La conscience.






2 - Activations cérébrales et Localisation de la conscience :

    Nous avons vu que Descartes distinguait deux entités, le corps et l'esprit (ou l'âme) et ces deux composantes se rencontraient chez l'homme au niveau de la glande pinéale.
 
    Schéma du fonctionnement de la glande pinéale vue par Descartes dans les Méditations métaphysiques (1641).
 

    Bien plus tard, Sigmund Freud a imaginé la conscience sur la couche externe du cerveau, les régions les plus profondes correspondant, selon lui, à l’inconscient.
    Mais comme le sujet que nous nous proposons est le fonctionnement de la pensée chez l’être humain, c'est aux recherches sur le cerveau que nous nous intéresserons plus particulièrement, tout en prenant en compte ces deux composantes définies empiriquement par Freud : la conscience et l’inconscient.
    Toutefois, nous ne donnerons pas à ce dernier mot les caractéristiques que lui attribuait Freud : l'inconscient n'étant pas pour nous un réservoir de contenus hétéroclites auxquels notre conscience est soumise, mais un lieu recelant de multiples capacités dont notre pensée du quotidien n'a pas conscience.

A – L’architecture du cerveau : Les réseaux de la conscience :

        a – Les méthodes d’exploration :
    Nous avons vu qu’il y avait autant de définitions de la conscience que d’approches : un croyant, un philosophe, un neuro scientifique ou un chercheur en intelligence artificielle, nous proposent chacun sa propre vision en fonction de ce qu’il étudie ou des buts qu’il poursuit.





    Mais, lorsqu’on n’utilise pas les techniques d’analyse du comportement ou les modèles informatiques, comment faire pour détecter les signes de conscience chez l’être humain?
1 - le premier critère de reconnaissance de la conscience est que le sujet doit être éveillé, et réagir à la commande. Cet examen va se faire directement, sans appareil ni examen de laboratoire.
2 – dans le domaine de la recherche, il en va différemment. La conscience va devoir être « matérialisée ». Pour cela, des méthodes diverses et des appareils de mesures complexes vont être nécessaires.

    Le premier appareil de mesure a été l’électroencéphalographe qui a permis de distinguer des rythmes différents selon que le sujet veille, dort où rêve...
 

(ondes cérébrales : alpha et beta durant la veille ; delta en sommeil profond,... [12])

    Mais cet appareil était insuffisant pour préciser la localisation et le fonctionnement intime des régions impliquées dans la conscience. L'I.R.M. f. est venu compléter et préciser les découvertes avec l'aide de méthodes élaborées.
    - Pour cela, on va d'une part tenter de limiter la réponse cérébrale au maximum. On va donc mesurer l'activité électrique du cortex par électroencéphalogramme quand on fait entendre au sujet certains mots, qu’on lui fait voir des images simples ; ou bien on va demander au sujet de penser une action, et observer par I.R.M. comment son cerveau réagit.
    Il va ainsi être possible d’observer le comportement du cerveau selon qu’il est ou non conscient de la sollicitation.
Si le cerveau du sujet réagit, on pourra alors considérer que l’on a observé un signe de conscience.

 
    Par exemple, en combinant l'IRM fonctionnelle et l'électroencéphalographie, l'imagerie cérébrale a permis de confirmer l'hypothèse d'une perception subliminale des mots.
    Des régions qui réagissent lors d’un processus de lecture conscient sont également actives, quoique de façon plus réduite et inconsciente, lorsque les mots sont perçus de façon subliminale.

- On va d'autre part utiliser une méthode dite de « soustraction » : on se sert pour cela de l'une des caractéristiques du cerveau conscient qui ne réagit pas instantanément à une sollicitation dont il prend conscience. Un temps de latence est nécessaire, d'une durée d'environ 300 ms.
    On va donc présenter au sujet des stimuli de façon à ce que la moitié seulement soit perçue consciemment. En imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (I.R.M.f) on va ainsi observer les différences d'activation cérébrales dans les deux cas. Cela va apporter des informations sur des signes de conscience que l'on peut ainsi réduire à un strict minimum (par exemple une seule lettre ou un mot) afin de les localiser sur l’aire la plus réduite possible des structures cérébrales.

    Ainsi, dans l’image précédente, éliminer les zones qui réagissent inconsciemment, révèle les aires qui s‘activent lorsque le sujet est conscient.
 

    Ainsi, dans l’image précédente, éliminer les zones qui réagissent inconsciemment, révèle les aires qui s‘activent lorsque le sujet est conscient.
- une dernière approche consiste à étudier le phénomène dans sa globalité, notamment en s'intéressant aux états modifiés ou altérés de conscience.
    C’est ainsi que l'on a pu observer une succession d'activations dans le cerveau lorsqu'une information d’abord inconsciente est traitée jusqu'à aboutir à ce qu'il est convenu d'appeler la conscience.

        b – Les réseaux de la conscience :
    Les structures nerveuses dont l'organisation serait à l'origine de ce phénomène seraient constituées de circuits spécialisés, d'apparition récente, puisqu’elles concernent l’homme et les espèces animales les plus évoluées. On les localise actuellement dans les aires frontales et dans les aires associatives postérieures (précunéus et gyrus cingulaire postérieur de l'hémisphère gauche).

