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Notre corps pense aussi

Notre corps pense aussi

10 MIN NEW SCIENTIST (LONDRES)

Courrier International le 15/08/2020



Les signaux électriques de notre corps – émis par nos organes et pas seulement notre cerveau – influencent notre perception du monde, nos décisions et même la conscience que nous avons de nous-même. 


Certaines parties d’Ann Arbor [une ville du Michigan, aux États-Unis] rappellent The Truman Show avec leurs maisons de bois et leurs clôtures blanches. Site de l’université du Michigan, la ville respire la prospérité et la sécurité bourgeoises. Sarah Garfinkel a donc été stupéfaite, quand elle y faisait des recherches il y a dix ans, de constater que les jeunes soldats qui avaient combattu en Irak et en Afghanistan étaient terrifiés. “Ça me fendait le cœur”, confie-t-elle. Et cela a changé le cours de sa carrière.

Sarah Garfinkel étudiait alors les circuits cérébraux impliqués dans la peur persistante. En travaillant avec ces anciens combattants traumatisés, elle a découvert deux choses. Premièrement, un environnement sûr ne les aidait pas à avoir moins peur. Deuxièmement, leur peur était autant physique que mentale : leur cœur battait toujours à toute vitesse, ils avaient les pupilles dilatées, les mains moites. “J’ai eu le sentiment que ce que faisait leur corps avait un sens mais je ne faisais qu’observer leur cerveau”, raconte-t-elle. Elle s’est donc penchée sur le lien entre le corps et l’esprit. Sarah Garfinkel, qui enseigne désormais à l’université du Sussex, au Royaume-Uni, a découvert que le corps a plus d’influence sur l’esprit qu’on pourrait le croire. “Nos pensées, nos sentiments et nos comportements sont en partie définis par les signaux internes qui viennent de notre corps”, explique-t-elle. Cela va toutefois plus loin et débouche, selon elle et ses collègues, sur une conclusion surprenante : le corps contribue à la perception qu’on a de soi-même et constitue un élément essentiel de la conscience. Cela présente des implications pratiques quand il s’agit d’évaluer des personnes qui ne manifestent que peu de signes de conscience. Et peut nous obliger à reconsidérer la limite entre la vie et la mort et nous donner de nouvelles informations sur l’évolution de la conscience. On sait depuis longtemps que nos organes internes possèdent une vie propre. Ils génèrent une activité électrique qui est transmise au cerveau par les neurones. Les signaux émis par le battement de votre cœur, votre respiration, la pulsation lente et régulière de votre estomac et l’état de vos muscles se retrouvent dans l’activité électrique de votre cerveau, lequel régule ces fonctions. En d’autres termes, il existe une boucle neuronale dans laquelle les cellules nerveuses transmettent au cerveau les informations communiquées par les organes et les ordres du cerveau aux organes.

Au XXe siècle, les chercheurs en neurosciences ne tenaient en général pas compte du corps. Ils associaient la vie mentale exclusivement au cerveau. L’expérience de pensée du “cerveau dans une cuve” illustrait cette approche : on imagine qu’un cerveau est détaché du corps et placé dans une cuve [où il reçoit des stimulus envoyés par un ordinateur] – il continue à avoir normalement conscience de ce qui se passe.

“Le corps, un acteur essentiel de l’esprit”

Les choses ont commencé à changer au tournant de ce siècle, quand Antonio Damasio, chercheur en neurosciences de l’université de Californie du Sud, a lancé le domaine de l’embodiment ou “cognition incarnée”. “Je défends l’idée que le corps est un acteur essentiel dans tout ce qui a trait à l’esprit”, explique-t-il. Après avoir été minoritaire pendant des années, il a été rejoint par quelques chercheurs, parmi lesquels Sarah Garfinkel, dans sa quête de l’origine corporelle de notre perception de nous-mêmes. Leur point de départ, c’est l’intéroception, une espèce de sixième sens de ce qui se passe dans notre corps. L’un des moyens de la mesurer, c’est par exemple de demander à quelqu’un de compter les battements de son cœur pendant un temps déterminé et de comparer le résultat avec celui d’un électrocardiogramme (ECG). Cette capacité varie beaucoup d’une personne à une autre. Celles qui perçoivent le battement de leur cœur avec le plus d’exactitude tendent à prendre de meilleures décisions intuitives et perçoivent mieux les émotions des autres [selon une étude parue en 2016 et une autre en 2017].

