans le sens de ceux obtenus dans plusieurs autres études selon lesquelles la conscience pourrait résider dans la zone du cortex cérébral (une région comportant de nombreuses zones sensorielles) et dans la région du thalamus, une région située au centre du cerveau. En particulier, il existe une région qui agit comme un lien entre les zones corticales et le thalamus, appelée la boucle thalamus-corticale. C’est peut-être là que réside le secret de la conscience.

La conscience est une combinaison de plusieurs facteurs

Il faudra toutefois approfondir l’analyse, notamment parce que, expliquent les chercheurs, l’étude qui vient d’être réalisée « se concentre uniquement sur les connexions anatomiques « statiques » entre les neurones ou les zones du cerveau » : la conscience est une combinaison de nombreux facteurs qui peuvent changer d’une seconde à l’autre en fonction des différentes activités neuronales réalisées. Peut-être sera-t-il un jour possible d’identifier où se développe la conscience à un moment donné en analysant directement la dynamique complexe de l’activité neuronale.

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Jean-Pierre
Médecin généraliste à la retraite après 32 ans d'exercice, je suis aussi passionné par l'évolution des outils technologiques comme internet. Ayant beaucoup plus de temps libre, j'ai lancé ce site internet afin de coupler mes deux passions : la médecine et les outils technologiques. Mon seul objectif est de partager mes connaissances au plus grands nombres et offrir un support ouvert à tous afin de partager les dernières actualités et innovations liées à la santé.