    C'est vers ces zones que se dirigeraient et seraient traitées les différentes informations qu’elles soient interoceptives ou extéroceptives...
 

 
    Les interrelations entre ces différentes régions s'intègrent parfaitement dans l'architecture du cerveau dont les neurones s'organisent selon une structure particulière constituée par :

    - un réseau dit « vertical » au niveau de la substance grise où les cellules nerveuses communiquent essentiellement par leurs dendrites ainsi que par des axones courts. Le fonctionnement de ces zones répond à des fonctions spécifiques (vision, audition, langage...)
    - et un réseau dit « horizontal » de neurones dont les axones longs relient ces différentes aires et intègrent leurs activités dans un espace de travail commun, ce que l’on appelle « espace neuronal de travail conscient » ou ENTC.

 

    Notre conscience émergerait du fonctionnement en réseau de ces différentes régions.
Elle se situerait dans la partie la plus récente de notre cerveau (fig bases neuronales de l’ENTC).


« La conscience se situe dans une architecture de neurones longs
reliant des zones spécialisées du cerveau. »

B – Mise en évidence de l’un des réseaux de la conscience :

    On sait, depuis les années 1990 que notre cerveau traite en permanence un grand nombre d'informations visuelles que nous ne percevons pas consciemment.
    Que se passe-t-il pour que nous en devenions conscient ?
    C’est en Mai 2004 que l'équipe de l'université CEA - INSERM de neuro-imagerie cognitive d’Orsay a mis en évidence non seulement les zones qui s'activent lorsque le sujet prend conscience, mais également la succession chronologique des activations cérébrales qui permettent à l'être humain d'être conscient de ce qu'il voit.
    Pour cela, il a été utilisé un procédé qui consiste à projeter sur un écran des suites de lettres séparées par un laps de temps très court (270 ms). On sait en effet que notre conscience est incapable de traiter simultanément différentes tâches : tant qu'elle n'aura pas fini de traiter le premier mot, elle ne pourra pas commencer le traitement conscient du deuxième.

    La première suite de lettres projetées est soit XOOX, soit OXXO. D'autres suites viennent s'ajouter et parasiter la perception afin de forcer le sujet à se concentrer pour déterminer laquelle des suites ait été affichée sur l'écran.
270 ms plus tard, le mot « CINQ » est affiché.
On sait que, dans 50 % des cas, le sujet ne parvient pas à déceler ce dernier mot.

 

    Après chaque visionnage, on demande au sujet quel a été le premier mot, et s'il a vu le mot CINQ.
Il est alors possible de comparer la différence d'activation cérébrale selon le mot CINQ a été vu ou non.
Les aires exclusivement activées lors de la perception consciente deviennent alors identifiables.
    Chez ceux qui ont vu le mot CINQ, les activations passent ainsi successivement du cortex visuel (1) au cortex frontal (2), puis au cortex préfrontal (3) pour revenir au cortex cingulaire antérieur (4) et finir dans le cortex pariétal (5).
    Chez ceux qui n'en ont pas été conscients, on n’observe au début aucune différence par rapport au premier groupe : il y a activation du cortex visuel ce qui montre que notre cerveau est capable de percevoir des images (ou de réagir à des stimulations visuelles) sans que nous en ayons conscience.
    Cette expérience semble démontrer que les aires visuelles, réagissant même dans le cas où le sujet n'a pas pris conscience, ne sont pas concernées par le processus qui mène à la conscience.
    Par contre, la conscience de ce qui a été perçu par les aires visuelles semble s'inscrire dans un réseau constitué des trois régions précédemment évoquées : les cortex frontal, cingulaire antérieur et pariétal, régions impliquées dans des tâches telles que l'attention, le choix des comportements à adopter et le langage.
    On constate ainsi que les stimuli sensoriels aboutissant à des perceptions conscientes produisent une activité cérébrale bien plus étendue que les mêmes stimuli demeurés inconscients.
Cette succession de réactions se produisant dans les lobes frontaux et pariétaux serait la signature d'une perception consciente.




Cette expérience met en évidence le réseau de la conscience visuelle.