Que se passe-t-il exactement ? Pour le savoir, les chercheurs avaient besoin de mesurer l’intéroception dans le cerveau. Ils en ont trouvé le moyen avec le potentiel évoqué par les battements du cœur (HEP), c’est-à-dire la réaction du cerveau aux battements du cœur. Il existe beaucoup d’études sur la question car le HEP est relativement facile à mesurer : le rythme cardiaque n’étant pas complètement régulier, il est possible d’isoler le HEP du reste de l’activité du cerveau : il suffit de faire un ECG à un sujet tout en lui faisant passer un scanner cérébral. Le cerveau présente une activité dans le “réseau du mode par défaut”, ces zones qui sont actives même si le sujet ne fait rien consciemment. En 2016, une équipe de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dirigée par Hyeongdong Park a mesuré le HEP de personnes au cours d’une full-body illusion [une illusion impliquant le corps entier]. Chaque sujet, volontaire, était coiffé d’un casque de réalité virtuelle et regardait une simulation de lui-même se faisant caresser le dos pendant que celui-ci était vraiment caressé. Au bout d’un moment, le sujet déclarait se sentir physiquement proche de l’endroit où se trouvait son soi virtuel et non de l’endroit où il était vraiment assis. Plus le HEP était prononcé, plus l’illusion était forte. C’était selon les chercheurs la première preuve neurophysiologique de l’existence d’un lien entre l’intéroception et la perception de soi qu’a le cerveau. “Le HEP reflète les changements dans la conscience corporelle de soi, par exemple les changements dans l’identification avec le corps virtuel et le déplacement vers le corps virtuel”, précise Olaf Blanke, qui dirige le laboratoire de neurosciences cognitives de l’EPFL. Le libre arbitre, otage de nos états corporels ?

Les chercheurs de l’EPFL ont ensuite montré que notre soi corporel est tout sauf passif : il intervient dans toutes les décisions que nous prenons. L’équipe d’Olaf Blanke est partie des travaux du physiologiste américain Benjamin Libet, qui a en 1983 détecté un signal qui se déclenche dans le cerveau juste avant qu’une personne prenne conscience de son intention d’agir. Pour Libet, cela signifiait que le libre arbitre n’existe pas. Les chercheurs de l’EPFL ont découvert que ce même signal est également lié à une action corporelle particulière : la respiration. Nous sommes plus susceptibles d’effectuer un acte volontaire quand nous expirons. C’est pour Olaf Blanke une indication claire que “les actes de libre arbitre sont les otages de toute une série d’états corporels intérieur”. Ces expériences ont conduit Park et Blanke à poser que le cerveau se représente le soi corporel à partir des signaux envoyés par les organes comme des signaux envoyés par le monde extérieur. Cette représentation inclut l’auto-identification et l’autolocalisation, comme dans la full-body illusion. Ils pensent également que le caractère rythmique des signaux envoyés par les organes contribue à créer la continuité du soi dans le temps. “Les battements du cœur ont un caractère cyclique et prévisible, assure Olaf Blanke. Cet élément temporel pourrait jouer un grand rôle dans cette continuité du soi.”


Dessin paru dans New Scientist, Londres. De Patrick George

Catherine Tallon-Baudry, chercheuse en neurosciences de l’École normale supérieure de Paris, a une autre conception de la contribution du corps à la conscience de soi. Le cerveau est constamment bombardé de signaux émanant de l’intérieur et de l’extérieur du corps et résultant de ses processus cognitifs. Les signaux sont traités par des circuits cérébraux différents.

Pour Catherine Tallon-Baudry, les signaux rythmiques émis par les organes imposent au cerveau un cadre de référence unifié, qui nous permet de percevoir toutes ces informations entrantes du point de vue d’un seul “je” subjectif. “Je pense que la conscience est une propriété que le cerveau génère une fois qu’il a intégré les informations émanant de tout l’organisme”, explique-t-elle. Et une série d’expériences étayent son point de vue.

La vision augmentée par les battements du cœur

En 2014, Catherine Tallon-Baudry et Hyeongdong Park, qui travaillait dans son labo avant de rejoindre celui de Blanke, se sont mis à étudier l’influence du HEP sur notre conscience des choses. Ils ont demandé à des personnes de fixer leur regard sur un point puis de dire si elles voyaient un léger cercle autour. Plus le sujet avait un HEP fort avant qu’on lui montre le cercle, plus il était susceptible de percevoir celui-ci. “Les battements du cœur se comportent comme un élément supplémentaire d’information visuelle”, analyse Catherine Tallon-Baudry. Ils apportent également la “mienneté” intrinsèque du vécu conscient. “Dans la réponse de la personne – ‘J’ai vu quelque chose’ –, il y a cet élément de ‘je’. Il ne faut pas négliger cette part de ‘je’ dans la perception.”

Pour Olaf Blanke, cette étude est une magnifique démonstration du seuil de la conscience mais elle ne permet pas nécessairement de conclure que le soi est impliqué. Catherine Tallon-Baudry et son équipe ont donc mis au point une autre expérience pour étudier cette question. Cette fois, ils se sont concentrés sur la distinction entre “je” et “moi.” “’Je’, c’est l’aspect le plus basique du soi – celui qui vient avant la pensée, c’est l’entité unifiée qui pense, explique la chercheuse. Il est fondamentalement différent de la réflexion sur le ‘moi’, qui implique de surveiller différentes fonctions corporelles sans ce sentiment d’unité.” Pour voir si le cerveau traite lui aussi ces deux concepts différemment, l’équipe a demandé à des personnes qui passaient un scanner cérébral de fixer un point et de laisser leur esprit vagabonder. De temps en temps, on leur demandait si elles pensaient au “moi” ou au “je”, qu’on les avait entraînées à reconnaître, à ce moment précis. Le HEP se produisait dans une région différente du cerveau selon la réponse : près de l’avant quand le sujet pensait au “moi”, plus en arrière quand il pensait au “je”. Ce qui montrait pour la première fois que le cerveau fait effectivement la différence entre ces deux concepts.

Quand le cerveau écoute le cœur

Dans des travaux non encore publiés, l’équipe de Catherine Tallon-Baudry a également montré que le corps contribue parfois à nos préférences personnelles, qui nous définissent à plus d’un égard aux yeux des autres. Des sujets volontaires ont regardé 200 affiches de films célèbres et noté ceux qu’ils avaient vus. Le lendemain, on leur a montré des paires d’affiches des films qu’ils avaient notés et demandé d’indiquer celui qu’ils avaient préférés pendant qu’on mesurait leur HEP. Comme d’habitude dans ce genre d’expérience, les réponses n’étaient pas complètement cohérentes. Cependant, les personnes ayant le HEP le plus élevé au moment du choix ont donné des réponses qui étaient plus en phase avec la note qu’elles avaient donnée au début. Le choix du sujet était plus fidèle à lui-même quand son cerveau écoutait davantage son cœur. Le soi corporel d’Olaf Blanke et la conscience corporelle de Catherine Tallon-Baudry ne sont peut-être pas si éloignés. Les deux chercheurs peuvent espérer trouver un modèle primordial du “soi incarné” qui concilie leurs conclusions. Mais où s’inscrivent les recherches de Sarah Garfinkel là-dedans ?

Celle-ci explore deux idées liées : les signaux corporels influent sur nos émotions et les émotions définissent notre perception du soi par la mémoire et l’apprentissage. Après avoir travaillé avec des personnes souffrant de troubles autistiques, elle a conclu que leur difficulté à communiquer avec les autres vient de ce que leur cerveau est dépassé par les informations viscérales associées à leurs émotions et à celles des autres. Prenant pour piste une hyperactivité de l’axe corps-cerveau, elle planche maintenant sur ce qui hantait ces anciens combattants traumatisés : la peur. Pour son étude la plus récente, Sarah Garfinkel a adapté un paradigme classique de la psychologie appelé “conditionnement à la peur”. Les sujets, volontaires, ont appris à associer des stimulus neutres à des conséquences négatives, puis la chercheuse a mesuré leur rythme cardiaque et la conductivité électrique de leur peau, qui augmente quand on a peur. Les sujets se sont montrés plus effrayés quand on leur présentait les stimulus pendant que leur cœur se contractait que pendant qu’il se détendait. La phase du rythme cardiaque affectait également la facilité avec laquelle ces réactions de peur étaient provoquées par la suite. “Ces signaux du cœur peuvent vraiment provoquer et annuler les réactions de peur conditionnée”, insiste-t-elle.