« Ce que l'on appelle conscience est un processus qui intervient après la perception. »


C – Les deux espaces de travail du cerveau :

        a - Damasio – Conscience noyau et conscience étendue :
    C'est à partir de ces données que l'on va pouvoir déterminer ce que pourrait être la conscience au sens scientifique du terme.
    C'est ainsi qu’un auteur comme le neurologue américain A.Damasio distingue deux formes de conscience : la « conscience noyau » et la « conscience étendue »...
- la première est une forme de conscience très primitive qu'il nomme également « proto-soi » et qui correspond à une perception instantanée de l'état émotionnel du corps (perception immédiate).
    Cette perception est continue puisque l'organisme est sollicité en permanence par l’environnement.
Elle est étroitement liée à l'activité de structures bien définies comme la formation réticulée, l'hypothalamus ou les aires somato sensorielles.




    Des expériences ont montré que la destruction de la partie centro médiane des noyaux intralaminaires du thalamus (voir schéma) abolit la conscience, et produit des états proches de la mort cérébrale. On notera au passage que cette région du thalamus est l'un des principaux sites d'action des substances anesthésiantes ou anti-psychotiques.
    D'autre part, le thalamus est l'étape incontournable pour quasiment tous les signaux sensoriels (exception faite pour le sens de l'olfaction) qui doivent accéder au cortex.
Ces signaux sensoriels se répartissent en deux groupes :
    - à partir de régions « spécifiques » du thalamus, ils vont vers des régions relativement circonscrites du cortex (exemple : corps genouillé latéral vers le cortex visuel primaire)

 

 
    - à partir de régions « non spécifiques », les signaux se répartissent dans de vastes régions du cortex. (Les noyaux intralaminaires, situés dans la lamelle de substance blanche interne, en sont un excellent exemple).

Cette conscience noyau persiste durant le sommeil paradoxal.

    La deuxième forme de conscience, la conscience étendue serait quant à elle dépendante de l'histoire du sujet. Fondée sur la mémoire d'expériences passées ou la prévision d’événements futurs, elle est considérée comme étant d'un niveau supérieur.


« Le thalamus semble le point central par lequel transitent les informations
qui donneront naissance à la conscience ».


« La conscience noyau demeure en activité durant le sommeil paradoxal. »

    Le coeur de la conscience se situerait donc au niveau du thalamus, comme l'amènent à penser les travaux de Mike Alkire, de l'université de Californie, ce qui pourrait bien vouloir dire que la conscience elle-même appartient au cerveau ancestral et non pas aux structures cérébrales les plus récentes (cortex frontal).
Mais les avis sont partagés : d'autres équipes penchent plutôt pour un centre déclencheur situé au niveau du précunéus.

    En résumé, la conscience semble dépendante d’un réseau qui relie deux régions du cortex - la région préfrontale et la région temporo-pariétale – soit directement, soit via le thalamus.
 

        De plus, l'équipe du centre de recherche du cyclotron de Liège a montré que sous anesthésie une activité quasi normale peut persister dans certains réseaux cérébraux, comme l'aire corticale sensorielle primaire.
    Ainsi, si l’on touche la main d'un sujet endormi, l'information venue de la moelle épinière transite bien par le thalamus avant d’être diffusée au niveau du cortex sensitif primaire, exactement comme lorsqu’il est réveillé.
Mais l'information n'est pas intégrée au niveau de la conscience.


« Les régions primaires sont donc capables de percevoir des stimuli, même si le sujet est inconscient. »


        b - J P Changeux:

    Nous avons vu que, partant de l'idée que l’on ne peut dissocier l'activité mentale de l'activité neuronales le professeur Changeux, en collaboration avec Stanislas Dehaene qui dirige maintenant une unité Inserm-CEA de neuroimagerie cognitive, a développé depuis les années 1990 un schéma de compréhension de l’accès à la conscience. Ce modèle est basé sur le regroupement au niveau cérébral d'informations en provenance de régions spécialisées communiquant entre elles par des axones longs : l’espace neuronal de travail conscient (ENTC).

    JP Changeux et Dehaene distinguent ainsi deux ensembles dans le cerveau :
- des aires primitives qui traitent les signaux d'une manière non consciente.
- et l'espace neuronal de travail conscient (ENTC), plus particulièrement distribué dans les cortex frontal, pariétal et cingulaire, qui va traiter les informations précédentes pour les amener à la conscience.

Ces deux ensembles interagissent selon trois chemins principaux.
1 - Si le stimulus est trop faible, bien qu’il soit perçu par les connecteurs reliés à l’ENTC, il ne pourra pas attirer l’attention de ce dernier. Il restera donc non conscient.
2 - si le signal créé par le stimulus est inattendu, mais qu'il est assez fort pour réorienter l’attention de l’ENTC vers lui : d’inconscient, il peut devenir conscient.
3 - Enfin, l’attention suggérée au sujet amplifie le stimulus qui, d’inconscient, va devenir conscient, de la même manière que l’on peut isoler un son faible dans un fort bruit de fond.





Bien évidemment, si le signal active des zones qui ne sont pas reliées à l’ENTC, il ne pourra pas devenir conscient.
    
« La fonction de l'ENTC est de diriger l'attention. ».




3 – Conditions qui permettent à la conscience de s’exercer : (suite)