La conscience, “un concept fumeux”

Sarah Garfinkel n’aime pas parler de conscience parce qu’elle pense que c’est un concept fumeux – “La conscience agit à tellement de niveaux” –, mais elle pense vraiment travailler sur les mêmes énigmes que Blanke et Tallon-Baudry. Pour Damasio, ces trois approches sont conciliables si on envisage les choses du point de vue de l’évolution. Il y a quatre milliards d’années, les premiers organismes primitifs surveillaient les changements survenant dans leur corps – l’équivalent de la faim, la soif, la douleur, etc. – et disposaient de mécanismes de retour de l’information pour maintenir l’équilibre. Notre système nerveux autonome, qui contrôle les fonctions automatiques de l’organisme, par exemple les battements du cœur et la digestion, sans que nous en ayons conscience ou presque, est un vestige de ces mécanismes primitifs.

Puis, il y a environ cinq cents millions d’années, le système nerveux central, avec un cerveau, est apparu. “La nature l’a ajouté après coup”, remarque Antonio Damasio. Il est cependant devenu une “ancre” alors que l’esprit était plus distribué auparavant. Les changements survenant dans l’organisme étaient projetés sur le cerveau et vécus comme des émotions ou des pulsions – l’émotion de la peur, par exemple, ou la pulsion de manger. La subjectivité est arrivée encore plus tard, poursuit Damasio, avec l’apparition du système musculo-squelettique, qui devait être le cadre physique du système nerveux central et fournir ainsi un cadre de référence stable : le “je” unifié du vécu conscient.

Si Antonio Damasio réfléchit à une synthèse, les autres chercheurs songent aux applications de leurs travaux. Sarah Garfinkel compte tester son idée d’hyperactivité de l’axe corps-cerveau sur des personnes traumatisées. Ses résultats accréditent déjà l’hypothèse qu’on puisse traiter le syndrome de stress post-traumatique avec des substances agissant sur le système cardiovasculaire. Des médicaments de ce type sont d’ailleurs en cours d’essais cliniques.

Blanke et Park ont déposé un brevet relatif à la prévision du comportement par le rythme respiratoire. Cela pourrait entre autres permettre de rendre les interfaces cerveau-ordinateur plus sensibles aux choix des personnes en situation de handicap.

Faut-il revoir notre conception de la mort ?

Catherine Tallon-Baudry travaille avec le neurologue Steven Laureys à l’université de Liège, en Belgique, sur des personnes souffrant de troubles de la conscience, par exemple le coma. Ils ont formé une intelligence artificielle à reconnaître le lien entre le HEP et certains signes cliniques mesurables, à vérifier si le HEP peut à lui seul constituer un outil de diagnostic pour les patients présentant des signes cliniques ambigus – en particulier ceux qui se trouvent dans la zone grise appelée état de conscience minimale.

Ces découvertes présentent également des implications philosophiques. Si la conscience est “incarnée” [intrinsèquement liée au corps], notre conception de la mort, actuellement définie par l’Organisation mondiale de la santé comme la perte irrémédiable des fonctions cérébrales (mais pas corporelles), s’en trouvera peut-être affectée. Ces recherches ont également des conséquences pour la conscience des autres animaux et le traitement que nous leur réservons. Et si la conscience est incarnée, cela signifie qu’une machine ou un robot ne sera jamais vraiment consciente puisqu’elle ne peut pas intégrer de signaux émis par son corps. “Quand on commence à passer en revue les implications du soi incarné, déclare Catherine Tallon-Baudry, elles sont vraiment très profondes.”


Laura Spinney


Cet article a été publié dans sa version originale le 24/06/2020.

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